專利名稱：一種近距離智能物聯(lián)監(jiān)控定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能物聯(lián)系統(tǒng)中的近距離定位技術(shù)，尤其涉及一種近距離智能物聯(lián)監(jiān)控定位系統(tǒng)架構(gòu)及定位方法。
背景技術(shù)：
隨著網(wǎng)絡(luò)及3G移動通信技術(shù)的發(fā)展，通過移動終端進行物聯(lián)系統(tǒng)監(jiān)控具有重要意義，如何結(jié)合具體的前置設(shè)備實現(xiàn)近距離無線通訊以及位置定位具有重要意義。近距離無線通信識別技術(shù)，在最近幾年里得到了廣泛應(yīng)用。當(dāng)前，隨著RFID射頻技術(shù)及ZigBee技術(shù)的發(fā)展，通過無線通信技術(shù)在近距離進行人員通信成為可能，與此相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)也有了長足的發(fā)展。在特定地理位置的保密和安全場所，涉及的通信范圍比較窄，設(shè)備和移動人員分布面廣且復(fù)雜，流動性、時效性比較強，地面與中心人員的信息交流比較困難，因此實時動態(tài)掌握移動人員別是在特殊安全區(qū)人員的數(shù)量、位置和身份的分布及狀態(tài)情況，實現(xiàn)人員精確定位管理以便采取必要的措施及時救助，把事故損失和影響降到最低限度顯得尤其重要和緊迫。建立可靠實用的移動人員定位系統(tǒng)，對改善移動人員執(zhí)勤、加強安全監(jiān)督具有著重要的現(xiàn)實意義。目前，絕大多數(shù)針對人員的跟蹤系統(tǒng)都只停留在粗劣定位的層面上，這種水平雖然在一定程度上跟蹤到移動人員的位置，但存在系統(tǒng)集中管理上缺陷，事發(fā)現(xiàn)場一旦出現(xiàn)事故，就難以評估其具體方位，因此，把智能物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合RFID系統(tǒng)實現(xiàn)近距離定位，能完成系統(tǒng)定位方式的設(shè)計與應(yīng)用有著重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
一種近距離智能物聯(lián)監(jiān)控定位方法，目的是提出近距離無線通訊方法，實現(xiàn)近距離無線通訊方法，有效集成到已有系統(tǒng)中，實現(xiàn)前端機器的接入。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的一種近距離智能物聯(lián)監(jiān)控定位方法，使用射頻的 RFID進行具體實施，實現(xiàn)方式為RFID的模塊，ZigBee作為通訊協(xié)議，通訊中的設(shè)備數(shù)據(jù)接口定義，與已有智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的接入。一種近距離智能物聯(lián)監(jiān)控定位方法，探索定位系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)和邏輯交互關(guān)系， 本發(fā)明中使用的是ZigBee射頻技術(shù)，實現(xiàn)射頻卡到中心的數(shù)據(jù)通信，通過算法進行近距離信息定位，為了達(dá)到上述描述的目的，此時要考慮的內(nèi)容包括ZigBee作為近距離定位系統(tǒng)的具體處理算法以及ZigBee的無線方式接入及系統(tǒng)架構(gòu)。在ZigBee的無線方式接入及系統(tǒng)架構(gòu)中選擇使用數(shù)據(jù)包命令通信格式，其中單數(shù)據(jù)操作中，通過同步碼和驗校碼來標(biāo)記一幀完整的數(shù)據(jù)包，定義特定的命令代碼及結(jié)構(gòu)用于數(shù)據(jù)傳輸；功率和強度標(biāo)記當(dāng)前卡被接收時候的能量狀況，驗校碼使用CRC32方法進行數(shù)據(jù)完整性驗證。由于每個基站的功率不同，因此接收到的信號強度在相對基準(zhǔn)強度情況下具有參考價值；另外，由于物理環(huán)境的影響，經(jīng)常會出現(xiàn)反射情況，卡信號強度反映到強度大小上時具有跳躍現(xiàn)象(如信號反射和多次接收等因素)，因此，考慮使用滑動濾波器的方法對接收的強度進行濾波。
B1 9η(ψ
9W^ x f'(1)
W Cf ^nmv其中W表示可控窗口的大小，fi表示當(dāng)前信號的強度。為了實現(xiàn)信號強度到物理距離的轉(zhuǎn)換，在特定有限區(qū)域內(nèi)，實現(xiàn)相對基準(zhǔn)信號強度到物理距離的變換，其描述公式如下
