zigbee定位 一篇：
矿用Zigbee定位手机
第一、技术领域
本实用新型涉及一种手机，具体是一种矿用Zigbee定位手机，属于矿用通讯第一、技术领域。
第二、背景技术
目前手机、定位卡等设备已经在煤矿井下环境中得到广泛的应用，但是这些设备都是独立的系统，每一套设备都需要单独布线搭建系统，使用人员也需要携带多个终端进行工作，十分不便，如何简化系统，让不同的终端在同一个系统下运行或让所有的终端整合，成为现有技术在煤矿井下环境应用时亟待解决的问题。
第三、发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种矿用Zigbee定位手机，利用zigbbe技术将定位、语音、短信功能整合成一个终端，在一个统一的系统下运行，简化了布线、维护工作，同时也减少了工人需要携带的终端。
为了实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：一种矿用Zigbee定位手机，包括射频控制芯片，以及分别与射频控制芯片连接的显示模块、电源管理模块、时钟同步模块、短消息处理模块、定位模块和语音处理模块，射频控制芯片包括相互连接的射频调制和放大电路，短消息处理模块为Zigbee网络短消息处理模块，包括相互连接的编码芯片和处理器。
射频控制芯片连接有天线。
电源管理模块包括相互连接的充电管理芯片和稳压电路。
显示模块包括OLED显示屏和驱动电路。
时钟同步模块采用RTC实时时钟电路。
本实用新型的有益效果是：采用Zigbee技术，集成度高、功能丰富、便于携带，整合了定位、语音、短信和报警功能，将原有的多套系统简化成一套系统，减少了使用人员所需携带的终端数量，实现了各种不同数据的不同应用，方便了安装布线、简化了日后维护工作。
附图说明
图1是本实用新型的系统原理框图；
图2是本实用新型中电源管理模块电路原理图；
图3是本实用新型中OLED显示屏升压电路原理图；
图4是本实用新型中OLED显示屏电路原理图；
图5是本实用新型中RTC实时时钟电路原理图；
图6是本实用新型中主芯片电路原理图。
第四、具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型做进一步说明。
如图1所示，一种矿用Zigbee定位手机，包括射频控制芯片，以及分别与射频控制芯片连接的显示模块、电源管理模块、时钟同步模块、短消息处理模块、定位模块和语音处理模块，射频控制芯片包括相互连接的射频调制和放大电路，短消息处理模块为Zigbee网络短消息处理模块，包括相互连接的编码芯片和处理器。
射频控制芯片连接有天线，或其他无线连接设备。
优选的，电源管理模块包括相互连接的充电管理芯片和稳压电路。
优选的，显示模块包括OLED显示屏和驱动电路。
优选的，时钟同步模块采用RTC实时时钟电路。
如图2所示，电源管理模块为LP2981,其1脚与电池正极相连通过一个103电容接地， 1、5管脚之间串连一个0欧电阻用于调试，5管脚为输出端，通过一个103电容接地滤波，为图3、图4、图5、图6和图7提供直流稳压电源。
如图3所示，显示模块中的OLED显示屏升压电路采用MC34063AD芯片将输出电压和电流增大，为图5的OLED显示屏电路提供稳定的电压和电流。
如图4所示，OLED显示模块1管脚接地，2管脚连接12V输入，3管脚连接VCOMH,4管脚连接VDDIO,5管脚连接VSL,13管脚连接P0.7,14管脚连接P0.6,19管脚连接P0.5,20管脚连接P0.1，20管脚连接P0.0,21管脚连接IREF，26管脚连接VDD,27管脚连接VCI,6、12、23、24、25、29管脚悬空，7、8、9、10、11、15、16、17、18、28、30管脚接地。电路接受到经过MC34063AD芯片输出的电流， OLED显示屏激活。
如图5所示，时钟同步模块所采用的RTC实时时钟电路与微处理器模块通信，自动更新实时时间，模块采用的芯片为PFC8563,芯片1、2管脚串联1个32K晶振，并联2个15Pf电容接地，3管脚连接P1.5,4管脚接地，8管脚为DVDD输出，分别并联1个10u和一个104电容接地滤波。管脚5与P1.6连接，管脚6与P1.7连接，分别并联一个上拉10K电阻。
如图6所示，包含射频控制芯片、短消息处理模块、语音处理模块和定位模块，由射频控制芯片接收射频信号，将信号处理并传输给Zigbee网络短消息处理模块，经处理的数据传送到显示模块进行显示；定位模块由射频控制芯片发送射频定位信号，利用井下的无线基站，通过RSSI测距定位算法实现精确定位，语音信号经过放大电路放大后，通过A/D转换转为数字信号，输入射频控制芯片，射频控制芯片将信号处理后将信号发送，在接收端通过D/A转换将数字信号转为模拟信号，通过功率放大将声音还原。
zigbee定位 二篇：
面向割草机器人的Zigbee定位系统
第一、技术领域
本发明涉及智能割草机器人领域，尤其涉及到一种面向割草机器人的Zigbee定位系统。
第二、背景技术
智能割草机器人是集环境感知、路径动态规划和行为控制等多种功能于一体的综合机器人系统，与传统的草坪修剪机械相比，割草机器人可以降低草坪维护作业的劳动强度。要实现割草作业的路径规划，割草机器人的定位非常重要。
经对现有技术文献资料的检索发现，割草机器人最常用的定位方式是用电缆围出整个工作区域和障碍物、可称之为电子篱笆线，利用涡流传感器得到工作区域的范围和路径，当割草机器人感应到电缆时，便沿电缆环绕运行或转向进行割草，如专利号CN102902272A所示。专利号CN102889850A所公开的割草机器人边界识别方法也是利用电磁感应原理，与电子篱笆线的原理一致。专利号CN104898551A所公开的全自动割草机器人定位系统采用双视觉的方式，利用两个摄像头构成的视觉模块，结合一定的数学计算方法来定位机器人。专利号CN105612909A则采用视觉和多传感融合的方法，其中多传感器模块包括光电码盘传感器和电子罗盘传感器。由于电子篱笆线定位方法比较简单，定位精度不高，只能定位机器人的位置在线内或者线外，不能具体实现在某个确定位置的定位，局限性很大；视觉定位方法，尤其是双视觉方式，成本较高，而且识别精度和所采用的视觉算法有很大关系。
因此，我们有必要对这样一种结构进行改善，以克服上述缺陷。
ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称(又称紫蜂协议)来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE802.15.4标准的规定。在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信，这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个网络节点传到另一个节点，所以它们的通信效率非常高。通过采用ZigBee技术可以有效得达到本发明的目的。
第三、发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于Zigbee的割草机器人定位系统。该定位系统成本低、实现方便，定位精度高，为户外割草机器人的定位提供了一种简便高效的方法。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：
面向割草机器人的Zigbee定位系统，
包括若干设置于割草场地周围的Zigbee固定节点；所述割草场地内设有一割草机器人，所述割草机器人上设有随着割草机器人一起移动的Zigbee移动节点；
所述面向割草机器人的Zigbee定位系统还包括一运行整个割草机器人集数据显示处理、网关维护、Zigbee固定节点Zigbee移动节点程序烧写和机器人路径规划功能为一体的监控软件的主控计算机，网关利用数据线通过仿真器和主控计算机连接；
所述网关作为连接主控计算机和Zigbee固定节点、Zigbee移动节点之间的桥梁，通过Zigbee无线通讯的方式和Zigbee固定节点、Zigbee移动节点进行通讯。
进一步的，根据割草场地的形状可以将若干固定节点布置为方形或者圆形。
所述的Zigbee移动节点固定在割草机器人上，Zigbee移动节点通过收集和自己相近的Zigbee固定节点的位置信息，计算出自身的位置(坐标)信息，然后将信息发送给网关，网关再发送给主控计算机，因此就可以在主控计算机上实现割草机器人位置信息的显示、查询。根据位置信息，主控计算机的机器人控制软件向割草机器人发送指令。
