CN112333681A - 一种超低功耗综合定位服务的方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种超低功耗综合定位服务的方法和设备，该方法包括以下步骤：设备初始化；各模组休眠静默状态；进行场景识别；各模组持续保持休眠静默状态：当场景识别为静止状态时，运动传感器芯片周期性休眠唤醒检测，判断状态是否变化；扫描蓝牙信标：当场景识别为运动状态时，启动蓝牙芯片，扫描蓝牙信标，以判断场景标定的蓝牙信标是否失效；GPS定位芯片定位数据采集；蓝牙芯片定位数据采集；定位数据本地存储；定时传送定位数据：由NBIoT通讯模组将GPS定位芯片定位数据和蓝牙芯片定位数据传送致云平台。本发明的超低功耗综合定位服务的方法降低了定位装置的功耗，增加了定位装置的待机时间，解决了室内室外综合性定位，以及楼层空间定位。

Description

一种超低功耗综合定位服务的方法及装置

技术领域

本发明涉及定位服务技术领域，特别涉及一种超低功耗综合定位服务的方法及装置。

背景技术

定位服务广泛应用于通讯、工程、救援等方面，目前采取的定位方式是卫星定位和信标位置定位，定位信息随时上传到控制中心，分为信息存储和信息上传，定位装置一般通过充电电池供电，现有技术的定位装置的待机时间比较短，一般待机时间3-5天。由于待机时间短，给使用带来不便。

市场迫切需要定位装置待机时间短的问题，由于移动定位装置的结构比较小，充电电池的大小不能随意增加，因此不能靠增加充电电池来延长定位装置的供电时间。儿童防丢器，现阶段有儿童防丢器与当前使用技术类似，但是一般常见的都是使用GPRS作为广域网通讯，目前2G已经逐渐进入退网阶段，随时会面临无法使用风险，取而代之的是我们新的超低功耗人员定位装置，使用的无线通讯模块NBIoT通讯技术；GPS儿童防丢器，利用GPS卫星定位和远距离数据传输，父母能够在手机APP上随时查看到孩子的位置，不管距离有多远都能用。不过市面上在售的大部分儿童GPS防丢器，都是由车载定位器改装而来的，体积大、重量大、使用时间短。很少有专门为儿童防丢和找回设计的产品。

人员范围定位，人员范围定位采用的是人员佩戴超低功耗蓝牙信标，使用信标广播人员ID，网关通过扫描周围的蓝牙信标来判定人员是否在网管附近，此种方式无法精确制导人员在某个位置，仅能判定人员距离网关位置远近，属于范围定位，对人员范围分布可以做一定的管理，但是由于蓝牙通讯穿透能力弱，因此周围一旦环境变化，或者有遮挡，所能覆盖的范围会急剧缩减。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超低功耗综合定位服务的方法及装置，能够有效地降低定位装置的功耗，增加定位装置的待机时间。

本发明的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供了一种超低功耗综合定位服务的方法，包括以下步骤：步骤一：设备初始化；步骤二：进行场景识别：由主控单片机指令运动传感器芯片检测场景状态，场景状态包括静止状态和运动状态；步骤三：GPS定位芯片休眠：当场景识别为静止状态时，运动传感器芯片周期性休眠唤醒检测，判断状态是否变化；步骤四：扫描蓝牙信标：当场景识别为运动状态时，启动蓝牙芯片，扫描蓝牙信标，以判断场景标定的蓝牙信标是否失效；步骤五：GPS定位芯片定位数据采集：当场景标定的蓝牙信标失效，GPS定位芯片启动采集GPS定位芯片定位数据，由主控单片机存储采集的GPS定位芯片定位数据；步骤六：蓝牙芯片定位数据采集：当场景标定的蓝牙信标有效，GPS定位芯片关闭，蓝牙芯片启动，采集蓝牙芯片定位数据，周期性提交场景标定的蓝牙信标定位数据给主控单片机；步骤七：定位数据本地存储：将步骤五采集的GPS定位芯片定位数据和步骤六采集的蓝牙芯片定位数据存储在本地；步骤八：定时传送定位数据：响应平台存储GPS定位芯片定位数据和蓝牙芯片定位数据，由NBIoT通讯模组将GPS定位芯片定位数据和蓝牙芯片定位数据传送致云平台。

