一种基于短距离无线通信的物联网定位系统

摘要

一种基于短距离无线通信的物联网定位系统，包括：被采集设备、采集设备和后台服务中心；所述被采集设备与一定范围内的所述采集设备通过短距离无线通信连接以发送被采集设备ID和信号强度信息；所述采集设备通过无线或有线网络与所述后台服务中心相连以发送包括被采集设备ID和被采集设备位置的信息。本发明能够解决现有定位技术的车载终端容易被屏蔽、被干扰及被探测的缺点，实现对被采集设备的准确定位；同时能够向采集设备发射短距离无线信号以实现对本车载终端车辆的定位。

权利要求

1.一种基于短距离无线通信的物联网定位系统，其特征在于，包括：被采集设备、采集设备和后台服务中心；所述被采集设备与一定范围内的所述采集设备通过短距离无线通信连接以发送被采集设备ID和信号强度信息；所述采集设备通过无线或有线网络与所述后台服务中心相连以发送包括被采集设备ID和被采集设备位置的信息。

2.根据权利要求1所述的基于短距离无线通信的物联网定位系统，其特征在于，所述采集设备包括车载终端；所述被采集设备包括位置发射器和/或其他车载终端。

3.根据权利要求2所述的基于短距离无线通信的物联网定位系统，其特征在于，所述车载终端包括：GSM模块、GPS/北斗模块、短距离无线通信模块和电源模块；

所述GPS/北斗模块，与所述GSM模块相连，用于将获得的定位信息发送给所述GSM模块；

所述短距离无线通信模块，与所述GSM模块相连，用于将接收到的被采集设备发送的被采集设备ID和信号强度信息发送至GSM模块，和/或向采集设备发送本车载终端的车载终端ID和信号强度；

所述电源模块，与所述GSM模块、GPS/北斗模块和短距离无线通信模块分别相连以供电；

所述GSM模块，用于根据接收到的信号强度计算出车载终端与被采集设备之间的距离，基于所述定位信息获得所述被采集设备的位置信息；还用于与外部无线或有线网络相连，以及用于LBS基站定位。

4.根据权利要求3所述的基于短距离无线通信的物联网定位系统，其特征在于，所述根据接收到的信号强度计算出车载终端与被采集设备之间的距离，方式如下：d＝BΛ(((250-RSSI)/A)-1)

其中，d表示计算所得距离，单位为米；B表示环境指数因子；RSSI表示接收信号强度；A表示被采集设备和车载终端相隔1米时的信号强度与预设信号强度的差值。

5.根据权利要求3所述的基于短距离无线通信的物联网定位系统，其特征在于，所述车载终端还包括：震动传感器；所述震动传感器与所述GSM模块相连以发送采集到的车辆震动信息；所述电源模块与所述震动传感器相连以供电。

6.根据权利要求3所述的基于短距离无线通信的物联网定位系统，其特征在于，所述车载终端还包括：硬件看门狗；所述硬件看门狗与所述GSM模块相连以复位GSM模块；所述电源模块与所述硬件看门狗相连以供电。

7.根据权利要求3所述的基于短距离无线通信的物联网定位系统，其特征在于，所述短距离无线通信模块采用433M扩频通信。

8.根据权利要求2所述的基于短距离无线通信的物联网定位系统，其特征在于，所述位置发射器包括MCU模块、短距离发射模块和纽扣电池；所述MCU模块与所述短距离发射模块相连以通过所述短距离发射模块向所述车载终端发送位置发射器ID和信号强度；所述纽扣电池与所述MCU模块和短距离发射模块分别相连以供电。

9.根据权利要求2所述的基于短距离无线通信的物联网定位系统，其特征在于，所述位置发送器与所述车载终端采用相同的频点、编码及调制方式。

10.根据权利要求1所述的基于短距离无线通信的物联网定位系统，其特征在于，所述后台服务中心包括接入服务器、数据库、数据处理服务器和WEB服务器；所述接入服务器与所述GSM模块相连以提供通信连接服务；所述数据处理服务器与所述接入服务器相连以接收所述GSM模块发送的信息；所述数据处理服务器与所述数据库相连以进行数据的读写查询操作；所述数据处理服务器与所述WEB服务器相连为用户提供人机接口和页面展示，接收用户的操作指令并反馈结果。