所述的割草机器人在草地上，接收主控计算机的命令，例如前进、后退、拐弯等动作，完成割草作业。
本发明的优点在于：
本发明采用市场上开发成熟的Zigbee定位模块，利用其自带的定位算法实现割草机器人的精确定位。该定位方法给出的是割草机器人的精确坐标值，这就克服了电子篱笆线方法只能确认线内线外的定位方式，可以在主控计算机上方便地观察割草机器人在草坪中的位置，从而规划相应的割草路径；通个增加固定节点个数和改变节点的布局可以提高本发明定位系统的精度，例如方形草坪可以采用方形布局，而圆形草坪可以采用圆形布局，如果草坪面积较大，可以适当增加固定节点的个数，以提高定位精度。
本发明采用基于Zigbee的无线定位模块可以非常容易地实现割草机器人的定位。首先，Zigbee采用无线定位技术，摆脱了有线电缆的限制，不再需要电子篱笆线。Zigbee定位成本低，有成熟的Zigbee定位模块可以选用，成本比摄像头模块，GPS模块都便宜；另外，Zigbee组网灵活，定位节点的个数及布局方式可以根据割草范围的大小调整，对草坪形状和面积具有很大的适应性。
附图说明
图1是本发明提出的一种面向割草机器人的Zigbee定位系统的结构示意图。
第四、具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。
如图1所示，本发明提出的面向割草机器人的Zigbee定位系统，
包括若干设置于割草场地周围的Zigbee固定节点；所述割草场地内设有一割草机器人，所述割草机器人上设有随着割草机器人一起移动的Zigbee移动节点；
所述面向割草机器人的Zigbee定位系统还包括一运行整个割草机器人集数据显示处理、网关维护、Zigbee固定节点Zigbee移动节点程序烧写和机器人路径规划功能为一体的监控软件的主控计算机，网关利用数据线通过仿真器和主控计算机连接；
所述网关作为连接主控计算机和Zigbee固定节点、Zigbee移动节点之间的桥梁，通过Zigbee无线通讯的方式和Zigbee固定节点、Zigbee移动节点进行通讯。
进一步的，根据割草场地的形状可以将若干固定节点布置为方形或者圆形。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：主控计算机、网关、Zigbee固定节点、Zigbee移动节点和割草机器人。其中Zigbee固定节点固定在割草场地上，可以布置为正方形。Zigbee定位节点中的移动节点固定在割草机器人上，随机器人一起移动。固定节点和移动节点通过网关和主控计算机进行通讯。
所述的主控计算机作为一个控制中心，运行整个割草机器人监控软件。该软件有数据显示及处理、网关维护、Zigbee固定节点Zigbee移动节点程序烧写、机器人路径规划等功能。管理人员通过该软件可以实时的监控整个Zigbee定位系统。
所述的网关利用数据线通过仿真器和主控计算机相连，通过Zigbee无线通讯的方式和Zigbee固定节点，Zigbee移动节点进行通讯，是连接主控计算机和Zigbee固定节点、Zigbee移动节点的桥梁。
所述的Zigbee固定节点布置在草地上，可根据草地形状布置为方形，圆形等。固定节点向网关和移动节点发送位置信息。
所述的Zigbee移动节点固定在割草机器人上，Zigbee移动节点通过收集和自己相近的Zigbee固定节点的位置信息，计算出自身的位置(坐标)信息，然后发送给网关，网关再发送给主控计算机，因此就可以在主控计算机上实现割草机器人位置信息的显示、查询。根据位置信息，主控计算机的机器人控制软件向割草机器人发送指令。
所述的割草机器人在草地上，接收主控计算机的命令，例如前进、后退、拐弯等动作，完成割草作业。
本发明的实施例：
实施例1.通个增加固定节点个数和改变节点的布局可以提高本发明定位系统的精度，方形草坪可以采用方形布局，而圆形草坪可以采用圆形布局，如果草坪面积较大，可以适当增加固定节点的个数，以提高定位精度。
实施例2.网关采用德州仪器生产CC2430模块，该模块是一款专用于Zigbee协议通讯的片上系统解决方案。在单个芯片上集成了CPU、存储器、常用片内外设和RF射频单元。网关是主控计算机和Zigbee固定节点，Zigbee移动节点进行通讯的桥梁。
实施例3.Zigbee固定节点采用CC2430模块，其特性如实施例2中所述，Zigbee固定节点的位置坐标通过设置已经确定。Zigbee固定节点按一定的频率和移动节点进行通讯，发送自己的位置给移动节点，以便Zigbee移动节点根据这些固定的位置信息进行定位。
实施例4.Zigbee移动节点采用CC2431模块。CC2431芯片具备CC2430芯片的所有功能，但是比CC2430芯片多了一个定位引擎。Zigbee定位采用的是Received Signal Strength Indicator(RSSI)节点接收信号强度技术，运用发射信号的强度大小会随着无线电波传播距离的增加而不断减小的原理来实现的。定位系统中的Zigbee移动节点能够与离自己最近的参考节点通信，收集这些节点的坐标值和RSSI值，根据这些信息和预先设定的其他参数计算自己的坐标信息。将自己的定位信息发送给网关，通过RS232传给主控计算机上的定位监控系统。
本发明中所提出的割草机器人为现有技术设备，本领域相关技术人员可根据实际需求选用。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
zigbee定位 三篇：
基于ZigBee定位的体育健身管理系统及实现方法
第一、技术领域
.本发明属于物联网健身管理系统领域，具体涉及一种基于ZigBee定位的体育健身管理系统及实现方法。
技术背景
现代城市上班族已成为主体，尤其是大中城市，生活节奏快，生活空间拥挤，致使很多人由于身体缺少锻炼，压力无法释放，身体处于亚健康的状态，《2009中国城市白领健康状况白皮书》的数据显示，我国主流城市的白领亚健康比例高达76％，处于过劳状态的白领接近六成。失眠、饮食不规律、慢性疲劳甚至过劳死，以及对健身的力不从心，正日益成为媒体广泛关注的热点。
当前人们对自身健康越来越重视，大多通过会员的方式进入健身房，试图通过运动来达到健康的目的。这需要健身房能够在健身人员进入室内后，根据健身人员的运动需求提供个性化的健身。根据健身人员在室内的地理位置信息，确定当前使用的健身器械的信息，同时在健身人员开始健身计划时，需要权衡跟踪身体的物理变化如血压、体重、心电，能耗以及血糖等众多健康数据，结合能量平衡的原理，通过运动干预辅助于生活方式来提供健身计划、设定目标、跟踪进度；当使用不同的健身设备时，能够根据位置信息变化提供一个自适应的个人培训指导。同时会员可以通过智能终端，实现健康评估、上传能耗数据以及查看评估报来了解当前的健康状况。因此，急需一种基于室内位置服务的综合信息管理健身系统，为健身人员提供更为专业科学的健身环境，远离亚健康状态。
第三、发明内容
本发明为了克服当前体育健身的缺点和不足，调动健身人员的积极性，提供了一种基于ZigBee定位的体育健身管理系统及实现方法，技术方案如下：
一种基于Zigbee定位的健身管理系统，该系统包括内嵌有ZigBee射频芯片的感应卡、客户端设备、ZigBee网络协调器、ZigBee路由节点、上位PC机和服务器。
所述内嵌有ZigBee射频芯片的感应卡，用于体育健身人员位置的跟踪和定位，所述内嵌有ZigBee射频芯片的感应卡在体育健身人员选择不同健身器材时能够接收ZigBee路由节点的发送的RSSI信号，并通过ZigBee网络协调器将RSSI数据转发至上位PC机，通过上位机定位软件选取三个最大的参考节点的RSSI值进行三边定位处理；
所述ZigBee路由节点安装在健身房中的健身器材上，用于协助体育健身人员自身的定位；同时与安装在运动器材上的数据传感器相连接，将实时采集的运动状态数据通过ZigBee网络协调器上传到服务器；
所述的服务器根据ZigBee射频芯片的感应卡的用户卡号将输入的运动状态数据进行分类存储；
所述的上位PC机内设有定位功能，并根据服务器中的数据实时分析健身人员的运动状态，
所述客户端设备通过无线网络访问上位PC机得到健身人员的运动状态。
一种基于Zigbee定位的健身管理系统的实现方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤一：内嵌有ZigBee射频芯片的感应卡在体育健身人员选择不同健身器材时能够接收ZigBee路由节点的发送的RSSI信号，并通过ZigBee网络协调器将RSSI数据转发至上位PC机，通过上位机定位软件选取三个最大的参考节点的RSSI值进行三边定位处理；
