CN104698435B - 实现无线信标地理位置定位的系统及方法 - Google Patents
实现无线信标地理位置定位的系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104698435B CN104698435B CN201510120977.1A CN201510120977A CN104698435B CN 104698435 B CN104698435 B CN 104698435B CN 201510120977 A CN201510120977 A CN 201510120977A CN 104698435 B CN104698435 B CN 104698435B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wireless beacon
- information
- mobile device
- location
- server
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
本发明涉及一种实现无线信标地理位置定位的系统及方法，其中系统包括移动设备，用于采集无线信标信号强度变化并上报捕获的无线信标信息以及所述的移动设备自身的运动信息和地理位置信息；定位服务器，用于利用所述的移动设备上报的无线信标信息以及所述的移动设备自身的运动信息和地理位置信息计算无线信标的地理位置及运动属性。采用该种结构的实现无线信标地理位置定位的系统及方法，采用三角定位算法与运动惯性算法等综合计算出无线信标的相对地理位置与运动惯性等，业务上通过智能终端的及时平台上报，可进而实现对移动无线信标的快速定位、搜索和跟踪等服务，应用简便，不需要另外设置基站，具有最广泛的应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及无线定位技术领域，尤其涉及无线信标定位技术领域，具体是指一种实现无线信标地理位置定位的系统及方法。
背景技术
日常生活中存在很多无线信号标签(简称无线信标)，如UWB(Ultra Wideband，超宽带)标签、有源RFID(Radio Frequency Identification，无线射频识别)标签、iBeacon标签、普通BLE蓝牙4.0标签等，这些标签一般非常简单小巧、便于携带，可低功耗长时间工作，适用于短距离广播信号。但由于信标往往为资源受限设备，无法获取自身的地理位置也无法联网上传、报告位置等，同时传统信标的定位依赖于读写终端或基站的有效部署，这给信标定位工作带来较大的复杂度与部署成本。
目前市场上基于信标信号强度的定位模式大多数的方法是，在某个已知区域内部署无线信号接收基站，捕获信标信号并对信标信号强度等进行定位分析，最终完成定位。但相关方法有以下不足：
(1)在特定区域内进行固定基站系统部署。广泛部署效率成本高昂，耗费时间与工程力量。对室外运动的信标定位缺乏有效定位手段；
(2)需要对信标所在环境建立信号强度和距离关系的标定数据(特征向量/标号对)作为训练集进行机器学习以建立与场景相关的RSSI位置指纹数据，工作繁杂，效率低下，降低了系统部署灵活性；
(3)对运动中的信标的可能地理位置缺乏有效预判；
(4)现有基于信标信号强度的三角定位算法未有效结合时间因子，计算精度倾向与RSSI(Received Signal Strength Indication，接收的信号强度指示)强度，忽略了大多数情况下，基于信号到达时间(TOA)应用有效性大大于信标信号强度有效性。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现对移动无线信标的快速定位、搜索和跟踪等服务、具有最广泛应用范围的实现无线信标地理位置定位的系统及方法。
为了实现上述目的，本发明的实现无线信标地理位置定位的系统及方法具有如下构成：
该实现无线信标地理位置定位的系统，其主要特点是，所述的系统包括：
