用于在無線網(wǎng)絡(luò)中確定節(jié)點(diǎn)的位置的方法和節(jié)點(diǎn)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于在無線網(wǎng)絡(luò)中確定節(jié)點(diǎn)的位置的方法，該方法包括：接收由信標(biāo)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)奈恢眯盘?hào)，位置信號(hào)包括關(guān)于相應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置的信息；檢測(cè)所接收的位置信號(hào)的相應(yīng)的接收信號(hào)強(qiáng)度；獲得關(guān)于所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)能夠進(jìn)行傳輸?shù)牟煌盘?hào)電平的信息；研究所接收的位置信號(hào)；基于對(duì)所接收的信號(hào)的研究，確定信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)針對(duì)位置信號(hào)的傳輸使用的信號(hào)電平；基于所檢測(cè)的信號(hào)強(qiáng)度和所確定的信號(hào)電平，計(jì)算到信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離；以及利用所接收的位置信息和所計(jì)算的距離，確定節(jié)點(diǎn)的位置。本發(fā)明還涉及節(jié)點(diǎn)和無線網(wǎng)絡(luò)。
【專利說明】用于在無線網(wǎng)絡(luò)中確定節(jié)點(diǎn)的位置的方法和節(jié)點(diǎn)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及節(jié)點(diǎn)的用于在工業(yè)廠房的無線網(wǎng)絡(luò)中確定節(jié)點(diǎn)的位置的方法，以及節(jié)點(diǎn)和無線網(wǎng)絡(luò)。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)廠房中，可能使用可移動(dòng)的無線傳感器?？赡芷谕軌蛟诠S中定位這些傳感器。為此，可以使用已知位置的固定的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(beacon)。然后，可以例如經(jīng)由三角測(cè)量，或者通過測(cè)量信標(biāo)節(jié)點(diǎn)信號(hào)中的每個(gè)信號(hào)在它到達(dá)傳感器時(shí)的衰減來估計(jì)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)和傳感器之間的距離，來計(jì)算傳感器的位置。信號(hào)越弱，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)越遠(yuǎn)。
[0003]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在專利公開W02011/040346、US7, 812，718和US2010/085242中有所公開。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種節(jié)點(diǎn)的用于在工業(yè)廠房的無線網(wǎng)絡(luò)中確定節(jié)點(diǎn)的位置的方法，該方法包括:接收由至少三個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)奈恢眯盘?hào)，位置信號(hào)包括關(guān)于相應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置的信息，其中來自信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信號(hào)由信標(biāo)節(jié)點(diǎn)使用動(dòng)態(tài)傳輸功率進(jìn)行傳輸，由此信標(biāo)節(jié)點(diǎn)能夠在多個(gè)不同的預(yù)先確定的發(fā)送信號(hào)電平傳輸所述位置信號(hào)；檢測(cè)所接收的位置信號(hào)的相應(yīng)的接收信號(hào)強(qiáng)度；獲得關(guān)于信標(biāo)節(jié)點(diǎn)能夠進(jìn)行傳輸?shù)牟煌盘?hào)電平的信息；研究所接收的位置信號(hào)；基于對(duì)所接收的信號(hào)的研究，確定信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)針對(duì)位置信號(hào)的傳輸使用的信號(hào)電平；基于所檢測(cè)的信號(hào)強(qiáng)度和所確定的信號(hào)電平，計(jì)算到信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離；以及利用所接收的位置信息和所計(jì)算的距離，確定節(jié)點(diǎn)的位置。
