CN209448894U - 一种基于混合定位技术的小型行李防丢失防盗设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于混合定位技术的小型行李防丢失防盗设备，涉及物联网无线网络技术领域，该基于混合定位技术的小型行李防丢失防盗设备，包括GPS模块、GSM模块、WiFi模块、嵌入式开发板、物联网云平台和移动端APP，GPS卫星定位模块，包括GPS定位卫星A、GPS定位卫星B、GPS定位卫星C和GPS定位卫星D，LBS基地定位模块，包括一号移动运营商基站、二号移动运营商基站和三号移动运营商基站，WiFi定位模块，包括AP信号A+MAC地址A、AP信号B+MAC地址B、AP信号C+MAC地址C、位置服务商、LBS基站定位信息以及GPS定位信息。该基于混合定位技术的小型行李防丢失防盗设备，提供了可监控行李位置信息，可主动向用户报警且帮助找回的应用。

Description

一种基于混合定位技术的小型行李防丢失防盗设备

技术领域

本实用新型涉及物联网无线网络技术领域，具体为一种基于混合定位技术的小型行李防丢失防盗设备。

背景技术

近年来，随着物联网产业的新兴发展，越来越多功能强大的物联网云平台也蓬勃发展。它们为硬件开发者提供开放的物联网接入平台，提供实时的数据处理和稳定安全的传感器状态监控云服务。物联网平台可分为三个层次。接入层将设备通过接入网关接入到平台，实现向平台上传数据和接收平台的控制消息能力。平台层为本项目的核心，主要完成设备信息处理同时为应用层提供接口。应用层使用平台提供的应用程序接口完成物联网和移动APP融合的应用。

接入层的设备为GPS模块，即全球定位系统(Global Positioning System)。简单地说，这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星，以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。这项技术可以用来引导飞机、船舶、车辆以及个人，安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地。GPS全球定位系统由三部分组成：空间部分—GPS星座；地面控制部分—地面监控系统；用户设备部分—GPS信号接收机。

然而GPS信号具有较强的局限性，为了弥补这些局限性，出现了LBS定位技术。

LBS定位技术(Location Based Service)，一般应用于手机用户，它是基于位置的服务，通过电信、移动运营商的无线电通讯网络(如GSM网、CDMA网)或外部定位方式(如GPS)获取移动终端用户的位置信息(地理坐标，或大地坐标)，在GIS(Geographic InformationSystem，地理信息系统)平台的支持下，为用户提供相应服务的一种增值业务。

LBS被认为是移动领域的杀手级业务，普遍被行业看好，也有众多公司试水这一领域。2010年初，拉手网、玩转四方、街旁等创业公司纷纷涌现，网易、腾讯、新浪等门户公司也纷纷投入到LBS的研发中，甚至中国移动等传统通信厂商也开始试水LBS。

LBS技术门槛较低，操作简单有效。本身不具有目的性和黏性，LBS只作为工具出现在某产品中。通过LBS，可以在地图上快速定位自己的位置。一个成熟的LBS产业链条，需要“用户-LBS提供商-商家”的完美契合。随着智能手机大面积应用，GPS被大量使用，LBS定位已经应用广泛。

相较于GPS定位技术，LBS定位技术可以在GPS信号较弱甚至没有GPS信号的情况下，通过移动运营商的基站进行数据采集，且只要是移动手机网络覆盖的区域，均无盲区，但其精确度，相较GPS略差些。

WiFi是一种可以将个人电脑、手持设备等各种移动或者非移动终端以无线方式互联的技术，它是一种无线网络通信技术。能够访问WiFi网络的地方被称为热点。由于WiFi技术的突出优点：无线覆盖范围广，相比于蓝牙十米左右的距离，WiFi的覆盖半径能达到100米；传输速度快，可以达到54Mbps，802.11N甚至可以达到600Mbps；厂商进入门槛低，只要花很少的成本设置一个热点，用户就可以通过它来连接互联网。所以WiFi技术近年来成为了人们关注的焦点。

WiFi技术是一种全新的信息获取平台，可以在广泛的应用领域内实现复杂的大范围定位、监测和追踪任务，而网络节点自身定位是大多数应用的基础和前提。当前比较流行的WiFi定位是无线局域网络系列标准之IEEE802.11的一种定位解决方案。该系统采用经验测试和信号传播模型相结合的方式，易于安装，需要很少基站，能采用相同的底层无线网络结构，系统总精度高。

