CN102833855B - 一种室内定位方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施方式提出了一种室内定位方法和系统。方法包括：在插座上设置信号发射单元，该信号发射单元发射对应于该插座所在地理位置信息的位置标识值；当移动终端漫游到插座处时，接收由信号发射单元所发射的位置标识值，并基于该位置标识值从网络侧查询对应于该位置标识值的插座地理位置信息；移动终端利用所查询到的插座地理位置信息进行地理定位。本发明使用起来非常方便，而且可以显著降低成本，对于地下停车场、楼宇、机场大厅等GPS无法精确定位的地方，本发明可以很好地实现精确室内定位，而且可以精确到不同的楼层。
Description
技术领域
本发明实施方式涉及无线通信技术领域，更具体地，涉及一种室内定位方法和系统。
背景技术
随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对定位与导航的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境，如楼宇、机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场、矿井等环境中，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制，比较完善的定位技术目前还无法很好地利用。
因此，专家学者提出了许多室内定位技术解决方案，如A-GPS定位技术、超声波定位技术、蓝牙技术、红外线技术、射频识别技术、超宽带技术、无线局域网络、光跟踪定位技术，以及图像分析、信标定位、计算机视觉定位技术等等。
这些室内定位技术从总体上可归纳为几类，即GNSS技术（如伪卫星等）、无线定位技术（无线通信信号、射频无线标签、超声波、光跟踪、无线传感器定位技术等）、其它定位技术（比如计算机视觉、航位推算等），以及GNSS和无线定位组合的定位技术（比如A-GPS或A-GNSS）。
除了以上提及的定位技术，还有基于计算机视觉、光跟踪定位、基于图像分析、磁场以及信标定位等。此外，还有基于图像分析的定位技术、信标定位、三角定位等。目前很多技术还处于研究试验阶段，如基于磁场压力感应进行定位的技术。以上各种定位技术各有优缺点，但并不意味着这些技术就应该因其优点而全面使用或者因其缺点而被抛弃。
无论现有技术中的何种定位手段，都难以在室内楼层之间定位上保持精确度，而且如何同时保持使用的方便性以及成本低廉性，都或多或少存在着缺陷。
发明内容
有鉴于此，本发明实施方式提出一种室内定位方法，以降低成本。
本发明实施方式还提出一种室内定位方法，以降低成本。
本发明实施方式的技术方案如下：
一种室内定位方法，该方法包括：
在插座上设置信号发射单元，该信号发射单元发射对应于该插座所在地理位置信息的位置标识值；
当移动终端漫游到所述插座处时，接收由信号发射单元所发射的位置标识值，并基于该位置标识值从网络侧查询对应于该位置标识值的插座地理位置信息；
移动终端利用所查询到的插座地理位置信息进行地理定位。
所述插座地理位置信息包括插座所在地理位置的经纬度信息和海拔信息；
移动终端利用所查询到的插座地理位置信息进行地理定位包括：
移动终端利用所查询到插座所在地理位置的经纬度信息和海拔信息，针对自身所漫游到的地理位置进行室内楼层之间的三维定位。
所述室内包括：地下停车场内、办公楼宇内、机场大厅内、商场建筑内或影剧院内。
所述当移动终端漫游到所述插座处时，接收由信号发射单元所发射的位置标识值包括：
当移动终端漫游到所述插座处时，根据蓝牙通信技术、红外通信技术、wifi通信技术或近距离无线通讯（NFC）技术接收由信号发射单元所发射的位置标识值。
该方法进一步包括：
预先在网络侧数据库设置该插座的位置标识值与插座地理位置信息之间的对应关系；
所述移动终端基于该位置标识值从网络侧查询对应于该位置标识值的插座地理位置信息包括：
移动终端通过移动通讯网络向网络侧数据库发送包含有该位置标识值的插座地理位置信息请求；
网络侧数据库接收所述插座地理位置信息请求，并根据所述位置标识值检索出对应于该位置标识值的插座地理位置信息，并将所述插座地理位置信息返回到移动终端。
