專利名稱：一種室內(nèi)無線定位方法、系統(tǒng)以及智能終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及室內(nèi)定位技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種功耗低且使用方便的室內(nèi)無線定位方法、室內(nèi)無線定位系統(tǒng)以及智能終端。
背景技術(shù)：
近年來，隨著GPS (Global Positioning System全球定位系統(tǒng))等定位系統(tǒng)的完善，及智能型手機(jī)的發(fā)展，基于使用者個體的戶外位置定位變得非常流行而且成熟，使用者可以方便地基于GPS和電子地圖，了解自己所在的位置，并利用基于LBS (Location-basedService基于位置的服務(wù))的移動應(yīng)用為自己服務(wù)，定制行走路線，找餐館等等，不一而足，非常豐富；另一方面也有對物體的定位，如為了給附近的乘客提供叫車服務(wù)而對出租車的軌跡追蹤；為了給顧客提供快遞到貨信息而對物流車輛的軌跡追蹤等等。室內(nèi)定位技術(shù)中對物體的定位，特別是對于家居中物體的定位，是一個有待發(fā)展的方面。然而由于功耗、成本、復(fù)雜性等方面的原因，并未有很好的方法和技術(shù)，現(xiàn)有的室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜，成本和功耗都較高，因此，亟需一種功耗較低并易于使用者使用的用于定位室內(nèi)物體的室內(nèi)定位方法和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種室內(nèi)無線定位方法、室內(nèi)無線定位系統(tǒng)以及智能終端，通過控制定位體的模式為工作模式或待機(jī)模式，達(dá)到降低功耗的目的，通過向使用者顯示待定位物品和使用者自身的位置，便于使用者使用。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:本發(fā)明公開了室內(nèi)無線定位方法，該方法包括:在室內(nèi)每個房間內(nèi)分布式地設(shè)置至少三個定位體，將受定位體設(shè)置在活動或靜態(tài)物體表面，并與智能終端完成配對；在智能終端中存儲室內(nèi)布局圖以及各定位體的位置信息和標(biāo)號信息；定位過程包括:智能終端喚醒處于休眠狀態(tài)的受定位體并與受定位體進(jìn)行無線通信；智能終端將與受定位體之間的跳頻序列信息發(fā)送給所述各定位體并設(shè)置每個定位體的模式為工作模式或待機(jī)模式；處于工作模式的多個定位體根據(jù)智能終端發(fā)送的跳頻序列信息監(jiān)聽受定位體向智能終端發(fā)送的數(shù)據(jù)包，獲得定位體自身與受定位體之間的位移信息并發(fā)送給智能終端；智能終端根據(jù)所接收到的各定位體與受定位體之間的位移信息，并結(jié)合所保存的各定位體的位置信息，計(jì)算出受定位體的位置；智能終端通過顯示屏幕顯示室內(nèi)布局圖，并在該室內(nèi)布局圖上實(shí)時顯示受定位體的位置。本發(fā)明還公開了一種室內(nèi)無線定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:具有顯示屏幕的智能終端、設(shè)置于活動或靜態(tài)物體表面且與智能終端配對的受定位體以及分布在室內(nèi)的不同位置的多個定位體；所述定位體在每個房間內(nèi)分布式地設(shè)置至少三個；所述受定位體，用于當(dāng)其被智能終端喚醒時，與智能終端進(jìn)行無線通信；所述智能終端，用于保存室內(nèi)布局圖，以及各定位體的位置信息和標(biāo)號信息；在定位過程之中，用于喚醒處于休眠狀態(tài)的受定位體并與受定位體進(jìn)行無線通信，將與受定位體之間的跳頻序列信息發(fā)送給所述各定位體并設(shè)置每個定位體的模式為工作模式或待機(jī)模式，接收處于工作模式的定位體發(fā)送的定位體自身與受定位體之間的位移信息，根據(jù)所接收到的位移信息，結(jié)合所保存的定位體的位置信息，計(jì)算出受定位體的位置，并通過顯示屏幕顯示室內(nèi)布局圖，并在該室內(nèi)布局圖上實(shí)時顯示受定位體的位置；所述定位體，用于當(dāng)處于工作模式時根據(jù)智能終端發(fā)送的跳頻序列信息監(jiān)聽受定位體向智能終端發(fā)送的數(shù)據(jù)包，獲得定位體自身與受定位體之間的位移信息，并發(fā)送給智能終端。本發(fā)明還公開了一種智能終端，該智能終端用于與多個定位體配合，以定位設(shè)置于活動或靜態(tài)物體表面且與智能終端配對的受定位體，其中，所述定位體在每個房間內(nèi)分布式地設(shè)置至少三個；該智能終端包括:處理模塊、通信模塊、顯示模塊和存儲模塊。存儲模塊，用于存儲室內(nèi)布局圖以及各定位體的位置信息和標(biāo)號信息；處理模塊，用于通過通信模塊喚醒處于休眠狀態(tài)的受定位體并與受定位體進(jìn)行無線通信、用于通過通信模塊將與受定位體之間的跳頻序列信息發(fā)送給所述各定位體并將每個定位體的模式設(shè)置為工作模式或待機(jī)模式，以及根據(jù)通信模塊所接收到的定位體自身與受定位體之間的位移信息，結(jié)合存儲模塊中的定位體的位置信息，計(jì)算出受定位體的位置；通信模塊，用于根據(jù)處理模塊的指令喚醒處于休眠狀態(tài)的受定位體并與受定位體進(jìn)行無線通信，以及接收定位體發(fā)送的定位體自身與受定位體之間的位移信息；顯示模塊，用于通過顯示屏幕顯示室內(nèi)布局圖，并在室內(nèi)布局圖上實(shí)時顯示受定位體的位置。本發(fā)明實(shí)施例的有益效果是:通過設(shè)置各個定位體的模式為工作模式或待機(jī)模式，可以降低各個定位體的功耗而增加使用時間，且通過定位體的模式切換便于對動態(tài)物體進(jìn)行定位；通過顯示室內(nèi)布局圖以及在室內(nèi)布局圖上顯示定位體，可以便于實(shí)施；通過在標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議上做擴(kuò)展，定位體可以監(jiān)聽智能終端和受定位體之間的雙向通信從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)測距和定位；因此，本發(fā)明的實(shí)施例能夠達(dá)到功耗低且便于實(shí)施的效果。


圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例提供的一種室內(nèi)無線定位系統(tǒng)的框圖；圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例提供的一種智能終端的框圖；圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例提供的一種室內(nèi)無線定位方法的流程圖；圖4為定位體的工作模式的切換示意圖；圖5為本發(fā)明較佳實(shí)施例提供的室內(nèi)無線定位系統(tǒng)中的信號傳輸示意圖；圖6是無線射頻傳輸損耗與距離的關(guān)系示意圖；圖7為本發(fā)明較佳實(shí)施例提供的室內(nèi)無線定位系統(tǒng)中的定位體的使用示意圖；圖8為本發(fā)明較佳實(shí)施例提供的室內(nèi)無線定位系統(tǒng)中的受定位體的使用示意圖；圖9為在智能終端預(yù)設(shè)定位體的位置信息的示意圖；圖10為智能終端顯示受定位體與智能終端位置的示意圖；圖11為智能終端判斷定位體的模式的示意圖；圖12為智能終端判斷定位體的模式的示意圖；圖13為智能終端判斷需發(fā)出告警信息的示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例提供的一種室內(nèi)無線定位系統(tǒng)的框圖。室內(nèi)無線定位系統(tǒng)，包括:具有顯示屏幕的智能終端100、設(shè)置在活動或靜態(tài)的待定位物體表面，并與智能終端100配對的受定位體200以及分布在室內(nèi)的不同位置的多個定位體300。