[实用新型]一种基于CSS精确定位的室内定位服务系统

说明书

技术领域

本实用新型属于室内定位系统设计领域，尤其涉及一种基于CSS精确定位方法和3G网络的无线定位服务系统。

背景技术

随着无线传感器网络技术的发展，其低成本、低能量消耗、多功能等特点吸引了大量研究，已经被广泛应用于物联网、人员定位、机器人定位等众多领域。在无线传感器网络的众多应用中，传感器节点的位置信息是至关重要的，因为没有节点位置信息的监测数据往往是没有意义的。节点自身的精确定位是提供监测事件位置信息的前提，也是实现移动目标定位、轨迹跟踪预测、网络拓扑控制以及网络路由优化的基础。定位功能是无线传感器网络的一大特点，与传统定位技术相比有组网灵活、成本低等特点。本文所采用的线性调频扩频技术(ChirpSpreadSpectrum，CSS)在中短距离内具有良好的定位精度和稳定性。不仅支持低的能量消耗，还支持精确测距，非常适合应用于无线传感器网络节点定位。但是该技术应用于无线传感器网络节点定位中仍存在以下问题函需解决：(1)由于周围恶劣环境对无线信号的影响，CSS测距样本存在随机测量噪声和异常测距点污染问题，严重恶化了测距精度；(2)由于传感器节点能量有限，如何设计简单高效的滤波算法提高定位性能是一大难题；(3)目前视距范围内减少误差的方法一般是取测距测试所拟合的测距误差模型方程作为修正方程并对测量结果进行修正，即在整个定位中不考虑节点之间的差异、环境特点等导致测距误差模型方程的差异，而采用同一方程对结果进行修正，导致最终定位精度不高；(4)现实中，各个基站和移动终端通常是不在一个平面的，各基站和移动终端的高程差(有的高程差能达到100m)对定位精度的影响是绝对不可忽略的。

随着社会经济的发展，人们对于精确定位的需要越来越高。目前，智能终端基本上都具有GPS(GlobalPositionSystem)定位功能，但是GPS的定位精度通常大于10m，无法实现精度更小(诸如精度小于1m)的定位。此外，GPS无法对室内、隧道、矿井内等屏蔽掉卫星信号的地方定位。现阶段，针对上述等屏蔽掉卫星信号的地方，通常采用以下方案实现定位：RFID(RadioFrequencyIdentification)技术进行区域模糊识别、基于WiFi场强的区域模糊定位等。然而，这些方案均只能做到区域模糊定位，并不能满足准确定位的需求。

发明内容

本实用新型旨在解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种基于CSS精确定位的3G网络室内定位服务系统，可以精确计算得到移动智能终端的位置坐标，实现智能终端的精确定位，并通过WCDMA的3G通讯模块将其发送到服务器，以便用户在任何能使用Web浏览器平台和地点获取终端位置信息。其特别适用于诸如室内、隧道和矿井等卫星信号屏蔽地方的精确定位。

本实用新型采取的技术方案是：

一种基于CSS精确定位的室内定位服务系统，所述的定位服务系统包括CSS定位基站、便携式智能终端和Web服务器，所述的便携式智能终端包括CSS收发天线、功率放大器、CSS脉冲收发模块、单片机和WCDMA无线通讯模块，所述的CSS收发天线通过功率放大器连接CSS脉冲收发模块的输入端，CSS脉冲收发模块的输出端连接单片机的输入端，所述单片机的输出端通过WCDMA无线通讯模块与Web服务器通信连接，所述的CSS定位基站通过CSS收发天线与便携式智能终端通信连接。

根据本实用新型所述的基于CSS精确定位的室内定位服务系统，所述的CSS定位基站包括CSS收发器、四根基站天线和后台CPU，所述的四根基站天线逐次串行连接在传输线上，所述的CSS收发器与各基站天线连接，所述的CSS收发器与后台CPU通信连接。

根据本实用新型所述的基于CSS精确定位的室内定位服务系统，任意两个所述的基站天线之间的传输线长度大于最小传输线长度。

根据本实用新型所述的基于CSS精确定位的室内定位服务系统，所述的便携式智能终端设置射频天线，所述射频天线通过射频天线接口与WCDMA无线通讯模块连接，用于接收3G网络信号。

根据本实用新型所述的基于CSS精确定位的室内定位服务系统，所述的Web服务器包括网络接口和Web接口，所述的网络接口用于连接3G网络，并接收智能终端发送的实时地理坐标信息，所述的Web接口用于用户从Web服务器上获取实时地理坐标信息。

本实用新型的有益效果是，通过一种基于TDOA的CSS精确定位技术可以准确地定位终端的位置，并通过3G通讯模块发送数据到云计算服务平台，以便用户在任何能使用Web浏览器平台和地点获取终端位置信息。

附图说明