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CN1856718B - 用于定位无线标签的网络 - Google Patents

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CN1856718B
CN1856718B CN200480027916.0A CN200480027916A CN1856718B CN 1856718 B CN1856718 B CN 1856718B CN 200480027916 A CN200480027916 A CN 200480027916A CN 1856718 B CN1856718 B CN 1856718B
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Abstract

一种用于定位无线标签的网络包括多个无线节点。那些节点不是通过有线网络连接在一起。每个节点被包括在地板瓷砖中用于安装在建筑物内并且被来可无线连接到至少一个其它节点。当地板磁砖安装时，多个节点形成网孔或网格并提供重叠的无线覆盖范围用于参考网孔来定位标签。

Description

用于定位无线标签的网络
本发明涉及一种用于定位无线标签的网络。
可以被用于跟踪建筑物内的人和/或物体的若干不同定位系统是已知的。
Jay Werb和Colin Lanzl的″Designing a positioning systemfor finding people and things indoors″(IEEE Spectrum，第35卷，第7版，第71到78页(1998))提供了定位系统的概述并且详细描述了包括若干小区的这样一种系统，每个小区包括小区控制器，其通过同轴电缆连接到多个天线并且可用于定位发射信号的标签。如果三个或更多天线接收信号，那么标签可以被定位。
Jeffrey Hightower和Gaetano Borriello的″LocationSystems for Ubiquitous Computing″(IEEE Computer，第34卷，第8版，第57到66页(1998))也提供了包括熟知的全球定位系统(GPS)的定位系统调查。一个系统包括多个红外检测器，红外检测器连接到中央服务器并且可用于定位所谓的发出红外信号的″活动符号″。另外一个系统多个超声波传感器，其被安装在天花板中并且连接到控制器，并且可用于定位所谓的″Bat″。控制器重置传感器，发送由Bat接收到的短范围无线信号，Bat进而又发射一个超声波信号。传感器测量超声波信号的复位和到达时间之间的时间，并将此报告给控制器以便确定Bat的位置。
可是，这些定位系统都遭受到一个缺点：它们使用电缆把检测器或天线连接到中央控制器。因此，这些系统安装很费时且昂贵。
一种可能的解决方案是使用所谓的″智能地板覆盖物″，其中一个芯片被嵌入在地板瓷砖中。当地板磁砖铺设时，每个芯片通过地板瓷砖的导线连接到邻近的芯片。
可是，即便这种系统也难以安装，因为磁砖必须为该系统而适当地参与操作。它还对磁砖可以被放置在什么地方有限制。
本发明想提供一种用于定位无线标签的改良网络。
根据本发明的第一方面，这里提供一种用于定位无线标签的网络，该网络包括多个独立的无线节点，每个节点被包括在建筑物内安装的层或相应的层单元中并且被配置来可无线连接到至少一个其它节点，如此以使当这个层或层单元被安装时，多个节点具有可测定的间隔布置并提供重叠的无线覆盖范围，用于通过参考间隔布置来定位标签。
通过″独立的″，我们意指″不是通过有线网络连接在一起或者连接到一个公共节点″。
因此，可以很容易地安装一个网络，因为每个节点不需要通过有线网络连接到一个邻近的节点或者连接到一个中央节点。
层可以包括诸如地毯或地毯垫之类的地板覆盖物。层单元可以包括用于覆盖地板或天花板的磁砖。间隔布置可以包括规则的节点模型。每个无线节点可以包括用于接收无线信号的装置和用于发射无线信号的装置。每个无线节点可以包括用于确定邻近无线节点的范围的装置，例如用于确定接收信号的到达时间的装置和/或用于确定接收信号的信号强度值的装置。
