一种基于Zigbee的室内定位监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于Zigbee的室内定位监测系统，其采用多个定位卡片。每个定位卡片包括控制模块以及分别与控制模块电性连接且受控于控制模块的电池/电源管理模块、电量采集电路、温度采集电路、状态指示模块、射频电路、通信电路。通过电量采集电路，实时采集相应定位卡片的电量信息。通过温度采集电路，实时采集相应定位卡片的温度参数。通过状态指示模块，将工作状态以指示灯的方式展示。通过射频电路，将无线射频信号进行收发并检测信号强度。通过通信电路，对相应定位卡片进行设置。本实用新型专利技术能实时确定定位卡片的相对位置和绝对位置；实时检测定位卡片的温度及电量参数。

An indoor location monitoring system based on Zigbee

The utility model discloses an indoor positioning monitoring system based on Zigbee, which adopts a plurality of positioning cards. Each positioning card comprises a control module, and the control module is electrically connected and controlled by the control module of the battery / power management module, data acquisition circuit, temperature acquisition circuit, state indication module, RF circuit, communication circuit. The electric quantity information of the corresponding location card is collected in real-time through the electric energy acquisition circuit. Through the temperature acquisition circuit, the temperature parameters of the corresponding location cards are collected in real time. Through the status indicator module, the working state is displayed in the manner of the indicating lamp. The radio frequency signal is received and sent by radio frequency circuit and the signal intensity is detected. Through the communication circuit, the corresponding positioning card is set. The utility model can determine the relative position and the absolute position of the locating card in real time, and detects the temperature and the electric parameter of the locating card in real time.

