本实用新型涉及定位技术领域，具体是一种基于lora的安全帽定位系统。
背景技术：
目前安全帽的定位主要分为两类，一类是安全帽中使用gps等定位模块，然后通过物联网络或者运营商网络将定位数据传输到服务器中，另外一类是基于无线信号的定位方法，主要有信号到达时间(toa)，信号到达时间差(tdoa)，信号到达角度(aoa)以及接收信号强度(rssi)等方法。基于lora的无线信号定位方法中，需要至少3个固定的网关作为基准点，然后通过不同的方法对安全帽进行定位；
现有技术的缺陷和不足：使用gps等定位方式，然后通过lora传输，单独的定位模块导致安全帽模块成本高、功耗高；目前基于lora的无线信号定位系统，三个固定的网关使用的是相同的网关，成本高；数据通过不同的网关分别传输到云服务器上，由云服务器进行计算，数据流量和服务器计算负载大，无法实现边缘计算；网关扩展性不高，增加安全帽数目只能更换更高级的网关，
所以，人们需要一种基于lora的安全帽定位系统来解决上述问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种基于lora的安全帽定位系统，以解决现有技术中提出的的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于lora的安全帽定位系统，其特征在于：包括安全帽模块、主锚点模块和次锚点模块，所述安全帽模块的输出端连接主锚点模块的输入端和次锚点模块的输入端，所述主锚点模块的输出端连接云服务器的输入端，所述安全帽模块包括射频发送单元、mcu处理器和供电单元，所述次锚点模块包括第一定位单元、第一集中器单元、第一射频发送单元、第一射频接收单元和第一供电单元，所述主锚点模块包括第二定位单元、第二集中器单元、中心处理器单元、第二射频接收单元、第二射频发送单元和第二供电单元；
所述安全模块负责发出定位数据包，所述主锚点模块负责接收定位数据包，并且对定位数据进行边缘计算，再将边缘计算的结果传输到云服务器中，所述次锚点模块负责接收定位数据包；系统支持基于lora的无线信号定位技术，安全帽模块发出的定位数据包由主锚点模块和次锚点模块同时接收，数据汇总到主锚点模块后，主锚点模块对定位数据进行边缘计算，然后将定位结果传输到云服务器中。
优选的，所述射频发送单元与mcu处理器、第一射频接收单元和第二射频接收单元连接，所述mcu处理器和所述供电单元连接，所述第一定位单元与第一集中器单元连接，所述第一集中器单元与第一射频发送单元、第一射频接收单元和第一供电单元连接，所述第一射频发送单元与第二射频接收单元连接，所述第二射频发送单元与第一射频接收单元连接，所述第二定位单元与集中器单元连接，所述集中器单元与中心处理器单元连接，所述中心处理器单元与第二射频接收单元、第二射频发送单元和第二供电单元连接；
定位单元包括第一定位单元和第二定位单元，所述定位单元由atgm336h-5n芯片组成，负责获取次锚点模块的gps定位数据，并通过gps的秒脉冲同步不同锚点的时钟。
所述mcu处理器是使用stm8l152低功耗处理器，负责整个系统的数据采集、数据处理、时序控制功能。
优选的，所述mcu处理器的电路元件包括电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、发光二极管d1、发光二极管d2、发光二极管d3、发光二极管d4、发光二极管d5、开关sw1、开关sw2、电容c9、电容c10、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、晶振x1、晶振x2、芯片u1、插接件h3、插接件h4、插接件h5和插接件h7，所述电阻r6的第一端与电阻r7的第一端、电阻r8的第一端、电阻r9的第一端、电阻r10的第一端和地电性连接，所述电阻r6的第二端与发光二极管d1的负极电性连接，所述发光二极管d1的正极与芯片u1的第19引脚电性连接，所述电阻r7的第二端与发光二极管d2的负极电性连接，所述发光二极管d2的正极与芯片u1的第20引脚电性连接，所述电阻r8的第二端与发光二极管d3的负极电性连接，所述发光二极管d3的正极与芯片u1的第18引脚电性连接，电阻r9的第二端与发光二极管d4的负极电性连接，所述发光二极管d4的正极与芯片u1的第9引脚电性连接，电阻r10的第二端与发光二极管d5的负极电性连接，所述发光二极管d5的正极与芯片u1的第10引脚电性连接，所述开关sw1的第一端与开关sw2的第一端、电容c9的第二端、电容c10的第二端和地电性连接，所述开关sw1的第二端与电容c10的第一端和芯片u1的第25引脚电性连接，所述开关sw2的第二端与电容c9的第一端和芯片u1的第26引脚电性连接，所述电容c9和电容c10的第二端与地电性连接；所述电容c1的第一端和电容c2的第一端与地电性连接，所述电容c1的第二端与晶振x1的第一端和芯片u1的第30引脚电性连接，所述电容c2的第二端与晶振x1的第二端和芯片u1的第31引脚电性连接；所述电容c3的第一端和电容c4的第一端与地电性连接，所述电容c3的第二端与晶振x2的第一端和芯片u1的第2引脚电性连接，所述电容c4的第二端与晶振x2的第二端和芯片u1的第3引脚电性连接；所述插接件h3的第1引脚、第2引脚和第3引脚与地连接；所述插接件h4的第1引脚、第2引脚和第3引脚与芯片p2的第2引脚和第3引脚连接；所述插接件h5的第1引脚、第2引脚和第3引脚与芯片u1的第8引脚连接；所述插接件h7的第1引脚与芯片u1的第一引脚电性连接，所述插接件h7的第2引脚与芯片u1的第三十二引脚电性连接，所述插接件h7的第3引脚与地电性连接。
