[发明专利]一种基于LoRa SX1280的室内定位装置

权利要求书

1.一种基于LoRa SX1280的室内定位装置，其特征在于包括待定位节点装置、锚点装置、网关、定位服务器；

所述的待定位节点装置是指需要定位的具体装置，可配置于一切可移动设备上；待定位节点装置采用SX1280模组、独立天线、振动传感器、电池供电；

所述的锚点装置是指在指定地方固定安放的装置，用于负责和待定位节点装置之间的通信，辅助完成待定位节点装置的定位相关信息收集；所述的定位相关信息包含LoRa通信模式下的RSSI值和LoRa测距引擎模式下的测距值；锚点装置采用SX1280模组、独立天线、市电供电；

所述的网关即集中器，用于数据传输；汇总了待定位节点装置传来的具体定位相关信息，并将汇聚的定位相关信息附加时间信息后发送给定位服务器；网关采用微控制器(MCU)、SX1280模组、独立天线、市电供电；

所述的定位服务器包含一种定位模块及数据库；定位模块用于生成室内的二维地图和运行定位算法，用于根据网关发送而来的关于某待定位节点的定位相关信息，计算得到待定位节点装置的二维坐标，显示在地图上；并根据场景需要决定是否通过网关将定位得到的二维坐标和时间信息发送回待定位节点装置；数据库则负责保存地图信息、锚点装置和待定位节点装置的标识和坐标信息，以及定位时间相关信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于LoRa SX1280的室内定位装置，其特征在于该室内定位装置具体实现过程如下：

首先，室内定位装置以特定的工作方式运行，用于获取包含RSSI值和测距值的定位数据，并且返回定位结果，具体的：

在室内环境中，首先按区域部署N个所述固定的锚点装置；部署锚点装置的位置根据实际室内环境确定，锚点装置由市电供电，且初始工作于LoRa通信模式。

3.根据权利要求2所述的一种基于LoRa SX1280的室内定位装置，其特征在于待定位节点装置起始处于休眠状态，可由两种方式唤醒：主动唤醒，节点移动时由振动传感器检测节点移动后触发外部中断唤醒，唤醒之后每隔一定时间T发起定位；被动唤醒，需要由定位服务器知道节点的ID，发起寻呼唤醒；

当待定位节点装置唤醒之后，待定位节点装置进入LoRa通信模式，然后待定位节点装置广播定位请求消息帧；随后待定位节点装置进入一个T1毫秒的等待时间，等待周围锚点装置回应；

所有的待定位节点装置、锚点装置、网关均能够收到广播的定位请求消息帧。

4.根据权利要求3所述的一种基于LoRa SX1280的室内定位装置，其特征在于锚点装置收到待定位节点装置发送的广播定位请求消息帧后，发送回复广播帧以响应待定位节点装置，回复广播帧内容包含锚点装置ID、帧类型和待定位节点装置ID；其它待定位节点装置收到锚点装置的回复广播帧后，将回复广播帧中的待定位节点装置ID与自身ID进行匹配，若ID不相同，则不作任何处理或回复，直接过滤。

5.根据权利要求4所述的一种基于LoRa SX1280的室内定位装置，其特征在于待定位节点装置在T1毫秒时间内收到锚点装置的回复广播帧之后，按锚点装置响应的回复广播帧的RSSI值高低排序，并根据RSSI值从高到低逐一对RSSI值对应的锚点装置，发送测距开始帧通知对应锚点装置切换成LoRa测距引擎从机模式；当发送测距开始帧发送后，待定位节点装置进入一个T2毫秒的等待时间；对应锚点装置收到测距开始帧后，则会给对应待定位节点装置发送一个回复测距帧，然后自身进入LoRa测距引擎从机模式。

6.根据权利要求5所述的一种基于LoRa SX1280的室内定位装置，其特征在于待定位节点装置在T2毫秒时间内收到对应锚点装置的回复测距帧后，则进入LoRa测距引擎主机模式，然后发起测距，获取当前待定位节点装置与该锚点装置之间的测距值；如果待定位节点装置与对应锚点装置之间没有全部完成指定通信过程，都会导致待定位节点装置在T2毫秒内没有收到回复测距帧，该待定位节点延迟T3毫秒后再重发一次测距开始帧；重试两次依然失败后，则放弃对该锚点装置的操作，直接到选择下一锚点进行发起测距操作。