[0005]根據(jù)另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及用于無線網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)包括:接收器，被適配為接收由至少三個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)奈恢眯盘?hào)，位置信號(hào)包括關(guān)于相應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置的信息，其中位置信號(hào)由信標(biāo)節(jié)點(diǎn)使用動(dòng)態(tài)傳輸功率傳輸，由此信標(biāo)節(jié)點(diǎn)能夠在多個(gè)不同的預(yù)先確定的信號(hào)電平傳輸位置信號(hào)；檢測(cè)器，被適配為檢測(cè)所接收的位置信號(hào)的相應(yīng)的接收信號(hào)強(qiáng)度；存儲(chǔ)單元，被適配為存儲(chǔ)關(guān)于信標(biāo)節(jié)點(diǎn)能夠進(jìn)行傳輸?shù)牟煌盘?hào)電平的信息；處理單元，被適配為研究所接收的位置信號(hào)，基于對(duì)所接收的信號(hào)的研究，確定信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)針對(duì)位置信號(hào)的傳輸使用的信號(hào)電平，基于所檢測(cè)的信號(hào)強(qiáng)度和所確定的信號(hào)電平，計(jì)算到信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離，以及利用所接收的位置信息和所計(jì)算的距離，確定節(jié)點(diǎn)的位置。
[0006]根據(jù)另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及工業(yè)廠房的無線網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)包括:根據(jù)以上方面所述的節(jié)點(diǎn)；至少三個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，被適配為向節(jié)點(diǎn)無線地傳輸位置信號(hào)；以及控制單元，被適配為與節(jié)點(diǎn)和信標(biāo)節(jié)點(diǎn)二者進(jìn)行無線通信。
[0007]與本發(fā)明的上述方面中的任何方面相關(guān)的以上和以下的討論，在適用的情況下也是與其他方面中的任何方面有關(guān)的部分。[0008]通過確定信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)傳輸位置信息的信號(hào)電平，例如功率水平或幅度水平，節(jié)點(diǎn)可以確定自身的位置，甚至在信標(biāo)節(jié)點(diǎn)使用例如自適應(yīng)功率調(diào)整(APA)的用于它們的傳輸?shù)膭?dòng)態(tài)功率協(xié)議時(shí)。根據(jù)本發(fā)明，可以基于對(duì)所接收的位置信號(hào)的研究結(jié)合獲得的關(guān)于每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)能夠進(jìn)行傳輸?shù)男畔ⅲ珀P(guān)于所使用的動(dòng)態(tài)功率協(xié)議的信息，來確定信標(biāo)節(jié)點(diǎn)使用的傳輸信號(hào)電平。
[0009]通常，除非本文另有明確定義，否則在權(quán)利要求中使用的所有術(shù)語將根據(jù)它們?cè)凇炯夹g(shù)領(lǐng)域】中的普通含義來解釋。除非另外明確指出，否則對(duì)“一個(gè)/ 一 /所述(該)元件、設(shè)備、部件、裝置、步驟等”的所有引用將開放式地解釋為引用元件、設(shè)備、部件、裝置、步驟等的至少一個(gè)實(shí)例。除非明確指出，否則并非必須以公開的確切順序執(zhí)行本文公開的任何方法的步驟。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]參照附圖，現(xiàn)在通過例子的方式描述本發(fā)明，在附圖中:
[0011]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的無線網(wǎng)絡(luò)的示意性頂視圖。
[0012]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的節(jié)點(diǎn)的示意圖。
[0013]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法的示意性流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]現(xiàn)在將在下文中參考附圖更為全面地對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，在附圖中示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以用許多不同形式來實(shí)現(xiàn)并且不應(yīng)當(dāng)被理解為局限于本文所闡述的實(shí)施例；而是通過例子的方式提供這些實(shí)施例以使得本文的公開將變得透徹并且完整，并且將向本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員完整地傳達(dá)本發(fā)明的范圍。相同的編號(hào)在說明書全文涉及相同的元件。
[0015]網(wǎng)絡(luò)可以是諸如無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的任何無線網(wǎng)絡(luò)，其包括節(jié)點(diǎn)，例如傳感器節(jié)點(diǎn)和信標(biāo)節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)可以例如是局域網(wǎng)(LAN)，使用例如藍(lán)牙、無線HART、WiFi和/或Zigbee。網(wǎng)絡(luò)可以包括中央控制單元，但也考慮到了沒有中央控制單元的網(wǎng)絡(luò)。
[0016]術(shù)語“工業(yè)廠房”意圖在廣義上進(jìn)行解釋，包括任何大型設(shè)施，其中可能期望在所述設(shè)施內(nèi)定位節(jié)點(diǎn)。