根据本发明的第二方面，这里提供一种用于定位无线标签的网络，该网络包括安装在建筑物内的层和包括在层中的多个独立的无线节点，每个节点被配置来可无线连接到至少一个其它节点。
根据本发明的第三方面，这里提供一种用于形成定位无线标签的网络一部分的网络元件，该网络元件包括安装在建筑物内的层单元和独立的无线节点，无线节点包括在层单元中并且被配置来可无线连接到至少一个其它节点。
网络元件还可以包括用于生成无线节点的功率的装置，比如压电晶体。网络元件还可以包括用于优选地以诸如环或者线圈之类的传导装置的形式接收来自外部信源的无线节点的功率的装置。
根据本发明的第四方面，这里提供一种使用包括多个独立无线节点的网络来定位无线标签的方法，每个节点被包括在安装在建筑物内的层或者各自的层单元中，并且被配置来可无线连接到至少一个其它节点，该方法包括：确定无线节点的间隔布置并且参考间隔布置来确定无线标签的位置。
确定无线节点的间隔布置可以包括：发射来自第一节点中的第一消息，这则第一消息识别第一节点，记录在第二节点处第一消息的到达时间；并且发射来自第二节点的第二消息，这则第二消息识别第一和第二节点、第一消息的到达时间以及第二消息的发射时间。该方法还可以包括：发射来自第二节点的一则消息，其识别第二节点在间隔布置内的位置。
根据本发明的第五方面，提供了一种操作被安置在建筑物内部并被配置得可无线连接到至少一个其它节点的层或相应的层单元中包括的无线节点的方法，该方法包括与至少一个其它节点合作，以便确定无线节点间隔布置内的无线节点位置，以及与无线标签合作以便参考无线节点的间隔布置来确定无线标签的位置。
根据本发明的第六方面提供了一种包括指令的计算机程序，当该指令被数据处理设备执行时使得数据处理设备执行该方法。
附图说明
现在，本发明的实施例将参考附图用举例的方法来描述，其中：
图1是使用根据本发明的网络的实施例的建筑物的楼层平面图；
图2是图1中所示的平面图的部分放大视图；
图3是连同线路A-A的图2中所示的平面图的部分横截面；
图4是无线节点的示意图；
图5是确定间隔无线节点的布置的方法的处理流程图；
图6示出了第一消息的内容；
图7说明了图6中所示的第一消息向邻近节点的传输；
图8了第二消息的内容；
图9说明了第二组消息向邻近节点的向前传输；
图10是传输无线标签的请求并且从无线节点接收回复的进程图；
图11是图1中所示的平面图的部分放大视图，其中，与打印机相关联的无线标签相对于大量无线节点被定位；
图12是图11中所示的平面图的部分横截面，具有线路B-B；
图13是定位由发起无线节点执行的标签的方法的处理流程图；
图14说明了由发起无线节点发射的请求；
图15是定位由无线节点执行的标签的方法的处理流程图；
图16是图1中所示的平面图的部分放大视图，其中，与钥匙圈相关联的无线标签相对于大量无线节点被定位；
图17说明了由无线标签发射的回复；
图18说明了由无线节点发射的回复；
图19是传输无线标签的请求并且从邻近无线节点接收回复的进程图；
图20是由无线节点传输列表的进程图；
图21是包括无线节点和用于为无线节点产生功率的压电晶体的瓷砖的横断面视图；和
图22是包括无线节点和用于接收功率的回路的瓷砖的横断面视图。
具体实施方式
网络5
参考图1，其中使用了本发明实施例的建筑物2的1楼平面图被示出。在这个例子中，建筑物是办公室。然而，建筑物2也可以是任何类型的家庭、商业、工业或公共建筑物，比如房子、公寓区、货栈、工厂、火车或公共汽车站、机场、剧场或电影院、医院或政府机关。
在这个例子中采用地板瓷砖3的形式的多个层单元被铺设在建筑物2中的地板1上。每个地板瓷砖3都包括无线节点4。无线节点4可以被放置在瓷砖3中或瓷砖下面。优选地，地板瓷砖3是正方形并且以规则的模式放置。然而，其它形状的地板瓷砖3也可以被使用，并且不一定所有的瓷砖都得是相同的形状。而且，地板瓷砖3不需要被有规律地铺设。而且，传统的地板瓷砖(未示出)，即没有无线节点的地板瓷砖可以被有规则地或不规则地包括在内。从而，地板瓷砖3可以被稀少地使用。另外或替换地，可以使用地毯(未示出)或包括层(即X-Y面)中分布的无线节点的地毯垫(未示出)形式的层。层单元可以采用天花板瓷砖的形式。
