專利名稱：實時定位管理系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種定位系統(tǒng)，特別涉及一種實時的高精定位、準確計算目標位置的定位管理系統(tǒng)。
背景技術：
在復雜的室內(nèi)環(huán)境，常常需要確定人員或物品的準確位置信息。許多室內(nèi)定位技術，如A-GPS定位技術、超聲波定位技術、藍牙技術、紅外線技術、射頻識別技術、超寬帶技術、無線局域網(wǎng)絡、光跟蹤定位技術，以及圖像分析、信標定位、計算機視覺定位技術等等技術應運而生。室內(nèi)定位技術從總體上可歸納為幾類，GNSS技術(如偽衛(wèi)星等)，無線定位技術(無線通信信號、射頻無線標簽、超聲波、光跟蹤、無線傳感器定位技術等)，其它定位技術(計算機視覺、航位推算等)，以及GNSS和無線定位組合的定位技術(A-GPS或A-GNSS)。 目前市場上較成熟的技術主要有以下幾種1、超聲波定位技術，超聲波定位整體定位精度較高，結構簡單，但超聲波受多徑效應和非視距傳播影響很大，同時需要大量的底層硬件設施投資，成本太高；2、藍牙技術，其不足在于藍牙器件和設備的價格比較昂貴，而且對于復雜的空間環(huán)境，藍牙系統(tǒng)的穩(wěn)定性稍差，受噪聲信號干擾大；3、RFID射頻識別技術，他的缺點在于作用距離近，不具有通信能力；4、ZigBee技術，它的缺點是專網(wǎng)專用，部署成本高；5、無線局域網(wǎng)實時定位系統(tǒng)，它的缺點是定位卡成本高于傳統(tǒng)RFID定位卡、定位精度只有幾米。中國專利公開號CN 101676746A，
公開日2010年3月M日，公開了一種紅外線定位系統(tǒng)及定位方法，將至少一組紅外線單元設置于一載體，該紅外線單元包括至少二紅外線發(fā)射器，該至少二紅外線發(fā)射器分別發(fā)射具有不同識別碼的紅外線信號，該紅外線單元包含至少一第一處理器，該第一處理器與該紅外線發(fā)射器電性連接；通過一接收單元接收該紅外線信號，該接收單元設有至少二紅外線接收器以及一第二處理器，由該至少二紅外線接收器個別接收該紅外線單元所發(fā)射的紅外線信號，再由該第二處理器根據(jù)所接收的紅外線信號判定該載體位置及該載體朝向。此技術方案公開了一種紅外線定位技術，但是它存在有直線視距和傳輸距離較短這兩大主要缺點使其定位的效果很差。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術中定位傳輸距離較短、定位不夠精準的問題，提供一種實時的高精定位、準確計算目標位置的定位管理系統(tǒng)。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是一種實時定位管理系統(tǒng)，包括控制中心電腦，所述的實時定位管理系統(tǒng)包括若干個定位標簽，所述的控制中心電腦電連接有定位數(shù)據(jù)處理器，定位數(shù)據(jù)處理器電連接有若干個定位傳感器，所述的定位標簽通過電信號與定位傳感器連接。這樣設置，通過多個定位傳感器對定位標簽的定位計算得出定位標簽的實時位置，然后由定位數(shù)據(jù)處理器將實時位置進行數(shù)據(jù)轉換，轉換為數(shù)字信號傳輸至控制中心電腦，控制中心電腦根據(jù)數(shù)字信號在顯示器上進行位置的顯示，提供位置監(jiān)控，控制中心電腦還可以通過定位平臺軟件分析，將定位目標真實地以虛擬動態(tài)三維效果顯示出來。作為優(yōu)選，所述的定位標簽包括信號產(chǎn)生單元和信號發(fā)射單元，所述的信號產(chǎn)生單元為UWB超寬帶脈沖信號單元，所述UWB超寬帶脈沖信號單元與信號發(fā)射單元電連接。 信號產(chǎn)生單元為UWB超寬帶脈沖信號單元，是因為超寬帶技術是一種全新的、與傳統(tǒng)通信技術有極大差異的通信新技術。它不需要使用傳統(tǒng)通信體制中的載波，而是通過發(fā)送和接收具有納秒或納秒級以下的極窄脈沖來傳輸數(shù)據(jù)，從而具有GHz量級的帶寬。超寬帶可用于室內(nèi)精確定位。超寬帶系統(tǒng)與傳統(tǒng)的窄帶系統(tǒng)相比，具有穿透力強、功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統(tǒng)復雜度低、能提供精確定位精度等優(yōu)點。因此，超寬帶技術可以應用于室內(nèi)靜止或者移動物體以及人的定位跟蹤與導航，且能提供十分精確的定位精度。作為優(yōu)選，所述的定位標簽由紐扣電池供電。這樣設置是因為紐扣電池治療較輕， 且用電時間長久，能較長時間提供能源。