说明书

一种基于短距离无线通信的物联网定位系统

技术领域

[0001] 本发明涉及短距离无线通信技术领域，特别是一种基于短距离无线通信的物联网定位系统。

背景技术

[0002] 车辆定位技术是汽车金融风控核心之一，近年来国内轿车消费市场火爆，每年3000多万台的产销量，且逐年增长，其中约50％消费者依托各类汽车金融服务购车，包括新车贷款、融资租赁、二手车贷款等，金融公司为管控金融风险，每年约3000万台智能车载终端的需求。但目前国内外采用的车载终端定位技术一般为GPS/北斗、LBS和WIFI的定位，这些定位技术一般具有公知的原理、标准的频段、固定的编码和调制技术，因此比较容易被屏蔽、被干扰、被探测、被拆除，从而失去定位功能。特别的，在汽车融资租赁行业，当出现违约车辆时，违约方一般会将车辆进行藏匿，譬如隐藏在完全封闭的卷帘门车库、高墙林立的农家小院等，当出现这样的情况时，依靠传统的GPS/北斗、LBS、WIFI等定位方式(定位车载终端)无法进行准确定位，因此无法知道汽车具体在哪一间车库或者哪一间农家小院，这样导致融资租赁公司无法找寻到车辆，无法对违约方进行约束，从而造成资产、资金无法收回的风险。

发明内容

[0003] 本发明的主要目的在于提出一种基于短距离无线通信的物联网定位系统，能够解决现有定位技术的车载终端容易被屏蔽、被干扰及被探测的缺点，实现对被采集设备的准确定位；同时能够向采集设备发射短距离无线信号以实现对本车载终端车辆的定位。

[0004] 本发明采用如下技术方案：

[0005] 一种基于短距离无线通信的物联网定位系统，包括：被采集设备、采集设备和后台服务中心；所述被采集设备与一定范围内的所述采集设备通过短距离无线通信连接以发送被采集设备ID和信号强度信息；所述采集设备通过无线或有线网络与所述后台服务中心相连以发送包括被采集设备ID和被采集设备位置的信息。

[0006] 优选的，所述采集设备包括车载终端；所述被采集设备包括位置发射器和/或其他车载终端。

[0007] 优选的，所述车载终端包括：GSM模块、GPS/北斗模块、短距离无线通信模块和电源模块；

[0008] 所述GPS/北斗模块，与所述GSM模块相连，用于将获得的定位信息发送给所述GSM模块；

[0009] 所述短距离无线通信模块，与所述GSM模块相连，用于将接收到的被采集设备发送的被采集设备ID和信号强度信息发送至GSM模块，和/或向采集设备发送本车载终端的车载终端ID和信号强度；

[0010] 所述电源模块，与所述GSM模块、GPS/北斗模块和短距离无线通信模块分别相连以供电；

[0011] 所述GSM模块，用于根据接收到的信号强度计算出车载终端与被采集设备之间的距离，基于所述定位信息获得所述被采集设备的位置信息；还用于与外部无线或有线网络相连，以及用于LBS基站定位。

[0012] 优选的，所述根据接收到的信号强度计算出车载终端与被采集设备之间的距离，方式如下：

[0013] d＝BΛ(((250-RSSI)/A)-1)

[0014] 其中，d表示计算所得距离，单位为米；B表示环境指数因子；RSSI表示接收信号强度；A表示被采集设备和车载终端相隔1米时的信号强度与预设信号强度的差值。