在现有的产品中，很多的防丢失防盗设备都是通过GPS卫星定位技术、LBS基站定位技术和WiFi定位技术这三种技术的混合使用来实现定位，但都是通过防丢失防盗设备的单方面定位，来判断设备所在的物品是否处于异常。如，在移动端地图上划定一个预警范围圈，当设备端的位置信息超出了预警范围圈时，设备便向用户端进行报警提示。然而这类型的设备在行进中的车辆上，因为设备位置信息也在不断的移动中，所以失去了其预警效果。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于混合定位技术的小型行李防丢失防盗设备，解决了在传统防丢失防盗设备中，无法在人与物品同时发生位移时进行防丢失防盗的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种基于混合定位技术的小型行李防丢失防盗设备，包括GPS模块、GSM模块、WiFi模块、嵌入式开发板、物联网云平台和移动端APP；

所述GPS模块中的TXD与嵌入式开发板中的RXD连接，所述GPS模块中的RXD与嵌入式开发板中TXD的连接；

所述GSM模块RX口和TX口与嵌入式开发板的GPIO连接；

所述WiFi模块RX口和TX口与嵌入式开发板的GPIO连接；

所述嵌入式开发板的连接端与物联网云平台的连接端双向信号连接，所述物联网云平台的连接端与移动端APP的连接端双向信号连接；

GPS卫星定位模块，包括GPS定位卫星A、GPS定位卫星B、GPS定位卫星C和GPS定位卫星D；

LBS基地定位模块，包括一号移动运营商基站、二号移动运营商基站和三号移动运营商基站；

WiFi定位模块，包括AP信号A+MAC地址A、AP信号B+MAC地址B、AP信号C+MAC地址C、位置服务商、LBS基站定位信息以及GPS定位信息。

可选的，所述GPS定位卫星A、GPS定位卫星B、GPS定位卫星C和GPS定位卫星D的输出端均与GPS模块的输入端信号连接，所述GPS模块的输出端与嵌入式开发板的输入端电连接，所述嵌入式开发板的输出端与物联网云平台的输入端信号连接，所述物联网云平台的输出端与移动端APP的输入端信号连接。

可选的，所述一号移动运营商基站、二号移动运营商基站和三号移动运营商基站的输出端均与GSM模块的输入端信号连接，所述GSM模块的输出端与嵌入式开发板的输入端电连接，所述嵌入式开发板的输出端与物联网云平台的输入端信号连接，所述物联网云平台的输出端与移动端APP的输入端信号连接。

可选的，所述AP信号A+MAC地址A、AP信号B+MAC地址B和AP信号C+MAC地址C的输出端均与WiFi模块的输入端信号连接，所述WiFi模块输出端与嵌入式开发板的输入端电连接，所述嵌入式开发板的输出端与位置服务商的输入端信号连接，所述位置服务商的输出端分别与LBS基站定位信息和GPS定位信息的输入端信号连接，所述LBS基站定位信息和GPS定位信息的输出端均与物联网云平台的输入端信号连接，所述物联网云平台的输出端与移动端APP的输入端信号连接。

(三)有益效果

本实用新型提供了一种基于混合定位技术的小型行李防丢失防盗设备，具备以下有益效果：

(1)、该基于混合定位技术的小型行李防丢失防盗设备，通过判断设备和用户之间的相对距离是否超出预警值来提供警报，且体型较小，可自主决定放置位置。

(2)、该基于混合定位技术的小型行李防丢失防盗设备，通过将混合定位系统、物联网云平台和移动APP相互融合，提供了可监控行李位置信息，可主动向用户报警且帮助找回的应用。

附图说明

图1为本实用新型的示意图；

图2为本实用新型的GPS卫星定位流程图；

图3为本实用新型的LBS基站定位流程图；

图4为本实用新型的WiFi定位流程图。

图中：1、GPS模块；2、GSM模块；3、WiFi模块；4、嵌入式开发板；5、物联网云平台；6、移动端APP；7、GPS定位卫星A；8、GPS定位卫星B；9、GPS定位卫星C；10、GPS定位卫星D；11、一号移动运营商基站；12、二号移动运营商基站；13、三号移动运营商基站；14、AP信号A+MAC地址A；15、AP信号B+MAC地址B；16、AP信号C+MAC地址C；17、位置服务商；18、LBS基站定位信息；19、GPS定位信息。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：

一种基于混合定位技术的小型行李防丢失防盗设备，包括GPS模块1、GSM模块2、WiFi模块3、嵌入式开发板4、物联网云平台5和移动端APP6，嵌入式开发板4为GPS模块1提供了模块所需的电源和数据处理能力，而GPS模块1在得到唤醒指令运行时，将开始进行搜星运行，确定设备所处位置，当触发LBS基站定位技术时，GSM模块2中的SIM卡也将通过与临近的基站进行数据传递来确定设备所处位置，WiFi模块3可以实现对周围AP信号的搜索和采集功能，辅助两个定位系统进行精准定位；

