CN102164407A - 一种近距离智能物联监控定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种近距离智能物联监控定位方法，使用ZigBee的通讯模式，并结合通信过程中的信号衰减及实际移动人员运动的特点，给出了无线近距离人员定位方法，且通过试验系统验证了其效果。本文方法通过结合移动移动人员的定位特点进行系统的确立，将无线射频识别技术与近距离测量方法相结合，将人员巡逻路径确定到合理区域，实现了人员有限区域的精确定位。本发明可以有效应用于近距离无线通讯，方便智能物联网技术的集成。

Description

一种近距离智能物联监控定位方法

技术领域

本发明涉及智能物联系统中的近距离定位技术，尤其涉及一种近距离智能物联监控定位系统架构及定位方法。

背景技术

随着网络及3G移动通信技术的发展，通过移动终端进行物联系统监控具有重要意义，如何结合具体的前置设备实现近距离无线通讯以及位置定位具有重要意义。

近距离无线通信识别技术，在最近几年里得到了广泛应用。当前，随着RFID射频技术及ZigBee技术的发展，通过无线通信技术在近距离进行人员通信成为可能，与此相关的应用技术也有了长足的发展。

在特定地理位置的保密和安全场所，涉及的通信范围比较窄，设备和移动人员分布面广且复杂，流动性、时效性比较强，地面与中心人员的信息交流比较困难，因此实时动态掌握移动人员别是在特殊安全区人员的数量、位置和身份的分布及状态情况，实现人员精确定位管理以便采取必要的措施及时救助，把事故损失和影响降到最低限度显得尤其重要和紧迫。建立可靠实用的移动人员定位系统，对改善移动人员执勤、加强安全监督具有着重要的现实意义。

目前，绝大多数针对人员的跟踪系统都只停留在粗劣定位的层面上，这种水平虽然在一定程度上跟踪到移动人员的位置，但存在系统集中管理上缺陷，事发现场一旦出现事故，就难以评估其具体方位，因此，把智能物联网结合RFID系统实现近距离定位，能完成系统定位方式的设计与应用有着重要意义。

发明内容

一种近距离智能物联监控定位方法，目的是提出近距离无线通讯方法，实现近距离无线通讯方法，有效集成到已有系统中，实现前端机器的接入。

为实现上述目的，本发明提出的一种近距离智能物联监控定位方法，使用射频的RFID进行具体实施，实现方式为RFID的模块，ZigBee作为通讯协议，通讯中的设备数据接口定义，与已有智能物联网系统的接入。

一种近距离智能物联监控定位方法，探索定位系统之间的数据和逻辑交互关系，本发明中使用的是ZigBee射频技术，实现射频卡到中心的数据通信，通过算法进行近距离信息定位，为了达到上述描述的目的，此时要考虑的内容包括ZigBee作为近距离定位系统的具体处理算法以及ZigBee的无线方式接入及系统架构。

在ZigBee的无线方式接入及系统架构中：

选择使用数据包命令通信格式，其中单数据操作中，通过同步码和验校码来标记一帧完整的数据包，定义特定的命令代码及结构用于数据传输；功率和强度标记当前卡被接收时候的能量状况，验校码使用CRC32方法进行数据完整性验证。

由于每个基站的功率不同，因此接收到的信号强度在相对基准强度情况下具有参考价值；另外，由于物理环境的影响，经常会出现反射情况，卡信号强度反映到强度大小上时具有跳跃现象(如信号反射和多次接收等因素)，因此，考虑使用滑动滤波器的方法对接收的强度进行滤波。

其中W表示可控窗口的大小，fi表示当前信号的强度。为了实现信号强度到物理距离的转换，在特定有限区域内，实现相对基准信号强度到物理距离的变换，其描述公式如下：

其中

表示当前信号强度变化对应的物理距离位置，具体由实际测试的分段函数构成，d_base表示参考距离位置点。当前距离位置点d_n由基准位置和当前信号强度位置及上一次变化的距离坐标位置决定。