[0017]節(jié)點(diǎn)可以是任何類型的節(jié)點(diǎn)，例如傳感器節(jié)點(diǎn)。在下文中，節(jié)點(diǎn)被例舉為傳感器節(jié)點(diǎn)，但是應(yīng)該指出的是還可以使用無線網(wǎng)絡(luò)的其他節(jié)點(diǎn)。通常，節(jié)點(diǎn)是可移動(dòng)的，從而增加了確定它的位置的需要。它可以例如被安裝在卡車或人類個(gè)體上，或安裝在工廠中到處移動(dòng)的任何其他對(duì)象上。傳感器節(jié)點(diǎn)可以例如包括感測(cè)單元(也稱為傳感器)、處理單元(如低功率處理器)、存儲(chǔ)單元(如存儲(chǔ)器)、和無線通信模塊。節(jié)點(diǎn)可以測(cè)量環(huán)境條件，預(yù)先計(jì)算、聚合、并且將數(shù)據(jù)傳輸?shù)交净蛑醒肟刂茊卧?。?shù)百個(gè)這樣的節(jié)點(diǎn)可以形成大的無線網(wǎng)絡(luò)來監(jiān)視大型工廠。
[0018]傳感器節(jié)點(diǎn)可以包括傳感器，例如包括用于測(cè)量潛在危險(xiǎn)氣體的輻射或出現(xiàn)的傳感器，或運(yùn)動(dòng)傳感器。傳感器節(jié)點(diǎn)可能包括報(bào)警功能，例如向其附近的人員警告輻射或氣體水平過高，或向中央控制單元或其他人提醒傳感器所安裝的人員已經(jīng)停止移動(dòng)。然而，也設(shè)想到了其它類型的傳感器。通常，多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)處于工廠內(nèi)，并且可能需要被確定位置。[0019]信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(也稱為錨節(jié)點(diǎn)或錨)可以是分布在工廠各處并且能夠向傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送它們各自的位置的任何信標(biāo)節(jié)點(diǎn)。信標(biāo)節(jié)點(diǎn)可以是僅用作用于確定傳感器節(jié)點(diǎn)的位置的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)，或者它可以是無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的也用作信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的任何節(jié)點(diǎn)，例如傳感器節(jié)點(diǎn)。通常，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)是固定的，但可替換地，它也可以是可移動(dòng)的。如果信標(biāo)節(jié)點(diǎn)當(dāng)其被用于確定傳感器節(jié)點(diǎn)的位置時(shí)是基本固定的，則可以是方便的。信標(biāo)節(jié)點(diǎn)被配置為通過位置信號(hào)向?qū)⒈淮_定位置的傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸關(guān)于它的位置的信息。這種傳輸可以連續(xù)地、周期性地、按照預(yù)先設(shè)定的時(shí)間表、或在來自例如傳感器節(jié)點(diǎn)或中央控制單元的請(qǐng)求后進(jìn)行。信標(biāo)節(jié)點(diǎn)可以知道它自己的位置，例如，通過操作員直接地確定并將位置存儲(chǔ)到它(通常在信標(biāo)節(jié)點(diǎn)是固定的情況下使用)，或者通過包括GPS單元或類似物(通常在信標(biāo)節(jié)點(diǎn)是可移動(dòng)的情況下使用)。為了完全地確定傳感器節(jié)點(diǎn)的位置，優(yōu)選地使用全部位于傳感器節(jié)點(diǎn)的范圍內(nèi)的至少三個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，使得包括由信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)奈恢眯畔⒖梢员粋鞲衅鞴?jié)點(diǎn)接收。然而，也可能方便的是使用三個(gè)以上的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，例如4個(gè)或5個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，或多至10個(gè)或20個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)。傳感器節(jié)點(diǎn)的范圍內(nèi)的更多的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)可能意味著傳感器節(jié)點(diǎn)的更高精確的位置確定。如果將在三個(gè)維度確定傳感器節(jié)點(diǎn)的位置，例如除了在水平平面確定位置外還相對(duì)于它的高度，則可能方便的是使用至少四個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，優(yōu)選地所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的至少兩個(gè)被定位在不同的高度。