优选的，在上述超低功耗综合定位服务的方法中，设备初始化包括：GPS定位芯片初始化、NBIoT通讯模组功能初始化、蓝牙芯片功能初始化、运动传感器芯片初始化、模拟量采集(ADC)-电量采集初始化、主控单片机初始化，获取响应平台配置参数，最后保持运动传感器芯片工作，主控单片机、GPS定位芯片、NBIOT通讯模组、蓝牙芯片均处于关闭状态。

优选的，在上述超低功耗综合定位服务的方法中，还包括设备状态监测：主控单片机工作，运动传感器芯片工作以用于检测设备的运动状态或静止状态；基于设备是否处于场景标定的蓝牙信标覆盖范围，如果是非场景标定的蓝牙信标覆盖范围，则使用GPS定位芯片定位，如果是在场景标定的蓝牙信标覆盖范围则使用场景标定的蓝牙信标标定的位置相关信息。

优选的，在上述超低功耗综合定位服务的方法中，还包括运动传感器芯片状态分析以进行设备状态分析，需要对运动传感器芯片做超低功耗配置，然后利用惯性测量单元(IMU)进行数据选择，行为分析，数据提交至平台，规划业务，提供服务。

优选的，在上述超低功耗综合定位服务的方法中，主控单片机工作，模拟量采集(ADC)-电量分析，采用了滤波算法，如果低电量会有闪烁灯提示使用者，另外会向平台定期做电量数据提交，用于数据业务推送，电量预警服务。

优选的，在上述超低功耗综合定位服务的方法中，由BLE5.0蓝牙芯片扫描场景标定的蓝牙信标，以及周期性唤醒NBIoT通讯模组，数据同步平台。

根据本发明的另一方面，还提供了一种超低功耗综合定位服务的装置，包括：蓝牙芯片，当场景识别为运动状态时启动，用于扫描蓝牙信标，以判断场景标定的蓝牙信标是否失效；当场景标定的蓝牙信标有效，GPS定位芯片关闭，蓝牙芯片启动，采集蓝牙芯片定位数据，周期性提交场景标定的蓝牙信标定位数据给主控单片机；GPS定位芯片，当场景标定的蓝牙信标失效时启动，采集GPS定位芯片定位数据；运动传感器芯片，受主控单片机控制主要用于监测场景状态，场景状态包括静止状态和运动状态；以及当场景识别为静止状态时，运动传感器芯片周期性休眠唤醒检测，判断状态是否变化；NBIoT通讯模组，用于响应平台存储GPS定位芯片定位数据和蓝牙芯片定位数据，将GPS定位芯片定位数据和蓝牙芯片定位数据传送致云平台；主控单片机，与蓝牙芯片、GPS定位芯片、运动传感器芯片以及NBIoT通讯模组相连，用于控制整个超低功耗综合定位服务的装置的工作模式。

优选的，在上述超低功耗综合定位服务的装置中，超低功耗综合定位服务的装置的工作模式包括：周期深度睡眠模式：按照NBIoT通讯模组设置的工作周期，NBIoT通讯模组向平台发送采集数据，如果平台需要下行发送指令，需要等待NBIoT通讯模组周期唤醒才能响应，响应延时根据NBIoT通讯模组发送周期决定；周期轻度睡眠模式：按照NBIoT通讯模组设置的工作周期，NBIoT通讯模组向平台发送采集数据，发送完毕NBIoT通讯模组进入轻度睡眠模式，此时可以间歇性的响应平台下行指令；应急模式；出现紧急情况时，平台向NBIoT通讯模组发送下行指令，NBIoT通讯模组需要等待下个周期唤醒接受指令，进入应急模式。

优选的，在上述超低功耗综合定位服务的装置中，还包括电源管理芯片。

本发明技术方案的有益效果：

本发明的超低功耗综合定位服务的方法及装置降低了定位装置的功耗，增加了定位装置的待机时间，解决了室内室外综合性定位，以及楼层空间定位；采用了低成本，广覆盖的NBIoT通讯技术，较现有的2G、4G等通讯都有优势；解决了大规模人员管理难，效率的低，无法精细化的问题。

