本發(fā)明涉及無線追蹤定位領(lǐng)域，尤其涉及一種基于lora技術(shù)的垂直空間定位裝置、方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的gps和ip網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)給人們的生活帶來了極大的便利，但由于定位精度等的問題，在某些情況下還是不能解決所有問題，出現(xiàn)的問題有：

1.當(dāng)用百度或高德地圖等定位時，只能定位一個二維平面的點，具體我們在多高的位置是定位不出來的；

2.當(dāng)網(wǎng)上購物，自動獲取地址時，不能夠完全定位，詳細(xì)的地址還是需要手動填寫。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種基于lora技術(shù)的垂直空間定位裝置，包括lora垂直空間定位單元和lora定位終端，所述lora垂直空間定位單元包括lora云服務(wù)器、lora網(wǎng)關(guān)和lora設(shè)備節(jié)點，所述lora設(shè)備節(jié)點布置點的地理位置及樓層進行登記，并與所述lora設(shè)備節(jié)點的id綁定，錄入所述lora云服務(wù)器內(nèi)。

本發(fā)明提供了一種基于lora技術(shù)的垂直空間定位方法，包括依次執(zhí)行如下步驟：

a.定位數(shù)據(jù)包接收步驟：lora垂直空間定位單元接收lora手機定位app通過lora定位終端發(fā)送的定位數(shù)據(jù)包；

b.轉(zhuǎn)發(fā)步驟：獲取到定位數(shù)據(jù)包的lora設(shè)備節(jié)點加上lora設(shè)備節(jié)點的id和rssi值打包成新的定位協(xié)議包，然后發(fā)送給lora網(wǎng)關(guān)；

c.位置計算步驟：lora網(wǎng)關(guān)通過rssi定位算法計算出lora定位終端與各個lora設(shè)備節(jié)點的相對距離，選擇與lora定位終端相對距離最近的lora設(shè)備節(jié)點，以該lora設(shè)備節(jié)點的樓層作為參考樓層，該lora設(shè)備節(jié)點的地理位置作為參考地理位置，從而得到lora定位終端的空間具體位置；

d.位置發(fā)送顯示步驟：lora網(wǎng)關(guān)將獲得的lora定位終端的空間具體位置發(fā)送給lora定位終端，lora定位終端將空間具體位置發(fā)送給lora手機定位app，lora手機定位app將結(jié)果顯示給用戶。

作為本發(fā)明的進一步改進，在所述定位數(shù)據(jù)包接收步驟中，lora垂直空間定位單元接收lora手機定位app通過lora定位終端按固定的rssi強度廣播的定位數(shù)據(jù)包，所述定位數(shù)據(jù)包中包括lora定位終端id號和用戶id號；

在所述位置計算步驟中，lora設(shè)備節(jié)點的樓層及l(fā)ora設(shè)備節(jié)點的地理位置是從lora云服務(wù)器中獲得的lora設(shè)備節(jié)點的位置信息。

作為本發(fā)明的進一步改進，在所述a.定位數(shù)據(jù)包接收步驟之前還包括如下步驟：

入網(wǎng)認(rèn)定步驟：lora定位終端注冊認(rèn)證入網(wǎng)lora垂直空間定位單元；

入網(wǎng)判斷步驟：判斷l(xiāng)ora定位終端是否入網(wǎng)成功，若是，那么執(zhí)行a.定位數(shù)據(jù)包接收步驟，否則繼續(xù)執(zhí)行入網(wǎng)認(rèn)定步驟。

作為本發(fā)明的進一步改進，在所述d.位置發(fā)送顯示步驟之后還包括如下步驟：

繼續(xù)工作判斷步驟：判斷是否繼續(xù)定位，那么執(zhí)行a.定位數(shù)據(jù)包接收步驟，否則結(jié)束。

本發(fā)明還提供了一種基于lora技術(shù)的垂直空間定位系統(tǒng)，包括依次執(zhí)行如下模塊：

定位數(shù)據(jù)包接收模塊：用于lora垂直空間定位單元接收lora手機定位app通過lora定位終端發(fā)送的定位數(shù)據(jù)包；

轉(zhuǎn)發(fā)模塊：用于獲取到定位數(shù)據(jù)包的lora設(shè)備節(jié)點加上lora設(shè)備節(jié)點的id和rssi值打包成新的定位協(xié)議包，然后發(fā)送給lora網(wǎng)關(guān)；

