首页 / 专利库 / 保护装置和系统 / 锚点 / 一种基于NB-IOT通信的低功耗室内外定位方法及其系统

一种基于NB-IOT通信的低功耗室内外定位方法及其系统

阅读:1028发布:2020-06-22

专利汇可以提供一种基于NB-IOT通信的低功耗室内外定位方法及其系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了基于NB-IOT通信的低功耗室内外 定位 系统以及其定位方法,系统包括作为系统主控的NB-IOT模 块 以及与其相连的GNSS模块、Zigbee模块、监控终端和安装于室内的锚 节点 ,监控终端通过网络 云 端与NB-IOT模块连接,GNSS模块、Zigbee模块通过UART、SPI或IIC的方式与NB-IOT模块连接。采用在室内安装锚节点来对定位产品进行室内定位,室外采用GNSS进行定位,以Zigbee锚节点的 信号 强度作为室内外定位方式的转换 开关 ,将GNSS定位系统和NB-IOT融合在一起,解决了 现有技术 中室内定位不准确的问题,并且NB-IOT通信较GSM而言频带更窄,功耗更低,产品待机时间长。,下面是一种基于NB-IOT通信的低功耗室内外定位方法及其系统专利的具体信息内容。

1.一种基于NB-IOT通信的低功耗室内外定位方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
步骤1:将Zigbee锚节点固定分布于室内,各个锚节点分别作为一个协调器节点或若干路由器节点,定位目标上的Zigbee模为Zigbee终端节点,配置zigbee路由节点和终端节点加入协调器,在监控终端的监控APP上选择锚节点位置并记录对应的MAC地址;
步骤2:监控目标不在监控范围内时,监控Zigbee终端节点将离网,启用GNSS定位,随后Zigbee终端节点定期发送rejion请求,当定位目标再一次进入监控区域后,Zigbee终端节点重新加入Zigbee网络开启Zigbee定位,Zigbee终端节点周期性的发送定位指令并接受Zigbee锚节点响应的室内定位数据并将室内定位数据发送到NB-IOT模块;
步骤3:NB-IOT模块收到室内定位数据后,将室内定位数据发送至端,然后发送到监控终端,监控终端通过计算Zigbee数据得到室内定位的信息,在监控APP上进行显示。
2.根据权利要求1所述的基于NB-IOT通信的低功耗室内外定位方法,其特征在于,所述监控APP可下发配置信息和控制指令,包括室内定位设备信息和室内定位数据发送周期,控制室内外定位模块的开启和关闭。
3.根据权利要求1所述的基于NB-IOT通信的低功耗室内外定位方法,其特征在于,所述NB-IOT模块通过UART、SPI或IIC与GNSS模块、Zigbee模块相连接。
4.根据权利要求1所述的基于NB-IOT通信的低功耗室内外定位方法,其特征在于,所述室内定位数据包括信号强度,NB-IOT判断信号强度值超过设定的阈值后将发送室内定位数据到监控APP,并关闭GNSS室外定位。
5.一种基于NB-IOT通信的低功耗室内外定位系统,其特征在于:包括作为系统主控的NB-IOT模块以及与其相连的GNSS模块、Zigbee模块、监控终端和安装于室内的Zigbee锚节点,监控终端通过网络云端与NB-IOT模块连接,GNSS模块、Zigbee模块通过UART、SPI或IIC的方式与NB-IOT模块连接。
6.根据权利要求5所述基于NB-IOT通信的低功耗室内外定位系统,其特征在于:所述监控终端上安装有监控APP,该监控APP可下发配置信息和控制指令,包括室内定位设备信息和室内定位数据发送周期,控制室内外定位模块的开启和关闭。
7.根据权利要求6所述基于NB-IOT通信的低功耗室内外定位系统,其特征在于:所述监控终端通过信号强度和判断Zigbee父锚节点位置得到定位目标的位置。