附图说明

图1本发明的超低功耗综合定位服务装置的各模块的方框图；

图2本发明的模拟量采集(ADC)-电量预警模式方框图；

图3本发明的微机电系统(MEMS)-行为分析本地模式方框图；

图4本发明平台模式方框图；

图5本发明BLE5.0蓝牙芯片主控模式流程图；

图6本发明实施安装部署流程图；

图7本发明的超低功耗综合定位服务的方法的流程框图；

图8本发明的超低功耗综合定位服务的方法的终端运行流程图；

图9为本发明方法涉及的软件流程图。

具体实施方式

以下结合附图，通过具体实施例对本发明进行详细说明，

基于现有技术存在的问题，本发明人提出了延长定位装置待机时间的构想。本发明的构思是：实现定位装置NBIoT通讯模组的周期深度睡眠模式：按照GPS定位芯片和NBIoT通讯模组设置的工作周期，NBIoT通讯模组向平台发送采集数据，如果平台需要下行发送指令，需要等待NBIoT通讯模组周期(T)唤醒才能响应，响应延时根据发送周期决定。

如图1所示，本发明的超低功耗综合定位服务装置包括：电源管理芯片、主控单片机、运动传感器芯片、GPS定位芯片和NBIoT通讯模组及BLE5.0蓝牙芯片，其中：

电源，采用了静态功耗10μA以内的低压差线性稳压器(LDO)驱动，使整个装置内耗处于一个非常低的水平。电源参数如表1所示。

表1电源参数表

项	说明	备注
			供电方式	锂电池800maH
输入电压	3.7-4.2V
			充电管理	支持
负载能力	<800ma

主控单片机(MCU)：与蓝牙芯片、GPS定位芯片、运动传感器芯片以及NBIoT通讯模组相连，用于控制整个超低功耗综合定位服务的装置的工作模式。支持进入深度睡眠模式S0(需要外围运动传感器芯片或者BLE5.0蓝牙芯片来唤醒)；周期唤醒浅度睡眠模式S1，此睡眠模式无需外接干预自己可以周期性唤醒；需要工作处理业务数据时，进入活动状态S2；功耗描述：S0<S1<S2 S0可以使单片机进入消耗电流在100nA级别睡眠，S1可以进入1μA级别睡眠模式，并且支持自动唤醒；S2单片机处于活动状态，功耗15mA左右。

BLE5.0蓝牙芯片，当场景识别为运动状态时启动，用于扫描蓝牙信标，以判断场景标定的蓝牙信标是否失效，以及当场景标定的蓝牙信标有效，GPS定位芯片关闭，蓝牙芯片启动，周期性提交场景标定的蓝牙信标定位数据给主控单片机。蓝牙芯片具有蓝牙定位基站功能，作为超低功耗的唤醒源，主要通过扫描范围是否存在场景标定蓝牙的信标来定位，主要是环境部署的蓝牙信标起到定位作用。BLE5.0蓝牙芯片休眠模式可以在2μA以内，工作扫描蓝牙信标时会持续4mA左右电流；BLE5.0蓝牙芯片一直持续处于低功耗工作模式BT-W1：休眠3s—扫描1s—休眠3s—扫描1s；如果无需使用，则直接进入关断模式BT-W2。场景标定蓝牙的信标作为另外一种技术手段主要是用于GPS信号无法覆盖区域，例如室内，在室内部署标定蓝牙的信标，BLE5.0蓝牙芯片通过扫描标定蓝牙的信标来获取标定的信标位置作为当前设备位置的参考依据。

GPS定位芯片：GPS工作模式GPS-W1：持续电流维持在16mA左右；如果无需使用，则直接进入关断模式GPS-W2；GPS定位芯片也是采用连续跟踪模式低于10mA的超低功耗，高灵敏度的(CXD5603)GPS定位芯片，确保定位准确的同时亦可以降低设备功耗。

运动传感器芯片：受主控单片机控制主要用于监测场景状态，场景状态包括静止状态和运动状态，以及检测设备状态，静止或者运动，以及其它行为，运动传感器芯片仅在单模式工作，周期性监测状态MOV-W1，此模式电流在100μA左右；如果不适用则进入关断模式MOV-W2。运动传感器芯片作为状态识别的手段，不仅仅可以识别运动模式，更多可以实现行为分析，在不到1mA电流的情况下就可以持续工作，并输出行为分析数据，来判断是否需要启动其它模组工作，例如，如果设备剧烈震动，此时就会激活GPS定位芯片以及NBIoT通讯模组工作，上报平台当前的状态位置。