位置計算模塊：用于lora網(wǎng)關(guān)通過rssi定位算法計算出lora定位終端與各個lora設(shè)備節(jié)點的相對距離，選擇與lora定位終端相對距離最近的lora設(shè)備節(jié)點，以該lora設(shè)備節(jié)點的樓層作為參考樓層，該lora設(shè)備節(jié)點的地理位置作為參考地理位置，從而得到lora定位終端的空間具體位置；

位置發(fā)送顯示模塊：用于lora網(wǎng)關(guān)將獲得的lora定位終端的空間具體位置發(fā)送給lora定位終端，lora定位終端將空間具體位置發(fā)送給lora手機定位app，lora手機定位app將結(jié)果顯示給用戶。

作為本發(fā)明的進一步改進，在所述定位數(shù)據(jù)包接收模塊中，lora垂直空間定位單元接收lora手機定位app通過lora定位終端按固定的rssi強度廣播的定位數(shù)據(jù)包，所述定位數(shù)據(jù)包中包括lora定位終端id號和用戶id號；

在所述位置計算模塊中，lora設(shè)備節(jié)點的樓層及l(fā)ora設(shè)備節(jié)點的地理位置是從lora云服務(wù)器中獲得的lora設(shè)備節(jié)點的位置信息。

作為本發(fā)明的進一步改進，在所述定位數(shù)據(jù)包接收模塊之前還包括執(zhí)行如下模塊：

入網(wǎng)認(rèn)定模塊：用于lora定位終端注冊認(rèn)證入網(wǎng)lora垂直空間定位單元；

入網(wǎng)判斷模塊：用于判斷l(xiāng)ora定位終端是否入網(wǎng)成功，若是，那么執(zhí)行定位數(shù)據(jù)包接收模塊，否則繼續(xù)執(zhí)行入網(wǎng)認(rèn)定模塊。

作為本發(fā)明的進一步改進，在所述位置發(fā)送顯示模塊之后還包括執(zhí)行如下模塊：

繼續(xù)工作判斷模塊：用于判斷是否繼續(xù)定位，那么執(zhí)行定位數(shù)據(jù)包接收模塊，否則結(jié)束。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的定位更加精確，從而讓人們生活更便利，由于采用lora技術(shù)，所以功耗和成本可以做到比較低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的原理架構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明的lora垂直空間定位場景圖。

圖3是本發(fā)明的lora定位終端結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明的垂直空間定位方法流程圖。

圖5是本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的垂直空間定位方法流程圖。

圖6是本發(fā)明的lora手機定位app軟件模塊圖。

圖7是本發(fā)明的lora垂直定位算法原理圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明公開了一種基于lora技術(shù)的垂直空間定位裝置，包括lora垂直空間定位單元和lora定位終端，所述lora垂直空間定位單元包括lora云服務(wù)器、lora網(wǎng)關(guān)和lora設(shè)備節(jié)點，所述lora設(shè)備節(jié)點布置點的地理位置及樓層進行登記，并與所述lora設(shè)備節(jié)點的id綁定，錄入所述lora云服務(wù)器內(nèi)。

lora網(wǎng)關(guān)包括中央處理器、lora通信模塊、電源模塊、以太網(wǎng)模塊或gsm/gprs模塊或3g/4g/5g模塊或wifi模塊、外圍設(shè)備接口等。lora設(shè)備節(jié)點包括中央處理器、lora模塊、電源模塊。lora定位終端包括中央處理器、lora模塊、電源模塊、microusb接口或miniusb或usb-c(usbtype-c)接口。中央處理器可以是8位mcu、16位的mcu、32的mcu、dsp、fpga或多核處理器，電源模塊可以是各類型的鋰電池、蓄電池、電力供電、太陽能供電、風(fēng)力供電等。外圍設(shè)備接口可以是isp、uart、i2c、gpio、usb、hdmi、vga、typec接口等。智能手機為能夠運行定位app的智能手機。lora手機定位app為將lora定位終端發(fā)送過來的位置信息數(shù)據(jù)通過轉(zhuǎn)換，在手機上人性化的顯示。rssi定位算法為任何一種能夠通過rssi強度的變化值計算出目標(biāo)的相對位置的算法。

