本發(fā)明涉及電子信息領(lǐng)域，尤其涉及一種低功耗室內(nèi)外定位技術(shù)中的基站切換方法。

背景技術(shù)：

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)萬(wàn)物互聯(lián)的需求與期待持續(xù)上升，特別是在室內(nèi)定位領(lǐng)域，定位場(chǎng)景的需求越來(lái)越多，這也推動(dòng)著定位方法領(lǐng)域的發(fā)展，人們針對(duì)目前的應(yīng)用需求提出了許多得到定位信息的方案，如GNSS、WiFi定位方法、藍(lán)牙定位方法、RFID、UWB等技術(shù)。

目前室內(nèi)定位市場(chǎng)前景廣泛，iBeacon是蘋果公司推出的技術(shù)方案，打開(kāi)室內(nèi)定位應(yīng)用的新入口，眾多基于此技術(shù)的室內(nèi)定位方案應(yīng)運(yùn)而生。

方案一：

在室內(nèi)部署iBeacon定位信標(biāo)，信標(biāo)發(fā)送定位信號(hào)，由于每秒鐘內(nèi)發(fā)送定位信號(hào)的時(shí)間僅為數(shù)毫秒，因此定位信標(biāo)功耗極低，可通過(guò)電池供電使用達(dá)5年以上，定位信標(biāo)安裝方便，實(shí)施成本低。

接收終端持續(xù)檢測(cè)定位信標(biāo)發(fā)送的定位信號(hào)并通過(guò)Wi-Fi、2G、3G、4G等通信技術(shù)將數(shù)據(jù)傳輸給后臺(tái)系統(tǒng)，由后臺(tái)定位系統(tǒng)進(jìn)行位置計(jì)算。接收終端持續(xù)進(jìn)行定位信號(hào)掃描及通信工作，終端功耗及成本均高，極大地限制了其應(yīng)用。

方案二：

在室內(nèi)部署藍(lán)牙探測(cè)器，在人或者物品上佩戴或部署藍(lán)牙標(biāo)簽，由標(biāo)簽發(fā)出藍(lán)牙信號(hào)，藍(lán)牙探測(cè)器接收該信號(hào)并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)回傳給后臺(tái)系統(tǒng)，由后臺(tái)系統(tǒng)計(jì)算定位結(jié)果。

該種方式藍(lán)牙標(biāo)簽只需要在每秒中發(fā)送幾毫秒的定位信號(hào)，標(biāo)簽功耗低，使用時(shí)間長(zhǎng)，成本低。但藍(lán)牙探測(cè)器持續(xù)探測(cè)藍(lán)牙標(biāo)簽發(fā)送的定位信息并通過(guò)WiFi、3G、4G或網(wǎng)線等通信技術(shù)將數(shù)據(jù)傳輸給后臺(tái)系統(tǒng)，因此藍(lán)牙探測(cè)器需外接電源或POE網(wǎng)線，藍(lán)牙探測(cè)器成本高，部署實(shí)施代價(jià)極大，極大地限制了該種方式的應(yīng)用。

同時(shí)，為了定位更準(zhǔn)確，通信基站的選擇也尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種低功耗室內(nèi)外定位技術(shù)中的基站切換方法，可根據(jù)定位標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)弱選擇合適的基站進(jìn)行通信，以使定位更準(zhǔn)確。

為此，本發(fā)明公開(kāi)了一種低功耗室內(nèi)外定位技術(shù)中的基站切換方法，包括如下步驟：

S1、在所需的室內(nèi)環(huán)境部署低功耗定位節(jié)點(diǎn)，所述低功耗定位節(jié)點(diǎn)包括藍(lán)牙定位信標(biāo)；

S2、在接收端接收到定位信息后，采用LPWAN技術(shù)與基站建立連接，將定位信息通過(guò)基站傳輸給后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)行位置計(jì)算，接收端隨著目標(biāo)物的位置改變，自動(dòng)選擇切換至最合適的基站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

所述LPWAN技術(shù)為超長(zhǎng)距低功耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)LoRa、基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)NB-IoT中的一種。

進(jìn)一步地，步驟S2包括：

S201、部署多個(gè)基站；

S202、對(duì)基站覆蓋范圍內(nèi)的定位節(jié)點(diǎn)做一個(gè)預(yù)設(shè)表，在表中記錄定位節(jié)點(diǎn)所在地點(diǎn)接收端應(yīng)選擇的進(jìn)行通信連接的基站信息；

S203、接收端接收到最強(qiáng)定位節(jié)點(diǎn)信號(hào)時(shí)，則查詢預(yù)設(shè)表，獲得應(yīng)選擇基站信息并與之建立通信。

進(jìn)一步地，基站依據(jù)定位標(biāo)簽射頻信號(hào)的功率選擇是否進(jìn)行內(nèi)部切換至合適的調(diào)制方式，對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制傳輸。