NBIoT通讯模组，用于响应平台存储定位数据，将定位数据传送致云平台。NBIoT通讯模组包括NB通讯芯片：NB通讯工作模式NB-W1：持续电流维持在150mA左右，视当地运营商覆盖不同，基站信号覆盖有波动；如果无需使用，则直接进入关断模式NB-W2。其中，NB特征如表2所示。

表2NB特征表

其中，主控单片机作为整个超低功耗定位装置控制中心，BLE5.0蓝牙和运动传感器也作为控制中心唤醒源，这两个唤醒源有同样的优势，自身工作功耗非常低，可以在μA级别电流工作。

本发明超低功耗装置各模块配合如表3所示。

表3本发明超低功耗装置各模块的配合

图7为本发明的超低功耗综合定位服务的方法的终端运行流程图，描述了各个模块之间如何配合，主要包括以下步骤：

步骤一：设备初始化：包括：GPS定位芯片初始化、NBIoT通讯模组功能初始化、蓝牙芯片功能初始化、运动传感器芯片初始化、模拟量采集(ADC)-电量采集初始化、主控单片机初始化，获取响应平台配置参数，最后保持运动传感器工作，主控单片机，GPS，NBIOT通讯模组、BLE5.0蓝牙芯片均处于关闭状态，其中：

GPS定位芯片初始化：主控单片机工作，开启GPS定位芯片，获取初始位置坐标及时间；

NBIoT通讯模组功能初始化：主控单片机工作，激活NBIoT通讯模组，NBIoT时间与服务器时间同步，GPS定位芯片授权时间同步；

BLE5.0蓝牙芯片功能初始化：确保BLE5.0蓝牙芯片相关设置参数生效，并且功能正常，以及进入超低功耗工作模式；

运动传感器芯片初始化：主控单片机工作，运动传感器芯片初始化确保运动传感器芯片惯性测量单元(IMU)配置成功，以及进入超低功耗工作模式；图3是本发明微机电系统(MEMS)-行为分析本地模式方框图，实现了如何在保障功能的情况下实现超低功耗，包括行为曲线预置，预警参数繁殖(硬件下线阈值平台阈值)，数据采集，数据提交，业务推送。图4为本发明平台模式方框图，包括传感器参数设置，传感器数据采集，数据提交平台，平台传感器数据分析，业务推送。

模拟量采集(ADC)-电量采集初始化：主控单片机工作，模拟量采集(ADC)-电量采集数据初始化。图2是本发明的模拟量采集(ADC)-电量预警模式方框图，如图2所示，在保障功能的情况下实现超低功耗，通过实验室数据将电池曲线预置到装置中，并且此曲线是可以动态下发的，具体包括：电池曲线预置，预警参数繁殖(硬件下线阈值平台阈值)，电量采集，数据提交，业务推送。

主控单片机初始化：主控单片机工作；

获取平台配置参数：主控单片机工作，NBIoT通讯模块与平台通讯：

最后保持运动传感器芯片工作，主控单片机、GPS、NBIOT通讯模组、BLE5.0蓝牙芯片均处于关闭状态。

步骤二：进行场景识别：由主控单片机指令运动传感器芯片检测场景状态，场景状态包括静止状态和运动状态；

步骤三：GPS定位芯片休眠：当场景识别为静止状态时，运动传感器芯片周期性休眠唤醒检测，判断状态是否变化；

步骤四：扫描蓝牙信标：当场景识别为运动状态时，启动蓝牙芯片，扫描蓝牙信标，以判断场景标定的蓝牙信标是否失效；

步骤五：GPS定位芯片定位数据采集：当场景标定的蓝牙信标失效，GPS定位芯片启动，采集GPS定位芯片定位数据，由主控单片机存储采集的GPS定位芯片定位数据；步骤六：蓝牙芯片定位数据采集：当场景标定的蓝牙信标有效，GPS定位芯片关闭，蓝牙芯片启动，采集蓝牙芯片定位数据，周期性提交场景标定的蓝牙信标定位数据给主控单片机；

