[发明专利]定位跟踪系统

说明书

技术领域

本发明涉及信息技术，更具体地说，涉及一种利用同时支持蓝牙网格技术 和蓝牙信标技术的蓝牙设备的混合模式的定位跟踪系统。

背景技术

蓝牙是一种无线技术标准，用于在固定、移动设备和楼宇个人域网 (PANs，personalareanetworks)之间的短距离交换数据(使用2.4—2.485GHz 的ISM波段的短波超高频(UHF)无线电波)。低功耗蓝牙(BLE，Bluetooth lowenergy)，以前称之为WibreeTM，是蓝牙4.0的一部分，具有全新的用于 简单链路快速建立的协议栈。作为蓝牙标准协议的替代引入到蓝牙1.0至 3.0，其目的在于纽扣电池的极低功率应用流失。蓝牙或低功耗蓝牙(BLE) 是开放的标准技术。低功耗蓝牙(BLE)是一种低功耗的无线通信技术。

蓝牙网格技术是建立在低功耗蓝牙(BLE)上的新协议。其连接多个低功 耗蓝牙(BLE)设备，使用网格拓扑以形成网络，网络中的每个节点与其周围 的其他每个节点连接。每个设备可以彼此通信并交换数据。CSR(Cambridge SiliconRadio)公司已经宣布了他们的蓝牙网格技术。网格技术通常用于将所 有的设备连接在一起以传送信息。

蓝牙信标技术也是一种建立在低功耗蓝牙(BLE)上的新协议。其包括一 个或多个发送自己唯一标识码给局部区域的蓝牙信标。然后，装有合适软件 的接收设备可以查阅该信标并实现各种功能，例如通知用户。接收设备也可 以连接到信标从信标通用属性配置(GATT)服务检索值。苹果(Apple)公司 已经宣布其信标技术版本，称之为iBeacon。信标通常用来提供定位信息给接 收设备。

发明内容

本发明涉及一种定位跟踪系统。在一方面，定位跟踪系统包括：至少一 监测设备；以及多个低功耗蓝牙设备，充当骨干节点或跟踪节点。骨干节点 相互连接，并在网格模式时形成网格网络以传递信息给监测设备，以使监测 设备知道所有骨干节点的存在和位置。每个骨干节点还与多个跟踪节点相连 接以形成子网络。在子网络中，骨干节点配置成工作在信标模式以定期检查 其覆盖范围内的所有跟踪节点和其他兼容低功耗蓝牙设备的存在。当处于网 格模式时，骨干节点配置成传递信息给其他骨干节点直到信息到达监测设 备。当处于信标模式时，骨干节点配置成主动广播其通用唯一标识，并试图 与在其范围内的所有低功耗蓝牙设备建立连接。骨干节点配置成在其存储器 内存储所有监测到的设备的通用唯一标识。跟踪节点配置成工作在休眠网格 模式并休眠，除了通过比较接收到的和存储在跟踪节点的存储器中的通用唯 一标识应答骨干节点的查询和请求。

当从其位置取走或放回其位置，并落入任一骨干节点的覆盖范围时，每 个跟踪节点可以配置成切换到主动侦听网格模式，其中跟踪节点配置成同时 侦听任一骨干节点的广播，并试图与任一骨干节点建立连接以发回其通用唯 一标识给监测设备。如果跟踪节点处于主动侦听网格模式的时间超过限值， 并且跟踪节点仍然无法找到附近的骨干节点，跟踪节点配置成切换其自身至 信标模式，并主动广播其通用唯一标识以试图被监测设备发现。骨干节点配 置成同时工作在网格模式和信标模式；每个骨干节点包括两个分别工作在网 格模式和信标模式的低功耗蓝牙设备；两个低功耗蓝牙设备共享包含有通用 唯一标识的同一存储器；存储锁定控制信号用于确保一次只有一个低功耗蓝 牙设备能够访问存储器。

骨干节点可以配置成以预设的时间模式自动在网格模式和信标模式之间 切换。每个骨干节点仅包括一个低功耗蓝牙设备。低功耗蓝牙设备包括兼容 蓝牙网格协议和蓝牙信标协议的协议栈。骨干节点配置成通过同步方法相互 通信，所述方法包括：监测设备发出切换信号给最近的骨干节点以切换最近 的骨干节点到网格模式；最近的骨干节点发送所述切换信号给下一骨干节点 以切换下一骨干节点到网格模式；当监测设备从最近的骨干节点接收到更新 的通用唯一标识表时，监测设备发送另一切换信号以切换所有骨干节点到信 标模式。

骨干节点可以配置成通过同步方法相互通信，所述方法包括：监测设备 发出切换或训练序列信号给最近的骨干节点以切换最近的骨干节点到网格模 式；最近的骨干节点发送所述切换或训练序列信号给下一骨干节点以切换下 一骨干节点到网格模式；用切换或训练序列信号同步所有骨干节点的时钟； 在预设时间后，自动变更所有骨干节点回到信标模式。