基站內(nèi)部擁有FSK通信和LoRa通信兩路射頻，接收端依據(jù)基站每隔一段時(shí)間發(fā)送的一個(gè)LoRa信標(biāo)廣播信號(hào)的強(qiáng)弱，選定信號(hào)最好的基站準(zhǔn)備建立連接，當(dāng)基站檢測(cè)到接收端發(fā)出的信號(hào)功率大于一定的閾值時(shí)，采用FSK通信方式，反之，則切換使用LoRa通信的方式。

接收端隨著目標(biāo)物位置的變動(dòng)，基站檢測(cè)到接收端的信號(hào)功率會(huì)逐漸降低，基站內(nèi)部由FSK通信切換至LoRa通信，LoRa通信通過(guò)調(diào)大擴(kuò)頻因子提高靈敏度；當(dāng)LoRa的靈敏度達(dá)到一定值時(shí)，接收端回到開(kāi)始狀態(tài)，重新掃描選擇基站，發(fā)現(xiàn)信號(hào)更強(qiáng)的基站時(shí)，則切換至此基站。

進(jìn)一步地，還包括步驟S3：

在室外采用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行定位，將衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的經(jīng)緯度結(jié)果通過(guò)LPWAN回傳至后臺(tái)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外的全方位定位。

當(dāng)接收端能夠接收到藍(lán)牙信號(hào)時(shí)，衛(wèi)星導(dǎo)航模塊不工作；如不能接收到藍(lán)牙信號(hào)，則衛(wèi)星導(dǎo)航模塊開(kāi)始工作，實(shí)現(xiàn)定位模式的轉(zhuǎn)換。

接收端接收到的以及通過(guò)LPWAN技術(shù)傳輸?shù)亩ㄎ恍畔榻邮斩怂鶛z測(cè)到的ID號(hào)及信號(hào)強(qiáng)度。

每隔一段時(shí)間進(jìn)行一次定位信號(hào)檢測(cè)與傳輸；當(dāng)傳感器感應(yīng)到人員或物品不運(yùn)動(dòng)則自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，當(dāng)感應(yīng)到人員或物品運(yùn)動(dòng)則自動(dòng)喚醒，進(jìn)入工作狀態(tài)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用在室內(nèi)環(huán)境部署藍(lán)牙定位信標(biāo)等低功耗定位節(jié)點(diǎn)，采用LPWAN技術(shù)實(shí)現(xiàn)低功耗傳輸定位信息給后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，由后臺(tái)完成室內(nèi)定位，同時(shí)，在室外采用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行定位，將衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的經(jīng)緯度結(jié)果通過(guò)LPWAN回傳至后臺(tái)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外的全方位定位，既克服了現(xiàn)有技術(shù)中成本高和功耗高的問(wèn)題，且當(dāng)傳感器感應(yīng)到人員或物品不運(yùn)動(dòng)則自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，有效提高了續(xù)航及待機(jī)時(shí)間，大幅提升了實(shí)際推廣價(jià)值；且通過(guò)部署多個(gè)基站并對(duì)基站覆蓋范圍內(nèi)的定位節(jié)點(diǎn)做預(yù)設(shè)表，并在表中記錄定位節(jié)點(diǎn)所在地點(diǎn)接收端應(yīng)選擇的進(jìn)行通信連接的基站信息，依據(jù)定位標(biāo)簽射頻信號(hào)的功率選擇是否進(jìn)行基站與基站間的切換或內(nèi)部切換至合適的調(diào)制方式，對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制傳輸，使得定位更準(zhǔn)確。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的方法流程圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳述。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供一種低功耗室內(nèi)外定位技術(shù)中的基站切換方法，包括如下步驟：

S1、在所需的室內(nèi)環(huán)境部署低功耗定位節(jié)點(diǎn)，所述低功耗定位節(jié)點(diǎn)包括藍(lán)牙定位信標(biāo)；

S2、在接收端接收到定位信息后，采用LPWAN技術(shù)與基站建立連接，將定位信息通過(guò)基站傳輸給后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)行位置計(jì)算，接收端隨著目標(biāo)物的位置改變，自動(dòng)選擇切換至最合適的基站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；

S3、在室外采用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行定位，將衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的經(jīng)緯度結(jié)果通過(guò)LPWAN回傳至后臺(tái)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外的全方位定位。

所述LPWAN技術(shù)為超長(zhǎng)距低功耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)LoRa、基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)NB-IoT中的一種。

步驟S2包括：

S201、部署多個(gè)基站；

S202、對(duì)基站覆蓋范圍內(nèi)的定位節(jié)點(diǎn)做一個(gè)預(yù)設(shè)表，在表中記錄定位節(jié)點(diǎn)所在地點(diǎn)接收端應(yīng)選擇的進(jìn)行通信連接的基站信息；