其中，定位體300均位于同一水平高度上(例如在地板和天花板之間，距離地板大約2米至大約2.5米的高度，盡量保證其放置的開闊性)，在每個房間內(nèi)相互分離地設(shè)置至少三個。本實(shí)施例之中，能夠通過相互對等分離地設(shè)置且位于一定的高度上，令智能終端100或受定位體200能夠與至少三個定位體300相對無阻隔地進(jìn)行無線通信。定位體300均位于同一水平高度上，則可以不必計(jì)算待定位物體和智能終端的水平高度，從而降低運(yùn)算復(fù)雜度。其中，本實(shí)施例中，如果智能終端100或受定位體200處于一個房間內(nèi)，則使用在該房間之中的定位體300測量位于這個房間內(nèi)的待定位物體或智能終端，可以保證測量的準(zhǔn)確度。當(dāng)然半開放式的兩個房間之間可以共用臨近的定位體300，以節(jié)省定位體300的使用數(shù)量，降低成本。當(dāng)智能終端100或受定位體200處于兩個房間的過渡處時，選擇與智能終端100或受定位體200之間的距離最小的三個定位體300即可保證測量的準(zhǔn)確度。受定位體200通常處于休眠狀態(tài)，當(dāng)其被智能終端100喚醒時，與智能終端100進(jìn)行無線通信，可以采用藍(lán)牙或Zigbee等2.4GHz通信標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信，較佳地，可以采用藍(lán)牙
4.0標(biāo)準(zhǔn)通信，其特點(diǎn)是傳輸距離長、功耗低、受定位體成本低、可一對多簡易配對連接。受定位體200通常情況下處于休眠狀態(tài)，并定時查詢與智能終端100的連接。使用者通過智能終端100觸發(fā)對受定位設(shè)備的定位時，智能終端100喚醒處于休眠狀態(tài)的受定位體200進(jìn)入“受定位狀態(tài)”。受定位體200在“受定位狀態(tài)”時，以一個較快頻率發(fā)送數(shù)據(jù)包給智能終端100，智能終端100以同樣的頻率返回應(yīng)答包。同時,多個定位體300會監(jiān)聽智能終端100與受定位體200的跳 頻序列信號，則定位體300可以得知智能終端100和受定位體200之間的通信頻率，根據(jù)跳頻序列信號更新現(xiàn)有跳頻序列，用于定位體300設(shè)置接收和發(fā)送信號的頻率并進(jìn)行時序的再同步，從而監(jiān)聽智能終端100和受定位體200之間的雙向通 目。智能終端100，用于保存室內(nèi)布局圖以及各定位體300的位置信息和標(biāo)號信息。本實(shí)施例中，使用者可以根據(jù)需要保存設(shè)置定位體300的房屋的室內(nèi)布局圖；現(xiàn)有的各個定位體300的標(biāo)號是唯一的，因此，保存定位體的標(biāo)號就是智能終端100與定位體300配對；定位體300的位置信息，可以由使用者輸入，例如，可以首先由智能終端讀取并通過顯示屏幕顯示室內(nèi)布局圖，進(jìn)而使用者可以通過對布局圖縮放和點(diǎn)擊將各個定位點(diǎn)設(shè)備在布局圖中標(biāo)注出來，從而在室內(nèi)布局圖上輸入定位體的位置。智能終端能夠接收使用者的輸入，根據(jù)使用者的輸入，按照室內(nèi)布局圖的尺寸和實(shí)際房間尺寸的比例，計(jì)算以及存儲各個定位體的位置信息。這樣就可以保存定位體300的位置信息。在定位過程之中，所述智能終端100，用于喚醒處于休眠狀態(tài)的受定位體200并與受定位體200進(jìn)行無線通信，將與受定位體200之間的跳頻序列信息發(fā)送給所述各定位體300并設(shè)置每個定位體300的模式為工作模式或待機(jī)模式。處于工作模式的定位體300，監(jiān)聽受定位體200向智能終端100發(fā)送的數(shù)據(jù)包，獲得定位體300自身與受定位體200之間的位移信息，并發(fā)送給智能終端100。所述智能終端100，用于根據(jù)所接收到的位移信息，結(jié)合所保存的各定位體300的位置信息，計(jì)算出受定位體200的位置，并通過顯示屏幕顯示室內(nèi)布局圖以及在該室內(nèi)布局圖上顯示受定位體200的位置。進(jìn)一步地，處于工作模式的定位體300，監(jiān)聽智能終端100向受定位體200發(fā)送的應(yīng)答包，獲得定位體300自身與智能終端100之間的位移信息，并發(fā)送給智能終端100。所述智能終端100，進(jìn)一步用于根據(jù)所接收到的各定位體300自身與智能終端100之間的位移信息，并結(jié)合所保存的各定位體300的位置信息，計(jì)算出智能終端100的位置，并用于通過顯示屏幕在該室內(nèi)布局圖上顯示智能終端100的位置。換言之，定位體300，用于監(jiān)聽受定位體200向智能終端100發(fā)送的數(shù)據(jù)包，獲得定位體300自身與受定位體200之間的第一位移信息，以及監(jiān)聽智能終端100向受定位體200發(fā)送的應(yīng)答包，獲得定位體300自身與智能終端100之間的第二位移信息，并將上述位移信息發(fā)送給智能終端100。本實(shí)施例，定位體300可以按藍(lán)牙4.0標(biāo)準(zhǔn)發(fā)送第一位移信息和第二位移信息。本實(shí)施例的該系統(tǒng)，在智能終端100啟動受定位體200之后，實(shí)時地執(zhí)行以下定位過程:A、初始時，智能終端100將所有定位體300都設(shè)置為工作模式；智能終端100根據(jù)處于工作模式的定位體300發(fā)送的位移信息，并結(jié)合所保存的各定位體300的位置信息，初步計(jì)算出受定位體200和智能終端100的位置，并在室內(nèi)布局圖上顯示受定位體200和智能終端100的位置。B、智能終端100判斷受定位體200當(dāng)前所處位置，如果受定位體200處于一個房間內(nèi)，則將該房間內(nèi)的定位體300，以及與受定位體200之間的距離小于該房間內(nèi)的定位體300與受定位體200之間的距離的定位體300都設(shè)置為工作模式；如果受定位體200處于兩個房間的過渡處，則將與受定位體200之間的距離最小的三個定位體300以及與所述三個定位體300中的任一個處于同一房間的定位體300設(shè)置為工作模式；智能終端100判斷智能終端100自身當(dāng)前所處的位置，并進(jìn)行相同的設(shè)置。另外，智能終端100將其余的定位體300設(shè)置為待機(jī)模式。應(yīng)說明的是，本實(shí)施例之中，處于待機(jī)模式的定位體300也可以監(jiān)聽智能終端100和受定位體200之間的數(shù)據(jù)包、應(yīng)答包，獲得定位體300自身與受定位體200之間的位移信息以及定位體300自身與智能終端100之間的位移信息，并發(fā)送給智能終端100，但是兩次監(jiān)聽以及計(jì)算位移信息操作之間的時間間隔較長。換言之，處于待機(jī)模式的定位體300，大部分時間處于休眠狀態(tài)，定期喚醒起來判斷是否進(jìn)入工作模式。因此，處于待機(jī)模式的定位體300，工作量小，功耗低。C、智能終端100接收處于工作模式的定位體300發(fā)送的定位體自身與受定位體之間的位移信息，如果受定位體200處于一個房間內(nèi)，則根據(jù)該房間內(nèi)的定位體300發(fā)送的位移信息，并結(jié)合所保存的該房間內(nèi)的定位體300的位置信息，計(jì)算出受定位體200的位置，如果受定位體200處于兩個房間的過渡處，則根據(jù)與受定位體200之間的距離最小的三個定位體300發(fā)送的位移信息，并結(jié)合所保存的這三個定位體300的位置信息，計(jì)算出受定位體200的位置；同樣地，智能終端100接收處于工作模式的定位體300發(fā)送的各定位體300與智能終端100之間的位移信息，如果智能終端100處于一個房間內(nèi)，則根據(jù)該房間內(nèi)的定位體300發(fā)送的位移信息，并結(jié)合所保存的該房間內(nèi)的定位體300的位置信息，計(jì)算出智能終端100的位置，如果智能終端100處于兩個房間的過渡處，則根據(jù)與智能終端100之間的距離最小的三個定位體300發(fā)送的位移信息，并結(jié)合所保存的這三個定位體300的位置信息，計(jì)算出智能終端100的位置；并在室內(nèi)布局圖上顯示受定位體200和智能終端100的位置；如果受定位體200或智能終端100的位置變化則返回步驟B。