一种室内定位系统，包括插座、设置与该插座上的信号发射单元、移动终端、网络侧数据库；其中：
该信号发射单元，用于发射对应于该插座所在地理位置的插座位置标识值；
移动终端，用于在漫游到所述插座处时接收由信号发射单元所发射的插座位置标识值，基于该插座位置标识值从网络侧数据库查询对应于该插座位置标识值的插座地理位置信息，并利用所查询到的插座地理位置信息进行地理定位；
网络侧数据库，用于保存插座位置标识值与插座地理位置信息之间的对应关系。
所述信号发射单元内置到插座中、固定在插座的周边环境中或附着在插座的表面。
所述插座地理位置信息包括插座所在地理位置的经纬度信息和海拔信息；
移动终端，用于利用所查询到插座所在地理位置的经纬度信息和海拔信息，针对自身所漫游到的地理位置进行室内楼层之间的三维定位。
移动终端，用于当漫游到所述插座处时，根据蓝牙通信技术、红外通信技术、wifi通信技术或近距离无线通讯（NFC）技术接收由信号发射单元所发射的位置标识值。
所述移动终端为功能手机、个人数字助理（PDA）、平板电脑或智能手机。
信号发射单元，用于持续发射对应于该插座所在地理位置的插座位置标识值，或当检测到有漫游到该处的移动终端时才向该移动终端发射对应于该插座所在地理位置的插座位置标识值。
从上述技术方案可以看出，在本发明实施方式中，在插座上设置信号发射单元，该信号发射单元发射对应于该插座所在地理位置信息的位置标识值；当移动终端漫游到所述插座处时，接收由信号发射单元所发射的位置标识值，并基于该位置标识值从网络侧查询对应于该位置标识值的插座地理位置信息；移动终端利用所查询到的插座地理位置信息进行地理定位。
由此可见，应用本发明实施方式之后，通过插座地理位置信息实现了室内定位，由于插座无处不在、位置固定而且即插即用，一般的楼宇在其工程图中即标注了插座的地理位置信息，这些地理位置信息可以直接保存到本发明实施方式的网络侧数据库中，因此本发明使用起来非常方便，而且可以显著降低成本。
而且，本发明实施方式对于地下停车场、楼宇、机场大厅等GPS无法精确定位的地方，本发明可以很好的实现精确的室内定位。不仅与此，本发明实施方式不仅可以给出经纬度这样的二维信息，还可以给出海拔信息，提供一个三维的定位方法，可以精确到不同的楼层，
基于此，本发明实施方式可以广泛的应用到LBS中，提供非常广阔的市场空间。而且，可以将现有技术中的GPS定位技术与本发明的定位方法相结合，实现室内室外定位的无缝衔接。
还有，本发明实施方式具有体积小、成本低廉的优点，并且信号发射单元可以通过多种方式与插座相结合，使用起来方便多样。
附图说明
图1为根据本发明实施方式的室内定位方法流程图；
图2为根据本发明实施方式的室内定位系统结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
在本发明一个实施方式中，可以将插座的地理位置信息写入网络侧的数据库中并对应唯一标识值（ID），而且将插座的ID信息写入与插座相结合的信号发射单元。
在本发明一个实施方式中，信号发射单元可以持续不断地发出插座的ID信息，移动终端接收到ID信息后从网络侧数据库中执行检索，网络侧数据库将该ID对应的地理位置信息（比如，可以包括经纬度及海拔信息）返回移动终端，移动终端再基于GIS类软件确定出自身所处位置，进行精确的室内定位，从而弥补GPS在复杂环境中定位不够精确的缺点。
图1为根据本发明实施方式的室内定位方法流程图。
如图1所示，该方法包括：
步骤101：在插座上设置信号发射单元，该信号发射单元发射对应于该插座所在地理位置信息的位置标识值。
在这里，可以在位于室内的插座上设置发射单元，该信号发射单元发射对应于该插座所在地理位置信息的位置标识值。插座的位置标识值可以用于标识出插座的具体位置。
其中，室内环境包括但是不局限于：地下停车场内、办公楼宇内、机场大厅内、商场建筑内或影剧院内，等等。
插座又称电源插座（开关插座），一般是指有一个或一个以上电路接线可插入的座，通过它可插入各种接线，便于与其他电路接通。通常情况下，室内的插座位置是固定的，而且插座可以分为电源插座、电脑插座、电话插座、视频插座、音频插座、移动插座、usb插座等等。