步骤二：运动器材上的数据传感器通过ZigBee路由节点将实时采集的运动状态数据通过ZigBee网络协调器上传到服务器；
步骤三：服务器根据ZigBee射频芯片的感应卡的用户卡号将输入的运动状态数据进行分类存储；
步骤四：上位PC机根据服务器中的数据实时分析健身人员的运动状态；
步骤五：客户端设备通过无线网络访问上位PC机得到健身人员的运动状态。
与现有技术相比，本发明所提供的一种基于ZigBee定位的体育健身管理系统，在健身器材上安装ZigBee模块及数据采集模块，将传统运动锻炼方式与物联网技术相结合，改变传统体育健身的枯燥的模式，建立动态运动数据传输和指导的方式，提高了健身活动的针对性和科学性，促进体育健身平台提升和完善。
附图说明
图1本发明系统框图。
第四、具体实施方式
为方便对本发明的特征及功能有更进一步的认知与了解，下面结合附图的结构进行详细的说明，如图1是本发明一种基于ZigBee定位的体育健身管理系统结构示意图，包括内嵌有ZigBee射频芯片的感应卡、客户端设备、ZigBee网络协调器、ZigBee路由节点、上位PC机和服务器。其中数据采集器和ZigBee参考节点安装在健身房的运动器械上，客户端设备通过WiFi无线网络访问服务器或者上位机的数据，ZigBee感应卡通过上位机实现定位功能。
本发明实施例适用流程如下：当携带感应卡的健身人员进入健身房进行体育锻炼时，感应卡实时接收安装在运动器材上的ZigBee参考节点的RSSI值，并通过ZigBee网络协调器将RSSI值转发到上位机，上位机通过利用RSSI测距算法及三边定位算法的定位软件确定当前健身人员的位置，当健身人员选择了特定的健身器材时，上位机根据健身人员的地理位置信息确认所选择的运动器材，并将位置信息通过WiFi无线网络发送到手机或者是平板电脑的客户端。
健身人员开始正式运动后，安装在运动器材上的数据传感器将健身人员脉搏、呼吸频率、心率、消耗卡路里数、运动里程数据等以及身体机能变化的数据通过ZigBee网络上传至服务器。同时上位机运动健身软提取服务器中健身人员的数据进行实时分析，并通过WiFi无线网络传递到客户端设备，以方便健身人员查询运动状态，实时掌握当前的运动效果。
当健身人员重新选择运动器材时，通过感应卡重新定位健身人员选择的运动器材，实时指导健身人员执行系统的健身计划，从而达到健身的目的。
以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。
zigbee定位 四篇：
基于ZigBee定位的体育健身管理系统及实现方法
第一、技术领域
.本发明属于物联网健身管理系统领域，具体涉及一种基于ZigBee定位的体育健身管理系统及实现方法。
技术背景
现代城市上班族已成为主体，尤其是大中城市，生活节奏快，生活空间拥挤，致使很多人由于身体缺少锻炼，压力无法释放，身体处于亚健康的状态，《2009中国城市白领健康状况白皮书》的数据显示，我国主流城市的白领亚健康比例高达76％，处于过劳状态的白领接近六成。失眠、饮食不规律、慢性疲劳甚至过劳死，以及对健身的力不从心，正日益成为媒体广泛关注的热点。
当前人们对自身健康越来越重视，大多通过会员的方式进入健身房，试图通过运动来达到健康的目的。这需要健身房能够在健身人员进入室内后，根据健身人员的运动需求提供个性化的健身。根据健身人员在室内的地理位置信息，确定当前使用的健身器械的信息，同时在健身人员开始健身计划时，需要权衡跟踪身体的物理变化如血压、体重、心电，能耗以及血糖等众多健康数据，结合能量平衡的原理，通过运动干预辅助于生活方式来提供健身计划、设定目标、跟踪进度；当使用不同的健身设备时，能够根据位置信息变化提供一个自适应的个人培训指导。同时会员可以通过智能终端，实现健康评估、上传能耗数据以及查看评估报来了解当前的健康状况。因此，急需一种基于室内位置服务的综合信息管理健身系统，为健身人员提供更为专业科学的健身环境，远离亚健康状态。
第三、发明内容
本发明为了克服当前体育健身的缺点和不足，调动健身人员的积极性，提供了一种基于ZigBee定位的体育健身管理系统及实现方法，技术方案如下：
一种基于Zigbee定位的健身管理系统，该系统包括内嵌有ZigBee射频芯片的感应卡、客户端设备、ZigBee网络协调器、ZigBee路由节点、上位PC机和服务器。
所述内嵌有ZigBee射频芯片的感应卡，用于体育健身人员位置的跟踪和定位，所述内嵌有ZigBee射频芯片的感应卡在体育健身人员选择不同健身器材时能够接收ZigBee路由节点的发送的RSSI信号，并通过ZigBee网络协调器将RSSI数据转发至上位PC机，通过上位机定位软件选取三个最大的参考节点的RSSI值进行三边定位处理；
所述ZigBee路由节点安装在健身房中的健身器材上，用于协助体育健身人员自身的定位；同时与安装在运动器材上的数据传感器相连接，将实时采集的运动状态数据通过ZigBee网络协调器上传到服务器；
所述的服务器根据ZigBee射频芯片的感应卡的用户卡号将输入的运动状态数据进行分类存储；
所述的上位PC机内设有定位功能，并根据服务器中的数据实时分析健身人员的运动状态，
所述客户端设备通过无线网络访问上位PC机得到健身人员的运动状态。
一种基于Zigbee定位的健身管理系统的实现方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤一：内嵌有ZigBee射频芯片的感应卡在体育健身人员选择不同健身器材时能够接收ZigBee路由节点的发送的RSSI信号，并通过ZigBee网络协调器将RSSI数据转发至上位PC机，通过上位机定位软件选取三个最大的参考节点的RSSI值进行三边定位处理；
步骤二：运动器材上的数据传感器通过ZigBee路由节点将实时采集的运动状态数据通过ZigBee网络协调器上传到服务器；
步骤三：服务器根据ZigBee射频芯片的感应卡的用户卡号将输入的运动状态数据进行分类存储；
步骤四：上位PC机根据服务器中的数据实时分析健身人员的运动状态；
步骤五：客户端设备通过无线网络访问上位PC机得到健身人员的运动状态。
与现有技术相比，本发明所提供的一种基于ZigBee定位的体育健身管理系统，在健身器材上安装ZigBee模块及数据采集模块，将传统运动锻炼方式与物联网技术相结合，改变传统体育健身的枯燥的模式，建立动态运动数据传输和指导的方式，提高了健身活动的针对性和科学性，促进体育健身平台提升和完善。
附图说明
图1本发明系统框图。
第四、具体实施方式
为方便对本发明的特征及功能有更进一步的认知与了解，下面结合附图的结构进行详细的说明，如图1是本发明一种基于ZigBee定位的体育健身管理系统结构示意图，包括内嵌有ZigBee射频芯片的感应卡、客户端设备、ZigBee网络协调器、ZigBee路由节点、上位PC机和服务器。其中数据采集器和ZigBee参考节点安装在健身房的运动器械上，客户端设备通过WiFi无线网络访问服务器或者上位机的数据，ZigBee感应卡通过上位机实现定位功能。
本发明实施例适用流程如下：当携带感应卡的健身人员进入健身房进行体育锻炼时，感应卡实时接收安装在运动器材上的ZigBee参考节点的RSSI值，并通过ZigBee网络协调器将RSSI值转发到上位机，上位机通过利用RSSI测距算法及三边定位算法的定位软件确定当前健身人员的位置，当健身人员选择了特定的健身器材时，上位机根据健身人员的地理位置信息确认所选择的运动器材，并将位置信息通过WiFi无线网络发送到手机或者是平板电脑的客户端。
健身人员开始正式运动后，安装在运动器材上的数据传感器将健身人员脉搏、呼吸频率、心率、消耗卡路里数、运动里程数据等以及身体机能变化的数据通过ZigBee网络上传至服务器。同时上位机运动健身软提取服务器中健身人员的数据进行实时分析，并通过WiFi无线网络传递到客户端设备，以方便健身人员查询运动状态，实时掌握当前的运动效果。
当健身人员重新选择运动器材时，通过感应卡重新定位健身人员选择的运动器材，实时指导健身人员执行系统的健身计划，从而达到健身的目的。
以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。
zigbee定位 五篇：
基于ZigBee定位的体育健身管理系统及实现方法
第一、技术领域
.本发明属于物联网健身管理系统领域，具体涉及一种基于ZigBee定位的体育健身管理系统及实现方法。