作為優(yōu)選，所述的定位標簽上設置有電池電量監(jiān)測單元，所述的電池電量監(jiān)測單元與所述的信號發(fā)射單元電連接。自動化的電池狀態(tài)報告使得維護更為方便，當電池用完時，電池也比較容易更換。作為優(yōu)選，所述的定位傳感器包括信號角傳感器和和時間差傳感器，信號角傳感器與定位數(shù)據(jù)處理器電連接，所述的時間差傳感器包括時間輸入端、時間輸出端和信號輸出端，所述時間差傳感器的時間輸入端均與相鄰時間差傳感器的時間輸出端電連接構成環(huán)形網(wǎng)絡，所述時間差傳感器的信號輸出端與定位數(shù)據(jù)處理器電連接。這樣設置，可以通過檢測定位標簽發(fā)出的UWB信號，來計算該標簽的實際位置。在工作過程中，每個傳感器獨立測定UWB信號的方向角和仰角(AOA)；而到達時間差信息(TDOA)則必須由一對傳感器來測定，而且這兩個傳感器均部署了時間同步線；這種獨特的AOA、TDOA相結合的測量技術，可以構建靈活而強大的定位系統(tǒng)。單個傳感器能測得較為準確的標簽位置；而通過兩個傳感器的接收信號能測定更為精密的3D信息；傳感器的這種特性大大降低了系統(tǒng)部署的硬件開銷，顯著改善了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。作為優(yōu)選，所述的定位數(shù)據(jù)處理器包括數(shù)據(jù)轉換器和數(shù)據(jù)處理器，所述的數(shù)據(jù)轉換器的輸入端與所述的定位傳感器電連接，所述的數(shù)據(jù)處理器與所述數(shù)據(jù)轉換器的輸出端電連接，所述數(shù)據(jù)處理器的輸出端與控制中心電腦電連接。這樣設置，由數(shù)據(jù)轉換器將定位傳感器的數(shù)據(jù)轉換為數(shù)字信號，然后由數(shù)據(jù)處理器進行處理。本實用新型的有益效果是本實用新型具有穿透力強、功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統(tǒng)復雜度低、能提供精確定位精度等優(yōu)點，同時，控制中心電腦還可以通過定位平臺軟件分析，將定位目標真實地以虛擬動態(tài)三維效果顯示出來。

圖1是本實用新型的一種電路方框圖。圖中1、定位數(shù)據(jù)處理器，11、數(shù)據(jù)轉換器，12、數(shù)據(jù)處理器，2、定位傳感器，21、信號角傳感器，22、時間差傳感器，3、定位標簽，31、UffB超寬帶脈沖信號單元，32、信號發(fā)射單元，33、電池電量監(jiān)測單元，4、控制中心電腦。
具體實施方式
下面通過具體實施例，并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步的具體說明。實施例一種實時定位管理系統(tǒng)(參見附圖1)，本實施例由穩(wěn)壓電源供電，包括控制中心電腦4、定位數(shù)據(jù)處理器1、四個定位傳感器2和兩個定位標簽3，定位數(shù)據(jù)處理器1包括數(shù)據(jù)轉換器11和數(shù)據(jù)處理器12，其中，數(shù)據(jù)處理器1的輸出端與控制中心電腦4電連接，數(shù)據(jù)處理器1的輸入端與數(shù)據(jù)轉換器11的輸出端電連接，所述數(shù)據(jù)轉換器11的輸入端與定位傳感器2電連接，定位傳感器2的拓撲結構為環(huán)形結構，定位傳感器2包括信號角傳感器21和時間差傳感器22，信號角傳感器21通過拓撲結構直接傳輸過電信號至定位數(shù)據(jù)處理器1， 時間差傳感器22的輸入端與相鄰時間差傳感器22的輸出端由時間同步線進行電連接，時間差傳感器22的信號輸出端與定位數(shù)據(jù)處理器1電連接，定位傳感器2接收的信號源來自定位標簽3，定位標簽3由紐扣電池供電，包括UWB超寬帶脈沖信號單元31、信號發(fā)射單元 32和電池電量監(jiān)測單元33，UWB超寬帶脈沖信號單元31和電池電量監(jiān)測單元33的輸出端均與信號發(fā)射單元32的輸入端電連接，電池電量監(jiān)測單元33與紐扣電池電連接。本實施例可以用在多種場合，現(xiàn)在以變電站為例說明變電站發(fā)生安全事故主要有以下幾點原因工作人員工作疏忽，不按照規(guī)定要求操作和接地線管理不善，例如，按照規(guī)定后臺操作開關進行分閘操作和合閘操作時需要到現(xiàn)場再人工檢查確認一遍實際的分合狀況，而某些時候員工可能存在僥幸心理而不去現(xiàn)場檢查，容易造成事故；又比如，接地線作為變電站安全操作保護的屏障，對變電站的人員和設備安全起著至關重要的作用，常接地線的安裝和拆卸，都有著嚴格的規(guī)定和要求，但是做此操作的都是人，由于疏忽或者檢查不到位常導致價值昂貴的變壓設備的損壞。