[0020]位置信號(hào)包括位置信息，即關(guān)于發(fā)送位置信號(hào)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置/地點(diǎn)的信息。位置信號(hào)可以是通常的通信信號(hào)。位置信息可以例如包括給出在工業(yè)廠房的平面中的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置的X和Y坐標(biāo)。平面可以例如是工廠的地面。可能希望在三個(gè)維度中確定傳感器節(jié)點(diǎn)的位置，在這種情況下，位置信息可以例如還包括給出工廠地面上方的高度的Z坐標(biāo)。坐標(biāo)可以是工廠的局部坐標(biāo)系統(tǒng)，或者它們可以是全球定位系統(tǒng)。附加地或備選地，位置信息可以包括坐標(biāo)之外的其他位置信息，例如關(guān)于信標(biāo)節(jié)點(diǎn)被定位在工廠的哪個(gè)部分或者它關(guān)于工廠中的具體地點(diǎn)(例如，相距的距離)被定位在何處、或者可以允許傳感器節(jié)點(diǎn)得出關(guān)于信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置的結(jié)論的任何其他信息的信息。
[0021]信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，方便時(shí)是所有的，在傳輸位置信號(hào)時(shí)使用動(dòng)態(tài)傳輸功率。這意味著在傳輸位置信號(hào)時(shí)使用的傳輸功率可能隨著時(shí)間的推移而改變。信標(biāo)節(jié)點(diǎn)因此可以在不同的信號(hào)電平(例如不同的功率水平)連續(xù)地進(jìn)行傳輸，但通常不同時(shí)在不同的信號(hào)電平進(jìn)行傳輸。通常，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)可以在小于其最大信號(hào)電平的信號(hào)電平進(jìn)行傳輸，以便節(jié)省能量，減少與其它傳輸?shù)母蓴_，減少對(duì)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)傳輸器的關(guān)注等。如果傳感器節(jié)點(diǎn)，或者信標(biāo)節(jié)點(diǎn)所傳輸?shù)男盘?hào)的任何其它接收器，沒有足夠清楚地接收到傳輸，則它可以例如通過向信標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送否定確認(rèn)NACK來請(qǐng)求重新發(fā)送信號(hào)，來將這一情況通知給信標(biāo)節(jié)點(diǎn)。信標(biāo)節(jié)點(diǎn)然后可以選擇增加信號(hào)傳輸?shù)男盘?hào)電平。通常，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)具有針對(duì)它的傳輸它可以使用的許多不同的預(yù)先確定的信號(hào)電平，并且當(dāng)它接收到針對(duì)傳輸?shù)腘ACK時(shí)，它可以使用下一個(gè)更高的信號(hào)電平來重新發(fā)送該傳輸。附加的NACK可以導(dǎo)致進(jìn)一步增加的信號(hào)電平，直到最大傳輸功率被信標(biāo)節(jié)點(diǎn)使用?？梢耘c本發(fā)明一起使用的一個(gè)具有動(dòng)態(tài)傳輸功率的協(xié)議是自適應(yīng)功率調(diào)整(APA)協(xié)議。
[0022]傳感器節(jié)點(diǎn)包括用于檢測(cè)來自信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信號(hào)中的每個(gè)位置信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度的檢測(cè)器。接收信號(hào)強(qiáng)度可以被檢測(cè)為實(shí)際接收信號(hào)強(qiáng)度(RSS)或者例如接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)。接收信號(hào)強(qiáng)度取決于信標(biāo)節(jié)點(diǎn)針對(duì)信號(hào)傳輸使用的功率，以及傳輸信號(hào)的衰減。衰減可以取決于傳感器節(jié)點(diǎn)和信標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的距離，但是也取決于它們之間的障礙物、反射、干擾等。因此，衰減可以給出傳感器節(jié)點(diǎn)和信標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的距離的指示，但也可能方便的是考慮其它因素對(duì)衰減的影響。當(dāng)計(jì)算傳感器節(jié)點(diǎn)和信標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的估計(jì)的距離時(shí)，因此可能方便地是考慮工廠的通常的傳播和衰減環(huán)境。
[0023]傳感器節(jié)點(diǎn)獲得關(guān)于信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)可以進(jìn)行傳輸?shù)牟煌男盘?hào)電平的信息。如上所述，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)使用動(dòng)態(tài)傳輸功率。信息可以是允許傳感器節(jié)點(diǎn)得出關(guān)于信標(biāo)節(jié)點(diǎn)可以使用哪個(gè)預(yù)先設(shè)定的信號(hào)電平的結(jié)論的信息。該信息然后可以被用于確定信標(biāo)節(jié)點(diǎn)在哪個(gè)功率傳輸位置信號(hào)。其它信標(biāo)節(jié)點(diǎn)可以使用固定傳輸功率，或者它們也可以使用動(dòng)態(tài)傳輸功率，使用與至少一個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)相同或不同的信號(hào)電平。此外，傳感器節(jié)點(diǎn)可以獲得關(guān)于使用固定傳輸功率的任何信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的傳輸功率的信息。例如通過向傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸信號(hào)電平信息的相應(yīng)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)或中央控制單元，或者憑經(jīng)驗(yàn)通過隨著時(shí)間推移跟蹤接收信號(hào)強(qiáng)度，傳感器節(jié)點(diǎn)可以獲得信號(hào)電平信息。
