CN103763678A - 移动监测终端分级定位实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了移动监测终端领域的一种移动监测终端分级定位实现方法。移动监测终端包括检测模块、通信模块、定位模块和高度传感器，定位模块为分级定位方式，对监测终端采用动态定位配置，定位模块包括广域定位模块和RF局域定位模块，广域定位模块基于卫星GPS跟踪定位、移动蜂窝基站、LBS跟踪定位系统或GPSONE跟踪定位模式，局域定位模块基于WiFi、Zigbee、蓝牙或者UWB，广域定位模块一直处于连续工作状态，当监测终端进入到局域定位网络范围，启局域定位模块，以设定的RF信号及时间隔发送RF信标，当监测目标离开局域定位网络范围，监控中心关闭终端的局域定位模块。本发明具有定位准确、覆盖面广、智能化和续航能力高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及移动监测终端领域的一种移动监测终端分级定位实现方法。
背景技术
移动监测终端通常应用于对重要物品或者人员的移动监测、监护和安全追踪，比如用在物流行业中实施对重要物件的安全监控。通常情况下，基于卫星及移动蜂窝基站的GPS／A-GPS或GPS ONE 可以提供室外环境下较准确的定位跟踪，可以满足常规情况下的物件移动轨迹跟踪要求。但是当处于有空间覆盖或者建筑物内，由于卫星／蜂窝基站信号受到阻挡或者多径散射，定位精度变差，无法满足查找到准确定位被监测目标的要求：另—方面，局域定位网络虽然可以提供较好的定位精度，但是并不能提供广域的覆盖。
发明内容
本发明的目的是针对移动监测终端在监测过程中的不同跟踪定位精度要求，设计出了一套基于终端当前所在地理位置及定位基础设施配置的分级定位方法。终端可以根据实时监测对定位的精度要求实现粗定位和精定位之间的灵活协同，在满足移动监测环境下对定位精度差异化要求的同时，最大程度简化终端计算及任务处理复杂度，降低终端的设计要求，有效提高终端移动续航能力和智能化水平，便于
大规模的终端部署和自动化监控管理。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种移动监测终端分级定位实现方法，包括检测模块、通信模块、定位模块和高度传感器，其特征在于：定位模块为分级定位方式，对监测终端采用动态定位配置，定位模块包括广域定位模块和RF局域定位模块，广域定位模块基于卫星GPS跟踪定位 、移动蜂窝基站的LBS跟踪定位或GPS ONE跟踪定位，局域定位模块基于WiFi、Zigbee、 蓝牙或者UWB，监控中心从监测终端获得的广域定位GPS位置信息，通过与数据库存储的局域定位网络位置进行比较，确定RF局域定位模块的开启与否。在终端执行移动监测过程中，广域定位模块一直处于连续工作状态，以设定周期定位监测目标位置，通过通信模块发送至监控中心以提供经纬度位置信息。当监测终端进入到局域定位网络范围，监控中心向移动监测终端发出控制指令开启局域定位模块，以设定的RF信号及时间隔发送RF信标，由局域定位网络系统计算移动监测终端在本监控区域的空间位置，用于诸如物流仓储区域的被监测物件精确定位，便于对仓储内准确查找问题物件作及时分拣处理。当监测目标离开局域定位网络范围，监控中心即关闭终端的局域定位模块；当目标处于广域定位精度差的建筑物密集或者室内区域，而该区域无固定局域定位网络覆盖，这种情形需要部署移动局域定位网络实施局域精确定位，通过高度传感器与定位模块实现三维高度定位；广域定位模块为连续工作模式，RF局域定位模块为非连续工作模式；RF局域定位模块由监控中心控制，进入RF局域定位网络区域和监测到目标异常时开启局域定位模块；终端控制中心配置RF局域定位网络数据库，数据库存储监测目标移动轨迹范围内的网络覆盖地理位置及网络属性信息。
本发明具有以下优点：
1.广域定位和局域定位相结合的灵活配置满足不同场景的定位需求；
2.基于中心控制的定位模式切换简化了终端设计；
3.基于特定区域开启局域定位工作模式实现了终端的有效能耗管理，提高了终端的连续工作能力。
附图说明
图1为分级定位移动监测终端配置图；
图2为RF局域定位网络局域定位原理图；
图3为典型应用场景图；
图4为检测终端平面定位原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体事例对本发明的内容做进一步的说明：
如图1所示为分级定位移动监测终端配置图，包括检测模块、通信模块、定位模块和高度传感器，在终端执行移动监测过程中，广域定位模块一直处于连续工作状态，以设定周期定位监测目标位置，目标位置的信息通过通信模块发送至监控中心，以提供经纬度位置信息。监控中心包含局域定位基础设施地理位置数据库，该数据库存储移动轨迹范围内部署的局域定位基础设施网络覆盖范围数据。监控中心从移动终端
