微功率无线网络定位方法及系统

微功率无线网络定位方法及系统
技术领域
本发明涉及定位技术,特别涉及无线网络定位方法及系统。
背景技术
定位技术到目前为止,都是采用的无线信号定位的方法。现有定位系统,基本上可以分为以GPS为代表的定位系统和以移动通信网络为代表的无线网络(包括GSMCDMA网络)定位系统。
GPS定位技术的基本原理是:被定位物体,通过与之相连GPS接收终端,同时接收四颗(至少三颗)GPS卫星发来的定位信号,再计算出该物体所处的经纬度和高度位置坐标(XYZ),从而实现定位的。但这种XYZ位置坐标信息,在许多实际应用中,往往还需转换为我们所熟悉的地理位置信息,例如街道名称,具体参考地点等,才能真正方便使用。在对移动目标,例如车辆定位时,还需要将所算出位置信息,通过现有移动通信网络终端传给控制中心。才能真正到达定位的目的——对车辆的监控。简单的讲,就移动目标定位而言,GP
S定位系统至少需要由GPS卫星,GPS接收机、移动通信网络和移动终端(GMSCDMA收发模块)和监控中心组成。GPS定位系统的缺点,除了建立定位系统的成本及运营成本高以外(包括移动网络使用费),它的使用在城市中还受到极大的限制。因为使用GPS设备的重要前提之一,是接收机与卫星之间有直射路径,而GPS在建筑物密集的城区及建筑物内部存在信号接受盲区。另外GPS定位还要受到多径效应和许多其他因素的影响,包括初始定位信号捕获时间较长等(通常为0.515min)。现场实验表明,在高楼林立的城市,安装GPS接收机的公交车辆,能够正常接收GPS定位信号的概率大约为70%左右。在一些特殊场合,如钢筋混凝土建筑物内、地下室或矿井中,甚至完全收不到GPS信号。
涨紧轮基于移动通信网络的定位技术,除了要对现有移动网络的布置,网络和移动终端的软件和硬件做较大的改变外,它的使用,还要受到城市中非视距传播、多径效应和多址干扰等因素的极大影响。在网络布置上,一般要求移动终端,能够同时与3个或3个以上,进行直接通信,通过各种复杂的测距、测向来确定移动终端的位置。而现有通信网络系统主要用于通信目的,设计时考虑到移动终端仅与一个联系就能完成通信功能,仅在小区边沿需要切换时,才与邻近几个联系,其密度达不到定位要求。所以,除非进行大量投资改造,现有通信网络很难满足定位要求。
综上所述,现有定位技术的主要缺点是,结构复杂,投资大,运营费用高,不能在复杂的城市环境条件下,满足许多实际应用的需要。
发明内容:
本发明所要解决的技术问题,就是针对现有定位系统结构复杂,成本高,运营费用高的缺点,提供一种不依赖于GPS和现有移动通信网络的,简单,经济实用的微功率无线网络定位方法和定位系统。
它包括以下步骤
a 在需要定位区域内,建立一个由控制中心,和若干具有固定位置的微功率收发机,组成的无线网络通信系统. 每一个收发机就是一个网络节点。在定位区域图上,对每一个网络节点的位置加以标识。如图1所示:
1 微功率无线网络定位系统
 
b 对需要定位的移动目标进行标识,并在移动目标上安装微功率定位信号发射机;
c.建立网络节点与移动目标之间,以及网络节点与控制中心之间的通信联系;
d.根据网络节点是否接收到某个移动目标的定位信号,以及接收到的定位信号的强度大小,从相关节点的位置来确定该移动目标的位置;
特别是,对于以Zigbee为代表的微功率无线通信网络,步骤a中的网络节点就是FFD(主节点);步骤b中的移动目标就是RFD(子节点)。
 
洗手粉本发明的微功率无线通信网络定位系统中:
所述网络节点收发机中的接收机部分,用于接收带有移动目标身份标识的定位信号,它与移动目标所载的发射机,共同完成系统的定位功能;
所述网络节点上的收发机(包括接收和发射两部分),控制中心的计算机,以及网络通信管理软件,共同组成网络的信息传输系统;
所述控制中心计算机,存储有每个节点的地址,每个移动目标的身份识别信息以及网络管
理软件;
所述微功率收发机和发射机,是指由高度集成的芯片收发机(Transceiver IC)或芯片发射机(Transmitter IC)制成的,(其功率应小于100豪瓦)可以直接安装在户外,或随身携带的微型收发机和发射机。
所述网络节点收发机,一般应具有定位信号强度显示功能;
所述网络中的节点,应具有自动中转来自其它节点包括主节点和子节点的信息的功能;
所述无线通信网络具有多种结构形式:星型,树状,网状以及混合型等拓扑形式,如图2所示:
   
星型结构                                                                串状结构
            网状/网状混合结构
2微功率无线定位网络的拓扑结构
 
本发明的有益效果是系统结构简单,安装方便,投资少,成本低,技术成熟,不需要复杂的信号测量和计算,就能够满足实际定位需要;系统本身既是一种定位网络,也是通信网络,降低了运营费用,并能够提供多种网络服务。
日盲紫外探测器具体实施方式:
下面结合附图及实施例,详细描述本发明的技术方案。为便于理解本发明的技术方案,先将与本发明有关的几个概念简介如下:
无线信号的传输:在开阔空间条件下,一个无线发射机通过天线发射一定功率的射频信号,某点的射频信号强度,与该点距发射天线的距离的平方成反比,我们可以用公式:Tr=KQ/R2来表示。这里Tr代表距离发射机R处的信号强度,Q代表发射机天线端的信号强度,而K则可以简单考虑为衰减系数,主要取决于发射和接收天线的高度,射频信号的频率,传输途径环境条件等因素。在一般要求不是很高,环境条件不是非常复杂的小范围内,我们可以将它当作为一个常数。图3 无线信号强度与发射点距离的关系:
3 无线信号强度与发射点距离的关系:
发射机的信号覆盖半径Ra:无线接收机B能否收到另一个相隔一定距离,使用相同信道和通信方式的无线发射机A所发射的信号,既取决于发射机A所发射的信号到达接收机B处的信号强度Tb,也取决于接收机SSL检测B的接收灵敏度Brs。当Tb大于Brs时,B便可以收到A的信号。我们将距离地坑A某个位置处的信号强度,刚好等于接收机B的接收灵敏度Brs时的距离Rab,称作为A相对于接收机B的覆盖半径。RabTb的增大和Brs值(接收灵敏度的提高)的减小而增大。
磁带库备份发射机A相对于B的覆盖半径

本文发布于:2024-09-23 21:28:00,感谢您对本站的认可!

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