[发明专利]一种基于UWB智慧灯具的照明与定位控制方法

权利要求书

1.一种基于UWB智慧灯具的照明与定位控制方法，其特征在于，基于UWB智慧灯具的照明与定位控制系统，所述系统包括定位装置、至少一个智慧灯具、服务器、多个传输模块；

所述智慧灯具被分配有唯一ID且绑定至作业区域中的指定位置，用于接收定位装置包含作业人员信息的信号，并将所接收到的作业人员信息与作业人员在当前位置上的持续时间上传至服务器；所述智慧灯具还用于响应作业人员的接近或远离实现开启或关闭、亮度调节；所述智慧灯具还用于向服务器上传其运行状态数据，以及接收由服务器发出的控制指令；

所述定位装置用于向所述智慧灯具发送包含作业人员信息的信号，其中，所述定位装置由工作人员携带；所述作业人员的信息包括但不限于姓名、年龄、职务；定位装置还包括用于发送求救信号的触发机构，所述触发机构与智慧灯具的处理器和/或服务器连接；其中，所述用于发送求救信号的触发机构为SOS按键或拉扣开关或生命体征传感器；

所述传输模块用于接收、存储及处理智慧灯具发送的作业人员信息并实时上传到服务器；

所述服务器用于接收所述传输模块上传的作业人员信息，处理后获得各智慧灯具对应区域的作业人员信息及数量；接收智慧灯具的运行状态数据及对智慧灯具下达控制指令；计算确定作业人员当前的位置坐标，并根据接收到的作业人员信息、持续时间、智慧灯具ID所对应的位置信息、作业人员位置坐标建立轨迹档案；

所述传输模块与所述智慧灯具、服务器连接并通讯；所述智慧灯具与定位装置通讯连接；智慧照明灯具内包括处理器及连接受控于该处理器的电源模块、近场通信器、联网模块、光源模块、调光模块；所述光源模块包括灯具，所述光源模块分别与电源模块、调光模块电连接连接；其中，所述处理器控制光源模块的开启、关闭与光效调节，以及用于所述近场通信器的信号处理和联网模块的信号处理，所述联网模块与传输模块通讯以上传定位装置作业人员信息和接收控制指令，所述近场通信器用于获取所述定位装置发出的信号；所述电源模块用于供电；

智慧照明灯具还包括电参量采集模块，所述电参量采集模块与电源模块、处理器电连接，所述电参量采集模块用于获取所述灯具的相关运行状态数据并向服务器上传所述运行状态数据，所述运行状态数据包括但不限于电压、电流、功率；当服务器根据电参量采集模块的数据判断到智慧灯具交流供电掉电或断电后，智慧灯具电源模块给自身供电，在放电过程中由智慧灯具告知处理器，服务器主动上报监控平台，并短信通知运维人员；

计算确定作业人员当前的位置坐标，并根据接收到的作业人员信息、持续时间、智慧灯具ID所对应的位置信息、作业人员位置坐标建立轨迹档案，包括以下步骤：

步骤S1.在作业区域内设置多个智慧灯具，作业人员携带定位装置，所述智慧灯具被分配唯一ID且绑定至作业区域中的指定位置，同时对定位装置进行ID编号；

步骤S2.定位装置向所述智慧灯具发送包含作业人员信息的信号；

步骤S3.智慧灯具获取并上传所接收到的作业人员信息与作业人员在当前位置上持续时间；

步骤S4.服务器接收所述传输模块上传的作业人员信息，获得各智慧灯具对应区域的作业人员信息、数量及持续时间；

步骤S5.服务器计算确定作业人员当前的位置坐标；

步骤S6.服务器根据接收到的作业人员信息、持续时间、智慧灯具ID所对应的位置信息、作业人员位置坐标建立轨迹档案；

所述获得作业人员当前位置方法为：

S41.将作业区域内设置的智慧灯具分为一个一级智慧灯具和多个二级智慧灯具；

S42.利用服务器对所述智慧灯具和定位装置进行编号，其中，一级智慧灯具编号为基站1，其余二级智慧灯具依次从2号编至n号，即基站2至基站n；作业人员的定位装置编号为标签1；

S43.测量基站到标签1的距离，其中，S_A1TA，S_A2T1，S_A3T1…，S_AnT1是基站到标签1的距离；

S44.基站1发送一个信号到整个网络，其他基站在收到基站1的信号后立即发射信号给标签1；

S45.标签1在接收到基站1的信号后，记录下该信号的到达时间，然后一直等待，直到来自基站2、基站3、基站4、至基站n的信号到达，记录从所有基站到达标签1的到达时间t1计算基站2、基站3、基站4、至基站n的到达时间差(t2-t1)，(t3-t1)，…，(tn-t1)；

S46.利用TDOA算法中得到作业人员的预估位置值；

S47.将预估位置值作为卡尔曼滤波的初始值，并利用卡尔曼滤波算法求得最终位置坐标。