(^1)O^rt(2)其中(5表示當(dāng)前信號強度變化對應(yīng)的物理距離位置，具體由實際測試的分段函數(shù)構(gòu)成，dbase表示參考距離位置點。當(dāng)前距離位置點dn由基準(zhǔn)位置和當(dāng)前信號強度位置及上一次變化的距離坐標(biāo)位置決定?；居刹煌恢玫臋z測點構(gòu)成，在實際運營中考慮到實際的運行效果，以及實際的布局特征，把基站進行點線方式進行布局。實際情況包括圍墻、崗哨等基本布局結(jié)構(gòu)，因此系統(tǒng)運行情況下要通過虛擬基站在地圖上的位置進行調(diào)整。通過基站近鄰關(guān)系來決定當(dāng)前射頻卡所在基站的位置，覆蓋特征中，由于干擾和反射等因素，基站之間存在物理上的不確定性，因此在此定義基站位置為5元組 Station(Index, X，Y, Stationffidth, StationHeight)來描述，其中 hdex 用于確定基站直接的相互近鄰關(guān)系，其對應(yīng)的值為一維數(shù)值型數(shù)據(jù)。ZigBee作為近距離定位系統(tǒng)的具體處理算法選擇在本發(fā)明中，由于移動人員攜帶的卡可能被不同基站接收，對檢測到的射頻卡，其所在地圖上的區(qū)域位置，由卡檢測信息的歷史狀況決定，對近鄰基站而言，根據(jù)其讀取到卡被基站檢測的狀況信息，決定卡所在地圖的位置。本發(fā)明的目的是為了智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)前端定位接入，作為本發(fā)明的進一步特征， 其處理部分的后端系統(tǒng)的接入可以是手機、PDA或者筆記本。有益效果本發(fā)明所提的手機驅(qū)動程序的軟件設(shè)計框架獨立于特定后臺服務(wù)，具使用方便，可集成異構(gòu)流媒體服務(wù)器，操作簡單、使用成本低，且能更好的應(yīng)用在各種手機軟件平臺上，極大的方便架設(shè)新的手機軟件平臺，更符合手機軟件產(chǎn)品整體的結(jié)構(gòu)化與軟件代碼的工廠化，有利于軟件開發(fā)。
具體實施例方式下面將分為幾個部分來說明，每一個部分都將詳細(xì)的說明這些動作與細(xì)節(jié)。在實施例中，一種近距離智能物聯(lián)監(jiān)控定位方法，X、Y為基站所在地圖上的左上角位置，Stationffidth, StationHeight分別為基站的寬度和高度，此處定義布局規(guī)則如下[Station Allocation Rules]1. Place Station on the route line2. Find the nearest stations.
3.Sort Stations By Index4. Any Card can only be detected at most twostations.End of Rules考慮到運行過程中的基站位置狀態(tài)信息，因此在部署接收信息基站過程中，由于是近距離通信，因此要考慮到實際遮擋物狀況，通過最近遮擋物信息狀況分析，實現(xiàn)對基站信息的有效部署。在本實施例中，移動移動人員的巡邏路徑以直線邊界為一般工作環(huán)境，因而此處考慮巡邏路徑的不同方向性特征，當(dāng)前卡位置移動存在X和Y兩個方向，為減少檢測基站的實施數(shù)量和成本，設(shè)計中考慮一張卡最多被兩個不同的基站檢測到，決定基站中心點位置取決于兩個基站的位置，具體區(qū)域位置通過以下算法確定，其中“ I ”表示或關(guān)系。
權(quán)利要求
1.一種近距離智能物聯(lián)監(jiān)控定位方法，其特征在于，使用射頻的RFID進行具體實施， 實現(xiàn)方式為RFID的模塊，ZigBee作為通訊協(xié)議，通訊中的設(shè)備數(shù)據(jù)接口定義，與已有智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的接入，ZigBee的無線方式接入及系統(tǒng)架構(gòu)中，選擇使用數(shù)據(jù)包命令通信格式， 其中單數(shù)據(jù)操作中，通過同步碼和驗校碼來標(biāo)記一幀完整的數(shù)據(jù)包，定義特定的命令代碼及結(jié)構(gòu)用于數(shù)據(jù)傳輸；功率和強度標(biāo)記當(dāng)前卡被接收時候的能量狀況，驗校碼使用CRC32 方法進行數(shù)據(jù)完整性驗證；同時ZigBee作為近距離定位系統(tǒng)的具體處理算法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種近距離智能物聯(lián)監(jiān)控定位方法，其特征在于，處理部分的后端系統(tǒng)的接入可以是手機、PDA或者筆記本。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種近距離智能物聯(lián)監(jiān)控定位方法，使用ZigBee的通訊模式，并結(jié)合通信過程中的信號衰減及實際移動人員運動的特點，給出了無線近距離人員定位方法，且通過試驗系統(tǒng)驗證了其效果。本文方法通過結(jié)合移動移動人員的定位特點進行系統(tǒng)的確立，將無線射頻識別技術(shù)與近距離測量方法相結(jié)合，將人員巡邏路徑確定到合理區(qū)域，實現(xiàn)了人員有限區(qū)域的精確定位。本發(fā)明可以有效應(yīng)用于近距離無線通訊，方便智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的集成。
文檔編號H04W64/00GK102164407SQ201110056128
公開日2011年8月24日 申請日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月9日
發(fā)明者丁亞, 吳操, 朱世交, 肖龍, 趙明 申請人:湖南超視物聯(lián)智能網(wǎng)絡(luò)科技有限公司