一种用于室内密接者精准流调的基站的制作方法

1.本实用新型属于通信技术领域，进一步涉及室内定位技术，具体为一种用于室内密接者精准流调的基站；可在公共的室内区域对密切接触者实现精准流调，用于疫情防控。


背景技术：

2.目前，现有的疫情流调方法主要依靠三大运营商的铁塔通信基站，其定位范围一般在几公里，从而致使经过该铁塔通信基站的人员都被界定为密切接触者或时空伴随者，但实际上，该人员与确诊者的距离相差甚远。从而导致无关人员被强制隔离等，造成极大的社会资源浪费，严重阻滞了经济发展。在常规化疫情防控阶段，如何精准的实现流调显得格外重要。
3.在公开号为cn112669982 a，名称为“一种密切接触者的确定方法”的专利文献中，公开了一种方案去定密切接触者，其中人员a的终端使用蓝牙广播，人员b的终端扫描到周围人员终端，则记录为一类基础数据，此类方法实则是基于网格网络mesh的技术，因网络结构复杂，存在数据收发双向问题，一旦现场人员较多网络传输稳定性得不到足够保障，可能造成真正密切接触者在流调过程中的遗漏。同时，由于方案中使用多传感组成异构网络，需要使用机器学习相关大数据方法，需要大量的样本数据提前训练模型，使得技术实施流程较为复杂。
4.在公开号为cn 112331361 a的专利中使用“基站小区标示”对人员进行模糊定位，并结合聚类等大数据技术实现密接者的流调，但因其是大范围公里级别的模糊定位，因此并不能够实现精确位置信息流调，例如米级别的精确定位流调。公开号为cn 111446006a的专利中，提出了一种比专利cn 112331361 a使用基站小区标示更为精确的方案，其优势在于可用于离线情况，且只需要任意两部终端(例如：手机)即可实现密切接触者信息记录，然而采用无线信号强度rssi模型测距来得到精确位置信息，实现流调，该过程中的信号易受干扰，会产生较大的测距偏差，并不能精确的界定密接距离。