[0015] 优选的，所述车载终端还包括：震动传感器；所述震动传感器与所述GSM模块相连以发送采集到的车辆震动信息；所述电源模块与所述震动传感器相连以供电。

[0016] 优选的，所述车载终端还包括：硬件看门狗；所述硬件看门狗与所述GSM模块相连以复位GSM模块；所述电源模块与所述硬件看门狗相连以供电。

[0017] 优选的，所述短距离无线通信模块采用433M扩频通信。

[0018] 优选的，所述位置发射器包括MCU模块、短距离发射模块和纽扣电池；所述MCU模块与所述短距离发射模块相连以通过所述短距离发射模块向所述车载终端发送位置发射器ID和信号强度；所述纽扣电池与所述MCU模块和短距离发射模块分别相连以供电。

[0019] 优选的，所述位置发送器与所述车载终端采用相同的频点、编码及调制方式。

[0020] 优选的，所述后台服务中心包括接入服务器、数据库、数据处理服务器和WEB服务器；所述接入服务器与所述GSM模块相连以提供通信连接服务；所述数据处理服务器与所述接入服务器相连以接收所述GSM模块发送的信息；所述数据处理服务器与所述数据库相连以进行数据的读写查询操作；所述数据处理服务器与所述WEB服务器相连为用户提供人机接口和页面展示，接收用户的操作指令并反馈结果。

[0021] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

[0022] (1)本发明一种基于短距离无线通信的物联网定位系统，当车载终端被当作传统GPS设备安装到车辆之后，这个车辆不仅自身可以通信和定位，而且变成了一个移动的采集设备；这个移动的采集设备，可以覆盖以自身为中心，半径为1000米的圆形区域；当一个大中型城市中这样车辆数超过1万台时，该城市区域就可以被完全覆盖；在这种情况下，位置发射器作为一个体积小巧、成本低廉、隐蔽不易被拆除的终端，固定在汽车、电动车/自行车、小孩、老人、贵重物品或其他事物上时，则会具备对这些人和物定位的能力，从而实现追踪；

[0023] (2)本发明一种基于短距离无线通信的物联网定位系统，在汽车金融领域，通过安装位置发射器对车辆进行定位，对原有的定位方式是一种非常有效的补充和增强，完全克服了传统GPS/北斗、LBS、WIFI等定位方式容易被屏蔽、被干扰、被探测、被拆除的缺点，极大地解决行业的技术痛点；因此，基于短距离无线通信的物联网定位系统不仅为行业补充了一种全新的定位功能，而且实现了行业急需的近距离找车功能，必将带来可观的社会和经济效益；

[0024] (3)本发明所述的车载终端，除了具备传统的GPS/北斗、LBS和WIFI定位功能之外，还具备短距离无线通信功能，能够接收1000米范围内其他车辆上的被采集设备发送的无线信号，确定对方的车载终端ID和信号强度，结合自身的GPS等位置信息，上报到后台服务中心，实现对被采集设备的定位，定位精度约1米；

[0025] (4)本发明所述的车载终端，在自身的GPS/北斗、LBS和WIFI定位功能被屏蔽后，能够启动短距离无线发射功能，能够向1000米范围内其他车载终端或手持寻找器(本发明所述的手持寻找器指包括短距离无线通信功能、具有界面显示且能由人或车辆等携带移动的设备)发送包括自身车载终端ID和信号强度的无线信号，其他车载终端或手持寻找器上报到后台服务中心，实现对本车载终端的定位。

[0026] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下列举本发明的具体实施方式。

[0027] 根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述及其他目的、优点和特征。

附图说明

[0028] 图1为本发明实施例1所述的基于短距离无线通信的物联网定位系统的结构框图；

[0029] 图2为本发明实施例所述的车载终端结构框图；

[0030] 图3为本发明实施例1所述的位置发射器结构框图；

[0031] 图4为本发明实施例所述的后台服务中心结构框图；

[0032] 图5为本发明实施例2所述的基于短距离无线通信的物联网定位系统的结构框图。

具体实施方式

[0033] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步的详细描述。

[0034] 实施例1

[0035] 参见图1所示，本发明一种基于短距离无线通信的物联网定位系统，包括：位置发射器20、车载终端10和后台服务中心30；所述位置发射器20与一定范围内(1000m)的所述车载终端10通过短距离无线通信连接以发送位置发射器ID和信号强度信息；所述车载终端10通过无线或有线网络与所述后台服务中心30相连以发送包括位置发射器ID和位置发射器位置的信息。所述位置发射器20能够向多个车载终端10发射短距离无线通信信号，任一车载终端10也能收到多个位置发射器20发射的短距离无线通信信号。