在使用當(dāng)中，個人手持經(jīng)microusb或miniusb或usb-c(usbtype-c)接口插有l(wèi)ora定位終端的智能手機，打開lora手機定位app，就可以獲取當(dāng)前l(fā)ora定位終端在空間的位置及地址。定位原理為：第一步，在布置lora垂直空間定位系統(tǒng)時，事先將lora設(shè)備節(jié)點布置點的地理位置及樓層登記好，并與設(shè)備節(jié)點id綁定，錄入lora云服務(wù)器；第二步，在智能手機插上lora定位終端并打開lora手機定位app后，lora手機定位app會通過lora定位終端發(fā)送定位數(shù)據(jù)包到lora垂直空間定位系統(tǒng)中，獲取到該數(shù)據(jù)包的lora設(shè)備節(jié)點會再加上自己的設(shè)備id和rssi值，然后發(fā)給lora網(wǎng)關(guān)處理，lora網(wǎng)關(guān)通過rssi定位算法計算出lora定位終端與各個lora設(shè)備節(jié)點的相對位置；第三步，選擇相對距離最近的lora設(shè)備節(jié)點，以該設(shè)備節(jié)點的樓層作為參考樓層，該設(shè)備節(jié)點的地理位置作為參考地理位置，從而得到lora定位終端的空間位置，最后將該空間位置依次下發(fā)至lora手機定位app，供用戶使用。

如圖1所示，lora云服務(wù)器和lora網(wǎng)關(guān)之間通過3g、4g或ip網(wǎng)通訊，lora網(wǎng)關(guān)和lora設(shè)備節(jié)點以及l(fā)ora設(shè)備節(jié)點和lora定位終端之間通過lora通訊。

如圖2所示，在高樓中布置好基于lora技術(shù)的垂直空間定位裝置，在高樓里不同樓層不同房間各安裝一個lora設(shè)備節(jié)點，一個小區(qū)安裝一個lora網(wǎng)關(guān)，然后lora網(wǎng)關(guān)連接到lora云服務(wù)器。當(dāng)在某高樓某層某房間的用戶將lora定位終端插在智能手機上，然后打開插有l(wèi)ora定位終端的智能手機，就可進行空間定位至某層某房間。

如圖3所示，lora定位終端主要由機身、lora天線、microusb或miniusb或usb-c接口構(gòu)成。

準(zhǔn)備工作：在高樓的每層每個房間布置一個或多個lora設(shè)備節(jié)點，登記好每個lora設(shè)備節(jié)點的精確地理位置信息及樓層、房間號等，并與loraid綁定，錄入至lora云服務(wù)器。根據(jù)lora設(shè)備節(jié)點布置情況，布置安裝lora網(wǎng)關(guān)，使其通訊良好，并將lora網(wǎng)關(guān)地理位置信息錄入至lora云服務(wù)器。

如圖4所示，本發(fā)明還公開了一種基于lora技術(shù)的垂直空間定位方法，包括依次執(zhí)行如下步驟：

定位數(shù)據(jù)包接收步驟：lora垂直空間定位單元接收lora手機定位app通過lora定位終端發(fā)送的定位數(shù)據(jù)包，具體為：lora垂直空間定位單元接收lora手機定位app通過lora定位終端按固定的rssi強度廣播的定位數(shù)據(jù)包，所述定位數(shù)據(jù)包中包括lora定位終端id號和用戶id號；

轉(zhuǎn)發(fā)步驟：獲取到定位數(shù)據(jù)包的lora設(shè)備節(jié)點加上lora設(shè)備節(jié)點的id和rssi值打包成新的定位協(xié)議包，然后發(fā)送給lora網(wǎng)關(guān)；

位置計算步驟：lora網(wǎng)關(guān)通過rssi定位算法計算出lora定位終端與各個lora設(shè)備節(jié)點的相對距離，選擇與lora定位終端相對距離最近的lora設(shè)備節(jié)點，以該lora設(shè)備節(jié)點的樓層作為參考樓層，該lora設(shè)備節(jié)點的地理位置作為參考地理位置，從而得到lora定位終端的空間具體位置，其中，lora設(shè)備節(jié)點的樓層及l(fā)ora設(shè)備節(jié)點的地理位置是從lora云服務(wù)器中獲得的lora設(shè)備節(jié)點的位置信息；