此時，采用本實施例，可將定位標簽3懸掛與檢測人員身上，定位標簽3發(fā)出UWB信號，定位傳感器2接收UWB信號，每個傳感器獨立測定UWB信號的方向角和仰角(AOA)；而每對相鄰傳感器來測定到達時間差信息(TDOA)，這種獨特的AOA、TDOA相結合的測量技術保證了高精度定位數(shù)據(jù)的得出，然后將定位數(shù)據(jù)傳輸至定位數(shù)據(jù)處理器1，定位數(shù)據(jù)處理器1將定位數(shù)據(jù)處理后輸出至控制中心電腦4，控制中心電腦4通過定位平臺軟件分析，將定位目標真實地以虛擬動態(tài)三維效果顯示出來，工作負責人通過控制中心電腦監(jiān)督檢測人員進行全面檢測，可以對巡視點進行設定，對巡視時間路線進行記錄，防止違規(guī)操作，工作負責人還可以對歷史行程時間進行記錄查詢；針對接地線，也可以通過本實施例進行高精度的定位標注，將定位標簽3連接在接地線上，本實施例即可對于現(xiàn)場的接地線的位置以及數(shù)量，非常清楚的查看到，接地線是否準確安裝在正確的位置，防止了錯誤的安裝和拆卸。以上所述的實施例只是本實用新型的一種較佳的方案，并非對本實用新型作任何形式上的限制，在不超出權利要求所記載的技術方案的前提下還有其它的變體及改型。
權利要求1.一種實時定位管理系統(tǒng)，包括控制中心電腦，其特征在于所述的實時定位管理系統(tǒng)包括若干個定位標簽，所述的控制中心電腦電連接有定位數(shù)據(jù)處理器，定位數(shù)據(jù)處理器電連接有若干個定位傳感器，所述的定位標簽通過電信號與定位傳感器連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種實時定位管理系統(tǒng)，其特征在于所述的定位標簽包括信號產(chǎn)生單元和信號發(fā)射單元，所述的信號產(chǎn)生單元為UWB超寬帶脈沖信號單元，所述 UffB超寬帶脈沖信號單元與信號發(fā)射單元電連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種實時定位管理系統(tǒng)，其特征在于所述的定位標簽由紐扣電池供電。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種實時定位管理系統(tǒng)，其特征在于所述的定位標簽上設置有電池電量監(jiān)測單元，所述的電池電量監(jiān)測單元與所述的信號發(fā)射單元電連接。
5.根據(jù)權利要求1或2或3或4所述的一種實時定位管理系統(tǒng)，其特征在于所述的定位傳感器包括信號角傳感器和和時間差傳感器，信號角傳感器與定位數(shù)據(jù)處理器電連接， 所述的時間差傳感器包括時間輸入端、時間輸出端和信號輸出端，所述時間差傳感器的時間輸入端均與相鄰時間差傳感器的時間輸出端電連接構成環(huán)形網(wǎng)絡，所述時間差傳感器的信號輸出端與定位數(shù)據(jù)處理器電連接。
6.根據(jù)權利要求1或2或3或4所述的一種實時定位管理系統(tǒng)，其特征在于所述的定位數(shù)據(jù)處理器包括數(shù)據(jù)轉換器和數(shù)據(jù)處理器，所述的數(shù)據(jù)轉換器的輸入端與所述的定位傳感器電連接，所述的數(shù)據(jù)處理器與所述數(shù)據(jù)轉換器的輸出端電連接，所述數(shù)據(jù)處理器的輸出端與控制中心電腦電連接。
專利摘要本實用新型涉及一種實時的高精定位、準確計算目標位置的定位管理系統(tǒng)。本實用新型可以解決現(xiàn)有技術中定位傳輸距離較短、定位不夠精準的問題，其技術方案要點是，一種實時定位管理系統(tǒng)，包括控制中心電腦，所述的實時定位管理系統(tǒng)包括若干個定位標簽，所述的控制中心電腦電連接有定位數(shù)據(jù)處理器，定位數(shù)據(jù)處理器電連接有若干個定位傳感器，所述的定位標簽通過電信號與定位傳感器連接。本實用新型具有穿透力強、功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統(tǒng)復雜度低、能提供精確定位精度等優(yōu)點，同時，控制中心電腦還可以通過定位平臺軟件分析，將定位目標真實地以虛擬動態(tài)三維效果顯示出來。
文檔編號G01S1/02GK202204926SQ201120253669
公開日2012年4月25日 申請日期2011年7月19日 優(yōu)先權日2011年7月19日
發(fā)明者徐東冬, 徐勝全, 蔡勇, 陸健東 申請人:杭州格雷科技有限公司