[0036] 需要说明的是，所述位置发射器20向车载终端10发送的无线信号还可以根据需要进行约定，如还可以包括电池电量信息，车载终端10将所述电池电量信息一起发送至后台服务中心30以便根据位置发射器20电池电量信息决定搜索策略。所述车载终端10还可以将车载终端ID、车载终端10的定位信息、信号强度信息等一起发送至所述后台服务中心30，以便清楚地知道是哪台车载终端发送的位置发射器的位置信息。

[0037] 参见图2所示，所述车载终端30，包括：GSM模块101、GPS/北斗模块102、短距离无线通信模块103、震动传感器105、硬件看门狗106和电源模块104。所述GSM模块101与所述GPS/北斗模块102、短距离无线通信模块103、震动传感器105及硬件看门狗106分别相连接；所述电源模块104与所述GSM模块101、GPS/北斗模块102、短距离无线通信模块103、震动传感器105及硬件看门狗106分别相连接。

[0038] 具体的，所述GSM模块101用于实现如下三个功能：1)建立和公共通信网络(有线或无线网络)的连接，如GPRS通信连接；2)LBS定位，也就是基站定位，采集车载终端附近的基站编号信息；3)作为整个车载终端的主控模块，对所述GPS/北斗模块102、短距离无线通信模块103、震动传感器105的数据信息进行汇总、分析和处理。

[0039] 所述GPS/北斗模块102，实时接收天空中卫星广播的导航信息，并进行导航运算，得到当前的经纬度、高度、速度等信息，发送给GSM模块101进行处理。

[0040] 所述短距离无线通信模块103，接收附近1000米范围内的位置发射器20发送的无线信号，解析其中的位置发射器ID和信号强度信息，并将这些信息发送到GSM模块101。所述位置发射器ID用于唯一标识一台位置发射器。

[0041] 所述震动传感器105，能够采集车辆震动信息，从而判断车辆运动或静止状态信息，决策是否开启或关闭某些部件，以达到省电的目的。

[0042] 所述硬件看门狗106，当所述车载终端的运行出现异常时，复位整个系统，确保车载终端能够长时间无故障运行。

[0043] 所述电源模块104，为所述GSM模块101、GPS/北斗模块102、短距离无线通信模块103、震动传感器105及硬件看门狗106提供合适的工作电压和电流，确保所述GSM模块101、GPS/北斗模块102、短距离无线通信模块103、震动传感器105及硬件看门狗106能正常上电工作。

[0044] 参见图3所示，所述位置发射器20包括MCU模块201、短距离发射模块202和纽扣电池203；所述MCU模块201与所述短距离发射模块202相连以通过所述短距离发射模块202向所述车载终端10发送位置发射器ID、信号强度和电池电量信息；所述纽扣电池203与所述MCU模块201和短距离发射模块202分别相连以供电。

[0045] 具体的，所述位置发射器20通过所述短距离发射模块202发射短距离无线信号，可以被附近1000米范围内的车载终端10接收，车载终端10将此位置发射器ID、车载终端ID、车载终端10的定位信息(所述GPS/北斗模块102获取的定位信息)及位置发射器20的位置信息上传到后台服务中心30，用户就能获得位置发射器20的位置信息，从而实现对位置发射器20的定位。在实际使用中，一般位置发射器20安装在A车辆、人或其他物品上，车载终端10安装在B车辆；当某个区域内安装车载终端10的车辆数足够多时，安装位置发射器20的车辆在该区域运动时，就能实现定位。

[0046] 需要说明的是，所述车载终端10中的短距离无线模块和位置发射器20中的短距离发射模块202采用的频点、编码、调制方式完全相同，这样，车载终端10就能够接收到位置发射器20发送的ID和该ID的对应的电池电量信息，同时车载终端10通过自身的GPS模块获得自身的位置，通过位置发射器20的信号强度判断位置发射器20和自身的距离，从而获得位置发射器20的位置，然后上传到后台服务中心30，实现对位置发射器20的定位。