至少一个移动设备，用于采集无线信标信号强度变化并上报捕获的无线信标信息以及所述的移动设备自身的运动信息和地理位置信息；
定位服务器，用于利用所述的移动设备上报的无线信标信息以及所述的移动设备自身的运动信息和地理位置信息计算无线信标的地理位置及运动属性。
较佳地，所述的移动设备为移动手机。
较佳地，所述的无线信标为UVW标签、有源RFID标签、iBeacon标签、WIFI AP或蓝牙标签。
较佳地，所述的无线信标采用统一的通用唯一标识码进行标识。
较佳地，所述的系统包括至少三个移动设备，所述的定位服务器结合至少三个移动设备上报的无线信标信息以及各个移动设备自身的运动信息和地理位置通过三角定位计算无线信标的地理位置及运动属性。
本发明还涉及一种基于所述的系统实现无线信标地理位置定位的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)所述的移动设备采集无线信标信号强度变化并上报捕获的无线信标信息；
(2)所述的移动设备上报自身的运动信息和地理位置信息；
(3)所述的定位服务器利用所述的移动设备上报的无线信标信息以及所述的移动设备自身的运动信息和地理位置信息计算无线信标的地理位置及运动属性。
较佳地，所述的定位服务器利用所述的移动设备上报的无线信标信息以及所述的移动设备自身的运动信息和地理位置信息计算无线信标的地理位置及运动属性，包括以下步骤：
(3-1)所述的定位服务器进行无线信标信息扫描并接收到移动设备上报的信息；
(3-2)所述的定位服务器计算自由空间的电波传播损耗距离；
(3-3)所述的定位服务器结合所述的移动终端自身的运动信息和地理位置信息确定所述的无线信标的大概范围；
(3-4)所述的定位服务器发布所述的无线信标的物理位置。
更佳地，所述的步骤(3-1)和(3-2)之间，还包括以下步骤：
(3-1-1)所述的定位服务器判断是否为最新捕获的无线信标信息，如果是，则继续步骤(3-2)，否则，继续步骤(3-1-2)；
(3-1-2)所述的定位服务器判断是否为唯一移动设备，如果是，则继续步骤(3-1-3)，否则，继续步骤(3-1-4)；
(3-1-3)所述的定位服务器判断连续接收到无线信标信息的数量是否超过系统预设次数，如果是，则继续步骤(3-1-4)，否则继续步骤(3-1)；
(3-1-4)所述的定位服务器计算无线信标的地理位置及运动属性，然后结束退出。
更进一步地，所述的步骤(3-1-4)之后，还包括以下步骤：
(3-1-5)所述的定位服务器判断是否继续追踪所述的无线信标，如果是，则继续步骤(3-1)，否则结束退出。
较佳地，所述的系统包括至少三个移动设备，所述的定位服务器利用所述的移动设备上报的无线信标信息以及所述的移动设备自身的运动信息和地理位置信息计算无线信标的地理位置及运动属性，具体为：
所述的定位服务器结合至少三个移动设备上报的无线信标信息以及各个移动设备自身的运动信息和地理位置通过三角定位计算无线信标的地理位置及运动属性。
采用了该发明中的实现无线信标地理位置定位的系统及方法，采用三台或三台以上等具有定位功能与运动感应的智能手持设备(如智能手机)动态扫描并发现无线信标后，可根据各智能终端即时获得的可信任的地理坐标、无线信标RSSI信号强度以及智能终端当时的运动惯性等，可采用三角定位算法与运动惯性算法等综合计算出无线信标的相对地理位置与运动惯性等；业务上通过智能终端的及时平台上报，可进而实现对移动无线信标的快速定位、搜索和跟踪等服务，具有最广泛的应用范围。
附图说明
图1为本发明的实现无线信标地理位置定位的方法的流程图。
图2为本发明的实施例中采用三台移动设备计算无线信标位置的示意图。
图3为本发明的定位服务器计算无线信标位置的流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本发明通过可以获取自身地理位置的智能手持设备带有的无线接收装置，扫描无线信标，无线信标包括但不限于：iBeacon、蓝牙标签、WIFI AP、RFID标签、UWB标签等等，可发现无线信标在智能手持设备附近并获得信标RSSI强度；
