[发明专利]基于单个或多个蓝牙发射单元的微星基站定位系统及方法

说明书

本发明属于室内定位技术领域，公开了一种基于单个或多个蓝牙发射单元的微星基站定位系统及方法，定位系统包括至少一个微星基站用于播发基站的标识码、坐标、楼层、房间号，发射器信号传播参数、工作模式的电文信息；用户设备上的微星基站定位系统用于接收微星基站的信号和解析得到的电文信息并计算自身的一维，二维或者三维坐标。本发明无需精密时间同步和专用接收设备，不改变用户习惯，使用大众手机即可获得与室外定位相当的精度；可实现室内外定位无缝对接；微星基站成本低，功耗低，部署方便，无需外接网线，光纤等；环境适应性好，可扩展性好。

技术领域

本发明属于室内定位技术领域，尤其涉及一种基于单个或多个蓝牙发射单元的微星基站定位系统及方法。

背景技术

室内定位技术是近年来新兴的定位技术之一。与室外定位技术相比，室内定位通常在一个封闭的，较复杂的空间内实现可靠的定位计算。目前室内定位的主要方法有近邻法，几何法，场景分析法，线路推算法等。其中近邻法和场景分析法主要适用于精度要求较低的室内定位场合，线路推算法定位误差随着时间累计，难以独立作为高精度室内定位的方法。几何法主要依赖于各类声，光，电信号，通过直接或者间接的测定目标与参考点之间的相对距离，角度关系来确定目标的位置。目前几何法仍是高精度室内定位最理想的算法。基于不同信号频率和信号协议，可用于实现室内定位的技术手段已经达到十几种，常见的有激光，超声波，红外线，蜂窝网络，无线广播，经过编码的可见光，Wi-Fi,蓝牙，Zigbee，RFID等。不同的技术可实现的精度和覆盖范围各有不同，但这些信号都需要预先布设主动或被动的定位节点来配合才能实现定位计算，大部分也都需要专用的用户端设备来实现，系统实现成本高，不利于推广。这些技术中，Wi-Fi和蓝牙技术由于已经被广泛的使用，现有的大部分手机都支持Wi-Fi和蓝牙进行通信，可以实现不改变现有的用户接收设备的室内定位，而其他的大多数设备都需要用户端配备专用的定位标签。Wi-Fi接入点(AP)需要连接电源并接入有线网络，布设较复杂。蓝牙4.0标准大幅度降低了蓝牙发射模块的功耗，目前蓝牙发射模块的成本也非常具有竞争力。本发明提出了一种基于蓝牙技术的高精度，高可靠性，低成本的室内定位解决方案。

综上所述，现有技术存在的问题是：

虽然能够实现室内定位的技术方法很多，但是大部分技术都需要布设专用的节点和专用的用户接收设备。节点的布设，维护费用成本昂贵，用户需要额外投资，推广难度大。专用的信号和收发设备的有点在于信号设计的灵活度更大，更容易设计适合室内定位的信号体制。有些定位技术如激光，UWB虽然可以实现分米至厘米级的定位，但是设备成本高，安装要求高，难度大，难以大范围推广。低成本的室内定位技术如Wi-Fi定位技术，蓝牙定位技术精度都停留在数米的水平而且定位的稳定性，可靠性也有待提高。特别地，对于低成本的蓝牙模块而言，信号稳定性较差。低性能的PCB天线导致信号发射和接收对方向有明显的依赖性。室内环境复杂，使得蓝牙信号产生阶跃或周期性波动，难以精确室内定位难以和室外GPS获得的坐标进行无缝转换，这很大程度上妨碍了室内定位技术的商业普及应用。室内定位技术的另一个问题是大部分室内定位系统都基于局部坐标系建立的，无法和室外的GPS定位衔接起来。最终导致室内和室外定位系统只能分别单独使用，给用户带来不便。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于单个或多个蓝牙发射单元的微星基站定位系统及方法。

本发明是这样实现的，一种基于单个或多个蓝牙发射单元的微星基站定位系统，所述基于单个或多个蓝牙发射单元的微星基站定位系统，包括：

至少一个微星基站，安装在坐标已知的固定点上，用于传递定位使用的信息，这些信息的包括但不限于微星基站的标识码、坐标、楼层、房间号、信号传播参数、工作模式的电文信息；

用户设备上的微星基站定位系统；通过无线信号与微星基站连接，用于接收微星基站的信号和解析得到的电文信息并计算自身的一维，二维或者三维坐标。