步骤七：定位数据本地存储：将步骤五采集的GPS定位芯片定位数据和步骤六采集的蓝牙芯片定位数据存储在本地；

步骤八：定时传送定位数据：响应平台存储GPS定位芯片定位数据和蓝牙芯片定位数据，由NBIoT通讯模组将GPS定位芯片定位数据和蓝牙芯片定位数据传送致云平台。

本发明的超低功耗综合定位服务的方法还包括：

设备状态监测：主控单片机工作，运动传感器芯片工作以用于检测设备状态。运动传感器芯片主要用于检测设备的运动状态或静止状态，以及其它一些业务行为分析，例如碰撞，跌落等。基于设备是否处于场景标定的蓝牙信标覆盖范围，如果是非场景标定的蓝牙信标覆盖范围，则使用GPS定位芯片定位，如果是在场景标定的蓝牙信标覆盖范围则使用场景标定的蓝牙信标标定的位置相关信息；

运动传感器芯片状态分析：运动传感器芯片工作进行设备状态分析，需要对运动传感器芯片做超低功耗配置，然后利用惯性测量单元(IMU)进行数据选择，行为分析，数据提交至平台，规划业务，提供服务；只有这些设备处于长期休眠才能最大化降低产品功耗，拉长产品使用时间，并且由于有运动传感器芯片的监测，保证了业务关键点不断点，可以持续提供人员关键位置轨迹信息用于平台数据服务；设备处于长期休眠状态，在休眠状态下只有运动传感器芯片会监测运动静止状态，到了平台指定GPS定位芯片唤醒周期，才会全性能模式工作提交相关位置信息以及设备状态数据；

BLE5.0蓝牙芯片场景标签监测：主控单片机工作：进入蓝牙基站工作模式，进行场景标定的蓝牙信标搜寻；

模拟量采集(ADC)电量分析：主控单片机工作，模拟量采集(ADC)电量分析。超低功耗定位装置做电量采集，此处采用了滤波算法，确保电量采集准确。终端采集电量数据后，如果低电量会有闪烁灯提示使用者，另外会向平台定期做电量数据提交，用于数据业务推送，电量预警服务；

GPS定位芯片定位：GPS定位芯片工作，进行GPS定位；

BLE5.0蓝牙芯片搜寻场景标定的蓝牙信标实现蓝牙定位，实施安装部署；其中图5是BLE5.0蓝牙芯片主控模式流程图，如图5所示，蓝牙场景标签1、2、3、4安装在智能安全帽装置中，通过NB通讯连接至云平台服务，具体地，由BLE5.0蓝牙芯片扫描场景标定的蓝牙信标，以及周期性唤醒NBIoT通讯模组，数据同步平台，来实现整个数据业务，这样有利于产品功耗降低，并且可以保证每个终端与平台的实时性。

图6为本发明实施安装部署流程图，详细描述了蓝牙定位功能如何实施部署，包括：

1)设备绑定：NB安全帽绑定，设备遵循协议上报设备信息，平台自动入库；手持获取设备信息并与人员进行绑定提交至平台。

单独终端位置信息是没有意义的，为了表征人员的数据，需要与人员佩戴的安全帽结合，并且将安全帽作为装置的载体，在人员佩戴使用的时候，判定为人员的位置信息，以及行为信息，具体人员绑定流程如下：

2)场景标签安装部署：标签安装部署，标签场景标定(通过手机APP，直接对标签场景定义做修改调整)。

此处蓝牙信标采用免维护蓝牙信标，一般可以维持3年使用，无需更换，成本低，1.5s广播一次位置信息，蓝牙信标的安装部署主要用在GPS信号无法覆盖区域，例如有遮挡区域，楼层内等等；具体流程图如下：蓝牙信标ID获得，场景信息录入，场景信标关联，关联信息提交平台。

3)NB设备检测运行：获取平台配置信息(默认配置运行如未获取)，异常传感器数据监测，场景数据识别。

当设备信息录入，绑定完成后，就可以进入正式使用阶段了，所有信息都是通过NB超低功耗装置同步至平台，平台通过数据分析呈现不同的业务；

4)NB设备运维：NB设备充电管理，NB设备绑定管理变更，NB设备维修鉴定

在运营过程中，设备具备充电预警服务，一旦电量低会提醒使用者，对设备做充电管理；如果该设备更换人员使用，同样可以采用设备绑定的流程，再次更换人员使用；如果在使用过程中，设备出现故障，通过查询该装置的本地留存诊断信息，判断是否为认为损坏，来进行售后维修流程；