技术背景
现代城市上班族已成为主体，尤其是大中城市，生活节奏快，生活空间拥挤，致使很多人由于身体缺少锻炼，压力无法释放，身体处于亚健康的状态，《2009中国城市白领健康状况白皮书》的数据显示，我国主流城市的白领亚健康比例高达76％，处于过劳状态的白领接近六成。失眠、饮食不规律、慢性疲劳甚至过劳死，以及对健身的力不从心，正日益成为媒体广泛关注的热点。
当前人们对自身健康越来越重视，大多通过会员的方式进入健身房，试图通过运动来达到健康的目的。这需要健身房能够在健身人员进入室内后，根据健身人员的运动需求提供个性化的健身。根据健身人员在室内的地理位置信息，确定当前使用的健身器械的信息，同时在健身人员开始健身计划时，需要权衡跟踪身体的物理变化如血压、体重、心电，能耗以及血糖等众多健康数据，结合能量平衡的原理，通过运动干预辅助于生活方式来提供健身计划、设定目标、跟踪进度；当使用不同的健身设备时，能够根据位置信息变化提供一个自适应的个人培训指导。同时会员可以通过智能终端，实现健康评估、上传能耗数据以及查看评估报来了解当前的健康状况。因此，急需一种基于室内位置服务的综合信息管理健身系统，为健身人员提供更为专业科学的健身环境，远离亚健康状态。
第三、发明内容
本发明为了克服当前体育健身的缺点和不足，调动健身人员的积极性，提供了一种基于ZigBee定位的体育健身管理系统及实现方法，技术方案如下：
一种基于Zigbee定位的健身管理系统，该系统包括内嵌有ZigBee射频芯片的感应卡、客户端设备、ZigBee网络协调器、ZigBee路由节点、上位PC机和服务器。
所述内嵌有ZigBee射频芯片的感应卡，用于体育健身人员位置的跟踪和定位，所述内嵌有ZigBee射频芯片的感应卡在体育健身人员选择不同健身器材时能够接收ZigBee路由节点的发送的RSSI信号，并通过ZigBee网络协调器将RSSI数据转发至上位PC机，通过上位机定位软件选取三个最大的参考节点的RSSI值进行三边定位处理；
所述ZigBee路由节点安装在健身房中的健身器材上，用于协助体育健身人员自身的定位；同时与安装在运动器材上的数据传感器相连接，将实时采集的运动状态数据通过ZigBee网络协调器上传到服务器；
所述的服务器根据ZigBee射频芯片的感应卡的用户卡号将输入的运动状态数据进行分类存储；
所述的上位PC机内设有定位功能，并根据服务器中的数据实时分析健身人员的运动状态，
所述客户端设备通过无线网络访问上位PC机得到健身人员的运动状态。
一种基于Zigbee定位的健身管理系统的实现方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤一：内嵌有ZigBee射频芯片的感应卡在体育健身人员选择不同健身器材时能够接收ZigBee路由节点的发送的RSSI信号，并通过ZigBee网络协调器将RSSI数据转发至上位PC机，通过上位机定位软件选取三个最大的参考节点的RSSI值进行三边定位处理；
步骤二：运动器材上的数据传感器通过ZigBee路由节点将实时采集的运动状态数据通过ZigBee网络协调器上传到服务器；
步骤三：服务器根据ZigBee射频芯片的感应卡的用户卡号将输入的运动状态数据进行分类存储；
步骤四：上位PC机根据服务器中的数据实时分析健身人员的运动状态；
步骤五：客户端设备通过无线网络访问上位PC机得到健身人员的运动状态。
与现有技术相比，本发明所提供的一种基于ZigBee定位的体育健身管理系统，在健身器材上安装ZigBee模块及数据采集模块，将传统运动锻炼方式与物联网技术相结合，改变传统体育健身的枯燥的模式，建立动态运动数据传输和指导的方式，提高了健身活动的针对性和科学性，促进体育健身平台提升和完善。
附图说明
图1本发明系统框图。
第四、具体实施方式
为方便对本发明的特征及功能有更进一步的认知与了解，下面结合附图的结构进行详细的说明，如图1是本发明一种基于ZigBee定位的体育健身管理系统结构示意图，包括内嵌有ZigBee射频芯片的感应卡、客户端设备、ZigBee网络协调器、ZigBee路由节点、上位PC机和服务器。其中数据采集器和ZigBee参考节点安装在健身房的运动器械上，客户端设备通过WiFi无线网络访问服务器或者上位机的数据，ZigBee感应卡通过上位机实现定位功能。
本发明实施例适用流程如下：当携带感应卡的健身人员进入健身房进行体育锻炼时，感应卡实时接收安装在运动器材上的ZigBee参考节点的RSSI值，并通过ZigBee网络协调器将RSSI值转发到上位机，上位机通过利用RSSI测距算法及三边定位算法的定位软件确定当前健身人员的位置，当健身人员选择了特定的健身器材时，上位机根据健身人员的地理位置信息确认所选择的运动器材，并将位置信息通过WiFi无线网络发送到手机或者是平板电脑的客户端。
健身人员开始正式运动后，安装在运动器材上的数据传感器将健身人员脉搏、呼吸频率、心率、消耗卡路里数、运动里程数据等以及身体机能变化的数据通过ZigBee网络上传至服务器。同时上位机运动健身软提取服务器中健身人员的数据进行实时分析，并通过WiFi无线网络传递到客户端设备，以方便健身人员查询运动状态，实时掌握当前的运动效果。
当健身人员重新选择运动器材时，通过感应卡重新定位健身人员选择的运动器材，实时指导健身人员执行系统的健身计划，从而达到健身的目的。
以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。
zigbee定位 六篇：
低数据量下高准确度高续航的Zigbee定位方法及装置
第一、技术领域
本发明涉及一种定位方法及装置，尤其是一种低数据量下高准确度高续航的Zigbee定位方法及装置，属于Zigbee定位的第一、技术领域。
第二、背景技术
目前，现有的Zigbee定位，大都通过Zigbee芯片，配备便携电池，组成定位终端。此外，还需要在场地中再布置一些Zigbee接收端，Zigbee接收端配备电源组成定位路由。
定位终端固定间隔发送数据包，定位路由接收数据包，根据每个数据包的信号强度，相对准确的确定人员位置，数据包发送间隔越短，定位精度相对越高。
为了增加定位准确性，需要将定位终端发包间隔降低，但同时也带来了功耗的增加。并且在实际的应用中，定位终端最终多是做到越小越好，而受电池材料与尺寸限制，整个定位终端变小同时势必导致电源容量变低，最终导致定位终端实际工作的时间大大缩短。
为了达到高续航，可以采取降低发送间隔的方式实现，而降低发送间隔，则会导致定位的精度会直线下降，达到一定限度甚至无法定位，并且定位终端是否在定位人员身上也无法确定。
第三、发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种低数据量下高准确度高续航的Zigbee定位方法及装置，其在满足定位精度的情况下，能有效达到降低功耗的目的，且能有效确定定位终端是否处于被佩戴的状态，安全可靠。
按照本发明提供的技术方案，所述低数据量下高准确度高续航的Zigbee定位方法，提供用于佩戴于定位人员手腕部的定位终端，所述定位终端内设有Zigbee芯片以及与与所述Zigbee芯片连接的加速度传感器，Zigbee芯片内设置能确定当前时间信息的时间源，在Zigbee芯片内具有确定定位数据发送状态的预设频率，Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间信息以及加速度传感器确定定位人员的运动状态，能自动调整定位数据的发送频率，以在满足定位的需求下，降低定位终端的功耗。
Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间为白天且通过加速度传感器未检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按预设频率发送定位数据；Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间为白天且通过加速度传感器检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按白天运动频率发送定位数据，所述白天运动频率高于预设频率；
Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间为夜晚且通过加速度传感器未检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按夜晚正常频率发送定位数据，所述夜晚正常频率低于预设频率；Zigbee芯片根据时间源确定当前时间为夜晚且通过加速传感器检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按夜晚运动频率发送定位数据，所述夜晚运动频率大于夜晚正常频率且小于预设频率。
所述加速度传感器采用三轴传感器，在加速度传感器未检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片处于睡眠状态。
所述定位终端内还包括用于检测定位人员心率的心率传感器，所述心率传感器定时开启，在心率传感器开启期间，无法检测定位人员的心率时，Zigbee芯片发送定位终端摘除的报警信息。
所述定位终端包括包括用于佩戴的腕带，在所述腕带内设置拆除检测机构。
所述定位终端内还包括用于提供电能的电池，所述电池与Zigbee芯片的电源端连接。
一种低数据量下高准确度高续航的Zigbee定位装置，包括用于佩戴于定位人员手腕部的定位终端，所述定位终端内设有Zigbee芯片以及与与所述Zigbee芯片连接的加速度传感器，Zigbee芯片内设置能确定当前时间信息的时间源，在Zigbee芯片内具有确定定位数据发送状态的预设频率，Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间信息以及加速度传感器确定定位人员的运动状态，能自动调整定位数据的发送频率，以在满足定位的需求下降低定位终端的功耗。
Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间为白天且通过加速度传感器未检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按预设频率发送定位数据；Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间为白天且通过加速度传感器检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按白天运动频率发送定位数据，所述白天运动频率高于预设频率；
Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间为夜晚且通过加速度传感器未检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按夜晚正常频率发送定位数据，所述夜晚正常频率低于预设频率；Zigbee芯片根据时间源确定当前时间为夜晚且通过加速传感器检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按夜晚运动频率发送定位数据，所述夜晚运动频率大于夜晚正常频率且小于预设频率。
所述定位终端内还包括用于检测定位人员心率的心率传感器，所述心率传感器定时开启，在心率传感器开启期间，无法检测定位人员的心率时，Zigbee芯片发送定位终端摘除的报警信息。
本发明的优点：利用时间源获取当前的时间信息，Zigbee根据时间信息以及加速度传感器检测的运动信息调整定位数据的发送频率，在满足定位精度的情况下，能有效降低定位终端的功耗，从而在定位终端尺寸不变的情况下，提高电池的使用时间，利用心率传感器判断定位人员是否佩戴所述定位终端，从而能使得定位数据的有效性得到保证。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
图2为本发明Zigbee芯片根据时间信息自动调整发送频率的流程图。
图3为本发明Zigbee芯片根据运动信息自动调整发送频率的流程图。
图4为本发明利用心率传感器进行摘除报警的流程图。
第四、具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示：为了在满足定位精度的情况下，能有效达到降低功耗的目的，本发明提供用于佩戴于定位人员手腕部的定位终端，所述定位终端内设有Zigbee芯片以及与与所述Zigbee芯片连接的加速度传感器，Zigbee芯片内设置能确定当前时间信息的时间源，在Zigbee芯片内具有确定定位数据发送状态的预设频率，Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间信息以及加速度传感器确定定位人员的运动状态，能自动调整定位数据的发送频率，以在满足定位的需求下降低定位终端的功耗。
具体地，定位终端采用腕带式，通过腕带将定位终端佩戴于定位人员的手腕部，提高携带的便捷性，也便于实现定位数据的采集，定位终端腕带的具体形式可以根据需要进行选择确定，具体为本第一、技术领域人员所熟知，此处不再赘述。所述定位终端内还包括用于提供电能的电池，所述电池与Zigbee芯片的电源端连接。
利用Zigbee芯片能实现数据的处理与发送，Zigbee芯片可以采用本第一、技术领域常用的形式，具体为本第一、技术领域人员所熟知，此处不再赘述。在Zigbee芯片内的时间源可以采用时钟模块或其他能获取当前时间的电路结构，具体可以根据需要进行选择，此处不再赘述。Zigbee芯片内设置的预设频率能为目前常用或普遍采用的发送频率，Zigbee芯片采用预设频率发送定位数据时，不会额外增加整个定位终端的功耗，且能满足正常情况下的定位精度需要，预设频率的具体情况，可以根据所在定位环境的定位精度要求进行确定，具体为本第一、技术领域人员所熟知，此处不再赘述。
Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间信息以及加速度传感器确定定位人员的运动状态后，调整发送数据的发送频率，具体是指Zigbee芯片定位数据的发送频率低于预设频率、等于预设频率或高于预设频率，当发送频率低于预设频率时，能降低定位终端的功耗，当发送频率高于预设频率时，则会增加定位终端的功耗。当增加定位终端的功耗时，电源的工作时间会缩短，当降低定位终端的功耗时，能增大电源的工作时间。
如图2和图3所示，Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间为白天且通过加速度传感器未检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按预设频率发送定位数据；Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间为白天且通过加速度传感器检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按白天运动频率发送定位数据，所述白天运动频率高于预设频率；
Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间为夜晚且通过加速度传感器未检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按夜晚正常频率发送定位数据，所述夜晚正常频率低于预设频率；Zigbee芯片根据时间源确定当前时间为夜晚且通过加速传感器检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按夜晚运动频率发送定位数据，所述夜晚运动频率大于夜晚正常频率且小于预设频率。
本发明实施例中，Zigbee芯片能根据时间源确定当前的时间信息，所述时间信息可以区分当前为白天或夜晚，一般地，在白天时，定位人员的活动量需相对旺盛，而夜晚，活动量相对较小，因此，可以根据白天或夜晚的时间信息，来调整发送频率，从而达到在满足定位精度的情况下降低功耗的目的。
进一步地，所述加速度传感器采用三轴传感器，在加速度传感器未检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片处于睡眠状态。在夜晚，定位一次完成后，定位人员若未运动，则定位人员的位置不会改变，则可以降低发送频率实现降低功耗。当Zigbee芯片根据时间源确定当前时间为夜晚，且加速度传感器检测到定位人员未运动信息后，Zigbee芯片按夜晚运动频率发送定位数据；当定位人员持续运动时，可以再次增加发送定位数据的频率，即夜晚运动频率可以大于预设频率，以保证实际的定位需要。本发明实施例中，白天运动频率，夜晚正常频率以及夜晚运动频率的具体可以在Zigbee芯片内预先设置，或设置每次调整的数值范围，所述每次调整是指基于预设频率，在预设频率的上下波动，即达到满足定位的情况下，尽可能地降低定位终端的功耗。