S203、接收端接收到最強(qiáng)定位節(jié)點(diǎn)信號(hào)時(shí)，則查詢預(yù)設(shè)表，獲得應(yīng)選擇基站信息并與之建立通信。以部署兩個(gè)基站-基站A與基站B為例，若在基站A、B的交叉區(qū)，接收端收到最強(qiáng)的定位節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)1，查詢預(yù)設(shè)表，發(fā)現(xiàn)預(yù)設(shè)表中記載的節(jié)點(diǎn)1所在位置應(yīng)選擇基站B進(jìn)行通信，則接收端與基站B進(jìn)行通信；若發(fā)現(xiàn)預(yù)設(shè)表中記載的節(jié)點(diǎn)1所在位置應(yīng)選擇基站A進(jìn)行通信，則接收端與基站A進(jìn)行通信。

同時(shí)，內(nèi)部切換時(shí)，基站依據(jù)定位標(biāo)簽射頻信號(hào)的功率選擇是否進(jìn)行內(nèi)部切換至合適的調(diào)制方式，對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制傳輸。

每個(gè)基站內(nèi)部擁有FSK通信和LoRa通信兩路射頻，接收端依據(jù)基站每隔一段時(shí)間發(fā)送的一個(gè)LoRa信標(biāo)廣播信號(hào)的強(qiáng)弱，選定信號(hào)最好的基站準(zhǔn)備建立連接，當(dāng)基站檢測(cè)到接收端發(fā)出的信號(hào)功率大于一定的閾值時(shí)，采用FSK通信方式，反之，則切換使用LoRa通信的方式。

LoRa信標(biāo)廣播信號(hào)由基站內(nèi)部的兩路射頻中負(fù)責(zé)FSK通信的一路中在每一秒中花費(fèi)如50毫秒的時(shí)間發(fā)送。

接收端隨著目標(biāo)物位置的變動(dòng)，基站檢測(cè)到接收端的信號(hào)功率會(huì)逐漸降低，基站內(nèi)部由FSK通信切換至LoRa通信，LoRa通信通過(guò)調(diào)大擴(kuò)頻因子提高靈敏度；當(dāng)LoRa的靈敏度達(dá)到一定值時(shí)，接收端回到開(kāi)始狀態(tài)，重新掃描選擇基站，發(fā)現(xiàn)信號(hào)更強(qiáng)的基站時(shí)，則切換至此基站。

當(dāng)接收端能夠接收到藍(lán)牙信號(hào)時(shí)，衛(wèi)星導(dǎo)航模塊不工作；如不能接收到藍(lán)牙信號(hào)，則衛(wèi)星導(dǎo)航模塊開(kāi)始工作，實(shí)現(xiàn)定位模式的轉(zhuǎn)換。

接收端接收到的以及通過(guò)LPWAN技術(shù)傳輸?shù)亩ㄎ恍畔榻邮斩怂鶛z測(cè)到的ID號(hào)及信號(hào)強(qiáng)度。

每隔一段時(shí)間進(jìn)行一次定位信號(hào)檢測(cè)與傳輸；當(dāng)傳感器感應(yīng)到人員或物品不運(yùn)動(dòng)則自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，當(dāng)感應(yīng)到人員或物品運(yùn)動(dòng)則自動(dòng)喚醒，進(jìn)入工作狀態(tài)。

綜上，本發(fā)明采用在室內(nèi)環(huán)境部署藍(lán)牙定位信標(biāo)等低功耗定位節(jié)點(diǎn)，采用LPWAN技術(shù)實(shí)現(xiàn)低功耗傳輸定位信息給后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，由后臺(tái)完成室內(nèi)定位，同時(shí)，在室外采用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行定位，將衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的經(jīng)緯度結(jié)果通過(guò)LPWAN回傳至后臺(tái)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外的全方位定位，既克服了現(xiàn)有技術(shù)中成本高和功耗高的問(wèn)題，且當(dāng)傳感器感應(yīng)到人員或物品不運(yùn)動(dòng)則自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，有效提高了續(xù)航及待機(jī)時(shí)間，大幅提升了實(shí)際推廣價(jià)值；且通過(guò)部署多個(gè)基站并對(duì)基站覆蓋范圍內(nèi)的定位節(jié)點(diǎn)做預(yù)設(shè)表，并在表中記錄定位節(jié)點(diǎn)所在地點(diǎn)接收端應(yīng)選擇的進(jìn)行通信連接的基站信息，依據(jù)定位標(biāo)簽射頻信號(hào)的功率選擇是否進(jìn)行基站與基站間的切換或內(nèi)部切換至合適的調(diào)制方式，對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制傳輸，使得定位更準(zhǔn)確。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(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)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。