GPS模块1中的TXD与嵌入式开发板4中的RXD连接，GPS模块1中的RXD与嵌入式开发板4中TXD的连接，通过串口通讯的方式，将初步获取的数据，传输到嵌入式开发板4中；

GSM模块2RX口和TX口与嵌入式开发板4的GPIO连接，通过串口通讯的方式，将初步获取的数据，传输到嵌入式开发板4中；

WiFi模块3RX口和TX口与嵌入式开发板4的GPIO连接，也同样是通过串口通讯，直接将初步获取的数据，传输到嵌入式开发板4中；

串口通讯后，嵌入式开发板4获取初步处理的GPS信号数据。通过函数GetLocation()函数，嵌入式开发板4可以解析得到以数字呈现的GPS定位数据，并呈现出来。

在串口通讯后，LBS基站定位数据也传输到嵌入式开发板4上，通过移动运营商的API，嵌入式开发板4将数据进行解析和计算，便可得到用户当前所在的详细位置信息。

其主要做法为，通过不同基站下行导频的TOA(Time of Arrival，到达时刻)或TDOA(Time Difference of Arrival，到达时间差)，根据该测量结果并结合基站的坐标，一般采用三角公式估计算法，就能够计算出设备的位置。

嵌入式开发板4获取到WiFi模块3扫描收集的AP信号和MAC地址，因为MAC地址具有唯一性，可通过位置服务商17的API向位置服务商17提交MAC地址，得到MAC地址所处的位置信息，根据多个AP的位置信息，在根据AP信号的强弱程度，调用位置服务商17的API，便可得到设备的详细位置信息；

嵌入式开发板4的连接端与物联网云平台5的连接端双向信号连接，物联网云平台5的连接端与移动端APP6的连接端双向信号连接；

GPS卫星定位模块，包括GPS定位卫星A7、GPS定位卫星B8、GPS定位卫星C9和GPS定位卫星D10，以GPS模块1为数据采集节点时，GPS模块1接收到来自GPS卫星不断的向地球广播发送的，中心频率为1575.42MHz的C/A码信号，并对其进行解调，从而获取GPS卫星的轨道参数、卫星钟改正数等其它一些系统参数，在获取至少四颗卫星信号后，通过运算与每个卫星的伪距离，采用距离交会法求出GPS模块1的经度、纬度等信息；

LBS基地定位模块，包括一号移动运营商基站11、二号移动运营商基站12和三号移动运营商基站13，LBS定位是以GSM模块2为数据采集节点的，GSM模块2中的SIM向临近的移动运营商三个基站发出信号请求，并得到基站的下行导频信号，解析信号，可得到各个基站的位置信息以及信号到达数据采集点的时间；

WiFi定位模块，包括AP信号A+MAC地址A14、AP信号B+MAC地址B15、AP信号C+MAC地址C16、位置服务商17、LBS基站定位信息18以及GPS定位信息19，以WiFi模块3为数据采集节点，在开启WiFi的情况下，即可扫描并收集周围的AP信号，无论是否加密，是否已连接，甚至信号强度不足以显示在无线信号列表中都可被扫描收集。在接收到这些AP信号的同时，也获取了这些AP信号广播出来的MAC地址；

利用相互补充且互不影响的三个定位系统——GPS卫星定位技术、LBS基站定位技术和WiFi定位技术对设备和用户移动端进行定位，并计算两者相对距离的方式，判定物品是否处于异常状态。

作为本实用新型的一种可选技术方案：

GPS定位卫星A7、GPS定位卫星B8、GPS定位卫星C9和GPS定位卫星D10的输出端均与GPS模块1的输入端信号连接，GPS模块1的输出端与嵌入式开发板4的输入端电连接，嵌入式开发板4的输出端与物联网云平台5的输入端信号连接，物联网云平台5的输出端与移动端APP6的输入端信号连接。

作为本实用新型的一种可选技术方案：

一号移动运营商基站11、二号移动运营商基站12和三号移动运营商基站13的输出端均与GSM模块2的输入端信号连接，GSM模块2的输出端与嵌入式开发板4的输入端电连接，嵌入式开发板4的输出端与物联网云平台5的输入端信号连接，物联网云平台5的输出端与移动端APP6的输入端信号连接。

作为本实用新型的一种可选技术方案：

AP信号A+MAC地址A14、AP信号B+MAC地址B15和AP信号C+MAC地址C16的输出端均与WiFi模块3的输入端信号连接，WiFi模块3输出端与嵌入式开发板4的输入端电连接，嵌入式开发板4的输出端与位置服务商17的输入端信号连接，位置服务商17的输出端分别与LBS基站定位信息18和GPS定位信息19的输入端信号连接，LBS基站定位信息18和GPS定位信息19的输出端均与物联网云平台5的输入端信号连接，物联网云平台5的输出端与移动端APP6的输入端信号连接。