所述定位终端内还包括用于检测定位人员心率的心率传感器，所述心率传感器定时开启，在心率传感器开启期间，无法检测定位人员的心率时，Zigbee芯片发送定位终端摘除的报警信息。
本发明实施例中，利用心率传感器能检测定位人员的心率，通过检测定位人员心率，判断定位人员是否佩戴定位终端，当检测定位人员心率为零时，则判断定位终端被摘除，从而能防止在降低发送频率且定位人员摘除定位终端后，Zigbee芯片错误判断定位人员处于静止状态。心率传感器定时开启，每次开启较短时间，不会增加较多的功耗，具体可以参考图4的说明。
所述定位终端包括包括用于佩戴的腕带，在所述腕带内设置拆除检测机构。本发明实施例中，所述拆除检测机构可以通过在腕带内埋入两根导线，两根导线在腕带内组成回路，Zigbee芯片通过拉高其中一根导线的电平，查看另一根导线上电平是否相应被拉高，判断腕带是否拆除，即能判断定位终端是否还佩戴于定位人员的手腕部，即与心率传感器配合，进一步提高判断当前定位终端的使用状态的可靠性。
如图1所示，根据上述的说明，得到数据量下高准确度高续航的Zigbee定位装置，包括用于佩戴于定位人员手腕部的定位终端，所述定位终端内设有Zigbee芯片以及与与所述Zigbee芯片连接的加速度传感器，Zigbee芯片内设置能确定当前时间信息的时间源，在Zigbee芯片内具有确定定位数据发送状态的预设频率，Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间信息以及加速度传感器确定定位人员的运动状态，能自动调整定位数据的发送频率，以在满足定位的需求下降低定位终端的功耗。
本发明实施例中，Zigbee芯片、加速度传感器以及时间源等的具体工作与配合过程，均可以参照上述的说明，此处不再赘述。
本发明利用时间源获取当前的时间信息，Zigbee根据时间信息以及加速度传感器检测的运动信息调整定位数据的发送频率，在满足定位精度的情况下，能有效降低定位终端的功耗，从而在定位终端尺寸不变的情况下，提高电池的使用时间，利用心率传感器判断定位人员是否佩戴所述定位终端，从而能使得定位数据的有效性得到保证。
zigbee定位 七篇：
基于ZigBee定位和数据传输的应急车道停车自动报警系统
第一、技术领域
本发明属涉及一种基于ZigBee定位和数据传输的应急车道停车自动报警系统。
第二、背景技术
目前，我国高速公路与车辆的快速增多，应急车道停车难于管理，普通车辆占用应急车道现象较为普遍。现有技术下，以授权公告号为：CN 207068238U的发明专利为例，其虽然解决了高速公路应急车道被占用后的自动报警技术问题。但是，其依赖车辆识别装置，即车牌识别摄像机拍摄车牌号触发报警。对于长里程布局建设的高速公路来说，在高速公路的全里程布设覆盖全里程无盲点的摄像机设备，设备支出成本资金投入过大；加之受户外环境天气影响，如团雾等特殊天气情况下，如仍借助摄像机采集车牌号图像信息，并将图像数据信息借助2G/3G/4G移动通信技术上传至监控中心实现报警，实际情况是恶劣天气情况下采集的车牌号图像数据信息并不清晰，影响报警功能的正常使用，而且图像数据信息传输量大，不利系统的高效、节能、快速地传输数据，不利系统维护。为此，现提供一种低成本、低电量消耗、更节能的基于ZigBee定位和数据传输技术实现自动报警的系统。即基于ZigBee定位和数据传输技术，通过若干从设备(2)组成的参考节点与一个已知位置的主设备(1)定位节点组网，借助每个参考节点与定为节点组网并相互协调通信以实现全部定位报警的应急车道停车自动报警系统，实现短距离、低速率基于ZigBee定位和数据传输技术的无线网络通讯；实现低功耗、低成本、节能、高效的高速公路应急车道停车自动报警系统的建设，现提出如下技术方案。
第三、发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种低成本、高效、快速、节能的基于ZigBee定位和数据传输的应急车道停车自动报警系统，解决第二、背景技术中所涉及的技术问题。
本发明采用的技术方案：基于ZigBee定位和数据传输的应急车道停车自动报警系统，其特征在于：具有不少于一台作定位节点已知位置的主设备，还具有与该主设备组网连接作参考节点待定位使用的不少于两台的从设备，其特征在于：所述主设备和从设备沿高速路应急车道所在侧的外侧护栏呈线性均匀分布固定安装；所述主设备和从设备均安装控制核心板，并通过控制核心板连接测距传感器、声光报警器、ZigBee模块、电源控制器和轮廓灯；所述电源控制器均连接太阳能电池板，并通过太阳能电池板经电源控制器连接充电电池以为设备供电；其中主设备内安装网络模块，并通过网络模块通讯连接监控中心；
所述测距传感器，其输出端连接控制核心板，并通过控制核心板的输出端连接声光报警器，并由测距传感器检测到车辆驶入高速路应急车道时触发声光报警器报警；
所述ZigBee模块，用于当声光报警器报警的同时利用ZigBee定位和数据传输技术定位违章车辆的具体位置；
所述网络模块，用于向监控中心传送基于ZigBee定位和数据传输技术定位的违章车辆的位置信息。
上述技术方案中，为与现有高速路网路系统布设相适应，优选地：所述网络模块包括有线网络传输模块或无线网络传输模块。
上述技术方案中，为有利系统的轮廓灯在夜晚的自动控制开启，所述轮廓灯的输入端设有光敏开关，并通过光敏开关连接控制核心板实现轮廓灯在晚间的自动开启。
上述技术方案中，其中：所述测距传感器包括红外测距传感器、激光测距传感器、超声波测距传感器、毫米波测距传感器中的一种或多种的组合。
上述技术方案中，进一步地：为方便主、从设备在高速路沿线外侧护栏上的安装，并具美观、照明和夜间提示性，所述主设备和从设备均为箱体式结构；且其箱体外壳安装轮廓灯和太阳能电池板。
进一步地，为有利简化系统在高速路沿线的布局安装和组网，并有利ZigBee定位和数据传输技术的快速定位，所述主设备和从设备之间间隔20-25米均匀安装；与一台已知位置作定位节点的主设备组网连接作参考节点待定位的若干从设备以这台主设备为中心左右对称间隔20-25米等距分布安装。
本发明与现有技术相比的优点：
1、本发明系统组成的主、从设备结构精简，无需显示屏、无需摄像机辅助直接通过测距传感器连接控制核心板触发声光报警器实现驶入应急车道的违章车辆的自动声光报警，即仅通过声光实现报警警告；系统投入成本更低，更易实现；解决雾天、夜间视线不清环境下的告警问题；
2、本发明通过在主、从设备均设置ZigBee模块，通过仅给主设备加设网络模块，基于ZigBee定位技术实现组网定位，较GPS卫星定位耗电量更小，更节能；
3、本发明太阳能电池板、充电电池的设置，解决了设备以及系统长时间在长里程户外高速公路护栏安装使用，如何为该系统提供持久稳定电源供电的技术问题；更节能、更环保；
4、本发明主、从设备组网的定位方式，可在高速路外侧护栏全线布设，车辆应急车道占用违章监控无监控死角。
附图说明
图1为本发明在高速公路布设的一种实施例示意图；
图2为本发明主设备控制核心板的硬件连接结构示意图；
图3为本发明从设备控制核心板的硬件连接结构示意图。
第四、具体实施方式
下面结合附图1-3描述本发明的具体实施例。
以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例，仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。下述实施例中所用的部件，如无特殊说明，均为市售。下述实施例中所涉及的控制电路，均为常规控制电路。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，可以时电连接；可以是直接相连，也可以通过其他中间构件间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，应以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
对于术语，参考附图描述的任何功能都可使用软件、固件、硬件(例如，固定逻辑电路)、手动处理或者这些实现的组合来实现。此处所使用的术语“逻辑”、“模块”、“组建”或“功能”一般表示软件、固件、硬件、或这些实现的组合。例如，在软件实现的情况下，术语“逻辑”、“模块”、“组建”或“功能”表示被配置成当在一个或多个处理设备(例如，一个或多个CPU)上执行指定任务的程序代码(或申明性内容)。程序代码可被存储在一个或多个计算机可读介质中。