[0024]傳感器節(jié)點(diǎn)可以研究接收到的位置信號(hào)，以便確定信標(biāo)節(jié)點(diǎn)在哪個(gè)(動(dòng)態(tài))信號(hào)電平傳輸相應(yīng)的位置信號(hào)。研究可以包括找出關(guān)于在位置信號(hào)自身中使用了哪個(gè)信號(hào)電平的信息。信標(biāo)節(jié)點(diǎn)例如可以包括關(guān)于在位置信號(hào)的分組頭中使用的傳輸功率的信息。因此，位置信號(hào)還可以包括關(guān)于信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)對(duì)于所述位置信號(hào)的傳輸使用了哪個(gè)信號(hào)電平的功率信息，并且其中對(duì)位置信號(hào)的研究包括獲得所述功率信息。
[0025]備選地或者負(fù)附加地，對(duì)接收的位置信號(hào)的研究可以包括在每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)使用動(dòng)態(tài)傳輸功率在多個(gè)它的信號(hào)電平進(jìn)行傳輸?shù)臅r(shí)間期間隨著時(shí)間推移監(jiān)視位置信號(hào)，使得可以得出關(guān)于信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的哪個(gè)信號(hào)電平對(duì)應(yīng)于該接收到的信號(hào)強(qiáng)度的結(jié)論。當(dāng)使用例如APA的動(dòng)態(tài)傳輸功率時(shí)，取決于傳輸和接收條件，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)可以在不同的信號(hào)電平進(jìn)行傳輸。對(duì)此進(jìn)行監(jiān)視的傳感器節(jié)點(diǎn)可以最終已經(jīng)看出信標(biāo)節(jié)點(diǎn)可用的全部、或者至少大部分的傳輸信號(hào)電平，由此，傳感器節(jié)點(diǎn)可以以足夠的準(zhǔn)確度將具體的接收信號(hào)強(qiáng)度與傳輸信號(hào)電平中的一個(gè)信號(hào)電平相關(guān)聯(lián)。方便地，傳感器節(jié)點(diǎn)所看見的傳輸信號(hào)電平中的一個(gè)信號(hào)電平是信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的最大傳輸功率，允許傳感器節(jié)點(diǎn)以高確定性將該接收信號(hào)強(qiáng)度與信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的最大傳輸功率相關(guān)聯(lián)，如以上討論所得到的。
[0026]取代僅僅被動(dòng)地研究位置信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，傳感器節(jié)點(diǎn)可以主動(dòng)地促使至少一個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)在不同的信號(hào)電平進(jìn)行傳輸，例如，通過以上討論的發(fā)送否定確認(rèn)，優(yōu)選地，直到信標(biāo)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)達(dá)到其最大傳輸功率，允許傳感器節(jié)點(diǎn)以高確定性將該接收信號(hào)強(qiáng)度與信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的最大傳輸功率相關(guān)聯(lián)，如以上討論所得到的。因此，本發(fā)明的方法可以包括響應(yīng)于接收到位置信號(hào)，向至少一個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送否定確認(rèn)NACK，由此促使信標(biāo)節(jié)點(diǎn)在多個(gè)信號(hào)電平進(jìn)行傳輸。優(yōu)選地，響應(yīng)于接收到的位置信號(hào)發(fā)送NACK，直到來在至少一個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信號(hào)已經(jīng)在最大信號(hào)電平被發(fā)送。