说明书全文

一种基于NB-IOT通信的低功耗室内外定位方法及其系统

技术领域

[0001] 本发明涉及定位技术领域,具体的说,是一种基于NB-IOT通信的低功耗室内外定位方法及其系统。

背景技术

[0002] NB-IOT:窄带物联网,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。
[0003] ZigBee:也称紫蜂,是一种低速短距离传输的无线网上协议,底层是采用IEEE 802.15.4标准规范的媒体访问层与物理层。主要特色有低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。
[0004] 目前市场对定位产品的需求急速增加,而功耗低、实现室内室外定位的产品更符合市场的实际需求。当前市场的主流定位产品是使用GSM通信和GNSS定位,存在功耗高、室内定位不准确的问题。随着NB-IOT技术的发展,低功耗的NB-IOT更适用于定位产品的网络通信,结合低功耗zigbee近距离室内定位,将更好满足市场对定位产品的需求。GNSS:全球导航卫星系统。目前,GNSS包含了美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、中国的Compass(北斗)、欧盟的Galileo系统。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种基于NB-IOT通信的低功耗室内外定位方法及其系统,用于解决现有技术中主流定位产品是使用GSM通信和GNSS定位,存在功耗高、室内定位不准确的问题。
[0006] 本发明通过下述技术方案解决上述问题:
[0007] 一种基于NB-IOT通信的低功耗室内外定位方法,所述方法包括如下步骤:
[0008] 步骤1:将Zigbee锚节点固定分布于室内,各个锚节点分别作为一个协调器节点或若干路由器节点,定位目标上的Zigbee模为Zigbee终端节点,配置zigbee路由节点和终端节点加入协调器,在监控终端的监控APP上选择锚节点位置并记录对应的MAC地址;
[0009] 步骤2:监控目标不在监控范围内时,监控Zigbee终端节点将离网,启用GNSS定位,随后Zigbee终端节点定期发送rejion请求,当定位目标再一次进入监控区域后,Zigbee终端节点重新加入Zigbee网络开启Zigbee定位,Zigbee终端节点周期性的发送定位指令并接受Zigbee锚节点响应的室内定位数据并将室内定位数据发送到NB-IOT模块;
[0010] 步骤3:NB-IOT模块收到室内定位数据后,将室内定位数据发送至端,然后发送到监控终端,监控终端通过计算Zigbee数据得到室内定位的信息,在监控APP上进行显示。
[0011] 优选地,所述监控APP可下发配置信息和控制指令,包括室内定位设备信息和室内定位数据发送周期,控制室内外定位模块的开启和关闭。
[0012] 优选地,所述NB-IOT模块通过UART、SPI或IIC与GNSS模块、Zigbee模块相连接。
[0013] 优选地,所述室内定位数据包括信号强度,NB-IOT判断信号强度值超过设定的阈值后将发送室内定位数据到监控APP,并关闭GNSS室外定位。
[0014] 还包括一种相应的基于NB-IOT通信的低功耗室内外定位系统,包括作为系统主控的NB-IOT模块以及与其相连的GNSS模块、Zigbee模块、监控终端和安装于室内的Zigbee锚节点,监控终端通过网络云端与NB-IOT模块连接,GNSS模块、Zigbee模块通过UART、SPI或IIC的方式与NB-IOT模块连接。
[0015] 优选地,所述监控终端上安装有监控APP,该监控APP可下发配置信息和控制指令,包括室内定位设备信息和室内定位数据发送周期,控制室内外定位模块的开启和关闭。
[0016] 优选地,所述监控终端通过信号强度和判断Zigbee父锚节点位置得到定位目标的位置。
[0017] 本发明与现有技术相比,具有以下优点及有益效果:
[0018] (1)本发明采用在室内安装锚节点来对定位产品进行室内定位,室外采用GNSS进行定位,以Zigbee锚节点的信号强度作为室内外定位方式的转换开关,将GNSS定位系统和NB-IOT很好的融合在一起,很好的解决了现有技术中室内定位不准确的问题。
[0019] (2)本发明采用NB-IOT通信较GSM而言频带更窄,功耗更低更节能,产品待机时间长,使用时间长。附图说明
[0020] 图1为本发明的基于NB-IOT通信的低功耗室内外定位方法流程示意图。