综上所述，该基于混合定位技术的小型行李防丢失防盗设备，使用时，设备通过物联网云平台接口，连接上物联网云平台5，手机也通过物联网云平台接口，获取到设备当前的位置，并且可以获得设备的控制权。设备开机后通电，开始GPS搜星定位处理。设备上的GPS模块1进行搜星处理后，得到设备当前所在的位置信息，并向物联网云平台5发送数据，物联网云平台5接收数据后，将信息发送至移动端APP6，并在移动端APP端6上的地图将坐标显示出来，同时也将移动端的位置信息一起显示。当GPS信号发生异常时，设备首先判断GPS信号是否还有能力进行定位操作，如只是GPS信号弱，启动WiFi模块3扫描附近的AP信号，进行辅助定位；如GPS信号已失去正常的定位功能，或GPS信号弱且附近无AP信号这两种情况下，激活GSM模块2上的SIM卡并向附近的移动运营商基站发出信号，得到回传数据后，得到定位信息，并在此启动WiFi扫描附近AP信号，如有AP信号则使用WiFi定位进行辅助定位，如无AP信号则直接使用基站定位信息。

当用户落座后，可以在移动端APP6上设定预警值，当预警值设定完成时，移动端APP6会根据其收集到的用户移动端位置信息和设备端位置信息，通过算法计算得到一个两者的相对距离值。在后续车辆运行时，如相对距离的变化差值大于此预警值，移动端APP6便会推送预警消息，并根据用户预设的预警层级，向用户发出声音逐级递增的警报铃声。用户随后便可通过移动端APP6，获取设备的位置，并找回。

需要说明的是，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于混合定位技术的小型行李防丢失防盗设备，其特征在于，包括GPS模块(1)、GSM模块(2)、WiFi模块(3)、嵌入式开发板(4)、物联网云平台(5)和移动端APP(6)；

所述GPS模块(1)中的TXD与嵌入式开发板(4)中的RXD连接，所述GPS模块(1)中的RXD与嵌入式开发板(4)中TXD的连接；

所述GSM模块(2)RX口和TX口与嵌入式开发板(4)的GPIO连接；

所述WiFi模块(3)RX口和TX口与嵌入式开发板(4)的GPIO连接；

所述嵌入式开发板(4)的连接端与物联网云平台(5)的连接端双向信号连接，所述物联网云平台(5)的连接端与移动端APP(6)的连接端双向信号连接；

GPS卫星定位模块，包括GPS定位卫星A(7)、GPS定位卫星B(8)、GPS定位卫星C(9)和GPS定位卫星D(10)；

LBS基地定位模块，包括一号移动运营商基站(11)、二号移动运营商基站(12)和三号移动运营商基站(13)；

WiFi定位模块，包括AP信号A+MAC地址A(14)、AP信号B+MAC地址B(15)、AP信号C+MAC地址C(16)、位置服务商(17)、LBS基站定位信息(18)以及GPS定位信息(19)。

2.根据权利要求1所述的一种基于混合定位技术的小型行李防丢失防盗设备，其特征在于：

所述GPS定位卫星A(7)、GPS定位卫星B(8)、GPS定位卫星C(9)和GPS定位卫星D(10)的输出端均与GPS模块(1)的输入端信号连接，所述GPS模块(1)的输出端与嵌入式开发板(4)的输入端电连接，所述嵌入式开发板(4)的输出端与物联网云平台(5)的输入端信号连接，所述物联网云平台(5)的输出端与移动端APP(6)的输入端信号连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于混合定位技术的小型行李防丢失防盗设备，其特征在于：

所述一号移动运营商基站(11)、二号移动运营商基站(12)和三号移动运营商基站(13)的输出端均与GSM模块(2)的输入端信号连接，所述GSM模块(2)的输出端与嵌入式开发板(4)的输入端电连接，所述嵌入式开发板(4)的输出端与物联网云平台(5)的输入端信号连接，所述物联网云平台(5)的输出端与移动端APP(6)的输入端信号连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于混合定位技术的小型行李防丢失防盗设备，其特征在于：

所述AP信号A+MAC地址A(14)、AP信号B+MAC地址B(15)和AP信号C+MAC地址C(16)的输出端均与WiFi模块(3)的输入端信号连接，所述WiFi模块(3)输出端与嵌入式开发板(4)的输入端电连接，所述嵌入式开发板(4)的输出端与位置服务商(17)的输入端信号连接，所述位置服务商(17)的输出端分别与LBS基站定位信息(18)和GPS定位信息(19)的输入端信号连接，所述LBS基站定位信息(18)和GPS定位信息(19)的输出端均与物联网云平台(5)的输入端信号连接，所述物联网云平台(5)的输出端与移动端APP(6)的输入端信号连接。