根据本发明，无线节点4提供用于定位无线标签61、62的网络5。在第一例子中，第一无线标签61被连接或嵌入打印机7。在后面将被更加详细地解释的是，定位网络5可用于使打印机7能确定它的位置。打印机7能够经由局域网8向计算机9发射这些信息，以允许用户10(例如负责跟踪公司资产的主管或IT管理者)跟踪打印机7的位置。在第二例子中，第二无线标签62被合并到钥匙圈11中。在后面将被更详细解释的是，定位网络5可用于定位钥匙圈11，并且从而帮助用户10例如使用计算机9或个人数字助理12找到他们的钥匙。
参考图2和3，无线节点45发射其信号强度S取决于自无线节点4r的径向距离r的信号13。例如，在无线电信号的情况下，信号强度可能与距离r的平方成反比，即：
S = S 0 1 + k ( r ) 2 - - - ( 1 )
其中，k是常数。
从而，对于给出的检测阈值ST，无线节点45的传输范围R可以被这样定义，以至于当(k)2R1的时候 R = 1 / k S 0 / S T . S0和ST的值被选择，因此无线节点41能够直接与邻近无线节点41、42、43、44、46、47、48、49中的至少一个相互发射与接收信号。优选地，S0和ST的值被选择，因此无线节点45只能仅仅与第n个最近的无线节点相互发射与接收信号。例如图3中所示，无线节点45只能直接与最近的和下一个最近的无线节点(即n＝2)相互发射与接收信号。从而，传播图案是半球形的。尽管如此，产生不同传播图案的天线也可以被使用。
无线节点4是独立的。我们通过″独立的″来意指节点4没有通过有线网络与中央节点连接或者是连接到中央节点。从而，瓷砖3可以容易地被安装、移动或除去。
无线节点4
参考图4，无线节点4包括用于接收和发射无线信号的装置14、用于处理信号的装置15、用于存储数据的装置16、用于保持时间的装置17以及用于存储功率的装置18。
优选地，无线接收与发射装置14的形式是具有集成天线的短程无线电收发信机电路。然而，单独的天线(未示出)也可能被提供。瓷砖3的一个或多个纤维可以形成天线。优选地，处理装置15的形式是微型控制器。优选地，存储装置16的形式是非易失性存储器并且存储用于控制无线节点4的操作的计算机程序19，以及包括节点标识以及对应的位置数据的列表20。优选地，功率存储装置18的形式是电池。
优选地，无线节点4依从ZigbeeTM标准。然而，无线节点4也可以依从诸如BluetoothTM或IEEE802.11x之类的其它标准。
根据ZigbeeTM标准，255个装置能够被无线连接以形成网络，然而更多数量的装置能够用多个ZigbeeTM网络来无线连接。装置能够以2.4GHz、915MHz和/或868MHz射频频带操作，分别支持250千位/秒(kbps)、40kbps和20kbps的原始数据传送率，并且具有一般来说从10米及至75米的传输范围。优选地，每个装置都具有2到5米之间的传输范围。ZigbeeTM标准的概述可以经由环球网www.ziabee.org或从ZigbeeTM Alliance，Bishop Ranch，22694Bishop Drive，Suite 275，San Ramon，CA 94583，USA获得。
定位无线节点4
再次参考图1，无线节点4形成被称为″网孔″或″网格″的间隔布置。通过交换信号并使用类似于GPS中所用的三边测量方法，每个节点4都能够自己定位或者相对于邻近节点4并被定位，从而确定节点4和每个邻近节点4之间的距离。从而，节点4的间隔布置能够被确定。
确定距离的优选方法包括确定节点4之间的信号的飞行时间。然而，另外或替换地，诸如确定所接收的信号强度指示(RSSI)之类的其它方法也可以被使用。
位置信息流经网络5和确定节点4的间隔布置所依靠的处理现在将被描述：