[0047] 位置发射器20中的MCU模块201是一个片上系统，内部包含RAM和FLASH，存储了该位置发射器20的ID信息，通过短距离发射模块202发送433M扩频信号，让车载终端10接收。进一步的，所述短距离无线通信模块103与位置发射器2之间采用433M扩频通信，具体的空中数据格式如下表1所示。

[0048] 具体的，车载终端接收到位置发射器的信号强度(RSSI)之后，根据接收到的信号强度计算出车载终端与位置发射器的距离，方式如下：

[0049] d＝BΛ(((250-RSSI)/A)-1)

[0050] 其中，d表示计算所得距离，单位为米；B表示环境指数因子；Λ表示指数；RSSI表示接收信号强度；A表示位置发射器和车载终端相隔1米时的信号强度与预设信号强度的差值。

[0051] 具体的，所述环境指数因子指射频信号在各种介质(如空气)中传播时存在的损耗，本实施例中，B取4；RSSI的范围为0～250，值越大表示强度越强且距离越近；所述预设信号强度为250(如距离1m时候信号强度220，则A＝30)。

[0052] 表1

[0053]

[0054] 参见图4所示，所述后台服务中心30包括接入服务器301、数据库303、数据处理服务器303和WEB服务器304；所述接入服务器301与所述GSM模块101相连以提供通信连接服务；所述数据处理服务器303与所述接入服务器301相连以接收所述GSM模块101发送的信息；所述数据处理服务器303与所述数据库303相连以进行数据的读写查询操作；所述数据处理服务器303与所述WEB服务器304相连为用户提供人机接口和页面展示，接收用户的操作指令并反馈结果。具体的，用户可以在WEB服务器304提供的展示页面上输入唯一标识被采集设备ID，即可查询到对应的位置信息。

[0055] 实施例2

[0056] 当车载终端10的GSM和GPS信号全部都被屏蔽，无法上传任何数据到后台服务中心时，此时车载终端10会主动开启短距离发射功能以便其他车载终端10接收短距离无线通信信号。具体的，参见图5所示，本发明一种基于短距离无线通信的物联网定位系统，包括：发射端车载终端10、接收端车载终端10和后台服务中心30；所述发射端车载终端10与一定范围内(1000m)的接收端车载终端10通过短距离无线通信连接以发送发射端车载终端ID和信号强度信息；所述接收端车载终端10通过无线或有线网络与所述后台服务中心30相连以发送包括发射端车载终端ID和发射端车载终端位置的信息。所述发射端车载终端10能够向多个接收端车载终端10发射短距离无线通信信号，任一接收端车载终端10也能收到多个发射端车载终端10发射的短距离无线通信信号。

[0057] 需要说明的是，发射端车载终端10向接收端车载终端10发送的无线信号还可以根据需要进行约定，如还可以包括电池电量信息，接收端车载终端10将所述电池电量信息一起发送至后台服务中心30以便根据电池电量信息决定搜索策略。所述接收端车载终端10还可以将接收端车载终端ID和接收端车载终端10的定位信息一起发送至所述后台服务中心30，以便清楚地知道是哪台接收端车载终端发送的发射端车载终端的位置信息。

[0058] 参见图2所示，所述车载终端10，包括：GSM模块101、GPS/北斗模块102、短距离无线通信模块103、震动传感器105、硬件看门狗106和电源模块104。所述GSM模块101与所述GPS/北斗模块102、短距离无线通信模块103、震动传感器105及硬件看门狗106分别相连接；所述电源模块104与所述GSM模块101、GPS/北斗模块102、短距离无线通信模块103、震动传感器105及硬件看门狗106分别相连接。

[0059] 具体的，所述GSM模块101用于实现如下三个功能：1)建立和公共通信网络(有线或无线网络)的连接，如GPRS通信连接；2)LBS定位，也就是基站定位，采集车载终端附近的基站编号信息；3)作为整个车载终端的主控模块，对所述GPS/北斗模块102、短距离无线通信模块103、震动传感器105的数据信息进行汇总、分析和处理。

