[发明专利]一种基于可重构天线的室内定位系统

说明书

本发明公开了一种基于可重构天线的室内定位系统，包括全向天线模块、定向天线模组、主控模块和终端，定向天线模组包括三个基站主板、三个切换控制单元、呈正n边形设置的反射板和n个基站天线，n个基站天线沿圆周方向等间距分布在反射板的外侧，三个切换控制单元与三个基站主板一一对应，基站主板通过切换控制单元与n个基站天线分别连接，主控模块通过切换控制单元控制基站主板与任意一个基站天线连接，全向天线模块位于反射板的中心位置，以全向天线模块为中心沿圆周方向划分n个相等的区域，n个区域与n个基站天线一一对应，每相邻的三个基站天线组成一个天线组，结合特定的计算方法获取终端所在的位置信息；优点是定位的精度较高。

技术领域

本发明属于定位技术领域，尤其是涉及一种基于可重构天线的室内定位系统。

背景技术

定位系统是以确定空间位置为目标而构成的相互关联的一个集合体或装置，当前室内定位系统采用的技术有超声波、红外、WIFI、蓝牙、5G和UWB等，除了超声波和红外，其它技术都是应用三点或多点定位，即需要布置大量的基站才能完成定位，终端需要与相邻三个或多个基站连接，通过算法实现定位。

以WIFI、蓝牙和5G为例，所用天线为全向天线，没有方向性，只能依靠功率计算终端与所有基站之间的距离，然后以基站为中心，距离为半径画圆，寻找所有圆的交叉点位置以实现定位。但是基于WIFI、蓝牙和5G通信协议的终端在不同时刻发送的检测信号的信号强度存在差异，基站在获取检测信号的过程中，由于多径、检测信号强度波动等问题，即便终端在同一地点发送检测信号，所有基站接收到的信号强度变化也很大，难以满足距离计算要求，最终只能看哪个基站获得的信号强度最强，就定位于该基站下方，即定位精度全靠基站的覆盖面积确定，无法定量计算。

以UWB为例，UWB是目前室内定位精度最高的技术，该技术采用TDOA定位方法，利用UWB技术测得定位标签相对于两个不同定位基站之间无线电信号传播的时间差，从而得出定位标签相对于四组定位基站的距离差，但是UWB所需的基站过多，每个基站的站址都需要精确标定，工程中存在较大的难处。另外，UWB还存在穿透力差和严重的多径问题，这也是当下UWB没有大范围应用的主要原因。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种实现单点定位的室内定位系统，定位的精度较高。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于可重构天线的室内定位系统，包括全向天线模块、定向天线模组、主控模块和终端，所述的定向天线模组包括三个基站主板、三个切换控制单元、呈正n边形设置的反射板和n个基站天线，n为大于或等于4的整数，n个所述的基站天线沿圆周方向等间距分布在所述的反射板的外侧，三个所述的切换控制单元与三个所述的基站主板一一对应，所述的基站主板通过相对应的切换控制单元与n个所述的基站天线分别连接，所述的主控模块通过所述的切换控制单元控制相对应的基站主板与任意一个所述的基站天线连接，所述的全向天线模块位于所述的反射板的中心位置，以所述的全向天线模块为中心沿圆周方向划分n个相等的区域，n个所述的区域与n个所述的基站天线一一对应，且所述的基站天线位于相对应的区域的中心线上，每相邻的三个所述的基站天线组成一个天线组，通过以下步骤获取终端所在的位置信息：

S1、全向天线模块发送预设有第一初始信号强度信息的第一检测信号至终端；

S2、终端对接收到的第一检测信号进行处理得到包含有处理后的信号强度信息的终端反馈信息，终端发送终端反馈信息至全向天线模块，终端发送预设有第二初始信号强度信息的第二检测信号至n个天线组；

S3、全向天线模块将接收到的终端反馈信息发送至主控模块，主控模块通过三个切换控制单元控制n个天线组循环导通，每个天线组导通时，该天线组内的三个基站天线分别对接收到的第二检测信号进行处理得到包含有处理后的信号强度信息的单元反馈信息，然后将单元反馈信息通过三个基站主板发送至主控模块；