更一般而言，所示的模块和功能分割成不同单元可以反映这些软件、固件、和/或硬件的实际物理分组和分配，或者可对应于由单个软件程序、固件程序和/或硬件单元执行的不同任务的概念性分配。所示的模块、组件和功能可位于单个位置处，例如，由处理设备以及相关芯片来实现。
基于ZigBee定位和数据传输的应急车道停车自动报警系统，其特征在于：具有不少于一台作定位节点已知位置的主设备1，还具有与该主设备1组网连接作参考节点待定位使用的不少于两台的从设备2。其特征在于：所述主设备1和从设备2沿高速路应急车道3所在侧的外侧护栏4呈线性均匀分布固定安装；(参见图2)所述主设备1和从设备2均安装控制核心板5，并通过控制核心板5连接测距传感器6、声光报警器7、ZigBee模块8、电源控制器10和轮廓灯11；所述电源控制器10均连接太阳能电池板12，并通过太阳能电池板12经电源控制器10连接充电电池13以为设备供电；(参见图1并对比图2)其中，所述主设备1内安装网络模块9，并通过网络模块9通讯连接监控中心。其中，为与现有高速路网路系统布设相适应，优选地：所述网络模块9包括有线网络传输模块或无线网络传输模块。具体地，为有利数据信息向监控中心高效快速地传输，所述无线网络传输模块优选为3G/4G网络模块；后期在5G通讯推广应用的前提下，还可为5G网络模块。所述有线网络传输模块为光纤网络传输模块。具体地，所述控制核心板5的微处理器选用STM32F103或8051等，基于-M0/M0+/M3/M4/M7内核的单片机。
为实现实时、短距离的即刻报警：所述测距传感器6，其输出端连接控制核心板5，并通过控制核心板5的输出端连接声光报警器7，且测距传感器6检测到车辆驶入高速路应急车道3时触发声光报警器7报警。具体地，每台主设备1和从设备2的测距传感器6可分别设置唯一的ID识别号，在发生报警信息后，便于基于ZigBee定位和数据传输技术精确快速定位。再其中，所述ZigBee模块8，用于当声光报警器7报警的同时利用ZigBee定位技术定位违章车辆的具体位置；具体地：所述ZigBee模块8的ZigBee芯片型号为EM357或CC2530,或其它厂商供应的符合ZigBee规范的芯片。
ZigBee定位技术的定位原理在于：(参见图1)包括设置在高速路外侧护栏4呈线性均匀分布固定安装的若干已知位置信息的主设备1，并以主设备1为定位节点；还包括设置在高速路外侧护栏4呈线性均匀分布固定安装的若干与主设备1配合作参考节点的从设备2；如图1所示八个以主设备1为中心，左右对称均匀分布作参考节点安装的从设备2布局。由于每台主设备1和从设备2的测距传感器6分别设置唯一的ID识别号，因此，在发生报警信息后，由发生报警的从设备2向主设备1通过ZigBee模块8传送带ID识别号的从设备2的有效报警信号数据信息；并由作定为节点已知位置的主设备1通过其内的ZigBee模块8和网络模块9由ZigBee网关基站转换信号后连接至监控中心的应用服务器；同样地，所述应用服务器内同样安装ZigBee模块8和网络模块9。由监控中心的应用服务器，根据已知位置并上传数据的主设备1，根据从设备2相对该主设备1的相对位置判断具体报警从设备2的位置信息，监控中心的民警通过应用服务器识别违章占用应急车道3上车辆的具体位置，以迅速出警疏导处理。
上述实施例中，所述测距传感器6包括红外测距传感器、激光测距传感器、超声波测距传感器、毫米波测距传感器中的一种或多种的组合。具体工作原理：当测距传感器6每间隔一段时间接收并检测到的实测距离检测信号小于等于预设值时，设定预设值应与应急车道3的道宽值相等。即当测距传感器6检测的实时距离数据信息小于前述预设值时，即表示有车辆驶入应急车道3，此时测距传感器6传输电信号至控制核心板5并由控制核心板5即刻触发声光报警器7发出声音和闪光结合的报警信号。以提示开车疲惫的司机，有雾看不到护栏驶入应急车道3的司机，夜间行车时光线不足的司机，警示他们已违章进入应急车道3，以示意他们尽快离开；达到控制连接简单、高效、快速的警示报警作用。
上述实施例中，所述网络模块9，用于向监控中心传送基于ZigBee定位技术定位的违章车辆的位置信息。再者，上述实施例中，为有利系统的轮廓灯11在夜晚的自动控制开启，优选地：所述轮廓灯11的输入端设有光敏开关12，并通过光敏开关12连接控制核心板5实现轮廓灯11在晚间的自动开启。
除此之外，所述轮廓灯11还可借助ZigBee模块8组网，通过所述轮廓灯11固连安装ZigBee智能控制开关，以ZigBee协议通讯无线智能控制轮廓灯11的启闭控制。
上述技术方案中，为方便主、从设备在高速路沿线外侧护栏4上的安装，并具美观、照明和夜间提示性，进一步地：所述主设备1和从设备2均为箱体式结构；且其箱体外壳安装轮廓灯11和太阳能电池板12。轮廓灯11的设置用于为晚间光线不足条件下的照明使用，以防司机误入应急车道3。
此外，所述控制核心板5还可连接语音报警器，所述语音报警器用于当应急车道停车时间过长时，即声光报警器7长时间鸣响超过一定设定时间时发出“赶快开走”提示音所用。所述语音报警器的语音芯片为PM5020语音芯片或类似语音模块。
为有利简化系统在高速路沿线的布局安装和组网，并有利ZigBee定位和数据传输技术的快速定位，进一步地，所述主设备1和从设备2之间间隔20-25米均匀安装；与一台已知位置作定位节点的主设备1组网连接作参考节点待定位的若干从设备2以这台主设备1为中心左右对称间隔20-25米等距分布安装(参见图1实施例)。
可见，本发明系统组成的主、从设备结构精简，无需显示屏、无需摄像机辅助直接通过测距传感器6连接控制核心板5触发声光报警器7实现驶入应急车道的违章车辆的自动声光报警，即仅通过声光实现报警警告；系统投入成本更低，更易实现；解决雾天、夜间视线不清环境下的告警问题；本发明通过在主、从设备均设置ZigBee模块8，通过仅给主设备1加设网络模块9，基于ZigBee定位技术实现组网定位，较GPS卫星定位耗电量更小，更节能；本发明太阳能电池板12、充电电池13的设置，解决了设备以及系统长时间在长里程户外高速公路护栏安装使用，如何为该系统提供持久稳定电源供电的技术问题；更节能、更环保；本发明主、从设备组网的定位方式，可在高速路外侧护栏全线布设，车辆应急车道占用违章监控无监控死角。
综上所述，本发明，设备成本投入较摄像机采集车牌号的设备成本投入更低，结构精简，有利设备的小型化设计，传输高效，便捷，快速；易维护；是和推广。此外，基于ZigBee定位技术，即通过若干待定位参考节点和一个已知位置的定位节点与网关组网，借助每个节点之间相互协调通信以实现全部定位报警的应急车道停车自动报警系统，实现短距离、低速率的无线网络通讯；实现低功耗、低成本、高效率的高速公路应急车道自动报警；结合测距传感器6使用，耗能少，以接力的方式通过无线电波将数据从一个节点传到另一个节点，较大功耗的GPS定位，不失为一个低功耗和低成本的无线定位通信系统；且ZigBee定位工作效率同样较为高效。通过提高信道物理品质、信号源密度、环境和算法的准确性，选用合适的定位软件，定位精度可大大提高，具备推广潜力。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。
zigbee定位 八篇：
一种基于ZigBee和GIS的煤矿井下机车定位系统
第一、技术领域
本实用新型涉及矿山安全设备领域，尤其是一种基于ZigBee和GIS的煤矿井下机车定位系统。
第二、背景技术
机车是煤矿生产必不可少的重要设备或运输工具，无论大、中、小煤矿都需要使用机车来运输物料，对一个正常生产的煤矿来说，数量众多的机车分布在井上、井下各个地方，所以机车的使用和管理是一件非常困难的事，尤其是井下机车的管理更为混乱。一般情况下，煤矿都是定期派专人去井上、下各个区域清点机车，以便合理调度使用，避免过多造成积压浪费、过少影响正常运输生产。对煤矿运输部门的管理人员来说，如何准确了解或掌握煤矿地面和井下各处的机车分布，一直没有合理的解决方案。此外，由于煤矿井下环境复杂，目前我国煤矿井下机车超速自动检测系统的研究也只是处于初级阶段。所以，为了加强井下机车的管理，提高车皮周转率，保证运输线的畅通，减少井下因司机超速、违章运行而造成的追尾、轧人等事故的频繁发生，迫切需要建立一套完整的系统，使运输管理人员准确掌握全矿井下机车的分布，从而科学、合理、有效地调度使用。