优选的，所述供电单元的电路元件包括：芯片p2、电阻r1、电阻r2、电容c5和电容c6，所述芯片p2的第6引脚与电阻r1的第一端、电容c5的第二端、电容c6的第一端、芯片u2的第3引脚和芯片u1的第8引脚电性连接，所述芯片p2的第7引脚与电阻r1的第二端、电阻r2的第二端和电容c5的第一端电性连接，所述电阻r2的第一端与芯片p2的第8引脚、电容c6的第二端和地电性连接；
所述供电单元负责系统的稳压，输出3.3v电压，给集中器单元、射频发送单元、射频接收单元以及定位单元供电。
优选的，所述射频发送单元的电路元件包括芯片u2、插接件p3、所述芯片u2的第1引脚与插接件p3的第一引脚电性连接，所述芯片u2的第2引脚与地电性连接，所述芯片u2的第4引脚与芯片u1的第6引脚电性连接，所述芯片u2的第5引脚与芯片u1的第24引脚电性连接，所述芯片u2的第6引脚与芯片u1的第5引脚电性连接，芯片u2的第12引脚与芯片u1的第18引脚电性连接，芯片u2的第13引脚与芯片u1的第20引脚电性连接，芯片u2的第14引脚与芯片u1的第19引脚电性连接，芯片u2的第15引脚与芯片u1的第17引脚电性连接，所述芯片u2的第9引脚和第16引脚与地电性连接；
所述射频发送单元使用物联网自组网数据收发模块，通过spi接口与mcu处理器连接，负责定位数据包的发送。
优选的，所述主锚点模块还包括集中器单元接口p1，所述第一供电单元的电路元件包括芯片u2、电容c1、电容c2、电容c3、电阻r1、电感l1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r17、电容c4、电容c5和发光二极管d1，所述芯片u2的第一引脚、第二引脚、第三引脚与电感l1的第一端电性连接，所述电感l1的第二端与芯片u2的第14引脚、电阻r2的第一端、电容c4的第一端、电阻r17的第一端、电容c5的第一端、发光二极管d1的正极电性连接，所述电容c4的第二端与芯片u2的第五引脚、电阻r17的第二端、电阻r3的第一端电性连接，所述电阻r3的第二端与电容c5的第二端、电阻r4的第二端和地电性连接，所述发光二极管的负极与电阻r4的第一端电性连接；所述集中器单元接口p1为主锚点模块和次锚点模块通用，所述第二供电单元的电路和第一供电单元相同。
优选的，所述第一定位单元的电路元件包括插接件p3、电感l2、芯片u3、电阻r5、电阻r6、插接件p4、电阻r7和发光二极管d2，所述芯片u3的第二引脚与电阻r6的第一端电性连接，所述电阻r6的第二端与集中器单元接口p2的第61引脚电性连接，所述芯片u3的第三引脚与电阻r5的第一端电性连接，所述芯片u3的第四引脚与二极管d2的负极电性连接，所述二极管d2的正极与电阻r7的第一端电性连接，所述电阻r7的第二端与芯片u4的第十一引脚电性连接，所述插接件p3的第一端接地，所述插接件p3的第二端与电感l2的第一端和芯片u3的第11引脚电性连接，所述电感l2的第二端与芯片u3的第十五引脚电性连接；所述第二定位单元和第一定位单元电路相同；
集中器单元由5ceba2fpga芯片组成，负责将多个射频发送单元和多个射频接收单元进行集中调度，并处理安全帽的定位数据包，得到定位数据包信号的到达时间以及信号强度等数据。
优选的，所述第一射频发送单元的电路元件包括芯片u4、插接件p5、插接件p6，所述芯片u4的第一引脚、第九引脚、第十引脚、第二十引脚、第二十一引脚和第二十二引脚接地，所述芯片u4的第二引脚与插接件p5的第四引脚电性连接，所述芯片u4的第三引脚与插接件p5的第三引脚电性连接，所述芯片u4的第四引脚与插接件p5的第二引脚电性连接，所述芯片u4的第五引脚与插接件p5的第一引脚电性连接，所述芯片u4的第十九引脚与插接件p6的的第一引脚电性连接，所述插接件p6第二引脚接地；所述第一射频接收电路包括芯片u5、插接件p7和插接件p8，所述芯片u5的第二引脚与插接件p7的第四引脚电性连接，所述芯片u5的第三引脚与插接件p7的第三引脚电性连接，所述芯片u5的第四引脚与插接件p7的第二引脚电性连接，所述芯片u5的第五引脚与插接件p7的第一引脚电性连接，所述芯片u5的第十九引脚与插接件p8的的第一引脚电性连接，所述插接件p8第二引脚接地；所述第二射频发送单元和第一射频发送单元相同，所述第二射频接收单元与第一射频接收单元相同；
射频发送单元包括第一射频发送单元和第二射频发送单元，所述射频发送单元由sx1278芯片组成，通过无线射频将数据上传到主锚点；射频接收单元包括第一射频接收单元和第二射频接收单元，所述射频接收单元由sx1278芯片组成，负责接收安全帽模块的定位数据包以及主锚点的下行控制指令。