[0060] 所述GPS/北斗模块102，实时接收天空中卫星广播的导航信息，并进行导航运算，得到当前的经纬度、高度、速度等信息，发送给GSM模块101进行处理。

[0061] 所述短距离无线通信模块103，接收附近1000米范围内的发射端短距离无线通信模块103发送的无线信号，解析其中的发射端车载终端ID和信号强度信息，并将这些信息发送到GSM模块101。所述发射端位置发射器ID用于唯一标识一台发射端车载终端。

[0062] 所述震动传感器105，能够采集车辆震动信息，从而判断车辆运动或静止状态信息，决策是否开启或关闭某些部件，以达到省电的目的。

[0063] 所述硬件看门狗106，当所述车载终端的运行出现异常时，复位整个系统，确保车载终端能够长时间无故障运行。

[0064] 所述电源模块104，为所述GSM模块101、GPS/北斗模块102、短距离无线通信模块103、震动传感器105及硬件看门狗106提供合适的工作电压和电流，确保所述GSM模块101、GPS/北斗模块102、短距离无线通信模块103、震动传感器105及硬件看门狗106能正常上电工作。

[0065] 需要说明的是，所述发射端车载终端10中的短距离无线模块103和接收端车载终端10中的短距离无线模块103采用的频点、编码、调制方式完全相同，这样，接收车载终端10就能够接收到发射端车载终端10发送的ID和该ID的对应的电池电量信息，同时接收端车载终端10通过自身的GPS模块获得自身的位置，通过发射端车载终端10的信号强度判断发射端车载终端10和自身的距离，从而获得发射端车载终端10的位置，然后上传到后台服务中心30，实现对发射端车载终端10的定位。

[0066] 所述接收端车载终端与发射端车载终端之间采用433M扩频通信，具体的空中数据格式参见表2所示。

[0067] 表2

[0068]

[0069] 具体的，接收端车载终端接收到发射端车载终端的信号强度(RSSI)之后，根据接收到的信号强度计算出接收端车载终端与发射端车载终端的距离，方式如下：

[0070] d＝BΛ(((250-RSSI)/A)-1)

[0071] 其中，d表示计算所得距离，单位为米；B表示环境指数因子；Λ表示指数；RSSI表示接收信号强度；A表示接收端车载终端与发射端车载终端相隔1米时的信号强度与预设信号强度的差值。

[0072] 具体的，所述环境指数因子指射频信号在各种介质(如空气)中传播时存在的损耗，本实施例中，B取4；RSSI的范围为0～250，值越大表示强度越强且距离越近；所述预设信号强度为250(如距离1m时候信号强度220，则A＝30)。

[0073] 参见图4所示，所述后台服务中心30包括接入服务器301、数据库303、数据处理服务器303和WEB服务器304；所述接入服务器301与所述GSM模块101相连以提供通信连接服务；所述数据处理服务器303与所述接入服务器301相连以接收所述GSM模块101发送的信息；所述数据处理服务器303与所述数据库303相连以进行数据的读写查询操作；所述数据处理服务器303与所述WEB服务器304相连为用户提供人机接口和页面展示，接收用户的操作指令并反馈结果。具体的，用户可以在WEB服务器304提供的展示页面上输入唯一标识被采集设备ID，即可查询到对应的位置信息。

[0074] 需要说明的是，上述两个实施例中，车载终端10的短距离无线通信模块103可以集成接收和发射功能，具体根据应用场景的不同启用不同的功能，当车载终端10的GSM和GPS信号全部都被屏蔽，无法上传任何数据到后台服务中心时，此时车载终端10会主动开启短距离发射功能以便其他车载终端10接收从而方便寻车者找到本车辆；当车载终端10的GSM和GPS信号未被屏蔽，能够上传数据到后台服务中心时，此时车载终端10会启动短距离接收功能以接收到位置发送器的信息从而方便找到位置发送器车辆。

[0075] 上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。