CN103675879B - 一种定位监控系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种定位监控系统，包括移动终端、监控服务器，所述系统还至少包括3个Wi‑Fi热点，所述移动终端通过Wi‑Fi热点进行定位，并将监控结果发送到所述监控服务器。本发明还提供一种应用所述定位监控系统的定位监控方法。采用本发明的技术方案后，可对监控对象实行连续不间断的实时定位监控，并通过预设报警条件实现有效的报警。

Description

一种定位监控系统和方法
技术领域
本发明涉及位置信息服务技术，更具体的是在基于Wi-Fi和GNSS联合定位的定位监控系统和方法。
背景技术
全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)利用导航卫星进行定时、定位和测距，能在全世界范围内实现全天候、全方位连续为海上、陆地和空中的用户提供实时高精度的三维空间、速度和时间信息。目前，GNSS包含了美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo系统、中国的北斗导航系统，以GPS系统为例，该系统主要由三部分组成，即空间部分、地面控制部分和用户装置部分。空间部分由24颗卫星组成，分布在6个道平面上。地面控制部分由负责管理、协调整个地面控制系统的工作的主控站、在主控站的控制下，向卫星注入寻电文的地面天线、作为数据自动收集中心的监测站和通讯辅助系统组成。用户装置部分主要由GPS接收机和卫星天线组成。
在目前的位置信息服务中，大多事采用GNSS定位导航，尤其是GPS，但是如上所述，GNSS定位受限于卫星信号，当接收环境不好，如在高楼林立的“城市峡谷”中，甚至是在室内，GNSS定位效果就很差甚至是根本无法定位，这给LBS服务带来了极大的问题，尤其是涉及到位置监控和报警，需要连续不断的定位等方面的应用，往往会因为信号不好或者室内没有信号而无法进行，大大降低了GNSS的应用。因此，在监控报警领域，如何实现连续定位是目前急需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种定位监控系统和方法，通过Wi-Fi定位和GNSS定位技术，解决了连续定位的问题，并且GNSS信号不好的地方，往往是Wi-Fi信号丰富的地方，能够有效的弥补GNSS定位的不足，且Wi-Fi还可以进行通信，解决了监控和报警产生流量大的问题。
本发明提供一种定位监控系统，包括移动终端、监控服务器，所述系统还至少包括3个Wi-Fi热点，所述移动终端通过Wi-Fi热点进行定位，并将监控结果发送到所述监控服务器。
更进一步，所述移动终端包括Wi-Fi模块、身份识别标记，所述Wi-Fi模块用于接收Wi-Fi无线信号进行定位和数据通信。
更进一步，所述移动终端包括还包括不少于1个传感器，所述传感器用于获取携带所述移动终端的生物体的生命体征测量值。
更进一步，所以移动终端还包括GNSS定位模块，用于接收GNSS信号进行定位，当GNSS模块处于冷启动时，所述GNSS模块根据Wi-Fi获取辅助信息进行快速启动和定位。
本发明还提供一种应用所述定位监控系统的定位监控方法。
更进一步，当所述移动终端位置处于不允许范围时，所述移动终端向所述监控服务器发送报警信息。
更进一步，所述监控服务器接收所述移动终端位置，判断所述位置是否在报警范围，是，则发出报警信息。
更进一步，所述传感器获得的所述生命体征测量值在警报范围，所述移动终端发出警报信息。
更进一步，所述监控服务器接收到所述传感器获得的所述生命体征测量值，判断所述生命体征测量值是否在警报范围，是，则发出警报信息。
更进一步，启动所述GNSS模块时，当处于所述GNSS模块处于冷启动时，根据Wi-Fi获取辅助信息进行快速定位。
更进一步，所述报警信息包括移动终端身份识别标记、报警类别、报警位置。
采用本发明的技术方案后，可对监控对象实行连续不间断的实时定位监控，并通过预设报警条件实现有效的报警。
附图说明
图1是本发明实施例系统构成图；
图2是本发明实施例移动终端结构示意图；
图3是本发明一个实施例定位监控方法流转图；
图4是本发明另一个实施例定位监控方法流转图；