参考图5、6和7，第一无线节点41充当网络坐标。第一无线节点41准备包括第一条目221的消息211。每个条目都包括用于标识节点的字段23、给出之前接收的信号的到达时间(TOA)的字段24以及给出当前发射的信号的出发时间(TOD)的字段25。TOD也可以被称为传输时间。在这种情况下，第一标识字段231包括值″Z″，第一TOA字段241被留空或用虚值填充，而第一TOD字段251包括值t1。第一TOD字段251中的值使用时钟17(图4)来测量，并且可以通过添加以虑及准备并发送消息221所需的时间的固定延迟来调整。消息211被发射到范围R内的邻近节点42、44、45。
以第二节点42为节点4的操作示例，第二节点42监听消息21(步骤S1)，接收消息21(步骤S2)，在消息211的这种情况下，记录它的到达时间(步骤S3)并且把消息211存储在表19中(图4)(步骤S4)。选择性地，如果具有足够的距离测量，则节点42可以用三边测量来计算它的位置。
仍然参考图5并且还参考图8和9，第二节点42通过在第一条目221后添加第二条目222准备第二消息212，第二条目222具有包括值″B″的第二标识字段232、第二TOA字段242包括值t2′以及第二TOD字段252包括值t3′(步骤S6)。第一TOD字段251中的值用时钟17来测量(图4)。消息212被发射到邻近节点41、43、44、45、46(步骤S7)。第四节点44以基本上相同的时间发射的消息以及由第五节点45在短时间后发射的消息21被示为虚线。
每个节点4都在每当它接收消息21的时候执行并重复这个处理。每当节点4接收消息21的时候，它就将其存储在存储器16中，从而增加的距离测量的次数。
如果两个节点4交换消息21，则其中一个时钟17(图4)的时钟漂移可以被校正。以第一和第二节点41、42为例，只要第一节点41接收第二消息212，它就有足够的信息来校正时钟漂移。该信息包括第一消息21从第一节点41出发的时间(即t1)、第一消息21到达第二节点42的时间(即t2′)、第二消息212从第二节点42出发的时间(即t3′)、以及第二消息212到达第一节点41的时间(即t4)。如果第二节点42的时钟17相对于第一节点41的时钟17漂浮固定量x(即t′＝t+x)，则第一节点41能够补偿该漂移。
第一和第二节点41、42之间的飞行时间ΔtAB是：
Δt AB = ( t 1 - t 4 ) - ( t 2 ′ - t 3 ′ ) 2
= ( t 1 - t 4 ) - ( t - t 3 2 ) 2
请注意，术语x没有出现在最后的线路中。
漂移能够用下面的公式来明确地计算：
x = t 2 ′ - Δt 3 4 - - - ( 3 )
通常，第一节点4的时钟17是整个网络5同步的时钟。通过与第一节点41或已知具有已校正漂移的时钟17(图4)的节点4交换(经由其它节点4)链接的消息序列，任何节点都可以确定并选择性地校正它自己的时钟漂移。应当理解，只要足够的消息21已经经过网络5来回传递，这就能够发生。替换地，节点4可以请求第一节点41向其通知它的时钟漂移。
第一节点41集合多个已经传播经过网络5的消息21。例如，第一节点41把第一消息21发射到第二节点42，第二节点42把第二消息发射到第三节点43，第三节点43把第四消息发射到邻近节点4、等等。每当消息21被发射，它不仅进一步传播到远离第一节点41的网络5中，而且还向着第一节点41返回。而且，消息21能够通过环形路由来传播。用这种方法，第一节点41最终可以接收多个消息21，每个消息21都被传递经过节点4并且经由不同的路由返回到第一节点41。通过使用三边测量，第一节点41能够计算网络所有节点4的位置。优选地，范围时间用速度c＝3×108ms-1被转换成范围距离，并且位置用笛卡儿坐标(x、y)来表示。至少一个网络节点4可以被提供到绝对位置，或者是否一个节点被认为是源点。
事实上，每个节点4可以以同样的方法集合消息4，并且能够使用三边测量来计算网络中所有节点4的位置。