具体实施方式

[0021] 下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明,但本发明的实施方式不限于此。
[0022] 实施例1:
[0023] 结合附图1所示,一种相应的基于NB-IOT通信的低功耗室内外定位系统,包括作为系统主控的NB-IOT模块以及与其相连的GNSS模块、Zigbee模块、监控终端和安装于室内的Zigbee锚节点,监控终端通过网络云端与NB-IOT模块连接,GNSS模块、Zigbee模块通过UART、SPI或IIC的方式与NB-IOT模块连接。监控终端上安装有监控APP,该监控APP可下发配置信息和控制指令,包括室内定位设备信息和室内定位数据发送周期,控制室内外定位模块的开启和关闭,监控终端通过信号强度和判断Zigbee父锚节点位置得到定位目标的位置。
[0024] 基于上述系统的一种基于NB-IOT通信的低功耗室内外定位方法,所述方法包括如下步骤:
[0025] 步骤1:将Zigbee锚节点固定分布于室内,各个锚节点分别作为一个协调器节点或若干路由器节点,定位目标上的Zigbee模块为Zigbee终端节点,配置zigbee路由节点和终端节点加入协调器,在监控终端的监控APP上选择锚节点位置并记录对应的MAC地址;
[0026] 步骤2:监控目标不在监控范围内时,监控Zigbee终端节点将离网,启用GNSS定位,随后Zigbee终端节点定期发送rejion请求,当定位目标再一次进入监控区域后,Zigbee终端节点重新加入Zigbee网络开启Zigbee定位,Zigbee终端节点周期性的发送定位指令并接受Zigbee锚节点响应的室内定位数据并将室内定位数据发送到NB-IOT模块;室内定位数据包括信号强度,NB-IOT判断信号强度值超过设定的阈值后通过云端网络发将送室内定位数据到监控APP,并关闭GNSS室外定位;
[0027] 步骤3:NB-IOT模块收到室内定位数据后,将室内定位数据发送至云端,然后发送到监控终端,监控终端通过计算Zigbee数据得到室内定位的信息,在监控APP上进行显示,APP可下发配置信息和控制指令,包括室内定位设备信息和室内定位数据发送周期,控制室内外定位模块的开启和关闭。
[0028] 实施上述方法和系统,各模块具体功能实施如下:
[0029] GNSS模块实现室外定位,zigbee模块实现室内定位。当定位目标不在室内时,zigbee节点将连接不上室内zigbee网络,发送离网数据到NB-IOT,NB-IOT将发送指令到GNSS开启定位。当定位目标进入室内,zigbee节点重新加入zigbee网络,将发送室内定位数据(含信号强度)到NB-IOT,NB-IOT判断信号强度值超过一个设定的阈值后将发送室内定位数据到监控APP,并关闭GNSS室外定位。
[0030] 假如室内使用场景为家居室,在监控APP上选择“室内场景”为家居室。可以在卧室、厨房、客厅、厕所、阳台等各安装一个zigbee锚节点,zigbee定位节点将发送定位数据(含父节点MAC地址)经NB-IOT到监控APP,监控APP上通过判断父节点和信号强度等计算定位节点的位置。
[0031] NB-IOT作为定位系统的主控制器,负责把接收到的GNSS和zigbee定位数据发送到监控APP,当接收到zigbee模块发送的开启GNSS定位的指令时,发送开启GNSS定位命令给GNSS模块。当接收到监控APP发送的配置和控制指令时,发送相应的指令给GNSS和zigbee模块。
[0032] 监控APP,监控APP安装在手机上,能够显示当前位置信息和查看历史轨迹,能够选择室内场景设置,对应不同的室内定位节点布置和定位算法。能够发送定位参数配置和开启、关闭定位指令。监控APP还可以包含其它功能。
[0033] 尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述,上述实施例仅为本发明较佳的实施方式,本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,应该理解,本领域技术定位目标可以设计出很多其他的修改和实施方式,这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