【技术实现步骤摘要】
一种基于Zigbee的室内定位监测系统
本技术涉及一种无线通信定位系统，尤其涉及一种基于Zigbee的室内定位监测系统。
技术介绍
Zigbee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低成本的双向无线通信技术。通过2.4G自组网协议，可实现局域网内多达65536个节点的组网通信，实现物联网传感器无线通信，广泛用于工业领域。在城市道路及区域中，GPS定位系统已经大面积覆盖，因此，有待研发出一种基于Zigbee的室内定位监测系统，可适用煤矿或隧道，确定工作人员的位置及发生危险时迅速找到工作人员；跟踪码头仓库的集装箱起运情况；用于电厂、变电站等危险区域，确定工作人员位置；用于养老院，确定入院人员的位置及发生危险时的紧急呼叫等室内需要定位的场合。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种基于Zigbee的室内定位监测系统，其定位卡片可实现系统的精确定位。为了达到上述的目的，本技术采用以下技术方案实现：一种基于Zigbee的室内定位监测系统，其采用多个定位卡片；每个定位卡片包括控制模块以及分别与控制模块电性连接且受控于控制模块的电池/电源管理模块、电量采集电路、温度采集电路、状态指示模块、射频电路、RS485通信电路；通过电量采集电路，实时采集相应定位卡片的电量信息；通过温度采集电路，实时采集相应定位卡片的温度参数；通过状态指示模块，将工作状态以LED灯的方式展示；通过射频电路，将无线射频信号进行收发并检测信号强度；通过RS485通信电路，对相应定位卡片进行设置。作为上述方案的进一步改进，通过一个电池接入端口将电池供电接入电池/电源管理模块，电池的正端串连二极管D6，输出电源VDD作为电池/电源管理模块的供电电压；电池/电源管理模块将电源VDD转换为电源VCC，并将这两种电源供相应定位卡片的各个模块使用。进一步地，电池/电源管理模块包括电源芯片、电阻R3、电容C11、电容C14、二极管D6；所述电源芯片的电源输入端IN连接电源VDD，电源VDD一方面经由电容C11接地，另一方面经由电阻R3连接所述电源芯片的使能端EN；所述电源芯片的电源输出端OUT输出电源VCC，所述电源芯片的接地端GND接地且与电源VCC之间串接电容C14。进一步地，控制模块包括CC2530芯片、复位电路、两个晶振电路、去耦及滤波电路、射频收发电路；复位电路对CC2530芯片提供复位，两个晶振电路对CC2530芯片提供工作需要的晶振，去耦及滤波电路对CC2530芯片实现去耦及滤波功能，射频收发电路对CC2530芯片实现无线收发功能。进一步地，去耦及滤波电路包括电感L1、电容C1～C8；电容C1并联在CC2530芯片的引脚AVDD_DREG上，电容C2并联在CC2530芯片的引脚DVDD上，电容C3并联在CC2530芯片的引脚AVDD5/AVDD_SOC上，电容C4并联在CC2530芯片的引脚AVDD3上，电容C5、电容C6均并联在CC2530芯片的引脚AVDD2、AVDD1、AVDD4上，电容C7并联在CC2530芯片的引脚AVDD_GUARD上，电容C8与电容C1～C7并联且经由电感L1连接电源VDD。进一步地，射频收发电路包括电容C9～C10、C12、C15～C17及电感L2～L4；电容C9的一端连接CC2530芯片的引脚RF_P，电容C9的另一端经由电容C10、电容C17接地；电容C12的一端连接CC2530芯片的引脚RF_N，电容C12的另一端经由电容C15接地；电感L2的一端接地，电感L2的另一端连接在电容C9和电容C10之间且还连接电感L3的一端，电感L3的另一端连接在电容C12和电容C15之间且还连接电感L4的一端，电感L4的另一端连接在电容C10和电容C17之间且还经由电容C13接外部天线E1；电容C16的一端接外部天线E1，电容C16的另一端接地。作为上述方案的进一步改进，通信电路采用RS485通信电路。作为上述方案的进一步改进，每个定位卡片包括与控制模块电性连接的功能扩展模块。作为上述方案的进一步改进，所述指示灯采用LED灯。本技术的优点在于：1、实时确定定位卡片的相对位置和绝对位置。2、实时检测定位卡片的温度及电量参数。3、根据三点或多点定位模型确定定位位置。4、具有服务器数据库管理及地图显示功能。5、具备低功耗无线组网功能。6、具有RS485通信设置接口。附图说明图1是基于Zigbee的室内定位监测系统的定位原理框图。图2是本技术基于Zigbee的室内定位监测系统的定位卡片的电路框图。图3是图2中电池/电源管理模块的电路图。图4是图2中控制模块的电路图。图5是图2中温度采集电路的电路图。图6是图2中RS485通信电路的电路图。图7是图2中电量采集电路的电路图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。安装图1所示的基于Zigbee的室内定位监测系统，在需要定位的空间内，每隔50～100米布置一个位置节点2，该位置节点2作为整个定位系统提供位置参数；将各个位置节点2在定位系统中初始化安装；将需要定位的人或事物佩戴一个定位卡片3；定位卡片3和位置节点2的数据通过路由/数据节点4进行数据收发。路由或数据节点4通过网线及交换机5与后台服务器1建立通信，从而组建一套无线定位系统。其中多点定位方法如下所述：X为所需的定位卡片位置，已知A，B，C三点位置，以及X点与A，B，C三点的距离。取A或B或C中任一点为球心，以A，B，C的RSSI信号转换的距离作为半径作球形图，得到三个球形交点处即为X的具体位置。若需要更精确的位置，可选取E、F等点，重复作图。图2是本技术的定位卡片3的模块框图。每个定位卡片包括控制模块30以及分别与控制模块30电性连接且受控于控制模块30的电池/电源管理模块31、电量采集电路32、温度采集电路33、状态指示模块34、射频电路35、通信电路36(可为RS485通信电路)、功能扩展模块37。通过电量采集电路32，实时采集相应定位卡片的电量信息；通过温度采集电路33，实时采集相应定位卡片的温度参数；通过状态指示模块34，将工作状态以指示灯(如LED灯)的方式展示；通过射频电路35，将无线射频信号进行收发并检测信号强度；通过RS485通信电路对相应定位卡片进行设置；通过功能扩展模块37对相应的定位卡片实现功能扩展。也即是说，单片机IC1作为微控制器，负责整个节点的工作及运行。通过电量采集电路，实时采集该节点的电量信息；通过温度采集单元，实时采集该节点的温度参数；通过指示灯电路，将工作状态以LED灯的方式展示，便于操作人员及调试人员；通过2.4G射频电路，将2.4G无线射频信号进行收发并检测信号强度；通过RS485电路，对节点进行设置。请参阅图3，通过一个电池接入端口将电池供电接入电池/电源管理模块31，电池的正端串连二极管D6，输出电源VDD作为电池/电源管理模块31的供电电压；电池/电源管理模块31将电源VDD转换为电源VCC，并将这两种电源供相应定位卡片3的各个模块使用。电池/电源管理模块31包括电源芯片、电阻R3、电容C11、电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Zigbee的室内定位监测系统，其采用多个定位卡片；其特征在于：每个定位卡片包括控制模块(30)以及分别与控制模块(30)电性连接且受控于控制模块(30)的电池/电源管理模块(31)、电量采集电路(32)、温度采集电路(33)、状态指示模块(34)、射频电路(35)、通信电路(36)；通过电量采集电路(32)，实时采集相应定位卡片的电量信息；通过温度采集电路(33)，实时采集相应定位卡片的温度参数；通过状态指示模块(34)，将工作状态以指示灯的方式展示；通过射频电路(35)，将无线射频信号进行收发并检测信号强度；通过RS485通信电路(36)，对相应定位卡片进行设置。