其中，本发明的超低功耗综合定位服务装置的终端工作模式包括：

周期深度睡眠模式：按照NBIoT通讯模组设置的工作周期，NBIoT通讯模组向平台发送采集数据，如果平台需要下行发送指令，需要等待NBIoT通讯模组周期唤醒才能响应，响应延时根据NBIoT通讯模组发送周期决定，例如NBIoT通讯模组周期发送数据至平台时间设置为30分钟，30分节点发送数据至平台，发送完毕就会NBIoT通讯模组进入深度睡眠，再接下来的30分钟内NBIoT通讯模组无法接受平台下行指令的，只有等待到下一周期唤醒才能响应平台发送的指令，也就是说，发送指令，设备响应平台的时间是0～30分钟；

周期轻度睡眠模式：按照NBIoT通讯模组设置的工作周期，NBIoT通讯模组向平台发送采集数据，发送完毕NBIoT通讯模组进入轻度睡眠模式，此时可以间歇性的响应平台下行指令，响应延时低，手机获取验证码，会根据运营商服务有所延时，但是延时会大大降低；

应急(实时)模式；出现紧急情况时，平台向NBIoT通讯模组发送下行指令，NBIoT通讯模组需要等待下个周期唤醒接受指令，进入应急模式。GPS定位芯片和NBIoT通讯模组进入实时工作状态NBIoT通讯模组实时向平台发送数据，实现实时定位。但功耗会大大增加。工作模式对比如表4所示。

表4工作模式对比

模式	平台响应	设备功耗	备注
				深度睡眠模式	延迟视睡眠周期而定	超低
轻度睡眠模式	具备及时响应能力	高
				应急(实时)模式	实时响应	较高

可以根据客户需求来调整，参数设置上的差异，并非硬件差异。

图8本发明的超低功耗综合定位服务的方法的终端运行流程图，如图8所示，包括：

首先，设备初始化，其中，NBIoT通讯模组与服务器时间同步，GPS定位芯片授权时间同步；BLE5.0蓝牙芯片功能初始化、运动传感器芯片初始化(选配)；

随后，所有模组进入休眠；

进行场景识别：由运动传感器芯片进行场景识别，BLE5.0蓝牙芯片扫描分析；

若场景识别为静止状态则返回至所有模组进入休眠状态；若场景识别为运动状态，则BLE5.0蓝牙芯片扫描数据分析(选配)，GPS定位芯片捕获(超时机制))：若场景标定的蓝牙信标失效/GPS定位芯片定位失效，则GPS定位芯片周期性唤醒检测状态，响应平台指令下发；若场景标定的蓝牙信标有效/GPS定位芯片定位有效，则周期性地提交场景标定的蓝牙信标定位数据，响应平台指令下发；若场景标定的蓝牙信标失效/GPS定位芯片定位有效，则周期性地提交GPS定位芯片定位数据，响应平台指令下发；若场景标定的蓝牙信标有效/GPS定位芯片定位无效，则周期性地提交场景标定的蓝牙信标定位数据，响应平台指令下发。

图9为本发明方法涉及的软件流程图，细描述了软件流程实现图，详细描述了所有模块的工作状态以及功耗优化；以及产品功能的完整实现。软件流程图包括：

1.程序自检：

程序自检主要有以下几项：NB通讯是否正常；蓝牙模组是否可以正常扫描；设备ID是否可以正常识别；运动传感器数据读取是否正常；电量是否可用，至少确保电量可保持一天使用量；

2.建立设备故障码：

01：表示蓝牙事件(功能默认关闭)；

02：表示GPS事件(功能默认关闭)；

03：SENSOR事件(运动传感器监测默认开启，作为设备持续唤醒源)；

04：NB事件(NB通讯默认关闭)(在获取服务器平台配置参数信息是开启，平常为了降低功耗，始终保持关断，避免过多的电量消耗)；

3.位置信息获取

该图详细描述了GPS定位与蓝牙定位是如何切换的，什么情况下GPS定位启动，什么情况下蓝牙定位启动，防止两者同时使用拉高功耗。

如图9所示，具体包括以下流程：

开始后，首先获取设备ID(等待，业务等常亮)，模组(设备)初始化，包括：设备故障码初始化；设备服务时间码(1个字节，8个事件)；电源管理芯片初始化；电源管理芯片初始化；GPS定位芯片初始化，AT指令测试，成功后进入更新设备故障码进入循环；运动传感器芯片初始化，运动传感器芯片参数设置，成功后进入更新设备故障码进入循环；BLE5.0蓝牙芯片功能初始化，BLE5.0蓝牙芯片协议栈初始化，成功后进入更新设备故障码进入循环；NBIoT通讯模组功能初始化，波特率/参数初始化，成功后进入更新设备故障码进入循环；