优选的，所述第一供电单元包括芯片u7、电容r13、电容c8、电容c9、电容c10、电感l3、电阻r14、电容c11、电阻r15、电阻r16、电容c12、电阻r1和发光二极管d5，所述芯片u7的第十一引脚与第十二引脚与电容c8的第一端、电容c9的第一端、电阻r13的第一端和芯片u7的第十引脚电性连接，所述电容c8的第二端与电容c9的第二端、电容c10的第一端和地电性连接，所述电容c10的第二端与芯片u7的第九引脚电性连接，所述电阻r13的第二端与芯片u7的第九引脚电性连接，所述芯片u7的第一引脚、第二引脚和第三引脚与电感l3的第一端电性连接，所述电感l3的第二端与芯片u7的第14引脚、电阻r14的第一端、电容c11的第一端、电阻r15的第一端、电容c12的第一端和发光二极管d5的正极电性连接，所述电阻r14的第二端与芯片u7的第四引脚电性连接，所述电容c11的第二端与电阻r15的第二端、电阻r16的第一端电性连接，所述电阻r16的第二端与电容c12的第二端、电阻r17的第二端和地电性连接，所述电阻r17的第一端与发光二极管d5的负极电性连接；
供电单元包括第一供电单元和第二供电单元，负责系统的稳压，输出3.3v电压，给mcu处理器和射频发送单元供电。
优选的，供电单元输入电路包括电阻r18、开关sw2、电容e1、电容e2和插座coni，所述插座coni的第零引脚和第二引脚接地，所述插座coni的第一引脚与电阻r18的第一端电性连接，所述电阻r18的第二端与开关sw2的第一端电性连接，所述开关sw2的第二端与电容e1的第一端、电容e2的第一端电性连接，所述电容e1的第二端和电容e2的第二端与地电性连接；所述供电单元输入电路可以应用于主锚点模块和次锚点模块。
优选的，所述中心处理器单元包括芯片p9、芯片p10、芯片p11、芯片r1、开关sw1、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、发光二极管d3、发光二极管d4、电容c6、电容c7、电阻r12和usb接口01，所述芯片p9的第六引脚、第九引脚、第十四引脚和第二十引脚接地，所述芯片p9的第二引脚和第四引脚与芯片p10的第一引脚电性连接，所述芯片p10的第十二引脚与地电性连接，所述电阻r10的第一端与电阻r11的第一端电性连接，所述电阻r10的第二端与发光二极管d3的正极电性连接，所述电阻r11的第二端与发光二极管d4的正极电性连接，所述电阻r12的第二端与usb接口01的第一端电性连接，所述usb接口01的第二端与电容c6的第二端电性连接，所述usb接口01的第三端与电容c7的第二端电性连接，所述usb接口01的第四端与地电性连接；
所述中心处理器单元由allwinner-h3芯片以及ap6212wifi芯片组成，负责整个系统的调度控制，数据处理，数据保存，数据上传等功能。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、系统定位采用基于无线信号的定位方法，没有单独的定位模块，降低安全帽模块的成本和功耗；
2、系统使用一个主锚点模块作为定位锚点和网关的功能，多个次锚点模块作为定位锚点功能，成本低；
3、主锚点模块具有网关功能，数据先汇总到主锚点模块，边缘计算后，将最终定位结果传输给云服务器，降低数据传输量和云服务器的计算负载；
4、主锚点模块和次锚点模块加入基于fpga的集中器单元，具有足够的gpio引脚余量，后期扩展安全帽单元数目时，无需更改主锚点模块和次锚点模块的主体设计，只需要增加相应的射频发送单元和射频接收单元，系统扩展性好。
附图说明
图1为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统的模块连接关系结构示意图；
图2为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统的主锚点、次锚点和安全帽结构示意图；
图3为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统集中器单元接口p1的结构示意图；
图4为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统集中器单元接口p2的结构示意图；
图5为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统的供电单元结构示意图；
图6为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统的定位单元结构示意图；
图7为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统的射频发送单元结构示意图；
图8为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统的射频接收单元结构示意图；
图9为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统的芯片p9结构示意图；
图10为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统的芯片p10结构示意图；
图11为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统的中心处理器单元芯片p11结构示意图；
图12为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统的中心处理器单元芯片r11结构示意图；