第一消息211可能触发另外的消息21的大量涌至。因此，每个节点4可能会限制消息的传输。例如，通过附加新条目并删除最旧的条目，每个节点可能限制消息21中的条目221、222的数量。另外或替换地，如果每个节点刚发射消息22，则它可以忽略从邻近节点4接收的下一则消息22。节点可以有选择地限制在不同的时间发射消息。例如，每个节点4最初可以发射已知数量的消息，并且在那之后限制消息的传输。
从而，通过交换消息21，第一节点4或每个节点4都可以确定网络内节点4的位置，并且从而确定节点4的间隔布置。
通过向标签61、62发射信号或从标签61、62接收信号，节点4的间隔布置可以被用来定位标签61、62。
定位打印机7
如上所述，第一无线标签61被连接或嵌入打印机7。无线标签61包括无线节点4和到打印机7的数据接口(未示出)。
参考图10、11和12，无线标签61在多个节点410、411、412、413、414、415、416、417、418的范围之内。无线标签61周期性地″醒来″，然后广播对位置信息的请求26(步骤S8)。
节点410、411、412、413、414、415、416、417、418发射相应的回复271、272、273、274、275、276、277、278、279，这些回复被无线标签61接收，例如图11和12中所说明的(步骤S9)。回复271、272、273、274、275、276、277、278、279中的每一个都包括发射回复的无线节点410、411、412、413、414、415、416、417、418的标识、位置和出发时间。无线标签61接收回复271、272、273、274、275、276、277、278、279并且记录它们的到达时间(步骤S10)。图10是说明性的，并且没有必要示出无线标签61接收回复271、272、273、274、275、276、277、278、279的顺序。然而，图11和12示出标签61和相应节点410、411、412、413、414、415、416、417、418之间的距离是不同的，并且从而将用飞行时间Δt来反映。
假定所有节点410、411、412、413、414、415、416、417、418的时钟17(图4)都同步(即已经补偿漂移)并告诉″网络时间″，那么无线标签61可以用三边测量来确定它的位置(步骤S11)。
然而，如果节点410、411、412、413、414、415、416、417、418的时钟17(图4)不同步，则无线标签61可以发射包括出发时间的第二请求(未示出)，然后接收第二组回复(未示出)并且用上述处理来校正每个节点410、411、412、413、414、415、416、417、418的每个时钟17(图4)的漂移。
无线标签61把位置提供给打印机7(步骤S12)，位置可以被存储在存储器(未示出)中。打印机7经由局域网8应请求或自发地把位置发射到计算机9，例如周期性地或每当检测到位置变化的时候。从而，用户10可以跟踪打印机7的位置。
替换地，无线标签61可以如同网络5中的无线节点4一样的工作，并且在建立网络5的时候用上述方法定位它自己。每当由于打印机7被移动而产生位置变化的时候，无线标签61可以执行位置更新。
应当理解，无线标签61可以通过只从或只用邻近节点410、411、412、413、414、415、416、417、418中的三个或更多节点来确定它的位置。
定位钥匙圈11
如上所述，第二无线标签62(图1)附着于钥匙圈11。
参考图1，如果用户10想找到他们的钥匙，则它们可以指示网络5经由具有其自己的无线标签63的计算机9或PDA12来定位无线标签62。无线标签63包括无线节点4和到计算机9或PDA12的数据接口(未示出)。应当理解，无线标签63不必操作为用于确定计算机9或PDA12的位置的标签，而是作为与网络5通信的便利方法。
参考图13和14，无线标签63发射查询消息28(步骤S13)，例如用ID＝Z指定附着于钥匙圈11的无线标签62的标识，然后开始监听回复29(图18)(步骤S14)。无线标签63检查是否已经接收到回复29(图16)(步骤S15)并且检查是否它已经″超时″(步骤S16)，即是否已经过去了预定的时间。如果它接收回复29(图18)，则它计算位置并且把这些信息发射到计算机9或PDA12(步骤S17)。