检测电量是否过低，若是电量灯常亮，其余模组进入低功耗状态；若否进入更新设备故障码进入循环；

从设备故障码进入循环进入运动传感器芯片(检测设备)状态静止或运动：若处于运动状态则扫描场景标定的蓝牙信标，如有进行采集提交；若无开启GPS定位芯片，若有定位则进行定位数据提交，若无定位则进行状态数据提交。然后检测数据提交是否成功(成功或失败)，进入本地记录。若处于静止状态，则扫描场景标定的蓝牙信标，检测场景标定的蓝牙信标是否有效，进而进入本地记录；

从本地记录进入NBIoT通讯模组是否唤醒，唤醒时间间隔可设置，若是进行数据提交平台，若否，循环进入运动传感器芯片(检测设备)状态静止或运动以重新循环下面的流程。

试验数据

本发明的方法的实验数据如表5所示，本发明的超低功耗综合定位服务的方法降低了定位装置的功耗；增加定位装置的待机时间；解决了室内室外综合性定位，以及楼层空间定位；采用了低成本，广覆盖的NBIoT通讯技术，较现有的2G、4G，等通讯都有优势；解决了大规模人员管理难，效率的低，无法精细化的问题。

表5本发明的方法的实验数据

序号	设备名称	天线	上报间隔s	待机时长h	上报条数	>10米数量	>10米百分比	>30米数量	搜星平均时间s	搜星失败数	性能状态
												1	6769	FPC	300	145.5	1750	2	0.10％	1	28.75	0	优良
2	7442	陶瓷	300	143.5	1726	1	0.10％	0	27.8	1	优良
												3	7335	陶瓷	300	134.75	1621	2	0.10％	0	29.49	0	优良
4	0348	陶瓷	300	123.08	1208	14	1.20％	2	30.98	0	优良
												5	4193	陶瓷	300	105	1264	16	1.30％	0	33.48	0	优良
6	9969	陶瓷	300	101.66	1224	21	1.70％	4	35.44	1	优良
												7	7319	陶瓷	300	96.58	1163	55	4.80％	12	37.83	5	一般
8	8374	陶瓷	300	92.68	1116	20	1.80％	2	37.94	0	一般
												9	4532	陶瓷	300	44.92	543	11	2.00％	2	33.45	0	差
10	4696	陶瓷	300	43.05	14	0	0.00％	0	36.82	0	差
												11	7459	陶瓷	300	42.21	510	9	1.80％	1	39.76	0	差
12	7525	FPC	300	11.92	147	2	1.40％	0	29.02	0	优良

以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种超低功耗综合定位服务的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：设备初始化；

步骤二：各模组进入休眠静默状态

步骤三：进行场景识别：由主控单片机指令运动传感器芯片检测场景状态，所述场景状态包括静止状态和运动状态；

步骤四：各模组保持休眠静默状态：当场景识别为静止状态时，所述运动传感器芯片周期性休眠唤醒检测，判断状态是否变化；

步骤五：扫描蓝牙信标：当场景识别为运动状态时，启动蓝牙芯片，扫描蓝牙信标，以判断场景标定的蓝牙信标是否有效；

步骤六：GPS定位芯片定位数据采集：当场景标定的蓝牙信标失效，所述GPS定位芯片启动采集GPS定位芯片定位数据，由所述主控单片机存储采集的所述GPS定位芯片定位数据；

步骤七：蓝牙芯片定位数据采集：当场景标定的蓝牙信标有效，所述GPS定位芯片关闭，所述蓝牙芯片启动，采集蓝牙芯片定位数据，周期性提交场景标定的蓝牙信标定位数据给所述主控单片机；