获得的广域定位GPS位置信息数据与数据库存储的局域定位网络位置进行比较，当监测终端进入到局域定位网络时，监控中心发出控制指令开启局域定位模块，以设定的RF信号及时间隔发RF信标，便于局域定位网络搜索和定位监测终端。典型的基于RF局域定位网络的进行局域定位场景如图2所示，在该应用中由多个RF监测点接收监测终端发送的RF信标信号，RF监测汇聚点收集到的节点信息进行分析计算，通常基于监测终端RF信道到达不同监测点的信号强度，如RSSI，到达角度或者时间差特性对监测终端进行精确定位，该类固定型局域定位网络可用于诸如物流仓储区域的被监测物件精确定位，便于对仓储内准确查找问题物件作及时分拣处理。当监测目标离开局域定位网络范围，监控中心即关闭终端的局域定位模块。
除了上述网络触发的局域定位外，终端还支持监测事件触发的局域定位。具体而言，当终端监测到目标异常，目标处于广域定位精度差的建筑物密集或者室内区域，而该区域无固定局域定位网络覆盖，这种情形需要临时部署多个移动局域定位RF监测点实施局域精确定位，在这种场景下，当监控中心在收到监测终端上报的异常事件时，经数据分析如需要进行精确定位时，即向终端启动终端的RF局域定位模块和高度传感器，以实施局域定位，终端以设定的RF信号及时间间隔发送RF信标及身份信息。而高度传感器则提供监测目标的高度信息以便于实施三维定位，监控中心根据广域定位模块提供的经纬度及高度信息，在目标区域部署移动RF局域定位网络，搜索终端发出的RF信标信号，通过信号分析实现精确定位。在该过程中，控制中心根据局域定位需求开启或者关闭终端局域定位模块和高度传感器，本发明的移动监测终端可以用于物流行业中的物件监测实时追踪。典型的应用场景如图3所示，终端启动环境监测时，广域定位模块即开始工作，以既定的时间间隔向物流监控中心发送物件跟踪位置信息，当被监测物件到达物流路线的A点时，监控中心即可以通过将A点的广域定位位置与存储在数据库中该仓储RF局域定位网络覆盖区域相比较，即可判断物件进入局域定位网络覆盖区域。此时，监控中心向监测终端发出指令，开启RF局域定位模块工作，以设定的RF波形发射无线信标和物件ID信息，以便于部署于仓储内的RF监测点接收监测终端信号，借助针对信号的特性分析，即可以对进入仓储内的物件进行精确定位。当物件离开仓储到达RF局域定位网络的边缘B点时，监控中心则通过控制指令关闭终端的局域定位模块，由广域定位模块提供定位信息。当物件到达C点时，终端的环境监测模块监测到物件异常，监控中心通过数据库搜索发现事发地点C无局域定位网络覆盖。这时，监控中心激活终端的局域定位模块和高度传感器，终端以设定的RF调制波形(如线性调频CSS)发射无线信标和物件ID信息。借助高度传感器可以将为目标区域提供高度定位，例如可以对多楼层室内环境进行楼层识别，将三维目标空间搜索区域降为二维空间，便于在平面楼层定位查找移动定位设终端。
对监测终端进行精确平面定位的一种实现方式如下：在监测终端通过广域定位模块判定的C点地理位置周围放置多个RF监测点，如图4，节点与RF定位手持机相连，各节点对周围RF信号进行搜索，并通过ID信息识别出目标终端，并将接收到的目标终端RF信号进行时频域处理后发送至手持机，手持机根据各监测点的位置及各节点收集的RF信号特性，计算出目标终端位置，显示于手持机显示屏。通过手持机可视化定位指引搜索人员逐渐接近目标终端。当手持机接近目标终端时，手持终端可以通过控制中心开启辅助搜寻功能，如激活目标终端蜂鸣器发出声音信号，便于快速目标识别。
Claims (5)
1.一种移动监测终端分级定位实现方法，包括检测模块、通信模块、定位模块和高度传感器，其特征在于：定位模块为分级定位方式，对监测终端采用动态定位配置，定位模块包括广域定位模块和RF局域定位模块，广域定位模块基于卫星GPS跟踪定位 、移动蜂窝基站的LBS跟踪定位或GPS ONE跟踪定位，局域定位模块基于WiFi、Zigbee 、蓝牙或者UWB，监控中心从监测终端获得的广域定位GPS位置信息，通过与数据库存储的局域定位网络位置进行比较，确定RF局域定位模块的开启，在终端执行移动监测过程中，广域定位模块一直处于连续工作状态，当监测终端进入到局域定位网络范围，监控中心向移动监测终端发出控制指令，开启局域定位模块，以设定的RF信号及时间隔发送RF信标，由局域定位网络搜索和定位移动监测终端，当监测目标离开局域定位网络范围，监控中心关闭终端的局域定位模块。
2.根据权利要求1所述的移动监测终端分级定位实现方法，其特征在于：通过高度传感器与定位模块实现三维高度定位。
3.根据权利要求1所述的移动监测终端分级定位实现方法，其特征在于：广域定位模块为连续工作模式，RF局域定位模块为非连续工作模式。
4.根据权利要求1所述的移动监测终端分级定位实现方法，其特征在于：RF局域定位模块由监控中心控制，进入RF局域定位网络区域或监测到目标异常时开启局域定位模块。
5.根据权利要求1所述的移动监测终端分级定位实现方法，其特征在于：终端控制中心配置RF局域定位网络数据库，网络数据库存储监测目标移动轨迹范围内的网络覆盖地理位置及网络属性信息。
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