[发明专利]机车生产车间室内人员和设备无线定位系统及其工作方法

权利要求书

1.机车生产车间室内人员和设备无线定位系统，其特征在于：包括信息采集模块、定位模块、无线传输模块和智能显示模块；所述的信息采集模块依次与定位模块、无线传输模块和智能显示模块双向连接；

所述的信息采集模块包括采集微控单元和射频模块，用于对人员以及设备定位跟踪的数据采集；所述的采集微控单元与射频模块连接，所述的射频模块采用CC1110射频芯片；所述的采集微控单元对射频模块进行控制，处理RFID读写器发送的无线电载波信号；

所述的定位模块包括RFID读写器、定位LoRa模块和定位微控单元，所述的定位微控单元分别与RFID读写器和定位LoRa模块连接；RFID读写器使用一种改进的DV-Hop算法，改进的DV-Hop算法通过计算多个平均跳距的适应度，选取最优的平均跳距，再对最优的平均跳距进行多次迭代，从而寻找出最终的最优跳距，缩短最优跳距误差，将人员和设备的位置信息误差缩短至0.8m；所述的定位LoRa模块负责与无线传输模块的LoRa模块通信，传输采集到的人员设备信息：所述的定位微控单元负责处理RFID读写器读取到的RFID电子标签信息，并对数据进行处理，使用改进DV-Hop算法定位人员设备位置；所述的RFID读写器负责读取RFID电子标签携带的人员设备信息，并对数据进行解调解码，将RFID电子标签携带的信息传送到定位微控单元；

所述的无线传输模块包括LoRa无线模块和传输微控单元，无线传输模块负责定位模块与智能显示模块间的数据传输；所述的无线传输模块采用LoRAWAN协议的OTAA入网机制实现定位模块的自动入网；

所述的智能显示模块包括智能终端、大屏幕和移动终端，通过建立人员设备状态判定算法和人机界面实现厂区人员及设备的跟踪和管理。

2.根据权利要求1所述的机车生产车间室内人员和设备无线定位系统，其特征在于：所述的采集微控单元、定位微控单元和传输微控单元为意法半导体生产的高频STM32F407基于M4内核的微控制器。

3.根据权利要求1所述的机车生产车间室内人员和设备无线定位系统，其特征在于：所述的信息采集模块、定位模块和无线传输模块均包括独立的电源模块。

4.根据权利要求1所述的机车生产车间室内人员和设备无线定位系统，其特征在于：所述的RFID有源电子标签为高频中长距离板载RFID有源标签。

5.机车生产车间室内人员和设备无线定位系统的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、系统初始化；

B、RFID读写器发送无线电载波信号，对RFID读写器进行配对；

C、RFID电子标签被激活，向RFID读写器发送人员设备信息；

D、RFID读写器采用改进的DV-Hop算法对接收到的数据进行识别，改进的DV-Hop算法通过计算多个平均跳距的适应度，选取最优的平均跳距，再对最优的平均跳距进行多次迭代，从而寻找出最终的最优跳距，缩短最优跳距误差，将人员和设备的位置信息误差缩短至0.8m；若数据格式正确，则对数据同时进行解调解码；若数据错误，则放弃数据，从RFID电子标签重新接收；

E、定位微控制器对RFID读写器的解码信息进行处理，得到人员设备具体位置；

F、定位微控制器将人员设备信息发送到无线传输模块；

G、无线传输模块对接收到的数据进行识别，若数据格式正确，则对数据进行解调解码；若数据错误，则放弃数据，从定位模块重新接收；

H、无线传输模块将厂区信息与接收到的人员设备信息合并，并加入同步码和效验码封装成帧；

I、无线传输模块将信息发送至智能显示模块上，并进行显示。