参考图15，每个无线节点4都监听查询消息28(图14)(步骤S18)。如果它接收了这类查询消息28(步骤S19)，则无线节点4再发射查询消息28(步骤S20)并且开始监听回复29(图18)(步骤S21)。无线节点22检查它是否已经接收到回复29(图18)(步骤S22)并且它是否已经″超时″(步骤S23)，即是否已经过去了预定的时间。
无线标签62周期性地″醒来″并监听查询消息28(图14)。它接收查询消息28并通过检查ID来记录与它有关的查询消息28。
参考图16和17，无线标签62发射包括第一条目301的回复291。每个条目都包括用于标识节点的字段31、给出之前接收的信号的到达时间(TOA)的字段32以及给出当前发射的信号的出发时间(TOD)的字段33。在这种情况下，第一标识字段311包括值″Z″，第一TOA字段321被留空或用虚值填充，而第一TOD字段331包括值tz。
无线标签62可以在不同的时候从不同的节点和/或经由不同的路由来接收查询消息28的副本。为了防止回复增殖，无线标签62可以忽略查询消息28的第二以及后续的副本。
回复291被发射到邻近节点419、420、421、422、423、424、425、426、427。
再次参考图15以及图18，如果无线节点4接收了回复29，则它通过添加另一个包括其标识31p、TOA322以及TOD332的条目30p，来准备新的回复29(步骤S24)，然后把新的回复29发射到邻近节点4(步骤S25)，直到它到达无线标签63(图1)为止。
无线标签63(图1)经由不同的邻近节点419、420、421、422、423、424、425、426、427接收多个回复，并且可以用三边测量来确定无线标签62的位置。
应当理解，无线标签63可以使用只经由邻近节点419、420、421、422、423、424、425、426、427中的三个或更多节点接收的回复来确定无线标签62的位置。
本发明的实施例具有优点。瓷砖可以被移动以用于维护，并且一旦替换也不需要再校准。瓷砖可以被使用在楼梯和坡道上。地毯或瓷砖可以被铺设在家中。如果还需要添加瓷砖，则它们可以被容易地检测到然后被并入网络。测量并记录整个建筑物中的信号强度所凭借的采指纹是不需要的。没有定位网络中的任何技术知识或专业训练的地毯装配工都可以铺设地毯或瓷砖。
定位规则配置中的无线节点4
较早描述的位置信息流过网络5并且可以确定节点4的间隔布置的处理过程可能涉及传递大量数据。然而，如果假定节点4被间隔布置，则可以采用一个更加简单的处理。特别地，如果瓷砖3是以规则模式铺设的正方形或六边形并且无线节点4被告知这些事实，那么无线节点4可以更加快速地搜集它们的周边信息。
参考图2和19，无线节点4可以用两种模式来操作，即始发或被动模式。
在始发模式中，无线节点4(例如第五无线节点45)发射消息34以被范围内的任何节点4接收(步骤S26)。消息34类似于图6中所示的消息21，只不过TOD值可能被省略掉了。尽管如此，无线节点45记录下了TOD。然后，无线节点45等待回复351、352、359。无线节点45可以周期性地随机或应请求发起消息传输。
在从模式中，无线节点4(例如无线节点41、42、43、44、46、47、48、49)中的每个节点都等待来自于一个或多个主节点45的消息34，记录TOA(步骤S27)并发射回复351、352、359(步骤S28)。回复351、352、359类似于图8中所示的那些回复，只不过来自于始发方的TOD值被省略。换言之，回复351、352、359包括无线节点45的标识、发送回复的无线模式41的标识，并且来自于无线节点41的TOD也被指定。
无线节点45接收回复351、352、359，记录它们的TOA(步骤S29)，校正时钟漂移，并且把它能够″听到″的节点的列表(步骤S30)连同范围值一起优选地作为距离存储在存储器16中(图4)。
