[发明专利]一种基于照明光源和Wi-Fi信号的混合模式室内定位系统

说明书

技术领域

本发明属于室内定位应用领域，着重描述了一种基于室内LED照明光源和室内Wi-Fi信号的混合模式室内定位系统。

背景技术

随着移动终端与移动互联网技术的发展，再加上日趋复杂的城市布局结构，定位技术也在不断地进步和发展。目前常用的定位技术主要有卫星定位、蓝牙定位、Zig-bee定位和Wi-Fi强度匹配定位。卫星定位主要用于室外定位，现在主流的应用是GPS定位和北斗导航定位。蓝牙定位、Zig-bee定位和Wi-Fi强度匹配定位主要用于室内。

本发明利用Wi-Fi强度匹配定位技术，结合通过接收经改造后能发出含有特定信息的室内LED照明光从而实现定位的方法进行双重室内定位。相对于目前无线定位使用的主要频段的电磁波，可见光的空间强度分布特性更稳定，传播特性更简单。因此，在定位的精确度上，可见光定位在理论上应该较其他无线定位方式更精准。同时，由于本发明使用Wi-Fi强度匹配定位的方法预先确定使用者所处的区域，减少了可见光定位的搜索范围，提高了本发明的运行效率。

基于Wi-Fi强度匹配的室内定位方法须预先采集整个定位范围的Wi-Fi信号强度分布情况，按照一定的空间采样密度在整个定位区域采集周围所有Wi-Fi热点的强度，采集结束后存入数据库。使用时，在整个定位区域内的某一点上，得到周围所有的Wi-Fi热点在该点处的强度，得到的强度再与之前采集好的强度数据进行比对，找到差别最小的强度值。差别最小的强度值对应的位置就是定位结果。可以理解，由于无线信号在空间上的随机性衰落分布，这种定位方式的精度不高。

本发明还涉及到基于LED的可见光通信技术。基于LED的可见光通信技术的发送端采用LED的亮灭闪烁来发送信息。亮代表“1”，灭代表“0”。为了不影响照明效果，同时提高抗干扰性，LED灯通常需要以较高的频率亮灭闪烁。在接受端，用光电二极管以及相匹配的放大解调滤波电路接收信息。本发明利用接收到的房间内每盏LED灯所发出的不同信息来确定距离定位点最近的LED灯，这盏LED灯所处的位置就代表了定位结果。由于可见光强度在空间上分布的稳定性，这种定位方式要比Wi-Fi强度匹配定位的精度较高。

由于使用可见光通信，房间的照明也为LED所取代。这就比荧光灯照明更加节能，而且照明的成本更低。同时本发明还可以与未来的可见光路由器、电力线通信等新技术相结合，在节约能源的同时又减少室内无线电波的辐射。

发明内容

为了解决Wi-Fi强度匹配定位的缺陷，优化定位系统的效率，本发明提供了一种基于室内LED照明光源和室内Wi-Fi信号的混合模式室内定位系统。

本发明的技术方案如下：

一种基于照明光源和Wi-Fi信号的混合模式室内定位系统，包括照明光源模块、Wi-Fi热点模块、Wi-Fi信号接收模块、光信息接收模块、手机终端和手机终端上的定位应用程序。所述照明光源模块用于给房间提供照明并发射标识不同LED灯的ID信息。所述Wi-Fi热点模块用于发射Wi-Fi无线信号。所述的Wi-Fi信号接收模块用于接收周围Wi-Fi热点发出的Wi-Fi信号。所述光信息接收模块用于接收周围照明光源发出的ID信息。所述的手机终端利用所述的手机终端上的定位应用程序，处理光信息接收模块接收到的光信息和Wi-Fi信号接收模块接收到的Wi-Fi信号强度，并根据处理好的信息综合判断使用者所处的位置，最后将这个位置显示在手机屏幕上。

所述混合模式定位系统，其中，所述照明光源模块为LED灯。

所述混合模式定位系统，其中，所述Wi-Fi热点模块为无线热点或者无线路由器。

所述混合模式定位系统，其中，所述Wi-Fi信号接收模块为手机内置的Wi-Fi模块。

所述混合模式定位系统，其中，所述光信息接收模块为与手机音频口相连接的扩展模块。

所述混合模式定位系统，其中，所述的手机终端为智能手机。

所述混合模式定位系统，其中，所述手机终端定位应用程序为在智能手机上运行的一个应用程序。

所述照明光源，包括：ID信息发生模块、调制模块、负载驱动模块、LED阵列和电源。

所述光信息接收模块，包括：光电二极管、信号放大模块、滤波器模块、音频接口和电源。

整个系统的执行方法包括以下步骤：

A.光信息发射步骤：房间号信息与房间内每盏LED灯的ID信息的广播发射；

B.数据的采集与预先存入步骤：将房间号信息与LED灯的ID信息、采集到的Wi-Fi信号强度分布数据预先存放到手机终端；