所述智能終端100，通過在與受定位體200通信時，定時地發(fā)送控制命令包而設(shè)置定位體300的模式，控制命令包之中包括跳頻序列信號和控制信號；控制信號包含各定位體300的標(biāo)號信息和對應(yīng)的模式信息；跳頻序列信號包含智能終端100從受定位體200接收信號和向受定位體200發(fā)送信號的頻點(diǎn)信息。所述每個定位體300，用于接收所述控制命令包，根據(jù)控制命令包中的控制信號確定自身的模式信息，并根據(jù)對應(yīng)的模式信息設(shè)置自身的模式為工作模式或待機(jī)模式；并根據(jù)控制命令包中跳頻序列信號監(jiān)聽智能終端和受定位體發(fā)送的信號和向智能終端發(fā)送所獲得的位移信息。也能夠進(jìn)行時序的再同步。換言之，定位體300的狀態(tài)，由智能終端100判斷，并通過在標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議上進(jìn)行擴(kuò)展而將用于指示定位體300的狀態(tài)的控制命令，與調(diào)頻序列信號一并以控制命令包的形式發(fā)送。定位體300監(jiān)聽到控制命令包后，根據(jù)控制命令調(diào)整自身的模式為工作模式或待機(jī)模式。本實(shí)施例中，定位體300能夠根據(jù)監(jiān)聽到的信號的功率，計(jì)算傳輸功率損耗,根據(jù)傳輸功率損耗計(jì)算位移信息；智能終端100使用多點(diǎn)定位算法計(jì)算智能終端100和受定位體200的位置。且在室內(nèi)布局圖中標(biāo)出的智能終端100和受定位體200的位置能夠隨著受定位的物體或使用者的運(yùn)動不斷更新。步驟A之中，當(dāng)智能終端100啟動受定位體200時，智能終端100將所有定位體300都設(shè)置為工作模式，從而初步計(jì)算智能終端100和受定位體200的位置。初步計(jì)算智能終端100和受定位體200的位置的操作，可以通過多種方式實(shí)現(xiàn)，例如，可以進(jìn)行預(yù)先訓(xùn)練，將智能終端100和受定位體200位于不同位置并且進(jìn)行無線通信，各定位體300監(jiān)聽通信信號作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，或者進(jìn)一步計(jì)算位移信息作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，將各次訓(xùn)練所得到的訓(xùn)練數(shù)據(jù)和各次訓(xùn)練時智能終端以及受定位體的位置保存在智能終端之中。則初步計(jì)算智能終端100和受定位體200的位置時，可以將定位體300設(shè)置為工作模式，通過將監(jiān)聽的通信信號或測量的位移信息，與已經(jīng)保存的訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，估算出智能終端100和受定位體200的位置?；蛘撸鲜龅某醪接?jì)算智能終端100和受定位體200的位置的操作，可以通過從所述第一位移信息中選擇最小的三個，以及選擇相對應(yīng)的定位體300，來初步計(jì)算受定位體200的位置；通過從所述第二位移信息中選擇最小的三個，以及選擇相對應(yīng)的定位體300，來初步計(jì)算智能終端100的位置。這樣可以不必在每次更換定位體的位置時，重新訓(xùn)練數(shù)據(jù)。本實(shí)施例中，智能終端100，在與受定位體200無線通信時，會在無線信號之中插入控制信號，令控制信號和跳頻序列信號以控制命令包的形式發(fā)送。定位體300監(jiān)聽到控制信號時根據(jù)控制信號控制自身的模式。通過將部分定位體300設(shè)置為待機(jī)模式，處于待機(jī)模式的定位體300進(jìn)行兩次測量操作之間的時間間隔長，可以最大程度降低功耗。通過處于工作模式的定位體300可以準(zhǔn)確地測量智能終端100、定位體200的位置，同時，處于工作模式的定位體300不限于同一房間內(nèi)的定位體或者距離最近的三個定位體。如果受定位體或智能終端處于一個房間內(nèi)，則除了將該房間內(nèi)的定位體設(shè)置為工作模式之外，還將距離小于該房間內(nèi)的定位體與受定位體之間距離的定位體設(shè)置為工作模式；如果受定位體或智能終端處于兩個房間的過渡處，則除了將與受定位體之間的距離最小的三個定位體設(shè)置為工作模式之外，還將與所述三個定位體中的任一個處于同一房間的定位體設(shè)置為工作模式，因此可以保證測量移動物體時，即便物體移動，仍然可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)測量而不會有明顯的
停滯感。進(jìn)一步地，智能終端100會預(yù)存預(yù)警位置。本實(shí)施例之中，預(yù)警位置表示室內(nèi)進(jìn)出口的位置，可以通過由使用者輸入進(jìn)出口的位置，或者由智能終端100根據(jù)室內(nèi)布局圖按照圖像分割算法計(jì)算，以得到預(yù)警位置。智能終端100還具有告警器，智能終端100進(jìn)一步判斷受定位體的位置與預(yù)設(shè)的預(yù)警位置之間的距離是否小于預(yù)設(shè)的閾值，當(dāng)判斷受定位體的位置與預(yù)設(shè)的預(yù)警位置之間的距離小于預(yù)設(shè)的閾值時，告警器向用戶發(fā)出告警信息。告警器可以是擴(kuò)音器、振動器或指示燈。圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例提供的一種智能終端的框圖。該智能終端100用于與多個定位體配合以定位設(shè)置于室內(nèi)的活動或靜態(tài)的待定位物體表面且與智能終端配對的受定位體，其中，所述定位體在每個房間內(nèi)分布式地設(shè)置至少三個且均位于具有一定高度的同一水平高度上，所述受定位體，用于當(dāng)其被智能終端喚醒時，與智能終端進(jìn)行無線通信。該智能終端包括:處理模塊110、通信模塊120、顯示模塊130和存儲模塊150。本實(shí)施例中，該智能終端還包括輸入模塊140。其中存儲模塊150，用于存儲室內(nèi)布局圖以及各定位體的位置信息和標(biāo)號信息。處理模塊110，用于通過通信模塊120喚醒處于休眠狀態(tài)的受定位體并與受定位體進(jìn)行無線通信，以及用于通過通信模塊120將與受定位體之間的跳頻序列信息發(fā)送給所述各定位體并設(shè)置每個定位體的模式為工作模式或待機(jī)模式。通信模塊120，用于根據(jù)處理模塊110的指令喚醒處于休眠狀態(tài)的受定位體并與受定位體無線通信，以及接收定位體發(fā)送的定位體自身與受定位體之間的位移信息。較佳地，本實(shí)施例之中的通信模塊120，是一種符合藍(lán)牙4.0標(biāo)準(zhǔn)的低功耗收發(fā)模塊。處理模塊110，進(jìn)一步用于根據(jù)通信模塊120所接收到的定位體自身與受定位體之間的位移信息，結(jié)合存儲模塊150中的各定位體的位置信息，計(jì)算出受定位體的位置。顯示模塊130，用于通過顯示屏幕顯示室內(nèi)布局圖，并在室內(nèi)布局圖上顯示受定位體的位置。輸入模塊140，能夠接收使用者輸入的指令，將指令發(fā)送給處理模塊110。另外，通信模塊120，進(jìn)一步用于接收定位體發(fā)送的定位體自身與智能終端之間的位移信息。此時處理模塊110，進(jìn)一步用于根據(jù)通信模塊120所接收到的定位體自身與智能終端之間的位移信息，結(jié)合所保存的各定位體的位置信息，計(jì)算出智能終端的位置。則顯示模塊130，通過顯示屏幕在該室內(nèi)布局圖上顯示智能終端的位置。從而在顯示屏幕上同時顯示智能終端和受定位體的位置。當(dāng)然，智能終端100還要包括供電模塊，用來為智能終端的工作供電。另外，存儲模塊150會預(yù)存預(yù)警位置，例如預(yù)存表示房間進(jìn)出口的預(yù)警位置。智能終端100可以通過接收使用者的輸入或者由處理模塊110根據(jù)室內(nèi)布局圖按照圖像分割算法計(jì)算，以得到預(yù)