图13为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统的中心处理器单元电路之一结构示意图；
图14为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统的中心处理器单元电路之二结构示意图；
图15为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统的中心处理器单元电路之三结构示意图；
图16为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统的中心处理器单元电路的usb接口01结构示意图；
图17为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统的供电单元输入电路结构示意图；
图18为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统的供电单元结构示意图；
图19为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统的mcu处理器之一结构示意图；
图20为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统的mcu处理器之二结构示意图；
图21为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统的mcu处理器之三结构示意图；
图22为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统的mcu处理器之四结构示意图；
图23为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统的mcu处理器中芯片u1结构示意图；
图24为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统的接插件h4结构示意图；
图25为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统的接插件h5结构示意图；
图26为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统的接插件h3结构示意图；
图27为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统的接插件h7结构示意图；
图28为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统的供电单元结构示意图；
图29为本实用新型一种基于lora的安全帽定位系统的射频发送单元结构示意图。
具体实施方式
实施例：如图1-29所示，本实用新型提供一种基于lora的安全帽定位系统技术方案，一种基于lora的安全帽定位系统，其特征在于：包括安全帽模块、主锚点模块和次锚点模块，安全帽模块的输出端连接主锚点模块的输入端和次锚点模块的输入端，主锚点模块的输出端连接云服务器的输入端，安全帽模块包括射频发送单元、mcu处理器和供电单元，次锚点模块包括第一定位单元、第一集中器单元、第一射频发送单元、第一射频接收单元和第一供电单元，主锚点模块包括第二定位单元、第二集中器单元、中心处理器单元、第二射频接收单元、第二射频发送单元和第二供电单元；
安全模块负责发出定位数据包，主锚点模块负责接收定位数据包，并且对定位数据进行边缘计算，再将边缘计算的结果传输到云服务器中，次锚点模块负责接收定位数据包；系统支持基于lora的无线信号定位技术，安全帽模块发出的定位数据包由主锚点模块和次锚点模块同时接收，数据汇总到主锚点模块后，主锚点模块对定位数据进行边缘计算，然后将定位结果传输到云服务器中。
射频发送单元与mcu处理器、第一射频接收单元和第二射频接收单元连接，mcu处理器和供电单元连接，第一定位单元与第一集中器单元连接，第一集中器单元与第一射频发送单元、第一射频接收单元和第一供电单元连接，第一射频发送单元与第二射频接收单元连接，第二射频发送单元与第一射频接收单元连接，第二定位单元与集中器单元连接，集中器单元与中心处理器单元连接，中心处理器单元与第二射频接收单元、第二射频发送单元和第二供电单元连接；
定位单元包括第一定位单元和第二定位单元，定位单元由atgm336h-5n芯片组成，负责获取次锚点模块的gps定位数据，并通过gps的秒脉冲同步不同锚点的时钟。
mcu处理器是使用stm8l152低功耗处理器，负责整个系统的数据采集、数据处理、时序控制功能。