在这里，优选将信号发射单元内置在插座中，而且将插座地理位置的经纬度信息、海拔信息所对应的ID号通过信号发射单元进行发射，移动终端通过其内外置天线即可接收信号发射单元发出的信号，而且可以联网到网络侧数据库中进行查询，这样就可获取移动终端所处的具体位置。
优选地，插座还可以向信号发射单元提供发射信号所需要的电力供应。比如，可以将信号发射单元设置为一个连接到插座中的插头，从而该信号发射单元既可以从插座中获取电力供应，也能够发射对应于该插座所在地理位置信息的位置标识值。
插座位置通常是固定的，并且在未来国家智能电网建设中，插座相当于电网通信网络中的一个节点。在本发明实施方式中，其不仅能够提供位置信息，而且还可以进一步提供网络通信服务。
步骤102：当移动终端漫游到所述插座处时，接收由信号发射单元所发射的位置标识值，并基于该位置标识值从网络侧查询对应于该位置标识值的插座地理位置信息。
在这里，移动终端漫游到插座处表示移动终端漫游到插座附近。当移动终端期望执行定位操作时，可以主动通过其内置或者外置的各类天线，获取周围环境中信号发射单元发出的ID信息，以查询自身所处位置。移动终端获取ID信息后，通过无线网络连接后台的网络侧数据库进行查询，后台的网络侧数据库给出该ID对应的经纬度和海拔信息，并返回给该移动终端。移动终端可以根据内置相应的GIS软件标注自己所处的位置（例如在google地图、百度地图等地图上面对所处位置进行实时标注）。
其中，可以预先在网络侧数据库设置该插座的位置标识值与插座地理位置信息之间的对应关系；移动终端可以通过移动通讯网络向网络侧数据库发送包含有该位置标识值的插座地理位置信息请求，然后网络侧数据库接收所述插座地理位置信息请求，并根据所述位置标识值检索出对应于该位置标识值的插座地理位置信息，并将所述插座地理位置信息返回到移动终端。
对于网络侧数据库，负责保存维护ID信息并提供移动终端查询功能。优选地，网络侧数据库里面保存所有的ID所对应的经纬度及海拔信息，每一个ID对应一个插座的位置。当移动终端将从附近接收到的ID信息发送到网络侧数据库进行查询时，数据库将查询到的经纬度和海拔信息返回给移动终端用于定位。
如果移动终端处于具有多个插座的环境中时，由于每个插座都对应有自身的信号发射单元，因此移动终端主动或者被动地能够接收到多个信号发射单元所发送的位置标识值。通常情况下，接收信号越强大，意味着离信号发射源越接近。因此，优选地，移动终端首先针对接收信号的强弱进行判断，选择出信号强度最大的接收信号作为确定自身地理位置的接收信号，再从网络侧查询对应于该接收信号中所包含的位置标识值的插座地理位置信息。
在这里，移动终端可以主动地搜索周围环境中多个信号发射单元所发送的位置标识值，并将信号强度最大的信号发射单元所发送的位置标识值作为确定自身地理位置的接收信号。
可选地，移动终端也可以被动地接收由周围环境中多个信号发射单元所发送的位置标识值，并将信号强度最大的信号发射单元所发送的位置标识值作为确定自身地理位置的接收信号。
在一个实施方式中，移动终端可以根据蓝牙通信技术、红外通信技术、wifi通信技术或近距离无线通讯（NFC）技术等多种通信技术，接收由信号发射单元所发射的位置标识值。
以上虽然详细罗列了移动终端与信号发射单元之间的具体通信方式，本领域技术人员可以意识到，基于具体需求和应用环境的不同，这些通信方式可以有相应的增加和变换。因此，此处的罗列并不用于限定本发明实施方式的保护范围。
步骤103：移动终端利用所查询到的插座地理位置信息进行地理定位。
在这里，插座地理位置信息优选包括插座所在地理位置的经纬度信息和海拔信息，那么移动终端可以利用所查询到插座所在地理位置的经纬度信息和海拔信息，针对自身所漫游到的地理位置进行室内楼层之间的三维定位，从而实现楼层之间的精确定位。
如果不期望实现三维定位，插座地理位置信息可以只包括插座所在地理位置的经纬度信息，那么移动终端可以利用所查询到插座所在地理位置的经纬度信息，针对自身所漫游到的地理位置进行二维定位。
而且，可以将现有技术中的GPS定位技术与本发明的定位方法相结合，实现室内室外定位的无缝衔接。
本发明实施方式有体积小、成本低廉的优点，而且本发明实施方式不需要信号接收单元，只需要一个信号发射单元，并且该信号发射单元可以内置于插座中。
