[发明专利]一种新型便携式电子追踪定位系统

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种将移动运营网的基站的定位技术与无线射频定位技术相结合的新型电子追踪定位系统，可广泛地应用于生活援助领域，为老人和儿童等需要生活援助的人群提供可随身携带的实时追踪定位服务，具有定位精度高、实时性能好、小型化、操作简便、成本低廉、可靠性高等特点。

背景技术

传统的卫星定位技术(如GPS全球定位系统等)，利用导航卫星进行测时和测距，通过接收设备接收卫星信号测定卫星信号传播的时间延迟或相位延迟，从而解算出接收机遇GPS卫星间的距离。测量距离精度则在30米以内，但基于卫星定位的特点，GPS定位对于地面同一地点不同高度上的目标的定位不是特别敏感，而且对于卫星信号不强室内环境使用性也不是很好。

而移动运营网络基站定位技术是指通过特定的定位技术来获取移动手机(SIM卡)或终端用户的位置信息(经纬度坐标)，在电子地图上标出被定位对象位置的技术。它利用基站对手机的距离的测算距离来确定用户位置，测量精度很大程度依赖于基站的分布及覆盖范围的大小，基站的定位的误差大致在300米左右。同GPS定位相比，前者使用卫星的是卫星定位，定位精确较高，但在室内无法定位，而且比较费电。基站定位技术的精度较低，但是可以在室内定位。

无线射频定位技术则是根据同一发射功率无线射频信号在不 同距离传播时信号强度衰减不同，从而计算出信号发射端同信号接收端之间的相对距离。无线射频定位技术对环境条件要求不高且不易受外界复杂条件的影响，具有使用方便，信号收发速度快，响应实时性好等优点，极适用于在室内环境以及一些卫星定位使用不便的环境下使用，一般的无线射频定位范围在方圆1公里范围左右。

本发明专利将移动运营网络基站定位技术与无线射频定位技术相结合并使用微处理器(MCU)进行数据处理与分析，从而快速地给出信号发射端的准确位置信息，尤其对于复杂的环境，诸如楼宇间、地下室、楼层内等复杂地形，也能快速搜索到目标的准确位置。

发明内容

本发明专利主要解决的技术问题是设计并提供了一种定位精度高的可应用于生活援助领域的便携式电子追踪定位系统。本发明专利从原理上将移动运营网络基站定位技术与无线射频定位技相结合，从而得到一种定位精度更高便于在楼宇内进行追踪搜索的新型电子追踪定位系统，解决了传统的定位技术只能定位在地面上一点而无法得到楼层间纵向位置信息的弱点。

本发明主要应用于生活援助领域，为老人和儿童提供可随身携带的嵌入式系统终端，实现人员的定位与追踪，本发明专利所采用的技术方案是：将移动运营网络的基站的定位模块同无线射频定位模块集成在一起，并使用微处理器(MCU)对移基站的定位信号和无线射频信号进行数据处理与分析，使用显示模块给出相对距离数值，亦可 以使用音频模块输出可以表征相对距离的音频信号。

在进行定位时，首先由定位信号发送端(追踪方)发送指令信号(手机信号)给定位信号接收端(被追踪方)，定位信号接收端(被追踪方)接收到指令信号后，定位信号发送端(追踪方)发送移动基站定位信号，追踪方接收到基站定位应答信号后，可以判定被追踪方的大致位置信息(误精度在300米之内，如在某条街道的范围内)。追踪方前往至被追踪方附近后，启动无线射频收发模块，定位信号发送端(追踪方)不断以固定的发射功率向周围空间发送已加密过的指令信号，定位信号接收端(被追踪方)接收到指令信号并正确解码后也向周围空间以固定的发射功率发出已加密过的应答信号，定位信号发送端(追踪方)根据正确接收到的应答信号的强度衰减情况计算出同被追踪方之间的相对物理距离，这样就可以不同距离不同方位的间隔测量来探测出被追踪方的方位信息和相对距离，从而实现迅速追踪定位到被追踪方的功能。

本发明专利所设计的新型便携式电子追踪定位系统具有以下特点：

1.集成度高，便携性好，所有使用的芯片与电子元器件都集成在一块电路板上，体积小，重量轻；

2.成本低廉，所使用的都是比较常用的电子元器件和相关芯片，利于大规模生产；

3.采用模块化设计，结构简单，便于组装和调试；

4.数字化电路的设计保证了高稳定度。

附图说明

图1为无线射频模块硬件系统电路原理图

图2为新型便携式电子追踪定位系统硬件系统设计框图

图3为新型便携式电子追踪定位系统软件系统设计框图

具体实施方式

下面结合附图给出具体实施方法，进一步说明本发明专利的新型便携式电子追踪定位系统的设计和调试方法。

在系统硬件具体实现方面，采用STC15F201EA系列MCU作为嵌入式系统终端的控制核心，所使用的移动基站定位模块的是中国移动的手机SIM卡定位模块，其定位精度大约300米，系统电源供电方式为3.7V锂电池供电。在无线射频模块上，使用Si4432无线收发芯片实现不同终端之间方圆1公里之内的通讯，利用Si4432中的数字接收信号强度指示寄存器(RSSI)来识别接收信号的强度，进一步通过MCU控制寻址寄存器中预存的相对应的相对距离数值，并通过通用显示模块LCMO45A来进行距离数值显示，同时使用有源蜂鸣器的响应声音次数来表征相对距离大小。