mcu处理器的电路元件包括电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、发光二极管d1、发光二极管d2、发光二极管d3、发光二极管d4、发光二极管d5、开关sw1、开关sw2、电容c9、电容c10、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、晶振x1、晶振x2、芯片u1、插接件h3、插接件h4、插接件h5和插接件h7，电阻r6的第一端与电阻r7的第一端、电阻r8的第一端、电阻r9的第一端、电阻r10的第一端和地电性连接，电阻r6的第二端与发光二极管d1的负极电性连接，发光二极管d1的正极与芯片u1的第19引脚电性连接，电阻r7的第二端与发光二极管d2的负极电性连接，发光二极管d2的正极与芯片u1的第20引脚电性连接，电阻r8的第二端与发光二极管d3的负极电性连接，发光二极管d3的正极与芯片u1的第18引脚电性连接，电阻r9的第二端与发光二极管d4的负极电性连接，发光二极管d4的正极与芯片u1的第9引脚电性连接，电阻r10的第二端与发光二极管d5的负极电性连接，发光二极管d5的正极与芯片u1的第10引脚电性连接，开关sw1的第一端与开关sw2的第一端、电容c9的第二端、电容c10的第二端和地电性连接，开关sw1的第二端与电容c10的第一端和芯片u1的第25引脚电性连接，开关sw2的第二端与电容c9的第一端和芯片u1的第26引脚电性连接，电容c9和电容c10的第二端与地电性连接；电容c1的第一端和电容c2的第一端与地电性连接，电容c1的第二端与晶振x1的第一端和芯片u1的第30引脚电性连接，电容c2的第二端与晶振x1的第二端和芯片u1的第31引脚电性连接；电容c3的第一端和电容c4的第一端与地电性连接，电容c3的第二端与晶振x2的第一端和芯片u1的第2引脚电性连接，电容c4的第二端与晶振x2的第二端和芯片u1的第3引脚电性连接；插接件h3的第1引脚、第2引脚和第3引脚与地连接；插接件h4的第1引脚、第2引脚和第3引脚与芯片p2的第2引脚和第3引脚连接；插接件h5的第1引脚、第2引脚和第3引脚与芯片u1的第8引脚连接；插接件h7的第1引脚与芯片u1的第一引脚电性连接，插接件h7的第2引脚与芯片u1的第三十二引脚电性连接，插接件h7的第3引脚与地电性连接。
供电单元的电路元件包括：芯片p2、电阻r1、电阻r2、电容c5和电容c6，芯片p2的第6引脚与电阻r1的第一端、电容c5的第二端、电容c6的第一端、芯片u2的第3引脚和芯片u1的第8引脚电性连接，芯片p2的第7引脚与电阻r1的第二端、电阻r2的第二端和电容c5的第一端电性连接，电阻r2的第一端与芯片p2的第8引脚、电容c6的第二端和地电性连接；
供电单元负责系统的稳压，输出3.3v电压，给集中器单元、射频发送单元、射频接收单元以及定位单元供电。
射频发送单元的电路元件包括芯片u2、插接件p3、芯片u2的第1引脚与插接件p3的第一引脚电性连接，芯片u2的第2引脚与地电性连接，芯片u2的第4引脚与芯片u1的第6引脚电性连接，芯片u2的第5引脚与芯片u1的第24引脚电性连接，芯片u2的第6引脚与芯片u1的第5引脚电性连接，芯片u2的第12引脚与芯片u1的第18引脚电性连接，芯片u2的第13引脚与芯片u1的第20引脚电性连接，芯片u2的第14引脚与芯片u1的第19引脚电性连接，芯片u2的第15引脚与芯片u1的第17引脚电性连接，芯片u2的第9引脚和第16引脚与地电性连接；
射频发送单元使用物联网自组网数据收发模块，通过spi接口与mcu处理器连接，负责定位数据包的发送。
主锚点模块还包括集中器单元接口p1，第一供电单元的电路元件包括芯片u2、电容c1、电容c2、电容c3、电阻r1、电感l1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r17、电容c4、电容c5和发光二极管d1，芯片u2的第一引脚、第二引脚、第三引脚与电感l1的第一端电性连接，电感l1的第二端与芯片u2的第14引脚、电阻r2的第一端、电容c4的第一端、电阻r17的第一端、电容c5的第一端、发光二极管d1的正极电性连接，电容c4的第二端与芯片u2的第五引脚、电阻r17的第二端、电阻r3的第一端电性连接，电阻r3的第二端与电容c5的第二端、电阻r4的第二端和地电性连接，发光二极管的负极与电阻r4的第一端电性连接；集中器单元接口p1为主锚点模块和次锚点模块通用，第二供电单元的电路和第一供电单元相同。
第一定位单元的电路元件包括插接件p3、电感l2、芯片u3、电阻r5、电阻r6、插接件p4、电阻r7和发光二极管d2，芯片u3的第二引脚与电阻r6的第一端电性连接，电阻r6的第二端与集中器单元接口p2的第61引脚电性连接，芯片u3的第三引脚与电阻r5的第一端电性连接，芯片u3的第四引脚与二极管d2的负极电性连接，二极管d2的正极与电阻r7的第一端电性连接，电阻r7的第二端与芯片u4的第十一引脚电性连接，插接件p3的第一端接地，插接件p3的第二端与电感l2的第一端和芯片u3的第11引脚电性连接，电感l2的第二端与芯片u3的第十五引脚电性连接；第二定位单元和第一定位单元电路相同；
集中器单元由5ceba2fpga芯片组成，负责将多个射频发送单元和多个射频接收单元进行集中调度，并处理安全帽的定位数据包，得到定位数据包信号的到达时间以及信号强度等数据。
第一射频发送单元的电路元件包括芯片u4、插接件p5、插接件p6，芯片u4的第一引脚、第九引脚、第十引脚、第二十引脚、第二十一引脚和第二十二引脚接地，芯片u4的第二引脚与插接件p5的第四引脚电性连接，芯片u4的第三引脚与插接件p5的第三引脚电性连接，芯片u4的第四引脚与插接件p5的第二引脚电性连接，芯片u4的第五引脚与插接件p5的第一引脚电性连接，芯片u4的第十九引脚与插接件p6的的第一引脚电性连接，插接件p6第二引脚接地；第一射频接收电路包括芯片u5、插接件p7和插接件p8，芯片u5的第二引脚与插接件p7的第四引脚电性连接，芯片u5的第三引脚与插接件p7的第三引脚电性连接，芯片u5的第四引脚与插接件p7的第二引脚电性连接，芯片u5的第五引脚与插接件p7的第一引脚电性连接，芯片u5的第十九引脚与插接件p8的的第一引脚电性连接，插接件p8第二引脚接地；第二射频发送单元和第一射频发送单元相同，第二射频接收单元与第一射频接收单元相同；