所有无线信标采用统一的UUID(Universally Unique Identifier，通用唯一识别码)进行标识，并保持一定的频度广播信息；
任一台手持设备发现同一个无线信标以后，立即自动将手持设备的即时地理位置坐标、运动惯性和所发现的信标RSSI强度等发送到后台服务器
服务器根据上传的相关信息，综合计算无线信标的地理位置，可以采用包括并不限于三角定位等计算方法，通过比较信号强度推断距离的方式计算无线信标的位置，以及通过强度变化与智能终端运动属性预估信标运动属性。
本发明的实现无线信标地理位置定位的系统，其主要特点是，所述的系统包括：
至少一个移动设备，用于采集无线信标信号强度变化并上报捕获的无线信标信息以及所述的移动设备自身的运动信息和地理位置信息；
定位服务器，用于利用所述的移动设备上报的无线信标信息以及所述的移动设备自身的运动信息和地理位置信息计算无线信标的地理位置及运动属性。
在一种较佳的实施方式中，所述的移动设备为移动手机。还可以是其他类型可以接收无线信标信息并上报的移动终端。
在一种较佳的实施方式中，所述的系统包括至少三个移动设备，所述的定位服务器结合至少三个移动设备上报的无线信标信息以及各个移动设备自身的运动信息和地理位置通过三角定位计算无线信标的地理位置及运动属性。在实际应用中，不限于使用三角定位方法计算。
如图3所示，本发明的基于所述的系统实现无线信标地理位置定位的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)所述的移动设备采集无线信标信号强度变化并上报捕获的无线信标信息；
(2)所述的移动设备上报自身的运动信息和地理位置信息；
(3)所述的定位服务器利用所述的移动设备上报的无线信标信息以及所述的移动设备自身的运动信息和地理位置信息计算无线信标的地理位置及运动属性。
在一种较佳的实施方式中，所述的定位服务器利用所述的移动设备上报的无线信标信息以及所述的移动设备自身的运动信息和地理位置信息计算无线信标的地理位置及运动属性，包括以下步骤：
(3-1)所述的定位服务器进行无线信标信息扫描并接收到移动设备上报的信息；
(3-2)所述的定位服务器计算自由空间的电波传播损耗距离；
(3-3)所述的定位服务器结合所述的移动终端自身的运动信息和地理位置信息确定所述的无线信标的大概范围；
(3-4)所述的定位服务器发布所述的无线信标的物理位置。
在一种更佳的实施方式中，所述的步骤(3-1)和(3-2)之间，还包括以下步骤：
(3-1-1)所述的定位服务器判断是否为最新捕获的无线信标信息，如果是，则继续步骤(3-2)，否则，继续步骤(3-1-2)；
(3-1-2)所述的定位服务器判断是否为唯一移动设备，如果是，则继续步骤(3-1-3)，否则，继续步骤(3-1-4)；
(3-1-3)所述的定位服务器判断连续接收到无线信标信息的数量是否超过系统预设次数，如果是，则继续步骤(3-1-4)，否则继续步骤(3-1)；
(3-1-4)所述的定位服务器计算无线信标的地理位置及运动属性，然后结束退出。
在一种更佳的实施方式中，所述的步骤(3-1-4)之后，还包括以下步骤：
(3-1-5)所述的定位服务器判断是否继续追踪所述的无线信标，如果是，则继续步骤(3-1)，否则结束退出。
本发明的发明要点：
(1)通过智能手机等具有定位功能的手持移动设备移动采集无线信标信号强度变化；
(2)通过智能终端数据网络第一时间上报捕获的无线信标UUID、RSSI等广播信息；
(3)通过智能终端数据网络第一时间上报自身的运动信息与地理位置信息；
(4)通过(2)与(3)所获得的相关信息，利用基于RSSI信号强度的三角定位计算等方法估算出无线信标地理位置与运动属性；
算法中时间优先，信标第一次获得的位置为第一次捕获的智能手机上传的位置、运动惯性与RSSI正态分布信号衰减算法进行位置估算与预判。
如图3所示，其中：
a1为设备1带方向性的运动加速度；
a2为设备2带方向性的运动加速度；