本发明实施方式还具有使用方便的优点。在楼宇之间，插座无处不在、位置固定而且即插即用，一般的楼宇在其工程图中即标注了插座的位置信息，这些位置信息可以直接用来保存到本发明实施方式的网络侧数据库中。
而且，本发明实施方式具有极高的商业价值。对于地下停车场、楼宇、机场大厅等GPS无法精确定位的地方，本发明可以很好的实现精确的室内定位。
不仅与此，本发明实施方式不仅可以给出经纬度这样的二维信息，还可以给出海拔信息，提供一个三维的定位方法，可以精确到不同的楼层，基于此，本发明实施方式可以广泛的应用到LBS中，提供非常广阔的市场空间。
基于上述详细分析，本发明实施方式还提出了一种室内定位系统。
图2为根据本发明实施方式的室内定位系统结构图。
如图2所示，该系统包括插座201、设置与该插座201上的信号发射单元202、移动终端203和网络侧数据库204。
其中：
信号发射单元202，用于发射对应于该插座201所在地理位置的插座位置标识值；
移动终端203，用于在漫游到所述插座处时接收由信号发射单元202所发射的插座位置标识值，基于该插座位置标识值从网络侧数据库204查询对应于该插座位置标识值的插座地理位置信息，并利用所查询到的插座地理位置信息进行地理定位；
网络侧数据库204，用于保存插座位置标识值与插座地理位置信息之间的对应关系。
优选地，信号发射单元202内置到插座201中、固定在插座201的周边环境中或附着在插座201的表面。比如，信号发射单元202可以设置为一个连接到插座201中的插头，从而该信号发射单元既可以从插座201中获取电力供应，也能够发射对应于该插座201所在地理位置信息的位置标识值。
在一个实施方式中，信号发射单元202可以通过粘结、捆绑、螺纹固定等方式固定在插座的表面上，而且信号发射单元202还可以内置到插座201之内。
在一个实施方式中，信号发射单元202，用于持续发射对应于该插座所在地理位置的插座位置标识值，或当检测到有漫游到该处的移动终端时才向该移动终端发射对应于该插座所在地理位置的插座位置标识值。
在一个实施方式中，插座地理位置信息包括插座所在地理位置的经纬度信息和海拔信息；
移动终端203，用于利用所查询到插座所在地理位置的经纬度信息和海拔信息，针对自身所漫游到的地理位置进行室内楼层之间的三维定位。移动终端具体可以为功能手机、个人数字助理（PDA）、平板电脑或智能手机，等等。
在一个实施方式中，移动终端203，用于当漫游到所述插座处时，根据蓝牙通信技术、红外通信技术、wifi通信技术或近距离无线通讯（NFC）技术接收由信号发射单元所发射的位置标识值。
当移动终端203期望执行定位操作时，可以主动通过其内置或者外置的各类天线，获取信号发射单元202发出的ID信息，以查询自身所处位置。移动终端203获取ID信息后，通过无线网络连接后台的网络侧数据库204进行查询，后台的网络侧数据库204给出该ID对应的经纬度和海拔信息，并返回给该移动终端203。移动终端203可以根据内置相应的GIS软件标注自己所处的位置（例如在google地图、百度地图等地图上面对所处位置进行实时标注）。
如果移动终端处于具有多个插座的环境中时，由于每个插座都对应有自身的信号发射单元，因此移动终端主动或者被动地能够接收到多个信号发射单元所发送的位置标识值。通常情况下，接收信号越强大，意味着离信号发射源越接近。因此，优选地，移动终端首先针对接收信号的强弱进行判断，选择出信号强度最大的接收信号作为确定自身地理位置的接收信号，再从网络侧查询对应于该接收信号中所包含的位置标识值的插座地理位置信息。
在这里，移动终端203可以主动地搜索信号发射单元202所发送的位置标识值，并将信号强度最大的信号发射单元202所发送的位置标识值作为确定自身地理位置的接收信号。
可选地，移动终端203也可以被动地接收由信号发射单元202所发送的位置标识值，并将信号强度最大的信号发射单元202所发送的位置标识值作为确定自身地理位置的接收信号。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种室内定位方法，其特征在于，该方法包括：
