[发明专利]基于WLAN的RTLS中的改进房间分隔及其方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及无线局域网(WLAN)，更具体地说，涉及以高可靠性和精度在指定时间提供物品的实时位置和该物品所位于的确切房间的WLAN定位系统。

背景技术

在安装有实时定位系统的许多场所中，重要的是，不仅高可靠性地在指定时间获知物品的实时位置，而且获知该物品所位于的确切房间号。在被分成许多小房间的诸如医院建筑物的大建筑物的楼层区域中尤其需要这种实时定位系统。

典型的基于WLAN的实时定位系统(RTLS)利用无线电波信号，以便计算设备位置。这典型地进行对标签发送的无线电信号的RSSI(远程信号强度指示)测量或TOA(抵达时间)测量。该信号被处于不同位置中的几个位置接收器或接入点接收，并且执行特定几何和数学算法，以计算设备的位置。这些系统和方法的更详细描述可以在上述专利申请中找到。

即使这种系统现今可以达到高定位精度(小于1m-2m)，该系统也具有提供获知确切房间位置/号的最佳解决方案的问题。这种特征被称为“房间分隔”。因此，位于一个房间中的物品可以错误地呈现在墙的另一侧，即，在相邻房间中。这是因为无线电信号可以穿过墙并且系统有时对墙的存在不“敏感”的事实而发生的。

针对房间分隔的主要挑战如下：(1)提供几乎100％的房间分隔，以非常低的将物品定位在错误房间中的概率告诉用户物品的确切房间位置，(2)保持定位能力和基于WLAN的实时定位系统的其它优点，如户外定位、遥测等，以及(3)以最小的单房间附加成本实现上述目的。

针对“房间分隔”问题的典型解决方案是使用低频无线电通信：低频发送器(有时称为激励器)定期发送包括房间号信息的信标信号。标签被该低频发送触发，唤醒并发送向该系统报告激励器ID和/或房间号的WLAN消息。该激励器位于房间的入口处，以使它触发进入该房间的每一个标签。在其它情况下，该激励器位于房间内部的墙上，并且被调谐为使其辐射将在该房间内并且仅在该房间中的几乎每一个位置处接收到。这些系统和方法的更详细描述可以在上述专利申请中找到。

上述系统在完全与WLAN RTLS集成时，解决了要求#2。然而，它没有完全满足要求#3——因为激励器的成本而难于获得相对较低的单房间成本的解决方案。而且，它不是始终提供100％房间分隔(要求#1)，因为：(a)有时非常难于将激励器调谐成在房间中且仅在该房间中的每一个点处接收；和(b)难于区分进入房间时间和退出房间事件，这使整体系统解决方案变复杂。

利用超声波是提供房间分隔的另一种方式，因为超声波在真空区中随意扩展，但不穿过墙。利用超声波的现有实时定位系统包括：标签中的发送器，和连接在网络中且附接至房间内部的墙或天花板的一个或更多个超声接收器。该标签恒定发送超声信号，而接收器向网络报告信号电平和/或对进行发送的标签所处的房间进行标识的标签ID。因为通过标签发送的超声信号仅被与它处于同一房间中的那些接收器接收到，所以相当容易地确定确切房间。还可以确定房间中的确切位置，但更为困难。

这种系统解决了要求#1，提供了一种用于获取几乎完美的房间分隔的好方法。然而，该超声波系统是需要其自己的独特基础结构的单独系统，由此，它不满足要求#2，并且不包括用户从针对定位系统使用他的标准WLAN基础结构而获取的全部益处。它还不满足要求#3，因为它除了需要WLAN基础结构，还需要独特的基础结构，这增加了解决方案的总成本。在每一个房间中，需要存在多个接收器，由此，每个房间的总成本也相对较高。

因此，需要提供用于解决上述问题的系统和方法。该系统和方法考虑到利用超声信号以及基于WLAN的定位和服务来执行房间分隔。将两种技术组合并集成在一起的体系结构方式使得能够以非常有效的方式来满足上述针对房间分隔的全部要求。

发明内容

根据本发明的一个实施方式，公开了一种无线定位系统。该无线定位系统用于跟踪和定位具有多个限定区域的结构中的无线标签，且对所述多个限定区域进行区分。该无线定位系统具有位于各限定区域中的至少一个超声发送器，该超声发送器用于发送具有区域标识信息和/或发送器ID信息的超声信号。设置有多个无线标签，其中，每一个无线标签都以标签消息发送该无线标签接收到并接受的最新区域标识信息或最新发送器ID。在所述结构中安装有多个位置接收器和/或WLAN接入点，用于接收所述标签消息并且用于向公共服务器报告从所述标签接收到的消息以及可选测量参数。所述服务器还利用所述限定区域或每一个无线标签报告的发送器ID来确定所述结构中的各无线标签的位置。