每个无线节点4轮流以始发模式操作。从而，步骤S26、29和30可以由无线节点41、42、43、44、46、47、48、49来执行。反之，每个无线节点4都能够以从模式操作。应当理解，无线节点4还可能周期性地随机或根据预定时间表″入睡″和″醒来″，然后进入始发或从模式。
参考图2和20，无线节点4还可以用两种其它的模式操作，即报告发送和报告接收模式。
在报告发送模式中，无线节点4(例如无线节点45)周期性地，偶然地或应请求发射它或另一个节点能够″听到″的邻近节点的列表36，并且如果已知相应的范围，则发射另一个节点的已知位置(步骤S31)。在报告接收模式中，无线节点4接收并存储另一个节点能够″听到″的邻近节点的列表(步骤S32)，如果给出了相应的范围则一起存储相应的范围，如果已知位置则一起存储已知的位置。使用这些列表和进一步的布局信息，每个无线节点都能够确定其自己的位置及其它节点的位置。
再次参考图2，第五无线节点45能够听到第一、第二、第三第四、第六、第七、第八和第九无线节点41、42、43、44、46、47、48、49。如果第五无线节点45知道第一无线节点42听不见第三节点43并且第三节点43听不见第一无线节点41，则它能够推导出第一和第三无线节点41、43彼此不相邻。如果第五无线节点45知道第二无线节点4 2听得见第一和第三节点41、43，则它能够推导出第二节点42在第一和第三无线节点41、43之间。如果第五无线节点45也知道模式基于正方形，则它能够假定第一和第三无线节点在正方形的边角上并分配可能的x、y坐标。通过经由列表继续，第五无线节点45能够确定它的临近节点位于何处。
如果已知位置的无线节点4被″播种″，则邻近节点4能够相对于一个或多个已知位置的无线节点4来定位它们自己并且借此知道它们自己的位置。然后，这个处理能够经整个网络扩散。从而，如果第一、第二和第四无线节点41、42、44被知道分别在位置(570、30)、(570、90)和(510、30)(用厘米表示)，则借助于从这些无线节点41、42、44接收信号并知道正在使用正方形模式，第五无线节点45可以确定其位置是(510、90)。使用已知位置的无线节点4也具有下列优点，即距离测量能够被校准以考虑到由可能增加外观距离的内部处理引起的延迟。
还可以使用其它表示位置的方法，比如分别用第一和第二节点41、42(1、1)、(1、2)形式的阵列来定义瓷砖位置。
使用无线节点4的规则配置来定位打印机7
整个网络5上的无线节点4能够用上述的第一处理或更简单的第二处理来找到它们的位置。在每种情况下，如果无线节点4知道其位置，则它能够发射包括其已知位置的列表36(步骤S31)。从而，通过使用图10中说明的处理，如果每个附近的节点410、411、412、413、414、415、416、417、418都发射包括其已知位置的消息，则无线标签61能够确定它的位置。
改变的电源
参考图21，瓷砖3′可能配备有用于产生电源的装置37，其形式优选地为压电晶体。当人踏到瓷砖3′上时，压电晶体37被变形并且其两端出现电压。电压可用来对电池17再充电。
参考图22，瓷砖3″可能配备有其优选形式为回路或绕阻的用于接收功率的装置38。回路或绕阻(都没有被示出)被提供例如在踢脚板或附加层中，比如地坛垫，并且电流被传递流经回路或绕组。电流在瓷砖3″的回路或绕阻38中被引起感应。这可以被用来对电池17进行再充电。
通过阅读本公开申请，其它的变化和更改对于本领域技术人员来说是显而易见的。这类变化和更改可能涉及设计中已知特征的等效及其它特征，用于定位移动单元的系统的制造和使用及其部件，并且可以被用来代替此处已被描述的特特色。
尽管权利要求在本申请中已经被配制给特殊的特征组合，然而应当理解，本发明的公开范围还包括在此明确或暗中公开的任何非常规设计或任何非常规组合及其任何概括，无论它是否与当前在任何权利要求中要求的同一发明相关，并且无论它是否减轻了本发明中任何或所有的相同的技术难题。申请者因此给出通告，在本申请或从中导出的任何进一步的申请的进行期间，新的权利要求可以被配制用于这类特征和/或这类特征的组合。

Claims (24)