基站由不同位置的检测点构成，在实际运营中考虑到实际的运行效果，以及实际的布局特征，把基站进行点线方式进行布局。实际情况包括围墙、岗哨等基本布局结构，因此系统运行情况下要通过虚拟基站在地图上的位置进行调整。

通过基站近邻关系来决定当前射频卡所在基站的位置，覆盖特征中，由于干扰和反射等因素，基站之间存在物理上的不确定性，因此在此定义基站位置为5元组：Station(Index，X，Y，StationWidth，StationHeight)来描述，其中Index用于确定基站直接的相互近邻关系，其对应的值为一维数值型数据。

ZigBee作为近距离定位系统的具体处理算法选择：

在本发明中，由于移动人员携带的卡可能被不同基站接收，对检测到的射频卡，其所在地图上的区域位置，由卡检测信息的历史状况决定，对近邻基站而言，根据其读取到卡被基站检测的状况信息，决定卡所在地图的位置。

本发明的目的是为了智能物联网系统前端定位接入，作为本发明的进一步特征，其处理部分的后端系统的接入可以是手机、PDA或者笔记本。

有益效果：本发明所提的手机驱动程序的软件设计框架独立于特定后台服务，具使用方便，可集成异构流媒体服务器，操作简单、使用成本低，且能更好的应用在各种手机软件平台上，极大的方便架设新的手机软件平台，更符合手机软件产品整体的结构化与软件代码的工厂化，有利于软件开发。

具体实施方式

下面将分为几个部分来说明，每一个部分都将详细的说明这些动作与细节。

在实施例中，一种近距离智能物联监控定位方法，X、Y为基站所在地图上的左上角位置，StationWidth、StationHeight分别为基站的宽度和高度，此处定义布局规则如下：

[Station Allocation Rules]

1.Place Station on the route line

2.Find the nearest stations.

3.Sort Stations By Index

4.Any Card can only be detected at most two

stations.

End of Rules

考虑到运行过程中的基站位置状态信息，因此在部署接收信息基站过程中，由于是近距离通信，因此要考虑到实际遮挡物状况，通过最近遮挡物信息状况分析，实现对基站信息的有效部署。

在本实施例中，移动移动人员的巡逻路径以直线边界为一般工作环境，因而此处考虑巡逻路径的不同方向性特征，当前卡位置移动存在X和Y两个方向，为减少检测基站的实施数量和成本，设计中考虑一张卡最多被两个不同的基站检测到，决定基站中心点位置取决于两个基站的位置，具体区域位置通过以下算法确定，其中“|”表示或关系。

运动方向位置通过

来确定，其值定义为-1或+1两个方向，同时可以计算出巡逻路径中人员所在中心的位置，对获取的基站中心区域，同时考虑通过历史信息记录获取的基站位置信息，以及卡接收信号的强度作为参考点，通过有限光滑滤波及点位置进行修正，射频卡通过基站数据信息定位到具体地图内有限区域的具体位置。

以上显示和描述了本发明的基本原理和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效物界定。

Claims (2)

1.一种近距离智能物联监控定位方法，其特征在于，使用射频的RFID进行具体实施，实现方式为RFID的模块，ZigBee作为通讯协议，通讯中的设备数据接口定义，与已有智能物联网系统的接入，ZigBee的无线方式接入及系统架构中，选择使用数据包命令通信格式，其中单数据操作中，通过同步码和验校码来标记一帧完整的数据包，定义特定的命令代码及结构用于数据传输；功率和强度标记当前卡被接收时候的能量状况，验校码使用CRC32方法进行数据完整性验证；同时ZigBee作为近距离定位系统的具体处理算法。

2.根据权利要求1所述的一种近距离智能物联监控定位方法，其特征在于，处理部分的后端系统的接入可以是手机、PDA或者笔记本。