图5是本发明另一个实施例定位监控方法流转图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明的系统主要包括3部分，移动终端，例如现在的手机、PAD、笔记本电脑或者具有收发功能的数据标签等，在上面列举例子中，尤其是手机具有非常广泛的应用，且目前的智能手机基本上都具有Wi-Fi功能，和具有操作系统如IOS或者安卓系统等，能够安装第三方应用软件，从而轻松实现定制功能。
Wi-Fi热点，随着城市化进程的加快，和信息化建设的推进，在城区中心已经有越来越丰富的Wi-Fi资源，例如上海和北京等地，已经建成了Wi-Fi覆盖区域的试运行，且Wi-Fi资源丰富的地区，往往是商业发达区，配套设施完善，高楼林立，在这些地方，GNSS信号受到遮挡严重，容易形成“城市峡谷”，具有Wi-Fi模块的接收终端，可以通过Wi-Fi信号进行定位，目前利用Wi-Fi进行定位已经有较为成熟的方案了，基于无线局域网络的定位方法目前主要有以下几种方式。一是类似移动通信网络Cell-ID技术，叫做接入点识别AP-ID，一旦具有Wi-Fi功能的移动终端与某个AP建立连接，即以该AP的位置估计行人位置，定位精度一般；第二种通过接收到的信号强度或者到达时间延迟进行测距，利用三角测量的方法计算出行人的位置；第三种是WLAN定位技术中目前最受关注的基于RSSI的指纹图技术，它根据接收信号强度标识RSSI来定位，这种技术先将安装有无线网络接入点的定位场景划分为一个个网格，然后测量在每个网格中心的接收信号强度，建立RSSI指纹数据库，在实时导航中根据用户终端接收的无线网络信号强度、利用有关算法估算出用户位置，这种方法需要事先建立RSSI数据库，其精度取决于网格划分的大小、每个网格采集的接收信号强度的数量和采用的定位算法，如果网格划分足够小，可以达到1～3米的精度。当移动终端处于GNSS信号不好或者在室内无法接收GNSS信号时，移动终端接收Wi-Fi信号进行定位，如果移动终端处于GNSS信号良好区域，并且需要进行初始化定位，移动终端通过Wi-Fi从监控服务器中获取辅助定位信息，实现快速初始化。当GNSS行为和Wi-Fi定位都处于良好状态下，移动终端使用两者进行组合导航。
监控服务器，负责通过Wi-Fi对移动终端的位置信息进行监控和报警处理，该服务器连入网络，除了具有监控软件和控制平台以外，还需要周期性更新和管理GNSS辅助定位信息，或者能够根据移动终端的辅助定位请求，随时在网络上下载对应的GNSS辅助定位信息。监控服务器接收到移动终端的辅助定位请求，能够识别是何种GNSS定位模式，如GPS、GLONASS、Galileo还是北斗模式，并根据请求中的位置信息，输出相应的辅助定位数据，包括移动终端所在区域的上方的卫星的高度信息，仰角信息，方位信息以及当前空域内卫星的数量信息等，移动终端在接收到上述信息后可以实现开始定位。
图2所示的是本发明实施例移动终端的结构，包括Wi-Fi模块202，GNSS定位模块204，存储模块205，以及控制模块201等，必要时，还可以包括传感器模块203。控制模块201是移动终端的中枢，负责对其他模块的控制和按照既定程序进行操作；Wi-Fi模块202主要是实现Wi-Fi信号接收和通讯功能，接收从Wi-Fi热点发出的信号，测量Wi-Fi信号的强度，直接估算距离或者匹配RSSI指纹数据库，得出精确位置，另外，负责和某一个Wi-Fi热点建立数据链路，实现数据传输功能，包括与监控服务器进行周期性的通讯，以及，为GNSS定位模块获取定位辅助信息等。GNSS定位模块204是基于卫星定位的功能模块，包括GPS、GLONASS、Galileo和北斗等卫星定位系统的单模，双模或多模形式定位模块，GNSS定位模块在开阔天空中收星信号良好时，能够方便的提供高精度、全天候，大范围的定位服务，因此，能够有效的补充Wi-Fi热点未覆盖或热点数量少带来精度差的定位问题。尤其是，当移动终端处于Wi-Fi定位范围内，并即将过渡到GNSS定位模式，例如从商场、酒店或医院等室内环境到广场、街道等可接收卫星信号的环境中，如果GNSS定位模块当时处于冷启动，例如长时间未使用或者从较远的地方移动，GNSS定位模块可以通过控制模块，从存储模块中获取需要的GNSS定位模块辅助信息参数，如何种定位模式、当前位置等，然后控制模块通过Wi-Fi链路从监控服务器中下载相关的辅助信息，或，通过Wi-Fi直接上网路上下载相关辅助信息，共GNSS定位模块实现快速启动和定位。存储模块205是移动终端的存储设备，负责存贮定位和监控的相关数据，例如GNSS定位参数、Wi-Fi信号历史记录，和移动终端的身份标识等信息。存储模块还能包括移动终端的历史定位记录等数据。