警位置。
所述存儲模塊150進(jìn)一步用于存儲預(yù)設(shè)的預(yù)警位置；智能終端100進(jìn)一步包括告警器，當(dāng)處理模塊110判斷受定位體的位置與預(yù)設(shè)的預(yù)警位置之間的距離小于預(yù)設(shè)的閾值時，告警器來發(fā)出告警信息以提醒使用者。告警器可以是擴(kuò)音器、振動器或指示燈。本實(shí)施例之中，告警器在接收到處理模塊110發(fā)出的指令時發(fā)出告警信息。其中，該智能終端100，在通過通信模塊120啟動受定位體之后，實(shí)時地執(zhí)行以下定位過程:A、初始時，該處理模塊110通過通信模塊120將所有定位體都設(shè)置為工作模式；該處理模塊110根據(jù)處于工作模式的定位體發(fā)送的位移信息，并結(jié)合該存儲模塊150所保存的各定位體的位置信息，初步計(jì)算出受定位體和智能終端的位置，該顯示模塊在室內(nèi)布局圖上顯示受定位體和智能終端的位置。B、該處理模塊110判斷受定位體當(dāng)前所處位置，如果受定位體處于一個房間內(nèi)，則通過通信模塊120，將該房間內(nèi)的定位體以及與受定位體之間的距離小于該房間內(nèi)的定位體與受定位體之間距離的定位體都設(shè)置為工作模式；如果受定位體處于兩個房間的過渡處，則通過通信模塊120，將與受定位體之間的距離最小的三個定位體以及與所述三個定位體中的任一個處于同一房間的定位體設(shè)置為工作模式；該處理模塊110判斷智能終端自身當(dāng)前所處的位置，并進(jìn)行相同的設(shè)置。另外，該處理模塊110通過通信模塊120將其余的定位體設(shè)置為待機(jī)模式。其中，需要說明的是，處于待機(jī)模式的定位體同樣會監(jiān)聽智能終端和受定位體之間的信號，獲得定位體自身與受定位體之間的位移信息以及定位體自身與智能終端之間的位移信息，并發(fā)送給智能終端；但是處于待機(jī)模式的定位體進(jìn)行兩次監(jiān)聽以及計(jì)算位移信息操作之間的時間間隔較長，可以最大程度降低功耗。換言之，處于待機(jī)模式的定位體大部分時間處于休眠狀態(tài)，定期喚醒起來判斷是否進(jìn)入工作模式。C、該通信模塊120接收處于工作模式的定位體發(fā)送的位移信息，如果受定位體處于一個房間內(nèi)，則該處理模塊110根據(jù)該房間內(nèi)的定位體發(fā)送的位移信息,并結(jié)合所保存的該房間內(nèi)的定位體的位置信息，計(jì)算出受定位體的位置，如果受定位體處于兩個房間的過渡處，則該處理模塊110根據(jù)與受定位體之間的距離最小的三個定位體發(fā)送的位移信息，并結(jié)合所保存的這三個定位體的位置信息，計(jì)算出受定位體的位置，同樣，可以計(jì)算出智能終端的位置。該顯示模塊130在室內(nèi)布局圖上顯示受定位體和智能終端的位置；如果受定位體或智能終端的位置變化，則返回步驟B。其中，所述處理模塊110，通過產(chǎn)生控制命令包，并由通信模塊120在跳頻序列更新時發(fā)送控制命令包而設(shè)置定位體的模式為工作模式或待機(jī)模式，控制命令包之中包括跳頻序列信號和控制信號；控制信號包含各定位體的標(biāo)號信息和對應(yīng)的模式信息；跳頻序列信號包含智能終端從受定位體接收信號和向受定位體發(fā)送信號的頻點(diǎn)信息。本實(shí)施例的處理模塊110，可以是具有較高處理能力的SOC (片上芯片系統(tǒng))，可運(yùn)行操作系統(tǒng)，提供無線射頻通信協(xié)議棧，支持圖形用戶界面顯示，和進(jìn)行較復(fù)雜的運(yùn)算，例如運(yùn)行相應(yīng)的軟件，控制通信模塊120，載入用戶的室內(nèi)布局圖，將定位體在布局圖上標(biāo)識為定位點(diǎn)圓標(biāo)，接收定位體發(fā)送的位移信息，并進(jìn)行計(jì)算，確定受定位體和智能終端的位置，并在布局圖上顯示。圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例提供的一種室內(nèi)無線定位方法的流程圖。該方法使用一個具有顯示屏幕的智能終端以及多個定位體來定位待定位物體以定位待定位物體，較佳地，可以使用如圖1所示的系統(tǒng)、如圖2所示的智能終端來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法。該方法包括以下的步驟:S100、設(shè)置定位體和受定位體:在室內(nèi)每個房間內(nèi)分布式地設(shè)置至少三個定位體，各定位體均位于同一水平高度上，將受定位體設(shè)置在活動或靜態(tài)物體表面，并與智能終端完成配對。S200、配置智能終端:在智能終端中存儲室內(nèi)布局圖以及各定位體的位置信息和標(biāo)號信息。S300、智能終端喚醒處于休眠狀態(tài)的受定位體并與受定位體進(jìn)行無線通信；智能終端將與受定位體之間的跳頻序列信息發(fā)送給所述各定位體并設(shè)置每個定位體的模式為工作模式或待機(jī)模式。S400、處于工作模式的多個定位體監(jiān)聽受定位體向智能終端發(fā)送的數(shù)據(jù)包，獲得定位體自身與受定位體之間的位移信息(第一位移信息)，并發(fā)送給智能終端；智能終端根據(jù)所接收到的各定位體與受定位體之間的位移信息，并結(jié)合所保存的各定位體的位置信息，計(jì)算出受定位體的位置。S500、智能終端通過顯示屏幕顯示室內(nèi)布局圖，并在該室內(nèi)布局圖上顯示受定位體的位置。其中，步驟SlOO之中，可以通過選擇定位體的位置和高度，保證定位體設(shè)置位置的開闊性，較佳地，本實(shí)施例之中，令智能終端或受定位體能夠與至少三個定位體無阻隔地進(jìn)行無線通信。步驟S300至S500，均屬于定位過程。所述步驟S400進(jìn)一步包括:處于工作模式的多個定位體監(jiān)聽智能終端向受定位體發(fā)送的無線信號，獲得定位體自身與智能終端之間的位移信息，并發(fā)送給智能終端；智能終端根據(jù)所接收到的各定位體與智能終端之間的位移信息，并結(jié)合所保存的各定位體的位置信息，計(jì)算出智能終端的位置；步驟S500進(jìn)一步包括:智能終端通過顯示屏幕在該室內(nèi)布局圖上顯示智能終端的位置。步驟S300至S500，即所述定位過程是實(shí)時進(jìn)行的，具體包括:A、初始時，智能終端將所有定位體都設(shè)置為工作模式；智能終端根據(jù)處于工作模式的定位體發(fā)送的所述位移信息，并結(jié)合所保存的各定位體的位置信息，初步計(jì)算出受定位體和智能終端的位置，并在室內(nèi)布局圖上顯示受定位體和智能終端的位置。B、智能終端判斷受定位體當(dāng)前所處位置，如果受定位體處于一個房間內(nèi)，則將該房間內(nèi)的定位體以及與受定位體之間的距離小于該房間內(nèi)的定位體與受定位體之間距離的定位體都設(shè)置為工作模式；如果受定位體處于兩個房間的過渡處，則將與受定位體之間的距離最小的三個定位體以及與所述三個定位體中的任一個處于同一房間的定位體設(shè)置為工作模式；智能終端判斷智能終端自身當(dāng)前所處的位置，并進(jìn)行相同的設(shè)置；進(jìn)一步地，智能終端將其余的定位體設(shè)置為待機(jī)模式。 其中，處于待機(jī)模式的定位體同樣能夠監(jiān)聽智能終端和受定位體之間的信號,獲得定位體自身與受定位體之間的位移信息以及定位體自身與智能終端之間的位移信息，并發(fā)送給智能終端；但是處于待機(jī)模式的定位體進(jìn)行兩次監(jiān)聽以及計(jì)算位移信息操作之間的時間間隔較長，可以最大程度降低功耗。