СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ РАДИОЧАСТОТНЫХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ И ОТРАЖАТЕЛЕЙ

Полезная модель относится к системам обеспечения определения местоположения радиочастотных излучателей и отражателей.
Известно, что для определения местоположения клиентских мобильных устройств в закрытых помещениях все чаще используется анализ мощностей принимаемых сигналов от нескольких радио излучателей. Распространены два подхода вычисления местоположения: в первом подходе по падению уровня мощности сигнала вычисляется удаленность от нескольких излучателей, затем производится триангуляция, во втором подходе используется заранее построенная карта мощности излучения (Radiomap), и на карте происходит поиск точки, мощности сигналов в которой наиболее совпадают с измеренными мощностями. Вычисление местоположения может производиться, как на мобильном устройстве, так и на удаленном сервере, куда мобильное устройство отправляет измеренные мощности сигналов, например, с помощью мобильной интернет связи. Также, возможно использование значений мощностей сигналов, полученных от мобильного устройства и измеренных на точках доступа или сотовых вышках.
Кроме этого для определения местоположения клиентских мобильных устройств (патент US 6477379 приоритет 28.10.1998) или RFID-отражателей (патент US 7148801 приоритет 27.08.2008) используется анализ временных зависимостей (времени прибытия) принимаемых сигналов от нескольких радио излучателей или отражателей.
В закрытых помещениях наиболее часто применяется анализ сигналов от устройств типа «точка доступа», работающих на стандарте связи Wi-Fi, так же возможно использование сигналов от излучателей, работающих на стандартах Zigbee, Bluetooth, GSM, CDMA и прочих стандартах беспроводной связи. Каждое из этих устройств («точка доступа») содержит в себе микроконтроллер или микропроцессор, оперативную память и соответствующие радиочастотные модули, которые, как правило, включают в себя микроконтроллер. Устройства «точка доступа» подключаются с помощью кабелей обеспечивающих соединение LAN к локальным сетям или к сети интернет. При этом в устройстве «точка доступа» установлена и выполняется программа для управления и работы с радиочастотными модулями (драйвер), для предоставления сервисов и для управления самой «точкой доступа» по сети.
Недостатком этих методов является то, что устройства типа «точка доступа» предоставляются в готовом виде и не предусматривают возможности обновления установленного программного обеспечения, добавления радиочастотных модулей или замены этих модулей на радиочастотные модули более нового поколения или другого стандарта. При разворачивании сети из таких устройств, для обеспечения определенного уровня сигнала на сколь-нибудь большой территории, расходы возрастают кратно количеству применяемых устройств.
Существуют радиочастотные модули обеспечивающие соединение компьютера с мобильным коммуникационным устройством по протоколу WI-FI или Bluetooth, которые подключаются к персональному компьютеру через USB порт. Для работы с такими устройствами на компьютер устанавливается специальное программное обеспечение (драйвер). При этом компьютер с таким модулем может использоваться в качестве устройства типа «точка доступа» для обеспечения доступа мобильного коммуникационного устройства в Интернет или локальную сеть.
Недостатком такого устройства с точки зрения создания сети «точек доступа» для обеспечения определенного уровня сигнала на большой территории, является высокая стоимость компьютера с модулем.
Технические задачи, на решение которых направлена полезная модель являются снижение стоимости развертывания сети обеспечивающей измерение мощностей или временных характеристик сигналов, принимаемых от мобильных устройств и излучение сигналов, для последующего измерения их мощностей или временных характеристик на клиентских мобильных устройствах, а также возможность оперативной замены излучающих модулей и обновления программного обеспечения. Целью измерения мощностей или временных характеристик сигналов является их последующий анализ для вычисления местоположения мобильных устройств.
Техническая задача решается тем, что для создания сети используется один компьютер, к которому с помощью системы кабелей обеспечивающих соединение LAN и маршрутизаторов, подключается несколько устройств взаимопреобразующих сигналы USB и LAN, к которым, напрямую или через устройства для разделения USB сигнала (типа USB - хаб) и пассивные или активные USB удлинители присоединяются радиочастотные USB-модули, обеспечивающие соединение по протоколу WI-FI, Zigbee, Bluetooth, GSM, CDMA, UMTS, или обеспечивающие сканирование RFID меток. Вместо соединения LAN при использовании протокола соединения с мобильными устройствами Bluetooth может использоваться соединение WLAN.
Предложенное устройство реализуется следующим образом: используется один компьютер, на который устанавливается специальное программное обеспечение, позволяющее по локальной сети управлять USB-устройствами, подключаемыми к LAN порту компьютера через устройства взаимопреобразующие сигналы USB и сетевых коммуникаций. При этом появляется возможность удаленного от компьютера расположения и управления радиочастотными модулями, обеспечивающими соединение по протоколу WI-FI, Zigbee, Bluetooth, GSM, CDMA, UMTS, или обеспечивающие сканирование RFID меток. При использовании комбинации из нескольких таких преобразующих устройств и устройств для разделения USB сигнала (типа USB - хаб) появляется возможность построения сети из большого числа управляемых компьютером USB выходов, присоединенных к одному компьютеру, к которым, в свою очередь, могут подключаться радиочастотные модули нужного типа или комбинация модулей различного типа, обеспечивая требуемый уровень сигнала или сигналов на интересующей территории. Вместо соединения LAN при использовании протокола соединения с мобильными устройствами Bluetooth может использоваться соединение WLAN.
За счет того, что устройства взаимопреобразующие сигналы USB и сетевых коммуникаций и устройства для разделения USB сигнала (типа USB - хаб) вместе с соединяющими их кабелями LAN и USB-удлинителями вместе с радиочастотными модулями стоят существенно меньше, чем соответствующие «точки доступа» в таком же количестве, обеспечивается существенная экономия при развертывании сети. Кроме того, появляется возможность достаточно легкого изменения конфигурации созданной сети за счет замены радиочастотных модулей, а также возможность простого обновления программного обеспечения, которое меняется только на компьютере.
При этом формируется система радиочастотных USB-модулей для определения местоположения пользователя в закрытых помещениях. Для обеспечения более широкой поддержки мобильных телефонов и более точного определения местоположения в закрытых помещениях предпочтительно использовать сеть Bluetooth USB-модулей. Кроме того, с помощью предлагаемой системы возможно в будущем без изменения топологии сети и без необходимости замены вычислительных устройств с малыми затратами добавить считыватели системы радиочастотной идентификации (RFID) подключенные по USB и обеспечить покупателям определение местоположения и поиск товаров в больших торговых центрах и продуктовых магазинах.