位置發(fā)送顯示步驟：lora網(wǎng)關(guān)將獲得的lora定位終端的空間具體位置發(fā)送給lora定位終端，lora定位終端將空間具體位置發(fā)送給lora手機定位app，lora手機定位app將結(jié)果顯示給用戶。

如圖5所示，定位數(shù)據(jù)包接收步驟之前還包括如下步驟：

入網(wǎng)認(rèn)定步驟：lora定位終端注冊認(rèn)證入網(wǎng)lora垂直空間定位單元；

入網(wǎng)判斷步驟：判斷l(xiāng)ora定位終端是否入網(wǎng)成功，若是，那么執(zhí)行a.定位數(shù)據(jù)包接收步驟，否則繼續(xù)執(zhí)行入網(wǎng)認(rèn)定步驟。

如圖5所示，位置發(fā)送顯示步驟之后還包括如下步驟：

繼續(xù)工作判斷步驟：判斷是否繼續(xù)定位，那么執(zhí)行a.定位數(shù)據(jù)包接收步驟，否則結(jié)束。

如圖7所示，已知lora設(shè)備節(jié)點的經(jīng)緯度、在某街道某樓某層某房間，lora定位終端通過rssi算法獲得離其最近的lora設(shè)備節(jié)點，以該lora設(shè)備節(jié)點的位置信息作為參考，從而進行定位。

本發(fā)明還公開了一種基于lora技術(shù)的垂直空間定位系統(tǒng)，包括依次執(zhí)行如下模塊：

定位數(shù)據(jù)包接收模塊：用于lora垂直空間定位單元接收lora手機定位app通過lora定位終端發(fā)送的定位數(shù)據(jù)包；

轉(zhuǎn)發(fā)模塊：用于獲取到定位數(shù)據(jù)包的lora設(shè)備節(jié)點加上lora設(shè)備節(jié)點的id和rssi值打包成新的定位協(xié)議包，然后發(fā)送給lora網(wǎng)關(guān)；

位置計算模塊：用于lora網(wǎng)關(guān)通過rssi定位算法計算出lora定位終端與各個lora設(shè)備節(jié)點的相對距離，選擇與lora定位終端相對距離最近的lora設(shè)備節(jié)點，以該lora設(shè)備節(jié)點的樓層作為參考樓層，該lora設(shè)備節(jié)點的地理位置作為參考地理位置，從而得到lora定位終端的空間具體位置；

位置發(fā)送顯示模塊：用于lora網(wǎng)關(guān)將獲得的lora定位終端的空間具體位置發(fā)送給lora定位終端，lora定位終端將空間具體位置發(fā)送給lora手機定位app，lora手機定位app將結(jié)果顯示給用戶。

在所述定位數(shù)據(jù)包接收模塊中，lora垂直空間定位單元接收lora手機定位app通過lora定位終端按固定的rssi強度廣播的定位數(shù)據(jù)包，所述定位數(shù)據(jù)包中包括lora定位終端id號和用戶id號；

在所述位置計算模塊中，lora設(shè)備節(jié)點的樓層及l(fā)ora設(shè)備節(jié)點的地理位置是從lora云服務(wù)器中獲得的lora設(shè)備節(jié)點的位置信息。

在所述定位數(shù)據(jù)包接收模塊之前還包括執(zhí)行如下模塊：

入網(wǎng)認(rèn)定模塊：用于lora定位終端注冊認(rèn)證入網(wǎng)lora垂直空間定位單元；

入網(wǎng)判斷模塊：用于判斷l(xiāng)ora定位終端是否入網(wǎng)成功，若是，那么執(zhí)行定位數(shù)據(jù)包接收模塊，否則繼續(xù)執(zhí)行入網(wǎng)認(rèn)定模塊。

在所述位置發(fā)送顯示模塊之后還包括執(zhí)行如下模塊：

繼續(xù)工作判斷模塊：用于判斷是否繼續(xù)定位，那么執(zhí)行定位數(shù)據(jù)包接收模塊，否則結(jié)束。

本發(fā)明的定位更加精確，從而讓人們生活更便利，由于采用lora技術(shù)，所以功耗和成本可以做到比較低。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。