射频发送单元包括第一射频发送单元和第二射频发送单元，射频发送单元由sx1278芯片组成，通过无线射频将数据上传到主锚点；射频接收单元包括第一射频接收单元和第二射频接收单元，射频接收单元由sx1278芯片组成，负责接收安全帽模块的定位数据包以及主锚点的下行控制指令。
第一供电单元包括芯片u7、电容r13、电容c8、电容c9、电容c10、电感l3、电阻r14、电容c11、电阻r15、电阻r16、电容c12、电阻r1和发光二极管d5，芯片u7的第十一引脚与第十二引脚与电容c8的第一端、电容c9的第一端、电阻r13的第一端和芯片u7的第十引脚电性连接，电容c8的第二端与电容c9的第二端、电容c10的第一端和地电性连接，电容c10的第二端与芯片u7的第九引脚电性连接，电阻r13的第二端与芯片u7的第九引脚电性连接，芯片u7的第一引脚、第二引脚和第三引脚与电感l3的第一端电性连接，电感l3的第二端与芯片u7的第14引脚、电阻r14的第一端、电容c11的第一端、电阻r15的第一端、电容c12的第一端和发光二极管d5的正极电性连接，电阻r14的第二端与芯片u7的第四引脚电性连接，电容c11的第二端与电阻r15的第二端、电阻r16的第一端电性连接，电阻r16的第二端与电容c12的第二端、电阻r17的第二端和地电性连接，电阻r17的第一端与发光二极管d5的负极电性连接；
供电单元包括第一供电单元和第二供电单元，负责系统的稳压，输出3.3v电压，给mcu处理器和射频发送单元供电。
供电单元输入电路包括电阻r18、开关sw2、电容e1、电容e2和插座coni，插座coni的第零引脚和第二引脚接地，插座coni的第一引脚与电阻r18的第一端电性连接，电阻r18的第二端与开关sw2的第一端电性连接，开关sw2的第二端与电容e1的第一端、电容e2的第一端电性连接，电容e1的第二端和电容e2的第二端与地电性连接；供电单元输入电路可以应用于主锚点模块和次锚点模块。
中心处理器单元包括芯片p9、芯片p10、芯片p11、芯片r1、开关sw1、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、发光二极管d3、发光二极管d4、电容c6、电容c7、电阻r12和usb接口01，芯片p9的第六引脚、第九引脚、第十四引脚和第二十引脚接地，芯片p9的第二引脚和第四引脚与芯片p10的第一引脚电性连接，芯片p10的第十二引脚与地电性连接，电阻r10的第一端与电阻r11的第一端电性连接，电阻r10的第二端与发光二极管d3的正极电性连接，电阻r11的第二端与发光二极管d4的正极电性连接，电阻r12的第二端与usb接口01的第一端电性连接，usb接口01的第二端与电容c6的第二端电性连接，usb接口01的第三端与电容c7的第二端电性连接，usb接口01的第四端与地电性连接；
中心处理器单元由allwinner-h3芯片以及ap6212wifi芯片组成，负责整个系统的调度控制，数据处理，数据保存，数据上传等功能。
本实用新型的工作原理是：系统中主锚点模块、次锚点1模块、次锚点2模块上电开机，采集40次定位单元的gps位置坐标，将gps位置坐标平均后得到每个锚点的gps位置坐标，次锚点模块1与次锚点模块2通过射频发送单元将gps位置坐标上传到主锚点模块；主锚点模块的射频接收单元收到数据后，交由集中器单元进行数据的接收与初步处理，通过射频发送单元给次锚点模块1和次锚点模块2回复确认收到消息，并将主锚点模块、次锚点模块1、次锚点模块2的gps位置坐标传输给中心处理器单元；主锚点模块、次锚点模块1、次锚点模块2每隔30秒通过各自的定位单元进行一次时钟校准；安全帽模块到达预制的发送时间后，连续发送40包定位数据包；主锚点模块、次锚点模块1、次锚点模块2接收到安全帽模块发送的定位数据包后，记录每隔数据包的到达时间，信号强度，安全帽40包定位数据包发送完成后，次锚点模块1、次锚点模块2将40个定位数据包的到达时间以及信号强度数据通过各自的射频发送单元传输到主锚点模块；主锚点模块的射频接收单元收到数据后，交由集中器单元进行数据的接收与初步处理，通过射频发送单元给次锚点模块1和次锚点模块2回复确认收到消息，并将主锚点模块、次锚点模块1、次锚点模块2的定位数据传输给中心处理器单元；中心处理器单元将收到的锚点gps位置坐标数据以及定位数据通过定位算法进行解算，得到安全帽模块的位置数据，主锚点模块将安全帽模块的位置数据存储到本地数据库中；中心处理器单元将最终解算的安全帽模块的位置数据通过wifi传输到云服务器中；由于系统的集中器单元由fpga组成，预留gpio引脚数目足够，若安全帽模块数目增多，主锚点模块和次锚点模块的射频接收单元和射频发送单元无法满足数据传输需求时，可以不改变主锚点模块和次锚点模块主体设计的基础上，直接增加相应的射频接受单元和射频发送单元即可。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