在插座上设置信号发射单元，该信号发射单元发射对应于该插座所在地理位置信息的位置标识值；将信号发射单元设置为一个连接到插座中的插头，从而该信号发射单元既可以从插座中获取电力供应，也能够发射对应于该插座所在地理位置信息的位置标识值；
当移动终端漫游到所述插座处时，接收由信号发射单元所发射的位置标识值，并基于该位置标识值从网络侧查询对应于该位置标识值的插座地理位置信息；
移动终端利用所查询到的插座地理位置信息进行地理定位；
其中当移动终端处于具有多个插座的环境中时，移动终端主动或者被动地接收多个信号发射单元所发送的位置标识值；移动终端首先针对接收信号的强弱进行判断，选择出信号强度最大的接收信号作为确定自身地理位置的接收信号，再从网络侧查询对应于该接收信号中所包含的位置标识值的插座地理位置信息；
所述插座地理位置信息包括插座所在地理位置的经纬度信息和海拔信息；
移动终端利用所查询到的插座地理位置信息进行地理定位包括：
移动终端利用所查询到插座所在地理位置的经纬度信息和海拔信息，针对自身所漫游到的地理位置进行室内楼层之间的三维定位。
2.根据权利要求1所述的室内定位方法，其特征在于，所述室内包括：地下停车场内、办公楼宇内、机场大厅内、商场建筑内或影剧院内。
3.根据权利要求1所述的室内定位方法，其特征在于，所述当移动终端漫游到所述插座处时，接收由信号发射单元所发射的位置标识值包括：
当移动终端漫游到所述插座处时，根据蓝牙通信技术、红外通信技术、wifi通信技术或近距离无线通讯(NFC)技术接收由信号发射单元所发射的位置标识值。
4.根据权利要求1所述的室内定位方法，其特征在于，该方法进一步包括：
预先在网络侧数据库设置该插座的位置标识值与插座地理位置信息之间的对应关系；
所述移动终端基于该位置标识值从网络侧查询对应于该位置标识值的插座地理位置信息包括：
移动终端通过移动通讯网络向网络侧数据库发送包含有该位置标识值的插座地理位置信息请求；
网络侧数据库接收所述插座地理位置信息请求，并根据所述位置标识值检索出对应于该位置标识值的插座地理位置信息，并将所述插座地理位置信息返回到移动终端。
5.一种室内定位系统，其特征在于，包括插座、设置与该插座上的信号发射单元、移动终端、网络侧数据库；其中：
该信号发射单元，用于发射对应于该插座所在地理位置的插座位置标识值；其中信号发射单元设置为一个连接到插座中的插头，从而该信号发射单元既可以从插座中获取电力供应，也能够发射对应于该插座所在地理位置信息的位置标识值；
移动终端，用于在漫游到所述插座处时接收由信号发射单元所发射的插座位置标识值，基于该插座位置标识值从网络侧数据库查询对应于该插座位置标识值的插座地理位置信息，并利用所查询到的插座地理位置信息进行地理定位；
网络侧数据库，用于保存插座位置标识值与插座地理位置信息之间的对应关系；
其中当移动终端处于具有多个插座的环境中时，移动终端主动或者被动地接收多个信号发射单元所发送的位置标识值；移动终端首先针对接收信号的强弱进行判断，选择出信号强度最大的接收信号作为确定自身地理位置的接收信号，再从网络侧查询对应于该接收信号中所包含的位置标识值的插座地理位置信息；
所述插座地理位置信息包括插座所在地理位置的经纬度信息和海拔信息；
移动终端，用于利用所查询到插座所在地理位置的经纬度信息和海拔信息，针对自身所漫游到的地理位置进行室内楼层之间的三维定位。
6.根据权利要求5所述的室内定位系统，其特征在于，所述信号发射单元内置到插座中、固定在插座的周边环境中或附着在插座的表面。
7.根据权利要求5所述的室内定位系统，其特征在于，
移动终端，用于当漫游到所述插座处时，根据蓝牙通信技术、红外通信技术、wifi通信技术或近距离无线通讯(NFC)技术接收由信号发射单元所发射的位置标识值。
8.根据权利要求5所述的室内定位系统，其特征在于，所述移动终端为功能手机、个人数字助理(PDA)、平板电脑或智能手机。
9.根据权利要求5所述的室内定位系统，其特征在于，信号发射单元，用于持续发射对应于该插座所在地理位置的插座位置标识值，或当检测到有漫游到该处的移动终端时才向该移动终端发射对应于该插座所在地理位置的插座位置标识值。
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