在本发明的另一个实施例中，移动终端除了能够周期性的发送监控信息以供监控服务器实现实时定位监控以外，还能匹配传感器模块203所获得的测量信息，以实现监控报警功能。传感器例如医学上用的电子血压计等用于获取生物的生命体征测量值的测量传感器，将带有电子血压计的移动终端佩戴在病人身上，病人在室内或室外活动时，如果电子血压计检测到病人血压出现了在标准阈值以外的情况，移动终端自动向监控服务器发出报警信息和当前病人的位置，血压情况，以及病人的身份标识，方便监控人员第一时间安排医生赶到病人的位置并采用相应预案进行急救。
在本发明的另外一个实施例中，移动终端本身并不判断病人的血压是否异常，而是将病人事实的血压测量值连同病人的位置信息一同发送到监控服务器统一管理，监控服务器会对病人的血压值进行监控，一旦发现病人的血压值在医生设定的规定范围内时，监控服务器发出警报提示，通知医生病人的相关信息，包括病人当前的位置，报警前一段时间的血压值情况，以及病人的相关信息等。
在本发明的另外一个实施例中，移动终端可以带有对某些特定位置进行监控和报警，例如监狱犯人，如果犯人接近围栏或者长时间在围栏处停留，移动终端经过判断确认后，向监控服务器发送报警信息。另外一个实施例中，监控服务器周期性发送定位信息，监控服务器发现移动终端处于报警区域，自动发出报警信息。
图3是本发明实施例定位监控方法的流程示意图，移动终端开机，首先搜索移动终端附近的Wi-Fi信号，当搜索到信号并符合定位要求的时候，利用Wi-Fi信号进行定位，完成Wi-Fi定位；或，GNSS信号符合定位要求，采用GNSS定位，尤其是在GNSS处于冷启动的时候，通过Wi-Fi链路获取GNSS定位辅助信息。移动终端定位后，就开始周期性的向监控服务器发送实位置信息和/或传感器测量数据，以及身份标识等信息，发送可以直接通过Wi-Fi的数据链路，也可以通过其他无线通讯方式如GSM，GPRS等。监控服务器接收移动终端发过来的信息，存储和监控。
图4是本发明的另一个实施例的监控报警方法流程示意，移动终端开机，首先搜索移动终端附近的Wi-Fi信号，当搜索到信号并符合定位要求的时候，利用Wi-Fi信号进行定位，完成Wi-Fi定位；或，GNSS信号符合定位要求，采用GNSS定位，尤其是在GNSS处于冷启动的时候，通过Wi-Fi链路获取GNSS定位辅助信息。移动终端完成定位后，将定位结果和/或传感器获得的测量值与移动终端内部预设的报警条件进行匹配，如果符合报警条件，移动终端向监控服务器发送报警信息和移动终端的身份标识，如果不符合报警条件，移动终端向监控服务器发送移动终端的位置和身份标识。监控服务器接收到移动终端发送的信息，如果是报警信息，则发出警报信息，如果不是报警信息，则继续进行周期性的监控。
图5是本发明实施例定位监控方法的流转示意图，移动终端开机，首先搜索移动终端附近的Wi-Fi信号，当搜索到信号并符合定位要求的时候，利用Wi-Fi信号进行定位，完成Wi-Fi定位；或，GNSS信号符合定位要求，采用GNSS定位，尤其是在GNSS处于冷启动的时候，通过Wi-Fi链路获取GNSS定位辅助信息。移动终端定位后，就开始周期性的向监控服务器发送实位置信息和/或传感器测量数据，以及身份标识等信息，发送可以直接通过Wi-Fi的数据链路，也可以通过其他无线通讯方式如GSM，GPRS等。监控服务器接收移动终端发过来的信息，存储和监控，并根据监控服务器上预设的报警条件判断移动终端是否处于报警范围，如果是，则发出警报信息，否则继续进行监控。
在本发明实施例中涉及到报警监控的，可以根据情况设置多种报警监控模式，如在医院中应用，可以根据监控病人所患的病进行报警，报警类别如高血压报警、心脏病报警等，或者按照监控程度进行报警，如病人出现病情不稳定标记为程度一般的报警，出现不适为中度报警，出现休克为高度报警，出现死亡特征为最高级报警等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种应用于定位监控系统的定位监控方法，所述定位监控系统包括移动终端和监控服务器，所述系统还至少包括3个Wi-Fi热点，所述移动终端通过Wi-Fi热点进行定位；所述移动终端包括GNSS定位模块、Wi-Fi模块、身份识别标记，所述Wi-Fi模块用于接收Wi-Fi无线信号进行定位和数据通信；所述GNSS定位模块，用于接收GNSS信号进行定位，