[0027]基于所檢測(cè)的來自信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度和相應(yīng)地確定的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的傳輸功率，可以計(jì)算從傳感器節(jié)點(diǎn)到信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的估計(jì)的距離。可以通過比較位置信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度和使用來發(fā)送信號(hào)的傳輸功率來計(jì)算傳感器節(jié)點(diǎn)和信標(biāo)節(jié)點(diǎn)之一之間的估計(jì)的距離。如上所述，當(dāng)估計(jì)距離時(shí)，還可以考慮工廠的特殊衰減條件。簡(jiǎn)言之，信號(hào)的衰減程度對(duì)應(yīng)于發(fā)送信號(hào)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)和接收信號(hào)的傳感器節(jié)點(diǎn)之間的距離。[0028]有了估計(jì)的到信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離，傳感器節(jié)點(diǎn)可以確定它自己的位置，因?yàn)樾艠?biāo)節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)位置以及到它們中的每一個(gè)的距離是已知的。然而，由于存在錯(cuò)誤源，例如信標(biāo)節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)之間的信號(hào)的干擾，不能找到滿足由上述條件所形成的方程的一個(gè)精確的點(diǎn)。相反，沒有點(diǎn)或多個(gè)點(diǎn)可能被找到。因此，在確定傳感器節(jié)點(diǎn)的位置時(shí)，不同的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置可以被賦予權(quán)重，例如，使得最靠近的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(根據(jù)估計(jì)的距離)針對(duì)其位置信息(例如坐標(biāo))被給予最高權(quán)重。剩余的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)也可以以與傳感器節(jié)點(diǎn)的靠近度的次序被賦予權(quán)重，使得估計(jì)的離傳感器節(jié)點(diǎn)最遠(yuǎn)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信息被給予最低重量。在二維系統(tǒng)中的權(quán)重化的位置確定計(jì)算的一個(gè)例子由下面的方程1給出。
【權(quán)利要求】
1.一種節(jié)點(diǎn)(3)的用于在工業(yè)廠房的無線網(wǎng)絡(luò)(1)中確定所述節(jié)點(diǎn)(3)的位置的方法(10)，所述方法(10)包括:接收(11)由至少三個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(4)中的每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)奈恢眯盘?hào)，所述位置信號(hào)包括關(guān)于相應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(4)的位置的信息，其中來自所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(4)中的至少一個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信號(hào)由所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(4)使用動(dòng)態(tài)傳輸功率傳輸，由此所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(4)能夠在多個(gè)不同的預(yù)先確定的信號(hào)電平連續(xù)地傳輸所述位置信號(hào)；檢測(cè)(12)所接收的位置信號(hào)的相應(yīng)的接收信號(hào)強(qiáng)度；獲得(13)關(guān)于所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(4)能夠進(jìn)行傳輸?shù)乃霾煌盘?hào)電平的信息；研究(14)所接收的位置信號(hào)；基于對(duì)所接收的信號(hào)的所述研究(14)，確定(15)所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(4)中的每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)針對(duì)所述位置信號(hào)的傳輸使用的所述信號(hào)電平；基于所檢測(cè)(12)的信號(hào)強(qiáng)度和所確定(15)的信號(hào)電平，計(jì)算(16)到所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(4)中的每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離；以及利用所接收(11)的位置信息和所計(jì)算(16)的距離，確定所述節(jié)點(diǎn)(3)的位置(17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(4)用于所述位置信號(hào)的傳輸，并且其中對(duì)所述位置信號(hào)的所述研究(14)包括獲得所述功率信息。其中所述確定位置(17)包括根據(jù)相應(yīng)的計(jì)算的到所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離給從所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(4)中的每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)接收的所述位置信息賦予權(quán)重。