換言之，處于待機(jī)模式的定位體大部分時間處于休眠狀態(tài)，定期喚醒起來判斷是否進(jìn)入工作模式。C、智能終端接收處于工作模式的定位體發(fā)送的定位體自身與受定位體之間的位移信息，如果受定位體處于一個房間內(nèi)，則根據(jù)該房間內(nèi)的定位體發(fā)送的位移信息，并結(jié)合所保存的該房間內(nèi)的定位體的位置信息，計(jì)算出受定位體的位置，如果受定位體處于兩個房間的過渡處，則根據(jù)與受定位體之間的距離最小的三個定位體發(fā)送的位移信息，并結(jié)合所保存的這三個定位體的位置信息，計(jì)算出受定位體的位置；同樣，可以計(jì)算出智能終端的位置；并在室內(nèi)布局圖上顯示受定位體和智能終端的位置；如果受定位體或智能終端的位置變化，則返回步驟B。圖4為定位體的工作模式的切換示意圖。其中，為了方便說明，將處于工作模式的定位體,區(qū)分為處于主要工作模式的定位體和處于輔助工作模式的定位體。其中，處于主要工作模式的定位體測量得到的距離信息被智能終端使用以測量受定位體或智能終端的位置；處于輔助工作模式的定位體測量得到的距離信息不被智能終端使用來測量受定位體或智能終端的位置。標(biāo)示(I)，表示定位體由待機(jī)模式切換到輔助工作模式需要滿足的條件，是與處于主要工作模式的定位體在同一房間(說明此時受定位體或智能終端處于兩個房間的過渡處)，或測得的與受定位體或智能終端的距離比處于主要工作模式的定位體測得的與受定位體或智能終端的距離小(說明此時受定位體或智能終端處于某一個房間內(nèi))。標(biāo)示
(2)，表示定位體由輔助工作模式切換到主要工作模式需要滿足的條件，S卩如果受定位體或智能終端處于一個房間內(nèi)，則將該房間內(nèi)的定位體由輔助工作模式切換到主要工作模式，如果受定位體或智能終端處于兩個房間的過渡處，則將與受定位體或智能終端之間的距離最小的三個定位體由輔助工作模式切換到主要工作模式。標(biāo)示(3)，表示定位體由主要工作模式切換到輔助工作模式需要滿足的條件，即如果受定位體或智能終端處于一個房間內(nèi)，則將不在該房間內(nèi)的定位體由主要工作模式切換到輔助工作模式，如果受定位體或智能終端處于兩個房間的過渡處，則將與受定位體或智能終端之間的距離不是最小的三個的定位體由主要工作模式切換到輔助工作模式。標(biāo)示(4),表示定位體由輔助工作模式切換到待機(jī)模式需要滿足的條件，是與處于主要工作模式的定位體不在同一房間，且測得的與受定位體或智能終端的距離并不比處于主要工作模式的定位體測得的與受定位體或智能終端的距離小。所述步驟A中的智能終端根據(jù)處于工作模式的定位體發(fā)送的位移信息，并結(jié)合所保存的各定位體的位置信息，初步計(jì)算出受定位體和智能終端的位置，包括:智能終端根據(jù)所接收到的位移信息選取與受定位體距離最近的三個定位體，根據(jù)該三個定位體與受定位體之間的位移信息，并結(jié)合該三個定位體的位置信息，計(jì)算出受定位體的位置；智能終端根據(jù)所接收到的位移信息選取與智能終端距離最近的三個定位體，根據(jù)該三個定位體與智能終端之間的位移信息，并結(jié)合該三個定位體的位置信息，計(jì)算出智能終端的位置。所述智能終端設(shè)置定位體的模式的操作包括:智能終端在跳頻序列更新時發(fā)送包括跳頻序列信號和控制信號的控制命令包；控制信號包含各定位體的標(biāo)號信息和對應(yīng)的模式信息；跳頻序列信號包含智能終端從受定位體接收信號和向受定位體發(fā)送信號的頻點(diǎn)信息。定位體監(jiān)聽控制命令包，定位體接收所述控制信號時，根據(jù)對應(yīng)的模式信息設(shè)置自身的模式為工作模式或待機(jī)模式；定位體監(jiān)聽到跳頻序列信號時，根據(jù)跳頻序列信號更新現(xiàn)有跳頻序列，用于設(shè)置接收和發(fā)送信號的頻率并進(jìn)行時序的再同步。
步驟S400之中，定位體獲取位移信息，是利用監(jiān)聽到的信號的傳輸功率，計(jì)算傳輸功率損耗，從而獲取位移信息。步驟S200之中，所述智能終端存儲各個定位體的位置信息，包括:智能終端接收使用者輸入的定位體位置，并根據(jù)使用者輸入的定位體位置，按照室內(nèi)布局圖的尺寸和實(shí)際房間尺寸的比例，計(jì)算和存儲定位體的位置信息。本實(shí)施例之中，更具體地:智能終端讀取并通過顯示屏幕顯示室內(nèi)布局圖；使用者可以通過布局圖縮放和點(diǎn)擊將各個定位點(diǎn)設(shè)備在布局圖中標(biāo)注出來，智能終端接收使用者的輸入，根據(jù)使用者的輸入，按照室內(nèi)布局圖的尺寸和實(shí)際房間尺寸的比例，計(jì)算和存儲各個定位體的位置信息。另外，步驟S200進(jìn)一步包括:智能終端預(yù)設(shè)預(yù)警位置。本實(shí)施例之中的預(yù)警位置表示室內(nèi)進(jìn)出口的位置，可以由使用者輸入進(jìn)出口的位置，或者由智能終端根據(jù)室內(nèi)布局圖按照圖像分割算法計(jì)算得到進(jìn)出口的位置信息。此時，該方法進(jìn)一步包括:智能終端判斷受定位體的位置與預(yù)設(shè)的預(yù)警位置之間的距離是否小于預(yù)設(shè)的閾值，若判斷為是，則智能終端發(fā)出告警信息。對于移動的待定位物體，當(dāng)判斷其位置與預(yù)設(shè)的預(yù)警位置之間的距離小于預(yù)設(shè)的閾值時一般表示它有可能不在室內(nèi)的范圍，此時發(fā)出告警信息可以提醒使用者。圖5為本發(fā)明較佳實(shí)施例提供的室內(nèi)無線定位系統(tǒng)中的信號傳輸示意圖。智能終端喚醒受定位體后，確定跳頻序列；跳頻序列更新時智能終端會發(fā)送控制命令包，例如可以將控制命令包插入通信信號而發(fā)送控制命令包。以圖5為例，控制命令包，包括跳頻序列信號和控制信號。在開始階段，受定位體200與智能終端100相互通信確定跳頻序列，跳頻序列一般由十幾個到三四十個頻點(diǎn)的隨機(jī)序列組成。這一過程是一些射頻協(xié)議如藍(lán)牙4.0的標(biāo)準(zhǔn)過程。在實(shí)際工作過程中，受定位體200與智能終端100之間的跳頻序列是在不斷更新變化的，智能終端100在跳頻序列更新時發(fā)送包含跳頻序列信號的控制命令包，通過跳頻序列信號將該跳頻序列告知所有的定位體300，并進(jìn)行時序同步。在正式工作時，受定位體200以一定頻率向智能終端100發(fā)送數(shù)據(jù)包，智能終端100也以同樣頻率向受定位體200發(fā)送應(yīng)答包。這個頻率可以是IHz IOHz之間的值，根據(jù)當(dāng)前定位精度和信號傳輸情況自動調(diào)節(jié)。獲知了跳頻序列并與智能終端100同步的各個定位體300就可以監(jiān)聽到受定位體200和智能終端100分別發(fā)送的數(shù)據(jù)包和應(yīng)答包。處于工作狀態(tài)的定位體300經(jīng)過對信號進(jìn)行功率計(jì)算和后期平滑處理，獲取位移信息，并按一定的順序向智能終端100發(fā)送一個個位移包。圖5、圖7之中，僅繪制了一個定位體300，實(shí)際工作中需要發(fā)送位移包的定位體300的數(shù)目比較多，因此各個定位體300可以按照一定的順序發(fā)送位移包。這里的順序可以是按照智能終端100和定位體300配對時的序號而定。本案的定位體通過監(jiān)聽到的信號的功率計(jì)算第一位移信息和第二位移信息，無線射頻傳輸中，通信距離與發(fā)射功率、接收信號強(qiáng)度和工作頻率的關(guān)系是[Los] (dB)=32.44+2Olgd (km)+20Igf(MHz)；[Los] (dB) = [TX] (dB)-[RX] (dB)；式中Los為傳輸損耗，單位dB ；TX為發(fā)送功率，單位dB ；RX為接收功率，單位dB ；d為傳輸距離，單位km; f為載波頻率，單位MHz。傳輸損耗Los為發(fā)送功率TX減去接收功率RX，與傳輸距離d的對數(shù)值正相關(guān)，與載波頻率f的對數(shù)值正相關(guān)。傳輸距離d擴(kuò)大一倍，傳輸損耗Los增加6dB。