【技术特征摘要】
1.一种基于Zigbee的室内定位监测系统，其采用多个定位卡片；其特征在于：每个定位卡片包括控制模块(30)以及分别与控制模块(30)电性连接且受控于控制模块(30)的电池/电源管理模块(31)、电量采集电路(32)、温度采集电路(33)、状态指示模块(34)、射频电路(35)、通信电路(36)；通过电量采集电路(32)，实时采集相应定位卡片的电量信息；通过温度采集电路(33)，实时采集相应定位卡片的温度参数；通过状态指示模块(34)，将工作状态以指示灯的方式展示；通过射频电路(35)，将无线射频信号进行收发并检测信号强度；通过RS485通信电路(36)，对相应定位卡片进行设置。2.根据权利要求1所述的基于Zigbee的室内定位监测系统，其特征在于：通过一个电池接入端口将电池供电接入电池/电源管理模块(31)，电池的正端串连二极管D6，输出电源VDD作为电池/电源管理模块(31)的供电电压；电池/电源管理模块(31)将电源VDD转换为电源VCC，并将这两种电源供相应定位卡片(3)的各个模块使用。3.根据权利要求2所述的基于Zigbee的室内定位监测系统，其特征在于：电池/电源管理模块(31)包括电源芯片、电阻R3、电容C11、电容C14、二极管D6；所述电源芯片的电源输入端IN连接电源VDD，电源VDD一方面经由电容C11接地，另一方面经由电阻R3连接所述电源芯片的使能端EN；所述电源芯片的电源输出端OUT输出电源VCC，所述电源芯片的接地端GND接地且与电源VCC之间串接电容C14。4.根据权利要求2所述的基于Zigbee的室内定位监测系统，其特征在于：控制模块(30)包括CC2530芯片、复位电路、两个晶振电路、去耦及滤波电路、射频收发电路；复位电路对CC2530芯片提供复位，两个晶振电路对CC2530芯片提供工作需要的晶振，去耦及滤波电路对CC2530芯片实...

【专利技术属性】
技术研发人员：单志林，李臻，金东勇，王鹍，干露，王永攀，胡佳，
申请(专利权)人：华东电子工程研究所中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：新型
国别省市：安徽,34