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述位置信號(hào)進(jìn)一步包括關(guān)于所述信號(hào)電平中的哪個(gè)信號(hào)電平被所述至少一個(gè)使用的功率信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中對(duì)所接收的位置信號(hào)的所述研究(14)包括在所述至少一個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(4)在多個(gè)它的信號(hào)電平進(jìn)行傳輸?shù)臅r(shí)間期間，隨著時(shí)間的推移監(jiān)視所述位置信號(hào)，使得能夠得出關(guān)于所述至少一個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(4)的所述信號(hào)電平中的哪個(gè)信號(hào)電平對(duì)應(yīng)于該接收信號(hào)強(qiáng)度的結(jié)論；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括:響應(yīng)于接收到來自所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(4)的所述位置信號(hào)，向所述至少一個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(4)發(fā)送否定確認(rèn)NACK，由此促使所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(4)在所述多個(gè)信號(hào)電平進(jìn)行傳輸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中響應(yīng)于所接收的位置信號(hào)發(fā)送NACK，直到已經(jīng)在最大信號(hào)電平發(fā)送了來自所述至少一個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(4)的位置信號(hào)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，其中所述節(jié)點(diǎn)(3)被安裝到人類個(gè)體上。
8.一種用于無線網(wǎng)絡(luò)(1)的節(jié)點(diǎn)(3)，所述節(jié)點(diǎn)(3)包括:接收器(5)，被適配為接收(11)由至少三個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(4)中的每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)奈恢眯盘?hào)，所述位置信號(hào)包括關(guān)于相應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(4)的位置的信息，其中所述位置信號(hào)由所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(4)中的至少一個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)使用動(dòng)態(tài)傳輸功率傳輸，由此所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(4)能夠在多個(gè)不同的預(yù)先確定的信號(hào)電平連續(xù)地傳輸所述位置信號(hào)；檢測(cè)器(6)，被適配為檢測(cè)(12)所接收的位置信號(hào)的相應(yīng)的接收信號(hào)強(qiáng)度；存儲(chǔ)單元(7)，被適配為存儲(chǔ)關(guān)于所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(4)能夠進(jìn)行傳輸?shù)乃霾煌盘?hào)電平的信息；以及處理單元(8)，被適配為研究(14)所接收的位置信號(hào)，基于對(duì)所接收的信號(hào)的所述研究(14)，確定(15)所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(4)中的每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)針對(duì)所述位置信號(hào)的傳輸使用的所述信號(hào)電平，基于所檢測(cè)(12)的信號(hào)強(qiáng)度和所確定(15)的信號(hào)電平，計(jì)算(16)到所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(4)中的每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離，以及利用所接收(11)的位置信息和所計(jì)算(16)的距離，確定所述節(jié)點(diǎn)(3)的位置(17)。
9.一種工業(yè)廠房的無線網(wǎng)絡(luò)(1)，所述網(wǎng)絡(luò)(I)包括: 根據(jù)權(quán)利要求8所述的節(jié)點(diǎn)(3)， 至少三個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(4)，被適配為向所述節(jié)點(diǎn)(3)無線地傳輸所述位置信號(hào)，其中所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(4)中至少一個(gè)信`標(biāo)節(jié)點(diǎn)被配置為使用動(dòng)態(tài)傳輸功率。
【文檔編號(hào)】G01S11/06GK103688188SQ201180072079
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2011年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月4日
【發(fā)明者】F·賴徹恩巴赫, P·奧騰 申請(qǐng)人:Abb股份有限公司