圖6是無線射頻傳輸損耗與距離的關(guān)系圖，可見傳輸損耗Los與傳輸距離d的對數(shù)正相關(guān)。在實(shí)際計(jì)算中，由于無線傳輸個體的射頻發(fā)送和接收的差異，該計(jì)算公式不可直接使用，需要記錄射頻發(fā)送方的發(fā)送功率測試數(shù)值TXreal，以及射頻接收方測試得到的接收鏈路功率損耗系數(shù)P，則上述公式變?yōu)?Los=TXreal-RX/ (1-p)TXreal和p的取值是與射頻個體相關(guān)的，在本發(fā)明中，TXreal主要是受定位體200和智能終端100的發(fā)送功率實(shí)驗(yàn)測試值，P主要是指定位體300的接收鏈路功率損耗系數(shù)實(shí)驗(yàn)測試值。在鏈路建立初期，定位體300將獲得受定位體200和智能終端100的TXreal值。在定位過程中，定位體300將根據(jù)監(jiān)聽到的數(shù)據(jù)包和應(yīng)答包的功率值，計(jì)算相應(yīng)的傳輸損耗Los，并根據(jù)Los值，計(jì)算傳輸距離d值，即可得到第一位移信息和第二位移信息。然而并非每次根據(jù)接收的信號進(jìn)行運(yùn)算都能獲得真正的傳輸距離，這主要是由于運(yùn)動物體遮擋的緣故。這時候可對計(jì)算后的位移信息進(jìn)行平滑處理；如果傳輸損耗出現(xiàn)如圖6中所示的跳變，或者說在短時內(nèi)距離出現(xiàn)較大的起伏，則將拋棄該計(jì)算值，而使用歷史數(shù)據(jù)擬合出一個當(dāng)前傳輸距離值，保證計(jì)算數(shù)據(jù)的平滑性。定位體300將計(jì)算獲得的各定位體與智能終端之間的位移信息以及各定位體與受定位體之間的位移信息，實(shí)時發(fā)送給智能終端100。智能終端100通過多點(diǎn)定位算法，計(jì)算受定位體200和智能終端100的具體位置信息，并在室內(nèi)布局圖中標(biāo)出且不斷更新。圖7為本發(fā)明較佳實(shí)施例提供的室內(nèi)無線定位系統(tǒng)中的定位體的使用示意圖。定位體300可通過雙面膠或釘子固定于室內(nèi)墻體上或放置于室內(nèi)有一定高度的物體上，盡量保證其放置的開闊性并保證多個定位體300基本處于同一水平面上。定位體300上有用于開關(guān)機(jī)和配對的多功能按鍵301，該多功能按鍵301可同時具有LED燈顯示功能，用于顯示定位體300的狀態(tài)。圖8為本發(fā)明較佳實(shí)施例提供的室內(nèi)無線定位系統(tǒng)中的受定位體的使用示意圖。受定位體200可貼于家用物品202，例如可以貼于靜止的遙控器，既能很好隱藏又不影響用戶正常使用，也可放置于運(yùn)動物體表面，或通過繩子掛于活動物體例如寵物的脖子上。受定位體200也有與定位體300類似的多功能按鍵201，用于開關(guān)機(jī)和配對使用，也可有LED燈顯示功能。另外，受定位體200和定位體300均包括處理器和無線通信模塊以及供電裝置，其中，本實(shí)施例的定位體300由于是固定放置使用，可配置較大容量的電池作為供電裝置，如兩節(jié)AA電池。圖9為在智能終端預(yù)設(shè)定位體的位置信息的示意圖。在室內(nèi)定位的過程中，一般而言每個獨(dú)立房間都需要3個或以上的定位體300，每個房間的定位體300越多，定位精度越高。半開放式的兩個房間之間可以共用臨近的定位體300，節(jié)省使用數(shù)量。這里以每個獨(dú)立房間3個定位體300為例。將定位體300分別與智能終端100配對，連接成在智能終端100上顯示的定位點(diǎn)設(shè)備102。智能終端界面載入用戶提供的室內(nèi)布局圖101，該布局圖101可為任何格式的圖片，只要清晰并可反映實(shí)際室內(nèi)布局即可。同一獨(dú)立房間的3個定位體300盡量放置在相互對等分離的同水平位置上。將一個或多個定位體300放置好以后，可通過智能終端100的顯示界面，將定位體300對應(yīng)的定位點(diǎn)設(shè)備102在布局圖101上標(biāo)識成定位點(diǎn)圓標(biāo)103。特別地，如果智能終端100是有觸摸屏和界面觸摸功能的設(shè)備，可通過多點(diǎn)觸摸縮放布局圖101，然后將定位點(diǎn)設(shè)備102觸摸移動到布局圖101上對應(yīng)實(shí)際定位體300實(shí)際放置位置的地方。另外，在實(shí)際應(yīng)用時，由于定位體300較多，與定位點(diǎn)設(shè)備102的對應(yīng)關(guān)系難免比較混亂，在觸摸移動定位點(diǎn)設(shè)備102時，對應(yīng)的定位體300的LED燈可特定閃爍，以示正在操作和放置位置的正是該定位體300。另外，如果智能終端100無觸摸屏和界面觸摸功能，也可通過上、下、左、右方向鍵和確認(rèn)鍵，實(shí)現(xiàn)該放置過程。放置過程完成之后，智能終端100可以進(jìn)一步按照室內(nèi)布局圖的尺寸和實(shí)際房間尺寸的比例，計(jì)算各個定位體300的位置信息，以及存儲位置信息。圖10為智能終端顯示受定位體與智能終端位置的示意圖。圖10之中，智能終端100以智能手機(jī)或平板電腦為例進(jìn)行說明。如圖10所示，帶有受定位體200的寵物920，正處于左下角的大廳位置，而帶有智能終端100的使用者910正處于左上角的房間內(nèi)，圖10之中的定位體300以定位點(diǎn)圓標(biāo)表示。此時定位體300中的一部分處于工作模式且其測量得到的距離信息被智能終端使用以測量受定位體或智能終端的位置，在圖中以增大的圓點(diǎn)表示，一部分處于待機(jī)模式，在圖中以白色的圓點(diǎn)表示，另有一部分處于工作模式但是其測量得到的距離信息并不被智能終端使用來測量受定位體或智能終端的位置。當(dāng)然，在實(shí)際使用和定位過程中，定位點(diǎn)圓標(biāo)、增大的圓點(diǎn)等等并不需要如圖10所示地進(jìn)行顯示，這里僅是作為工作方式的說明之用。圖11和圖12為智能終端判斷定位體的模式的示意圖。由圖可知當(dāng)帶有智能終端的使用者或者帶有受定位體的待定位物體(例如寵物)在某一房間之內(nèi)時，該房間中的定位體處于工作模式，當(dāng)帶有智能終端的使用者或者帶有受定位體的待定位物體(例如寵物)處于房間與房間的過渡或走道時，選用距離最近法，距離最近的定位體處于工作模式。在圖中以增大的圓點(diǎn)表示處于工作模式且其測量得到的距離信息被智能終端使用以測量受定位體或智能終端的位置的定位體。由于本發(fā)明室內(nèi)定位是利用無線信號接收的功率來計(jì)算定位體300與受定位體200或智能終端100之間的相對距離。因此無線信號的反射和穿越物體引起的明顯衰減都對定位精度有直接的影響，所以通過如上一定的規(guī)則選取相對比較可靠的距離信息，則可以提供較佳的測量精度。如圖11，開始時所有的定位體300都處于工作模式，智能終端100利用距離最近法大致確認(rèn)受定位體200處于右下角房間(通過4號、5號、6號)而智能終端100處于左上角房間(通過7號、8號、9號)。這時利用同一房間法，兩個房間分別的3個定位體300 (4、5、6和7、8、9)將處于工作模式(所對應(yīng)的定位點(diǎn)圓標(biāo)在圖中以增大的圓點(diǎn)表示)，獲得受定位體200和智能終端100精確的位置。而定位體300中的3號由于離受定位體200比處于工作模式的4號和6號距離近而同樣處于工作模式。其他的定位體300則處于待機(jī)模式(圖中白色填充表示)。如圖12所示，當(dāng)使用者1201走出左上角房間來到過道時，帶有受定位體200的寵物1202已跑到左下角的大廳里了。這時利用同一房間法，左下角的大廳的3個定位體300(1、2，3)將處于工作模式；用距離最近法，距離智能終端最近的3個定位體300 (3,7, 10)將處于工作模式(所對應(yīng)的定位點(diǎn)圓標(biāo)在圖中以增大的圓點(diǎn)表示)，獲得受定位體200和智能終端100精確的位置。同時，定位體300中的5號由于離受定位體200比處于工作狀態(tài)的3號距離近而同樣處于工作模式；定位體300中的8、9號由于和7號定位體位于同一房間，定位體300中的11、12號由于和10號定位體位于同一房間而同樣處于工作模式。