第三、发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种基于ZigBee和GIS的煤矿井下机车定位系统。采用如下技术方案：本实用新型公开了一种基于ZigBee和GIS的煤矿井下机车定位系统，包括井下射频定位和地面监控室两部分，两者通过以太网进行数据传输。所述井下射频定位包括定位节点、参考节点和检测分站，所述地面监控室主要为PC监控主机。所述定位节点用于计算机车位置坐标、测量机车车速、超速报警，并将机车坐标、机车ID以及机车车速等信息传输给所述检测分站；所述参考节点负责收集自身与所述定位节点之间的RSSI信息，将自身坐标和RSSI值提供给所述定位节点；所述检测分站接受来自所述定位节点的信息通过井下以太环网传输到所述PC监控主机；所述PC监控主机利用GIS定位系统对来自所述检测分站的数据进行分析，实时模拟井下机车运行状况。
基于ZigBee和GIS的煤矿井下机车定位系统，所述定位节点包括ZigBee无线模块，无线模块选用Chipcon公司的CC2431，与所述检测分站完成数据的交换。
基于ZigBee和GIS的煤矿井下机车定位系统，所述定位节点包括机车速度检测电路，速度传感器选用霍尔式速度传感器。
基于ZigBee和GIS的煤矿井下机车定位系统，所述定位节点包括时钟电路，时钟电路选用时钟芯片PCF8563。
基于ZigBee和GIS的煤矿井下机车定位系统，所述定位节点包括液晶显示电路。
基于ZigBee和GIS的煤矿井下机车定位系统，所述定位节点包括声光报警电路。
基于ZigBee和GIS的煤矿井下机车定位系统，所述定位节点包括按键电路。
基于ZigBee和GIS的煤矿井下机车定位系统，所述参考节点包括ZibBee无线模块，无线模块选用Chipcon公司的CC2430，可实现收集自身与所述定位节点之间的RSSI值，并将RSSI值与自身坐标发送给所述定位节点，供所述定位节点计算应用。
基于ZigBee和GIS的煤矿井下机车定位系统，所述检测分站包括ZigBee无线模块，无线模块选用Chipcon公司的CC2430，可实现与所述定位节点完成数据的交换，并将数据经井下环网上传到所述PC监控主机，完成煤矿井下机车的定位。
基于ZigBee和GIS的煤矿井下机车定位系统，所述PC监控主机包括定位模块。
基于ZigBee和GIS的煤矿井下机车定位系统，所述PC监控主机包括地图制作模块。
本实用新型主要针对机车位置这个重要参数，可对分布在井下各个区域的机车进行实时定位，给出机车区域位置，使运输管理人员准确掌握全矿井下机车的分布，能够有效改善井下机车管理混乱的情况，从而科学、合理、有效地调度使用。同时若出现机车超速或障碍现象，能立刻发出声光报警信号提示机车司机注意安全，可大大减少因超速、违章造成的追尾、轧人等安全事故。
附图说明
图1为本实用新型基于ZigBee和GIS的煤矿井下机车定位系统原理框图。
图2为本实用新型的定位节点原理框图。
图3为本实用新型的参考节点原理框图。
图4为本实用新型的检测分站原理框图。
图5为本实用新型基于ZigBee和GIS的煤矿井下机车定位系统软件流程图。
图6为本实用新型的PC监控显示界面。
第四、具体实施方式
以下结合具体实施例，对本实用新型进行详细说明。
如图1所示，基于ZigBee和GIS的煤矿井下机车定位系统分为地面监控室和井下射频定位两部分。地面监控室主要为PC监控主机，井下射频定位主要包括定位节点、参考节点、检测分站。系统中每辆机车上安装一个定位节点，同时对应着唯一ID号；井下矿道每隔30m放置一个参考节点，同时覆盖包括井下巷道的分叉点和拐角点，参考节点的位置坐标已知；检测分站组成ZigBee网络，接受无线数据的传输。当巷道内的移动机车经过或接近放置在井下巷道的参考节点时，利用各个参考节点返回的RSSI值和自身坐标，定位节点计算出自身所属机车的位置，并将数据无线传输给ZigBee网络中的检测分站，检测分站的主机根据自身的IP通过井下以太环网发送数据到地面监控室的PC监控主机。PC监控主机根据该机车原有的区域历史数据会正确判定目前的该机车所处的区域，并实时显示在不同区域内的机车编号及数量，并且对不同类型的车型进行分类，以利于井下机车的调度。
所述的定位节点原理框图如图2所示，其主控芯片采用Chipcon公司的CC2431。CC2431整合了ZigBee射频（RF）前端，内存和微控制器，具有功耗低、集成度高的特点，能够进行鲁棒的无线通信，同时支持2.4GHZ IEEE802.15.4/ZigBee协议。CC2431利用内部的定位引擎，能够根据参考节点提供的固定坐标和RSSI平均值计算出自身的精确位置，将位置坐标与不断检测到的机车号、车速及实时时间显示并上传给检测分站，同时实现对超速判断与报警等功能，同时可以通过键盘设置超速上限。
所述的定位节点中机车速度检测电路选用霍尔式速度传感器测量机车的速度，在机车车轮两侧对称安装两个永久磁体，霍尔传感器安装在靠近车轮的车架上。永久磁体会产生一个磁场，车轮转动时，霍尔传感器每接近磁场一次，就会产生一个脉冲，进而输入到CC2431，CC2431通过存储在自身存储器的轮径等参数进行数据换算，从而计算出机车的行驶速度。
所述的定位节点中时钟电路选用时钟芯片PCF8563来实现，可随时读取实时时间信息，便于井下人员及时观察、了解井下矿车的最新动态，比如几号矿车的车速、所处位置及它的运行轨迹。
所述的定位节点中液晶显示电路需要显示机车位置、速度、时间等信息，由于信息量不大，所以选用金鹏电子有限公司的LCM12864液晶模块。它具有体积小、功耗低、寿命长、超薄、防振等特点，不仅可以显示字符、数字，还可以显示各种图形、曲线及汉字，并且可以实现屏幕上下滚动、动画、闪烁、文本特征显示等功能。
所述的定位节点的测量机车速度的目的是防止车速过快造成意想不到的安全事故。所述的定位节点的超速报警电路包括二极管发光报警和鸣音报警两种方式，在被测机车车速超过预设的报警值时进行报警，提醒机车司机及时减速，防止不良事故发生，从而保障了安全生产。
所述的定位节点中按键电路主要实现时间、日期、机车号、车轮轮径等信息的输入，具有五个按键，分别为向上键、向下键、确定键、取消键和报警按键。数据输入和菜单选择使用前四个按键操作，报警按键单独设置，在紧急情况下可以快速反应。
所述的参考节点原理框图如图3所示，其主控芯片选用Chipcon公司的CC2430，用来实现ZigBee应用的单片RF收发器。CC2430包括上电复位电路、看门狗定时器、掉电检测电路，主要完成为定位节点提供自身坐标和RSSI值。
所述的检测分站原理框图如图4所示，其主控芯片选用Cortex-M3内核的STM32F107，功耗低、成本低，同时支持TCP/IP协议。所述的检测分站构建ZigBee网络，实现无线射频模块各部分的功能测试，接受和发射ZigBee无线信号，同时将接收到的数据通过井下以太环网上传到地面PC监控主机。
所述的检测分站中ZigBee射频收发模块采用Chipcon公司的CC2430，接受来自定位节点的位置、车速等信息，通过串口与主控芯片STM32F107通信。
所述的检测分站中SD卡接口采用STM32F107自身集成的SD卡接口控制器，可以将SD卡的引脚与STM32F107SD卡接口引脚直接相连，用于完成数据存储。
所述的检测分站中以太网模块选用芯片DP83848C，连接到STM32F107的Ethernet MAC接口上。DP83848C是一款鲁棒性好、功能全、功耗低的10/100 Mbps单路物理层（PHY）器件，它支持MII（介质无关接口）和RMII（精简的介质无关接口），同时支持10BASE-T和100BASE-TX以太网外设，对其他标准以太网解决方案有良好的兼容性和通用性。STM32F107通过DP83848C芯片，实现了通过以太网传输数据到PC监控主机的功能。
本实用新型的软件部分采用模块化设计，主要包括机车定位子系统，数据传输子系统、PC监控显示子系统。所述的机车定位子系统根据已知数据库，采用RSSI和三边测距法完成定位程序；所述的数据传输子系统主要包括井下数据传输、地面数据传输两部分；所述的PC监控显示子系统主要包括定位软件和地图制作软件两部分。本实用新型的系统软件流程图如图5所示。
所述的PC监控显示子系统中定位软件主要实现位置信息的获取、显示、存储和其他系统功能，地图制作软件主要用于设计井下运输系统图，方便用户自己设计地图，便于扩展图库。图6所示为PC监控显示界面，它是基于Visual C# 2008开发环境、Access数据库和MapX地图组件开发，具有开发方便，显示直观，运行可靠的优点。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
