[发明专利]基于ZigBee的室内定位系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及室内定位系统，特别涉及一种基于ZigBee的室内定位系统及方法。

 

背景技术

室内定位系统在安防、医疗等行业得到广泛应用，其实现的功能也越发得到人们的认可，从而成为各行业的重要管理工具。相关的位置服务包括导航、地域性的广告、库存管控、监狱监控、博物馆导览、以及医院婴儿防盗等。室内定位系统是一个构建于无线传感网络的信息监控平台，融合了各种定位算法、无线通讯技术。利用室内定位系统的空间分析功能，可以对人或物体进行的行为进行有效分析，从而实现科学合理的监控调度管理和防盗管理，提高管理效率和管理安全性。

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。

现有的室内定位系统包括：通信网络、若干电子标签以及监控中心，电子标签作为室内定位系统的重要组成部分，可以作为定位对象的重要识别标志，是定位数据信息采集的主要途径，为各种类型的分析管理提供一个直观的信息支持。常规的标签若是采用ZigBee模块设计，通常都采用其本身自带的通信协议规则，但是由于标签内部的ZigBee模块本身也不断参与组网，且标签本身处于活动状态，如此反反复复地不断加入网络、离开网络，造成标签通信量大，标签本身功耗也较高。除此之外，标签数量过多，网络节点规模较大，网络的深度也越高，易引发网络带宽不足，数据包丢失等现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于ZigBee的室内定位系统，可有效降低并发数据量，降低标签功耗，降低丢包率，有效提高网络通信可靠性，实现大规模组网。

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于ZigBee的室内定位方法，可有效降低并发数据量，降低标签功耗，降低丢包率，有效提高网络通信可靠性，实现大规模组网。

本发明通过以下技术方案实现：

一种基于ZigBee的室内定位系统，包括：通信网络、若干电子标签以及监控中心，通信网络包括：

网络协调器节点，用于组网以及和上位机通信；

若干参考节点或excitor节点作为通信网络的路由节点和终端节点，参考节点或excitor节点位置固定，并与网络协调器节点星形通讯连接，用以传递信息；

其中，电子标签不包括在组网之内。

较佳的，电子标签、若干参考节点和excitor节点的内部均包括ZigBee通信模块，以及低频射频触发模块。

较佳的，电子标签的低频射频触发模块用以发射信息，参考节点或excitor节点的低频射频触发模块用以接收信息，电子标签的ZigBee通信模块不包括在组网之内。

较佳的，还包括备用网络协调器节点，用以防止网络瘫痪。

一种基于ZigBee的室内定位方法，采用上述的基于ZigBee的室内定位系统，执行如下步骤：

S1、网络协调器节点进行组网；

S2、电子标签进行信息数据采集，并将采集到的信息数据实时上传至有效射频范围内的参考节点或excitor节点；

S3、参考节点或excitor节点与网络协调器节点实时信息交互；

S4、利用已知的参考节点或excitor节点的坐标信息，借助定位算法完成定位。

较佳的，还包括启用备用网络协调器节点的方法，依照以下步骤执行：

S1、上位机按时检测网络协调器节点是否正常；

S2、若正常则结束，反之则推送损坏信息至监控中心；

S3、通知备用网络协调器节点开启检测；

S4、备用网络协调器节点检测网络协调器节点是否损坏；

S5、若没损坏则结束，若损坏则备用网络协调器节点与网络协调器节点重建网络；

S6、备用网络协调器节点通知上位机，确认重建网络后结束。

 

附图说明

图1为本发明一种基于ZigBee的室内定位系统的结构示意图；

图2为本发明一种基于ZigBee的室内定位方法中启用备用网络协调器节点的方法的流程图。