其他的定位體300則處于待機(jī)模式(圖中白色填充表示)。圖13為智能終端判斷需發(fā)出告警信息的示意圖。使用者通過智能終端將布局圖中家居出口和陽臺門設(shè)為預(yù)警位置1301，圖中使用黑色線增粗表示。當(dāng)帶有受定位體的受定位物體如寵物1302，來到距離預(yù)警位置1301很近的位置時，例如與預(yù)警位置之間的距離小于預(yù)設(shè)的一個閾值時，智能終端可通過鈴聲或者振動或者指示燈亮等方式發(fā)出告警消息，以告知用戶受定位物體有可能要越過預(yù)警位置，這樣達(dá)到提前預(yù)警的作用。本發(fā)明的實(shí)施例具有以下的優(yōu)點(diǎn):(一)通過選擇定位體處于工作模式或待機(jī)模式，在保證測量精度的同時降低功耗，且便于對動態(tài)物體進(jìn)行定位。(二)定位體、智能終端和受定位體之間使用藍(lán)牙等無線通信標(biāo)準(zhǔn)通信，基本滿足了雙點(diǎn)定位的需求；同時通過跳頻序列的主動分享,實(shí)現(xiàn)了多個定位體監(jiān)聽智能終端和受定位體之間的雙向通信的目的，使用藍(lán)牙4.0標(biāo)準(zhǔn)通信時，信號傳輸距離長，功耗進(jìn)一步降低。(三)定位體能夠平滑地進(jìn)行模式切換，對于運(yùn)動物體可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)定5位。(四)通過同時計(jì)算并且顯示智能終端的位置以及受定位體的位置，將定位人和受定位的目標(biāo)都同時顯示在屏幕上。(五)由于物體的物理運(yùn)動具有一定的連續(xù)性，因此，當(dāng)計(jì)算得到的信號的傳輸距離存在不連續(xù)的突變時，使用之前得到的傳輸距離擬合得到當(dāng)前的傳輸距離，可以有效地獲得最接近實(shí)際物理位置的位置數(shù)據(jù)。(六)可以根據(jù)實(shí)際的需要，靈活地布設(shè)定位體，便于組網(wǎng)和多房間布點(diǎn)，半開放式的兩個房間之間可以共用臨近的定位體，以節(jié)省定位體的使用數(shù)量，降低成本。(七)通過在室內(nèi)的不同位置分布多個定位體，測量定位體和受定位體以及定位體和智能終端之間的距離，進(jìn)而使用多點(diǎn)定位算法計(jì)算受定位體以及智能終端的位置，因此單個設(shè)備的運(yùn)算復(fù)雜度較低且易于實(shí)現(xiàn)，當(dāng)單個產(chǎn)品出現(xiàn)故障時易于修理或更換設(shè)備。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種室內(nèi)無線定位方法，其特征在于，該方法包括: 在室內(nèi)每個房間內(nèi)分布式地設(shè)置至少三個定位體，將受定位體設(shè)置在活動或靜態(tài)物體表面，并與智能終端完成配對；在智能終端中存儲室內(nèi)布局圖以及各定位體的位置信息和標(biāo)號信息； 定位過程包括:智能終端喚醒處于休眠狀態(tài)的受定位體并與受定位體進(jìn)行無線通信；智能終端將與受定位體之間的跳頻序列信息發(fā)送給所述各定位體并設(shè)置每個定位體的模式為工作模式或待機(jī)模式；處于工作模式的多個定位體根據(jù)智能終端發(fā)送的跳頻序列信息監(jiān)聽受定位體向智能終端發(fā)送的數(shù)據(jù)包，獲得定位體自身與受定位體之間的位移信息并發(fā)送給智能終端；智能終端根據(jù)所接收到的各定位體與受定位體之間的位移信息，并結(jié)合所保存的各定位體的位置信息，計(jì)算出受定位體的位置；以及 智能終端通過顯示屏幕顯示室內(nèi)布局圖，并在該室內(nèi)布局圖上實(shí)時顯示受定位體的位置。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 所述智能終端設(shè)置每個定位體的模式為工作模式或待機(jī)模式；處于工作模式的多個定位體根據(jù)智能終端發(fā)送的跳頻序列信息監(jiān)聽受定位體向智能終端發(fā)送的數(shù)據(jù)包，獲得定位體自身與受定位體之間的位移信息并發(fā)送給智能終端；智能終端根據(jù)所接收到的各定位體與受定位體之間的位移信息，并結(jié)合所保存的各定位體的位置信息，計(jì)算出受定位體的位置，以及智能終端通過顯示屏幕顯示室內(nèi)布局圖，并在該室內(nèi)布局圖上實(shí)時顯示受定位體的位置，具體包括: A、初始時，智能終端 將所有定位體都設(shè)置為工作模式；智能終端根據(jù)處于工作模式的定位體發(fā)送的定位體自身與受定位體之間的位移信息，并結(jié)合所保存的各定位體的位置信息，初步計(jì)算出受定位體的位置，并在室內(nèi)布局圖上顯示受定位體的位置； B、智能終端判斷受定位體當(dāng)前的位置，如果受定位體處于一個房間內(nèi)，則將該房間內(nèi)的定位體以及距離小于該房間內(nèi)的定位體與受定位體之間距離的定位體設(shè)置為工作模式；如果受定位體處于兩個房間的過渡處，則將與受定位體之間的距離最小的三個定位體以及與所述三個定位體中的任一個處于同一房間的定位體設(shè)置為工作模式； C、智能終端接收處于工作模式的定位體發(fā)送的定位體自身與受定位體之間的位移信息，如果受定位體處于一個房間內(nèi)，則根據(jù)該房間內(nèi)的定位體發(fā)送的位移信息，并結(jié)合所保存的該房間內(nèi)的定位體的位置信息，計(jì)算出受定位體的位置，如果受定位體處于兩個房間的過渡處，則根據(jù)與受定位體之間的距離最小的三個定位體發(fā)送的位移信息，并結(jié)合所保存的這三個定位體的位置信息，計(jì)算出受定位體的位置；并在室內(nèi)布局圖上顯示受定位體的位置；如果受定位體的位置變化則返回步驟B。
3.按權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟A進(jìn)一步包括:定位體監(jiān)聽智能終端向受定位體發(fā)送的應(yīng)答包，獲得定位體自身與智能終端之間的位移信息并發(fā)送給智能終端，智能終端根據(jù)處于工作模式的定位體發(fā)送的位移信息，并結(jié)合所保存的各定位體的位置信息，初步計(jì)算出智能終端的位置，并在室內(nèi)布局圖上顯示智能終端的位置； 步驟B進(jìn)一步包括:智能終端判斷智能終端當(dāng)前的位置，如果智能終端處于一個房間內(nèi)，則將該房間內(nèi)的定位體以及距離小于該房間內(nèi)的定位體與智能終端之間的距離的定位體設(shè)置為工作模式；如果智能終端處于兩個房間的過渡處，則將與智能終端之間的距離最小的三個定位體以及與所述三個定位體中的任一個處于同一房間的定位體設(shè)置為工作模式； 步驟C進(jìn)一步包括:智能終端接收處于工作模式的定位體發(fā)送的各定位體與智能終端之間的位移信息,如果智能終端處于一個房間內(nèi)，則根據(jù)該房間內(nèi)的定位體發(fā)送的位移信息，并結(jié)合所保存的該房間內(nèi)的定位體的位置信息，計(jì)算出智能終端的位置，如果智能終端處于兩個房間的過渡處，則根據(jù)與智能終端之間的距離最小的三個定位體發(fā)送的位移信息，并結(jié)合所保存的這三個定位體的位置信息，計(jì)算出智能終端的位置；并在室內(nèi)布局圖上顯示智能終端的位置；如果智能終端的位置變化則返回步驟B。
4.按權(quán)利要求1所述的 方法，其特征在于，所述智能終端將與受定位體之間的跳頻序列信息發(fā)送給所述定位體并設(shè)置每個定位體的模式為工作模式或待機(jī)模式，包括: 智能終端在跳頻序列更新時發(fā)送包括跳頻序列信號和控制信號的控制命令包；其中，控制信號包含各定位體的標(biāo)號信息和對應(yīng)的模式信息；跳頻序列信號包含智能終端從受定位體接收信號和向受定位體發(fā)送信號的頻點(diǎn)信息； 所述定位體接收所述控制命令包，根據(jù)對應(yīng)的模式信息設(shè)置自身的模式為工作模式或待機(jī)模式。