1.一种基于lora的安全帽定位系统，其特征在于：包括安全帽模块、主锚点模块和次锚点模块，所述安全帽模块的输出端连接主锚点模块的输入端和次锚点模块的输入端，所述主锚点模块的输出端连接云服务器的输入端，所述安全帽模块包括射频发送单元、mcu处理器和供电单元，所述次锚点模块包括第一定位单元、第一集中器单元、第一射频发送单元、第一射频接收单元和第一供电单元，所述主锚点模块包括第二定位单元、第二集中器单元、中心处理器单元、第二射频接收单元、第二射频发送单元和第二供电单元。
2.根据权利要求1所述的一种基于lora的安全帽定位系统，其特征在于：所述射频发送单元与mcu处理器、第一射频接收单元和第二射频接收单元连接，所述mcu处理器和所述供电单元连接，所述第一定位单元与第一集中器单元连接，所述第一集中器单元与第一射频发送单元、第一射频接收单元和第一供电单元连接，所述第一射频发送单元与第二射频接收单元连接，所述第二射频发送单元与第一射频接收单元连接，所述第二定位单元与集中器单元连接，所述集中器单元与中心处理器单元连接，所述中心处理器单元与第二射频接收单元、第二射频发送单元和第二供电单元连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于lora的安全帽定位系统，其特征在于：所述mcu处理器的电路元件包括电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、发光二极管d1、发光二极管d2、发光二极管d3、发光二极管d4、发光二极管d5、开关sw1、开关sw2、电容c9、电容c10、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、晶振x1、晶振x2、芯片u1、插接件h3、插接件h4、插接件h5和插接件h7，所述电阻r6的第一端与电阻r7的第一端、电阻r8的第一端、电阻r9的第一端、电阻r10的第一端和地电性连接，所述电阻r6的第二端与发光二极管d1的负极电性连接，所述发光二极管d1的正极与芯片u1的第19引脚电性连接，所述电阻r7的第二端与发光二极管d2的负极电性连接，所述发光二极管d2的正极与芯片u1的第20引脚电性连接，所述电阻r8的第二端与发光二极管d3的负极电性连接，所述发光二极管d3的正极与芯片u1的第18引脚电性连接，电阻r9的第二端与发光二极管d4的负极电性连接，所述发光二极管d4的正极与芯片u1的第9引脚电性连接，电阻r10的第二端与发光二极管d5的负极电性连接，所述发光二极管d5的正极与芯片u1的第10引脚电性连接，所述开关sw1的第一端与开关sw2的第一端、电容c9的第二端、电容c10的第二端和地电性连接，所述开关sw1的第二端与电容c10的第一端和芯片u1的第25引脚电性连接，所述开关sw2的第二端与电容c9的第一端和芯片u1的第26引脚电性连接，所述电容c9和电容c10的第二端与地电性连接；所述电容c1的第一端和电容c2的第一端与地电性连接，所述电容c1的第二端与晶振x1的第一端和芯片u1的第30引脚电性连接，所述电容c2的第二端与晶振x1的第二端和芯片u1的第31引脚电性连接；所述电容c3的第一端和电容c4的第一端与地电性连接，所述电容c3的第二端与晶振x2的第一端和芯片u1的第2引脚电性连接，所述电容c4的第二端与晶振x2的第二端和芯片u1的第3引脚电性连接；所述插接件h3的第1引脚、第2引脚和第3引脚与地连接；所述插接件h4的第1引脚、第2引脚和第3引脚与芯片p2的第2引脚和第3引脚连接；所述插接件h5的第1引脚、第2引脚和第3引脚与芯片u1的第8引脚连接；所述插接件h7的第1引脚与芯片u1的第一引脚电性连接，所述插接件h7的第2引脚与芯片u1的第三十二引脚电性连接，所述插接件h7的第3引脚与地电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于lora的安全帽定位系统，其特征在于：所述供电单元的电路元件包括：芯片p2、电阻r1、电阻r2、电容c5和电容c6，所述芯片p2的第6引脚与电阻r1的第一端、电容c5的第二端、电容c6的第一端、芯片u2的第3引脚和芯片u1的第8引脚电性连接，所述芯片p2的第7引脚与电阻r1的第二端、电阻r2的第二端和电容c5的第一端电性连接，所述电阻r2的第一端与芯片p2的第8引脚、电容c6的第二端和地电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于lora的安全帽定位系统，其特征在于：所述射频发送单元的电路元件包括芯片u2、插接件p3、所述芯片u2的第1引脚与插接件p3的第一引脚电性连接，所述芯片u2的第2引脚与地电性连接，所述芯片u2的第4引脚与芯片u1的第6引脚电性连接，所述芯片u2的第5引脚与芯片u1的第24引脚电性连接，所述芯片u2的第6引脚与芯片u1的第5引脚电性连接，芯片u2的第12引脚与芯片u1的第18引脚电性连接，芯片u2的第13引脚与芯片u1的第20引脚电性连接，芯片u2的第14引脚与芯片u1的第19引脚电性连接，芯片u2的第15引脚与芯片u1的第17引脚电性连接，所述芯片u2的第