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专利号: 2019112110467
申请人: 青岛联合创智科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种低功耗GNSS‑UWB联合定位切换系统,包括定位标签、定位基站、服务器、GNSS定位系统和GSM通讯系统,当定位标签处于室外时,定位标签与GNSS定位系统连接通讯,定位标签通过GSM通讯系统与服务器通讯;当定位标签处于室内时,由定位标签与定位基站通过UWB通讯技术连接通讯,定位基站与服务器连接通讯;其特征在于:当定位标签从室外进入室内或者从室内进入室外时,低功耗GNSS‑UWB联合定位切换系统利用蓝牙/ZigBee技术将室内UWB定位方式与室外GNSS定位方式进行切换;

所述定位标签包括MCU、蓝牙/ZigBee接收模块、SIM卡模块、GNSS模块、UWB发送模块和锂电池,MCU采用现有微处理器结构,MCU通过UART串口与蓝牙/ZigBee接收模块连接通讯;

MCU通过UART串口与SIM卡模块连接通讯;MCU通过UART串口与GNSS模块连接通讯;MCU通过SPI模块与UWB发送模块连接并进行信息传输;MCU与锂电池电性连接,锂电池为定位标签提供电能,定位标签还设置有与锂电池连接的锂电池充放电管理模块;

所述定位基站包括基站MCU、蓝牙/ZigBee发送模块、UWB接收模块、WIFI/以太网模块和电源,基站MCU采用现有微处理器结构,基站MCU通过UART串口与蓝牙/ZigBee发送模块连接通讯,基站MCU通过SPI模块与UWB接收模块连接通讯,基站MCU通过UART串口与WIFI/以太网模块连接通讯,基站MCU与电源电性连接;

所述定位标签的MCU加载运行室内监测模块和室外监测模块,室内监测模块的接收端和室外监测模块的接收端分别与蓝牙/ZigBee接收模块的输出端电信息连接;室内监测模块用于接收蓝牙/ZigBee接收模块发送的室内定位开启信号,然后判断UWB发送模块是否处于工作状态、GNSS模块是否处于关闭状态,如果UWB发送模块处于工作状态则不做处理,如果GNSS模块处于工作状态,则关闭GNSS模块电源,打开UWB发送模块电源;室外监测模块用于接收蓝牙/ZigBee接收模块发送的室外定位开启信号,然后判断GNSS模块是否处于工作状态、UWB发送模块是否处于关闭状态,如果GNSS模块处于工作状态则不做处理,如果UWB发送模块处于工作状态,则关闭UWB发送模块电源,打开GNSS模块电源;应用加载运行室内监测模块和室外监测模块的低功耗GNSS‑UWB联合定位自检测式切换系统,进行GNSS定位方式与UWB定位方式的具体切换过程为:(1)定位标签的蓝牙/ZigBee接收模块在室内室外都保持持续运转状态,蓝牙/ZigBee接收模块扫描周边是否存在定位基站的蓝牙/ZigBee发送模块发送的广播数据包;

(2)当蓝牙/ZigBee接收模块未扫描到广播数据包,说明定位标签在室外,蓝牙/ZigBee接收模块向MCU发送室外定位开启信号,室外监测模块接收蓝牙/ZigBee接收模块发送的室外定位开启信号后,判断GNSS模块是否处于工作状态、UWB发送模块是否处于关闭状态,如果GNSS模块处于工作状态则不做处理,如果UWB发送模块处于工作状态,则关闭UWB发送模块电源,打开GNSS模块电源;

(3)当蓝牙/ZigBee接收模块扫描到广播数据包,说明定位标签在室内,蓝牙/ZigBee接收模块接收到广播数据包后向MCU发送室内定位开启信号,室内监测模块接收蓝牙/ZigBee接收模块发送的室内定位开启信号后,判断UWB发送模块是否处于工作状态、GNSS模块是否处于关闭状态,如果UWB发送模块处于工作状态则不做处理,如果GNSS模块处于工作状态,则关闭GNSS模块电源,打开UWB发送模块电源。

2.根据权利要求1所述的低功耗GNSS‑UWB联合定位切换系统,其特征在于:所述MCU用于根据蓝牙/ZigBee接收模块发送的信号控制GNSS模块、UWB发送模块的开启和关闭;

蓝牙/ZigBee接收模块用于接收定位基站发送的广播数据包,当蓝牙/ZigBee接收模块接收到广播数据包,则确定定位标签当前处于室内区域,蓝牙/ZigBee接收模块接收到广播数据包后向MCU发送室内定位开启信号,当蓝牙/ZigBee接收模块没有接收到广播数据包,则确定定位标签当前处于室外区域,蓝牙/ZigBee接收模块向MCU发送室外定位开启信号;

SIM卡模块用于向服务器发送GNSS定位信息;

GNSS模块用于从GNSS定位系统获取室外定位信息;

UWB发送模块用于向定位基站发送基于UWB定位技术的室内定位包;

锂电池充放电管理模块用于控制对锂电池充电和输出电能。

3.根据权利要求2所述的低功耗GNSS‑UWB联合定位切换系统,其特征在于:所述基站MCU用于控制蓝牙/ZigBee发送模块持续发送蓝牙/ZigBee广播包,并将接收的定位信息传输给服务器;蓝牙/ZigBee发送模块用于持续发送蓝牙/ZigBee广播包;UWB接收模块用于接收定位标签的室内定位包;WIFI/以太网模块用于将室内定位包发送到服务器;电源用于向定位基站提供直流电源。

4.根据权利要求3所述的低功耗GNSS‑UWB联合定位切换系统,其特征在于:所述蓝牙/ZigBee接收模块、蓝牙/ZigBee发送模块若采用蓝牙通讯技术时,蓝牙通讯技术选择使用蓝牙4.0、蓝牙4.1、蓝牙4.2或蓝牙5.0;蓝牙/ZigBee接收模块、蓝牙/ZigBee发送模块若采用ZigBee技术时,ZigBee技术选择使用ZigBee3.0。