技术实现要素：

5.本实用新型目的在于针对以上现有技术的不足，提供一种用于室内密接者精准流调的基站。为了在室内公共区域实现密接者的精准流调，基站核心模块采用无线信号到达角度aoa(angle of arrival)实现对人员的精确定位，即通过测试信号的相位差实现米级精准定位，从而在流调时，能够准确的筛选出密接者。
6.为实现上述目的，本实用新型提供一种用于室内密接者精准流调的基站，其特征在于，包括：电源模块、flash存储模块、网络模块、核心定位模块以及圆形天线阵列模块；
7.所述电源模块，通过通用接口gpio与核心定位模块单向连接，用于为整个基站提供电能；
8.所述flash存储模块，通过高速串行接口spi与核心定位模块双向连接，用于存储接触信息，需要流调时可获取该模块存储的信息数据；
9.所述网络模块，与核心定位模块双向连接，用于将接触信息发送到云平台，方便后续流调使用；
10.所述核心定位模块，采用无线信号到达角度aoa实现亚米级定位；
11.所述圆形天线阵列模块，用于感知信号到达的相位，并将相位通过天线接口ipx传输给核心定位模块。
12.本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
13.第一、由于本实用新型在基站内部引入了aoa定位技术，即设置了基于相位差的无线信号到达角度aoa核心定位模块，从而能够以基站自身为坐标系，无需建立整个场所的坐标系即可实现精准定位，有效减少了实际应用中施工安装基站的工作量，提高了便捷性。
14.第二、在本实用新型中，由于采用了至少4条圆形天线构建的圆形天线阵列模块，因此结构相对较大，其可较为容易的融合天线比较小的超高频，从而融入超宽带实现定位；现有大部分手机已逐步支持超宽带通信，因此该设计在一定程度上进一步提高了流调精度。
15.第三、在进行室内密接人员流调时，使用本实用新型基站产品，终端采用手机即可实现人员精准定位，无需引入额外的硬件设备；若在特殊场景下，如集中隔离管控时，亦可为人员配备特定低成本硬件终端，例如手环终端，通过本实用新型产品来对其进行定位；便于快速推广使用。
附图说明
16.图1为本实用新型的内部结构框图；
17.图2为利用本实用新型实现室内密接者精准定位的过程示意图；
18.图3为使用本实用新型对室内密接者精准流调的应用框架示意图；
19.图4为基于相位差的aoa定位原理示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图对本实用新型的做进一步的描述。
21.实施例一：
22.参照图1，本实用新型的内部结构框图，对本实用新型提供的一种用于室内密接者精准流调的基站的具体结构进行描述：
23.本实用新型提供的一种用于室内密接者精准流调的基站，其特征在于，包括：
24.电源模块、flash存储模块、有线网络模块、无线网络模块、核心定位模块以及圆形天线阵列模块；在本实施例应用场景中，终端均采用无线信号广播方式；
25.所述电源模块，通过通用接口gpio与核心定位模块单向连接，用于为整个基站提供电能；
26.所述flash存储模块，通过高速串行接口spi与核心定位模块双向连接，用于存储接触信息，即社交距离小于2米的人员信息及其接触时长，需要流调时可获取该模块存储的信息数据；
27.所述有线网络模块和无线网络模块，分别通过一个串行接口uart与核心定位模块双向连接，均用于将接触信息发送到云平台，方便后续流调使用；
28.所述核心定位模块，采用无线信号到达角度aoa实现亚米级定位；该模块仅接收终端的广播信号，相当于单向传输，用于防止信号碰撞造成的不稳定情况；算法采用基于相位差的无线信号到达角度aoa定位技术，其定位原理在后面的实施例三中做进一步描述。
29.所述圆形天线阵列模块，至少包括4条圆形天线，用于感知信号到达的相位，并将相位通过天线接口ipx传输给核心定位模块。考虑到结构空间的均匀性，优选的将圆形天线阵列模块设置为9条圆形天线，保证最佳效果。本实施例采用蓝牙2.4ghz的9天线阵列，结构相对较大，产品尺寸大概12cm，能够较为容易的融合天线比较小的超高频，如3.9ghz天线，从而进一步提高流调精度。
30.实施例二：参照图2、图3，对使用本实用新型基站产品进行室内密接者定位的具体过程做进一步描述。
31.图3中c2圆表示公共区域，例如：商场、医院等。t表示人员，人员佩戴终端(例如：手机、特定穿戴设备等)周期性的发送t的自身识别信息，c1圆装置使用天线阵列的方式解调出t的相位信息，从而c1圆装置计算出t在公共区域的精确位置(精度达亚米级别)，c1圆装置采用网络通信技术(例如wi-fi、5g、4g等)将t的识别信息等位置信息发送到云端存储，需要流调时可方便高效的从云端拉取。
32.使用本实用新型基站产品进行室内密接者定位，实现步骤如下：
33.步骤1：人员进入公共区域；
34.步骤2：人员使用终端设备扫描“密接码”进行快速登记；这里的“密接码”是公共区域所在场所自行设置的一个场所码，用于记录个人信息，进入该场所后扫码即可启动广播；
35.步骤3：终端通过广播形式向基站发送定位信号；
36.步骤4：基站接收定位信号，核心定位模块采用aoa算法对终端设备进行定位，即确定人员所处具体位置；终端周期性的广播蓝牙信号，基站的天线阵列依次循环获取蓝牙信号的相位，核心定位模块根据圆形天线阵列模块中每个天线的不同相位计算角度，再计算终端相对于基站的xy坐标位置；
37.步骤5：基站将坐标位置信息存储至云端服务器：
38.核心定位模块将计算的坐标位置信息实时通过串口uart发送给网络模块，即有线网络模块和无线网络模块，网络模块将其转发到云平台存储；将计算的坐标位置根据需要通过高速串行接口存储到flash存储模块，需要流调时可获取该模块存储的信息数据；
39.步骤6：判断人员是否在室内，若是，返回步骤3，反之，定位结束。
40.实施例三：
41.参照图3和图4，本实用新型基站产品中核心定位模块的定位原理如下：
42.因标签处在空间某一位置，必定引起两天线接收的来波存在距离差
δ
l，它与相位差差存在如下关系：
[0043][0044]
由于标签到基站的距离r远大于天线阵列的距离d，因此最大的距离差即为天线阵列的天线距离d。定义θ角为来波与两天线阵列的夹角，存在如下关系：
[0045]
[0046]
本实施例优选取根据经验二分之一波长时效果最好，则：
[0047][0048]
如图3所示，不同天线在同一时间接收到的信号的相位有一定差异,设圆心处的天线与圆周上的天线组成单位向量μi(i＝1,2...8)，圆心与测试点t组成的向量r，定义向量r与x轴的夹角为β
x
，与y轴的夹角为βy，则一定满足如下条件：
[0049][0050]
最终测试点坐标为：
[0051][0052]
xy即为公共区域的人员位置信息。
[0053]
本实用新型产品已经过游乐场亲子定位项目实践，稳定性、可靠性均已验证。
[0054]
本实用新型未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。
[0055]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本

技术实现要素：
和原理后，都可能在不背离本实用新型原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修正和改变，但是这些基于本实用新型思想的修正和改变仍在本实用新型的权利要求保护范围之内。