步骤八：定位数据本地存储：将步骤五采集的所述GPS定位芯片定位数据和步骤六采集的所述蓝牙芯片定位数据存储在本地；

步骤九：定时传送定位数据：响应平台存储所述GPS定位芯片定位数据和所述蓝牙芯片定位数据，由NBIoT通讯模组将所述GPS定位芯片定位数据和蓝牙芯片定位数据传送致云平台。

2.根据权利要求1所述的超低功耗综合定位服务的方法，其特征在于，所述设备初始化包括：GPS定位芯片初始化、NBIoT通讯模组功能初始化、蓝牙芯片功能初始化、运动传感器芯片初始化、模拟量采集(ADC)-电量采集初始化、主控单片机初始化，获取响应平台配置参数，最后保持所述运动传感器芯片工作，所述主控单片机、所述GPS定位芯片、所述NBIOT通讯模组、所述蓝牙芯片均处于关闭状态。

3.根据权利要求1所述的超低功耗综合定位服务的方法，其特征在于，还包括设备状态监测：所述主控单片机工作，所述运动传感器芯片工作以用于检测设备的运动状态或静止状态；基于设备是否处于场景标定的蓝牙信标覆盖范围，如果是非场景标定的蓝牙信标覆盖范围，则使用GPS定位芯片定位，如果是在场景标定的蓝牙信标覆盖范围则使用场景标定的蓝牙信标标定的位置相关信息。

4.根据权利要求1所述的超低功耗综合定位服务的方法，其特征在于，还包括运动传感器芯片状态分析以进行设备状态分析，需要对所述运动传感器芯片做超低功耗配置，然后利用惯性测量单元(IMU)进行数据选择，行为分析，数据提交至平台，规划业务，提供服务。

5.根据权利要求1所述的超低功耗综合定位服务的方法，其特征在于，所述主控单片机工作，模拟量采集(ADC)-电量分析，采用了滤波算法，如果低电量会有闪烁灯提示使用者，另外会向平台定期做电量数据提交，用于数据业务推送，电量预警服务。

6.根据权利要求1所述的超低功耗综合定位服务的方法，其特征在于，由BLE5.0蓝牙芯片扫描场景标定的蓝牙信标，以及周期性唤醒所述NBIoT通讯模组，数据同步平台。

7.一种超低功耗综合定位服务的装置，其特征在于，包括：

蓝牙芯片，当场景识别为运动状态时启动，用于扫描蓝牙信标，以判断场景标定的蓝牙信标是否失效；当场景标定的蓝牙信标有效，GPS定位芯片关闭，所述蓝牙芯片启动，采集蓝牙芯片定位数据，周期性提交场景标定的蓝牙信标定位数据给主控单片机；

GPS定位芯片，当场景标定的蓝牙信标失效时启动，采集GPS定位芯片定位数据；

运动传感器芯片，受所述主控单片机控制主要用于监测场景状态，场景状态包括静止状态和运动状态；以及当场景识别为静止状态时，所述运动传感器芯片周期性休眠唤醒检测，判断状态是否变化；

NBIoT通讯模组，用于响应平台存储所述GPS定位芯片定位数据和所述蓝牙芯片定位数据，将所述GPS定位芯片定位数据和所述蓝牙芯片定位数据传送致云平台；

主控单片机，与所述蓝牙芯片、所述GPS定位芯片、所述运动传感器芯片以及所述NBIoT通讯模组相连，用于控制整个所述超低功耗综合定位服务的装置的工作模式。

8.根据权利要求7所述的超低功耗综合定位服务的装置，其特征在于，所述超低功耗综合定位服务的装置的工作模式包括：

周期深度睡眠模式：按照所述NBIoT通讯模组设置的工作周期，所述NBIoT通讯模组向平台发送采集数据，如果平台需要下行发送指令，需要等待所述NBIoT通讯模组周期唤醒才能响应，响应延时根据所述NBIoT通讯模组发送周期决定；

周期轻度睡眠模式：按照所述NBIoT通讯模组设置的工作周期，所述NBIoT通讯模组向平台发送采集数据，发送完毕所述NBIoT通讯模组进入轻度睡眠模式，此时可以间歇性的响应平台下行指令；

应急模式；出现紧急情况时，平台向所述NBIoT通讯模组发送下行指令，所述NBIoT通讯模组需要等待下个周期唤醒接受指令，进入应急模式。

9.根据权利要求7所述的超低功耗综合定位服务的装置，其特征在于，还包括电源管理芯片。

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