9引脚和第16引脚与地电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于lora的安全帽定位系统，其特征在于：所述主锚点模块还包括集中器单元接口p1，所述第一供电单元的电路元件包括芯片u2、电容c1、电容c2、电容c3、电阻r1、电感l1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r17、电容c4、电容c5和发光二极管d1，所述芯片u2的第一引脚、第二引脚、第三引脚与电感l1的第一端电性连接，所述电感l1的第二端与芯片u2的第14引脚、电阻r2的第一端、电容c4的第一端、电阻r17的第一端、电容c5的第一端、发光二极管d1的正极电性连接，所述电容c4的第二端与芯片u2的第五引脚、电阻r17的第二端、电阻r3的第一端电性连接，所述电阻r3的第二端与电容c5的第二端、电阻r4的第二端和地电性连接，所述发光二极管的负极与电阻r4的第一端电性连接。
7.根据权利要求1所述的一种基于lora的安全帽定位系统，其特征在于：所述第一定位单元的电路元件包括插接件p3、电感l2、芯片u3、电阻r5、电阻r6、插接件p4、电阻r7和发光二极管d2，所述芯片u3的第二引脚与电阻r6的第一端电性连接，所述电阻r6的第二端与集中器单元接口p2的第61引脚电性连接，所述芯片u3的第三引脚与电阻r5的第一端电性连接，所述芯片u3的第四引脚与二极管d2的负极电性连接，所述二极管d2的正极与电阻r7的第一端电性连接，所述电阻r7的第二端与芯片u4的第十一引脚电性连接，所述插接件p3的第一端接地，所述插接件p3的第二端与电感l2的第一端和芯片u3的第11引脚电性连接，所述电感l2的第二端与芯片u3的第十五引脚电性连接；
所述第一射频发送单元的电路元件包括芯片u4、插接件p5、插接件p6，所述芯片u4的第一引脚、第九引脚、第十引脚、第二十引脚、第二十一引脚和第二十二引脚接地，所述芯片u4的第二引脚与插接件p5的第四引脚电性连接，所述芯片u4的第三引脚与插接件p5的第三引脚电性连接，所述芯片u4的第四引脚与插接件p5的第二引脚电性连接，所述芯片u4的第五引脚与插接件p5的第一引脚电性连接，所述芯片u4的第十九引脚与插接件p6的第一引脚电性连接，所述插接件p6第二引脚接地；所述第一射频接收电路包括芯片u5、插接件p7和插接件p8，所述芯片u5的第二引脚与插接件p7的第四引脚电性连接，所述芯片u5的第三引脚与插接件p7的第三引脚电性连接，所述芯片u5的第四引脚与插接件p7的第二引脚电性连接，所述芯片u5的第五引脚与插接件p7的第一引脚电性连接，所述芯片u5的第十九引脚与插接件p8的第一引脚电性连接，所述插接件p8第二引脚接地；
所述第一供电单元包括芯片u7、电容r13、电容c8、电容c9、电容c10、电感l3、电阻r14、电容c11、电阻r15、电阻r16、电容c12、电阻r1和发光二极管d5，所述芯片u7的第十一引脚与第十二引脚与电容c8的第一端、电容c9的第一端、电阻r13的第一端和芯片u7的第十引脚电性连接，所述电容c8的第二端与电容c9的第二端、电容c10的第一端和地电性连接，所述电容c10的第二端与芯片u7的第九引脚电性连接，所述电阻r13的第二端与芯片u7的第九引脚电性连接，所述芯片u7的第一引脚、第二引脚和第三引脚与电感l3的第一端电性连接，所述电感l3的第二端与芯片u7的第14引脚、电阻r14的第一端、电容c11的第一端、电阻r15的第一端、电容c12的第一端和发光二极管d5的正极电性连接，所述电阻r14的第二端与芯片u7的第四引脚电性连接，所述电容c11的第二端与电阻r15的第二端、电阻r16的第一端电性连接，所述电阻r16的第二端与电容c12的第二端、电阻r17的第二端和地电性连接，所述电阻r17的第一端与发光二极管d5的负极电性连接；
供电单元输入电路包括电阻r18、开关sw2、电容e1、电容e2和插座coni，所述插座coni的第零引脚和第二引脚接地，所述插座coni的第一引脚与电阻r18的第一端电性连接，所述电阻r18的第二端与开关sw2的第一端电性连接，所述开关sw2的第二端与电容e1的第一端、电容e2的第一端电性连接，所述电容e1的第二端和电容e2的第二端与地电性连接。
8.根据权利要求1所述的一种基于lora的安全帽定位系统，其特征在于：所述中心处理器单元包括芯片p9、芯片p10、芯片p11、芯片r1、开关sw1、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、发光二极管d3、发光二极管d4、电容c6、电容c7、电阻r12和usb接口01，所述芯片p9的第六引脚、第九引脚、第十四引脚和第二十引脚接地，所述芯片p9的第二引脚和第四引脚与芯片p10的第一引脚电性连接，所述芯片p10的第十二引脚与地电性连接，所述电阻r10的第一端与电阻r11的第一端电性连接，所述电阻r10的第二端与发光二极管d3的正极电性连接，所述电阻r11的第二端与发光二极管d4的正极电性连接，所述电阻r12的第二端与usb接口01的第一端电性连接，所述usb接口01的第二端与电容c6的第二端电性连接，所述usb接口01的第三端与电容c7的第二端电性连接，所述usb接口01的第四端与地电性连接。
技术总结