[发明专利]近距离无线通信定位与跟踪装置及其跟踪方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线通信设备，具体为近距离无线通信定位与跟踪装置及其跟踪方法。

背景技术

随着科学技术的进步，工业自动化与机器人概念逐渐转为民用和娱乐市场，当前无线短距离通信技术日趋成熟，定位技术也随着芯片的更新，更趋于准确和实时，随着通信技术和物联网等技术的发展，对物品识别和定位的技术日益成熟。当前可用于对物品定位的首要方法是基于卫星的定位系统，包括GPS和北斗系统等。这些系统可实现较为精确的定位，但由于卫星定位系统必须保证卫星的可视性，所以只能在无遮挡的环境条件下应用。另外卫星定位系统功耗和成本都较高，而且必须一个网络通过空口传输，没有必要用在短距离定位和跟踪识别，近年来，随着无线通信和微电子技术的发展，无线测距技术开始得到应用。目前可用的无线测距技术主要包括基于RSSI、基于CCS、基于TOA、基于TDOA和基于TOF等方法，这些方法通过测量收发信方之间的信号衰减特征或信号传播时间等信息来计算收发双方之间的距离。为了提高无线测距的精度，一些IC厂商开始提供融合两种或数种以上技术的无线测距专用芯片，使无线测距技术得到实用。为了得到物品的定位信息，一些技术开始采用多个固定或移动基站或锚点对某一终端进行测距，然后根据基站间的相对几何位置及测距信息来对被定位终端进行定位。

发明内容

针对上述技术背景，本发明涉及利用无线测距进行定位的系统，提供一种定位设备简单、体积小、功耗低定位与跟随装置，基于定位技术，原有的技术是基站或锚点来定位移动终端，即通过三点定位法，根据移动终端的距离来计算出坐标，而基站的坐标是固定且有相对数据，从而可以知道移动终端的具体位置；该发明内容为，做一下反向应用的设计，让原来用于定位的基站随着移动端行走，在保持预设距离的情况下，并能按照预先记录的移动端轨迹，自动跟随，那么具体的应用，就是让这些基站或锚点固定在一个设备上，比如小车，根据移动终端的移动信息，控制小车自动跟随移动终端行走。

具体技术方案为：

所基于的无线通信标准包括并不限于wifi、蓝牙、zigbee、UWB、FM或者其他自定义频段；

近距离无线通信定位与跟踪装置，包括定位模块与被定位模块；

定位模块，包括定位微处理器单元、定位无线收发单元、计算单元、行走单元和定位供电单元，所述的计算单元连接有显示单元和输入单元，所述的计算单元、定位无线收发单元、定位供电单元、行走单元和提醒单元分别与定位微处理器单元连接；

定位微处理器单元，接受到的数据进行协议比对，判断是否为指定被定位模块回传的应答信号，如果判定为指定被定位模块回传的应答信号，对数据进行计算处理，将包含测距的数据传送给计算单元；另外，定位微处理器单元根据提醒单元提供的距离和方位差控制行走单元进行移动，与被定位模块保持在预设的距离内；

计算单元，根据收到被定位模块的测距信息计算该被定位模块与本定位模块间的距离和角度，对计算得到距离和角度信息进行存储并与预设的距离进行比对，如果计算距离大于预设距离，则启动提醒单元，将角度和距离差传递给定位微处理器单元；

定位无线收发单元，进行信号调制和放大后通过天线发送给被定位模块，接收被定位模块的应答；

输入单元，用于通过控制定位模块对被定位模块的定位操作；

行走单元，通过定位微处理器单元控制步进电机，电机控制主动轮，通过脉冲控制电机转数，可以控制移动的距离；

定位供电单元，用于给定位微处理器单元和定位无线收发单元提供电源；

被定位模块，包括被定位无线收发单元、被定位微处理器单元和被定位供电单元，被定位无线收发单元与被定位微处理器单元连接；

被定位无线收发单元，对接受到的无线电信号进行放大、滤波和解调处理后得到数据信号，将数据信号传送到被定位微处理器单元；将被定位微处理器单元处理后的包含测距信息和协议信息的数据通过天线发送给定位模块；

被定位微处理器单元，对接受到的数据进行协议比对，判断是否为传送给本被定位模块的信号，如果判定为传送给本被定位模块的信号，被定位微处理器单元对数据进行计算处理，将包含测距信息和协议信息的数据通过被定位无线收发单元发送给定位模块；

被定位供电单元，用于给被定位微处理器单元和被定位无线收发单元提供电源。

近距离无线通信定位与跟踪装置的跟踪方法，包括以下步骤：

(1)多点距离计算，定位模块中的定位微处理器单元完成，有两个或以上的基站分别计算距离数据，将测距数据送往计算单元；