1.一种用于定位无线标签(61、62)的网络(5)，所述网络包括多个独立的无线节点(4)，每个节点都被包括在安装在建筑物(2)内部的层或相应的层单元(3)中，并且被配置用于可无线连接到至少一个其它的节点，因此当所述层或层单元被安装时，所述多个节点有可确定的间隔布置并且提供重叠的无线覆盖，以通过参考所述间隔布置来定位所述标签。
2.根据权利要求1的网络，其中所述层包括地板覆盖。
3.权利要求1或2的网络，其中，所述层包括地毯垫。
4.根据权利要求1的网络，其中，层单元(3)包括用于覆盖地板的瓷砖。
5.根据权利要求1或4的网络，其中，所述层单元包括用于覆盖天花板的瓷砖。
6.根据权利要求1的网络，其中，所述的间隔布置包括节点的规则模式。
7.根据权利要求1的网络，其中，每个无线节点都包括用于接收(14)无线信号的装置(14)和用于发射无线信号的装置(14)。
8.根据权利要求1的网络，其中，每个无线节点都包括用于确定到邻近无线模式的范围的装置(15)。
9.根据权利要求8的网络，其中，用于确定范围的所述装置包括用于确定所接收信号的到达时间的装置(17)。
10.根据权利要求8或9的网络，其中，用于确定范围的所述装置包括用于确定所接收信号的信号强度值的装置。
11.用于定位无线标签(61、62)的网络(5)，所述网络包括：
用于安装在建筑物内部的层；和
所述层中包括的多个独立的无线节点(4)，每个节点都被配置用于可无线连接到至少一个其它的节点；
其中所述多个节点有可确定的间隔布置，并且通过参考所述间隔布置来定位所述无线标签。
12.根据权利要求11的网络，还包括产生用于无线节点的功率的装置(37)。 
13.根据权利要求12的网络，其中，用于产生功率的所述装置(37)包括压电晶体。
14.根据权利要求11的网络，还包括用于从外部源接收用于无线节点的功率的装置(38)。
15.根据权利要求14的网络，其中，用于接收功率的所述装置(38)包括电感装置。
16.形成用于定位无线标签的网络(5)的一部分的网络元件，所述网络元件包括：
用于安装在建筑物内部的层单元(3)；和
独立的无线节点(4)，其被包括在所述层单元中并被配置用于可无线连接到至少一个其它的节点；
其中所述多个节点有可确定的间隔布置，并且通过参考所述间隔布置来定位所述无线标签。
17.根据权利要求16的网络元件，还包括用于产生用于无线节点的功率的装置(37)。
18.根据权利要求17的网络元件，其中，用于产生功率的所述装置(37)包括压电晶体。
19.根据权利要求16的网络元件，还包括用于从外部源接收用于无线节点的功率的装置(38)。
20.根据权利要求19的网络元件，其中，用于接收功率的所述装置(38)包括电感装置。
21.用包括多个独立无线节点(4)的网络(5)来定位无线标签(61、62)方法，每个节点都被包括在安装在建筑物内部的层或相应的层单元(3)中，并且被配置用于可无线连接到至少一个其它的节点，该方法包括：
确定所述无线节点的间隔布置；和
参考所述间隔布置来确定所述无线标签的位置。
22.根据权利要求21的方法，其中，确定所述无线节点的所述间隔布置包括：
从第一节点(45)发射第一消息(34)，所述第一消息标识所述第一节点；
记录所述第一消息到第二节点(41)的到达时间；和 
从所述第二节点发射第二消息(351)，所述第二消息标识所述第一和第二节点、所述第一消息的到达时间以及所述第二消息的传输时间。
23.根据权利要求22的方法，还包括：
从所述第一节点发射标识所述间隔布置内的所述第一节点位置的消息(36)。
24.操作无线节点(4)的方法，所述无线节点(4)包括在被安装于建筑物(2)内部的层或相应的层单元(3)中，并且该无线节点(4)被配置用于可无线连接到至少一个其它的节点，该方法包括：
与所述至少一个其它的节点合作，以便确定所述无线节点在无线节点的间隔布置内的位置，以及
与无线标签(61、62)合作，以便参考无线节点的所述间隔布置来确定所述无线标签的位置。 
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