5.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括: 智能終端預(yù)設(shè)預(yù)警位置； 智能終端判斷受定位體的位置與預(yù)設(shè)的預(yù)警位置之間的距離是否小于預(yù)設(shè)的閾值，若判斷為是，則智能終端向用戶發(fā)出告警信息。
6.一種室內(nèi)無線定位系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:具有顯示屏幕的智能終端、設(shè)置于活動或靜態(tài)物體表面且與智能終端配對的受定位體以及分布在室內(nèi)的不同位置的多個定位體；所述定位體在每個房間內(nèi)分布式地設(shè)置至少三個； 所述受定位體，用于當(dāng)其被智能終端喚醒時，與智能終端進(jìn)行無線通信； 所述智能終端，用于保存室內(nèi)布局圖，以及各定位體的位置信息和標(biāo)號信息；在定位過程之中，用于喚醒處于休眠狀態(tài)的受定位體并與受定位體進(jìn)行無線通信，將與受定位體之間的跳頻序列信息發(fā)送給所述各定位體并設(shè)置每個定位體的模式為工作模式或待機(jī)模式，接收處于工作模式的定位體發(fā)送的定位體自身與受定位體之間的位移信息，根據(jù)所接收到的位移信息，結(jié)合所保存的定位體的位置信息，計(jì)算出受定位體的位置，并通過顯示屏幕顯示室內(nèi)布局圖，并在該室內(nèi)布局圖上實(shí)時顯示受定位體的位置； 所述定位體，用于當(dāng)處于工作模式時根據(jù)智能終端發(fā)送的跳頻序列信息監(jiān)聽受定位體向智能終端發(fā)送的數(shù)據(jù)包，獲得定位體自身與受定位體之間的位移信息，并發(fā)送給智能終端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)用于在智能終端與受定位體進(jìn)行無線通信時，實(shí)時地執(zhí)行以下定位過程: A、初始時，智能終端將所有定位體都設(shè)置為工作模式；智能終端根據(jù)處于工作模式的定位體發(fā)送的定位體自身與受定位體之間的位移信息，并結(jié)合所保存的各定位體的位置信息，初步計(jì)算出受定位體的位置，并在室內(nèi)布局圖上顯示受定位體的位置； B、智能終端判斷受定位體當(dāng)前的位置，如果受定位體處于一個房間內(nèi)，則將該房間內(nèi)的定位體以及距離小于該房間內(nèi)的定位體與受定位體之間距離的定位體設(shè)置為工作模式；如果受定位體處于兩個房間的過渡處，則將與受定位體之間的距離最小的三個定位體以及與所述三個定位體中的任一個處于同一房間的定位體設(shè)置為工作模式；智能終端將其余的定位體設(shè)置為待機(jī)模式； C、智能終端接收處于工作模式的定位體發(fā)送的定位體自身與受定位體之間的位移信息，如果受定位體處于一個房間內(nèi)，則根據(jù)該房間內(nèi)的定位體發(fā)送的位移信息，并結(jié)合所保存的該房間內(nèi)的定位體的位置信息，計(jì)算出受定位體的位置，如果受定位體處于兩個房間的過渡處，則根據(jù)與受定位體之間的距離最小的三個定位體發(fā)送的位移信息，并結(jié)合所保存的這三個定位體的位置信息，計(jì)算出受定位體的位置；并在室內(nèi)布局圖上顯示受定位體的位置；如果受定位體的位置變化則返回步驟B。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)執(zhí)行的定位過程之中， 步驟A進(jìn)一步包括:定位體監(jiān)聽智能終端向受定位體發(fā)送的應(yīng)答包，獲得定位體自身與智能終端之間的位移信息并發(fā)送給智能終端，智能終端根據(jù)處于工作模式的定位體發(fā)送的位移信息，并結(jié)合所保存的各定位體的位置信息，初步計(jì)算出智能終端的位置，并在室內(nèi)布局圖上顯示智能終端的位置； 步驟B進(jìn)一步包括:智能終端判斷智能終端當(dāng)前的位置，如果智能終端處于一個房間內(nèi)，則將該房間內(nèi)的定位體以及距離小于該房間內(nèi)的定位體與智能終端之間的距離的定位體設(shè)置為工作模式；如果智能終端處于兩個房間的過渡處，則將與智能終端之間的距離最小的三個定位體以及與所述三個定位體中的任一個處于同一房間的定位體設(shè)置為工作模式； 步驟C進(jìn)一步包括:智能終端接收處于工作模式的定位體發(fā)送的各定位體與智能終端之間的位移信息；如果智能終端處于一個房間內(nèi)，則根據(jù)該房間內(nèi)的定位體發(fā)送的位移信息，并結(jié)合所保存的該房間內(nèi)的定位體的位置信息，計(jì)算出智能終端的位置；如果智能終端處于兩個房間的過渡處，則根據(jù)與智能終端之間的距離最小的三個定位體發(fā)送的位移信息，并結(jié)合所保存的這三個定位體的位置信息，計(jì)算出智能終端的位置；并在室內(nèi)布局圖上顯示智能終端的位置；如果智能終端的位置變化則返回步驟B。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述智能終端，通過在跳頻序列更新時發(fā)送控制命令包而設(shè)置定位體的模式為工作模式或待機(jī)模式，控制命令包之中包括跳頻序列信號和控制信號；控制信號包含各定位體的標(biāo)號信息和對應(yīng)的模式信息；跳頻序列信號包含智能終端從受定位體接收信號和向受定位體發(fā)送信號的頻點(diǎn)信息； 所述定位體，用于接收所述控制命令包，根據(jù)對應(yīng)的模式信息設(shè)置自身的模式為工作模式或待機(jī)模式。
10.一種智能終端，其特征在于，該智能終端用于與多個定位體配合，以定位設(shè)置于活動或靜態(tài)物體表面且與智能終端配對的受定位體，其中，所述定位體在每個房間內(nèi)分布式地設(shè)置至少三個；該智能終端包括:處理模塊、通信模塊、顯示模塊和存儲模塊， 存儲模塊，用于存儲室內(nèi)布局圖以及各定位體的位置信息和標(biāo)號信息； 處理模塊，用于通過通信模塊喚醒處于休眠狀態(tài)的受定位體并與受定位體進(jìn)行無線通信、用于通過通信模塊將與受定位體之間的跳頻序列信息發(fā)送給所述各定位體并將每個定位體的模式設(shè)置為工作模式或待機(jī)模式，以及根據(jù)通信模塊所接收到的定位體自身與受定位體之間的位移信息，結(jié)合存儲模塊中的定位體的位置信息，計(jì)算出受定位體的位置； 通信模塊，用于根據(jù)處理模塊的指令喚醒處于休眠狀態(tài)的受定位體并與受定位體進(jìn)行無線通信，以及接收定位體發(fā)送的定位體自身與受定位體之間的位移信息； 顯示模塊，用于通過顯示屏幕顯示室內(nèi)布局圖，并在室內(nèi)布局圖上實(shí)時顯示受定位體的位置 。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種室內(nèi)無線定位系統(tǒng)和方法以及智能終端，其中室內(nèi)無線定位方法包括設(shè)置定位體和受定位體；配置智能終端，在智能終端中存儲室內(nèi)布局圖以及各定位體的位置信息和標(biāo)號信息；定位過程。定位過程包括智能終端喚醒處于休眠狀態(tài)的受定位體并進(jìn)行無線通信，智能終端將與受定位體之間的跳頻序列信息發(fā)送給各定位體并設(shè)置每個定位體的模式為工作模式或待機(jī)模式；處于工作模式的定位體監(jiān)聽受定位體向智能終端發(fā)送的數(shù)據(jù)包，獲得位移信息并發(fā)送給智能終端；智能終端根據(jù)所接收到的位移信息，并結(jié)合所保存的各定位體的位置信息，計(jì)算出受定位體的位置；智能終端通過顯示屏幕顯示室內(nèi)布局圖以及在該室內(nèi)布局圖上顯示受定位體的位置。
文檔編號H04W64/00GK103096443SQ20131003008
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者王重樂, 姜斌斌, 張娟 申請人:歌爾聲學(xué)股份有限公司