当GNSS模块处于冷启动时，所述GNSS模块根据Wi-Fi获取的GNSS辅助信息进行快速启动和定位；所述移动终端还包括不少于1个传感器，所述传感器用于获取携带所述移动终端的生物体的生命体征测量值；其特征在于，当所述移动终端定位成功后，周期性的传送所述位置信息、传感器信息、以及身份识别标记信息到所述监控服务器；所述监控服务器根据接收到所述移动终端的辅助定位请求，识别是何种GNSS定位模式，并根据请求中的位置信息，输出相应的GNSS辅助信息，包括所述移动终端所在区域的上方的卫星的高度信息，仰角信息，方位信息以及当前空域内卫星的数量信息；当所述移动终端处于GNSS信号不好或者在室内无法接收GNSS信号的状态时，所述移动终端接收所述Wi-Fi无线信号进行定位，当所述移动终端处于所述GNSS信号和所述Wi-Fi无线信号都良好的状态下，所述移动终端使用两者进行组合导航；所述移动终端根据所处的位置信息或所述传感器采集的生命体征测量值发出报警信息，或者，所述监控服务器根据所述移动终端所处的位置信息或所述传感器采集的生命体征测量值发出报警信息。
2.根据权利要求1所述的定位监控方法，其特征在于，当所述移动终端位置处于不允许范围时，所述移动终端向所述监控服务器发送报警信息。
3.根据权利要求1所述的定位监控方法，其特征在于，所述监控服务器接收所述移动终端位置，判断所述位置是否在报警范围，是，则发出报警信息。
4.根据权利要求1所述的定位监控方法，其特征在于，所述传感器获得的所述生命体征测量值在警报范围，所述移动终端发出警报信息。
5.根据权利要求1所述的定位监控方法，其特征在于，所述监控服务器接收到所述传感器获得的所述生命体征测量值，判断所述生命特征测量值是否在警报范围，是，则发出警报信息。
6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的定位监控方法，其特征在于，所述报警信息包括移动终端身份识别标记、报警类别、报警位置。
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Denomination of invention: A positioning monitoring system and method

Effective date of registration: 20210107

Granted publication date: 20161005

Pledgee: China Co. truction Bank Corp Guangzhou Tianhe subbranch

Pledgor: TECHTOTOP MICROELECTRONICS Co.,Ltd.

Registration number: Y2021440000004

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Date of cancellation: 20220310

Granted publication date: 20161005

Pledgee: China Co. truction Bank Corp Guangzhou Tianhe subbranch

Pledgor: TECHTOTOP MICROELECTRONICS Co.,Ltd.

Registration number: Y2021440000004

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Denomination of invention: A positioning monitoring system and method

Effective date of registration: 20230830

Granted publication date: 20161005

Pledgee: Science City (Guangzhou) Finance Leasing Co.,Ltd.

Pledgor: TECHTOTOP MICROELECTRONICS Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980054634

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