a3为设备3带方向性的运动加速度；
不同圆半径为基于RSSI的检测半径。
采用了该发明中的实现无线信标地理位置定位的系统及方法，采用三台或三台以上等具有定位功能与运动感应的智能手持设备(如智能手机)动态扫描并发现无线信标后，可根据各智能终端即时获得的可信任的地理坐标、无线信标RSSI信号强度以及智能终端当时的运动惯性等，可采用三角定位算法与运动惯性算法等综合计算出无线信标的相对地理位置与运动惯性等；业务上通过智能终端的及时平台上报，可进而实现对移动无线信标的快速定位、搜索和跟踪等服务，具有最广泛的应用范围。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (9)
1.一种实现无线信标地理位置定位的系统，其特征在于，所述的系统包括：
至少一个移动设备，用于采集无线信标信号强度变化并实时上报捕获的无线信标信息以及所述的移动设备自身的运动信息和地理位置信息；
定位服务器，用于利用所述的移动设备实时上报的无线信标信息以及所述的移动设备自身的运动信息和地理位置信息计算无线信标的地理位置及运动属性；
所述的移动设备为可获取自身地理位置的、带有的无线接收装置的智能手持设备；
所述的系统包括至少三个移动设备，所述的定位服务器结合至少三个移动设备上报的无线信标信息以及各个移动设备自身的运动信息和地理位置通过三角定位计算无线信标的地理位置及运动属性。
2.根据权利要求1所述的实现无线信标地理位置定位的系统，其特征在于，所述的移动设备为移动手机。
3.根据权利要求1所述的实现无线信标地理位置定位的系统，其特征在于，所述的无线信标为UVW标签、有源RFID标签、iBeacon标签、WIFI AP或蓝牙标签。
4.根据权利要求1所述的实现无线信标地理位置定位的系统，其特征在于，所述的无线信标采用统一的通用唯一标识码进行标识。
5.一种基于权利要求1至4中任一项所述的系统实现无线信标地理位置定位的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)所述的移动设备采集无线信标信号强度变化并上报捕获的无线信标信息；
(2)所述的移动设备上报自身的运动信息和地理位置信息；
(3)所述的定位服务器利用所述的移动设备上报的无线信标信息以及所述的移动设备自身的运动信息和地理位置信息计算无线信标的地理位置及运动属性。
6.根据权利要求5所述的实现无线信标地理位置定位的方法，其特征在于，所述的定位服务器利用所述的移动设备上报的无线信标信息以及所述的移动设备自身的运动信息和地理位置信息计算无线信标的地理位置及运动属性，包括以下步骤：
(3-1)所述的定位服务器进行无线信标信息扫描并接收到移动设备上报的信息；
(3-2)所述的定位服务器计算自由空间的电波传播损耗距离；
(3-3)所述的定位服务器结合所述的移动终端自身的运动信息和地理位置信息确定所述的无线信标的大概范围；
(3-4)所述的定位服务器发布所述的无线信标的物理位置。
7.根据权利要求6所述的实现无线信标地理位置定位的方法，其特征在于，所述的步骤(3-1)和(3-2)之间，还包括以下步骤：
(3-1-1)所述的定位服务器判断是否为最新捕获的无线信标信息，如果是，则继续步骤(3-2)，否则，继续步骤(3-1-2)；
(3-1-2)所述的定位服务器判断是否为唯一移动设备，如果是，则继续步骤(3-1-3)，否则，继续步骤(3-1-4)；
(3-1-3)所述的定位服务器判断连续接收到无线信标信息的数量是否超过系统预设次数，如果是，则继续步骤(3-1-4)，否则继续步骤(3-1)；
(3-1-4)所述的定位服务器计算无线信标的地理位置及运动属性，然后结束退出。
8.根据权利要求7所述的实现无线信标地理位置定位的方法，其特征在于，所述的步骤(3-1-4)之后，还包括以下步骤：
(3-1-5)所述的定位服务器判断是否继续追踪所述的无线信标，如果是，则继续步骤(3-1)，否则结束退出。
9.根据权利要求5所述的实现无线信标地理位置定位的方法，其特征在于，所述的系统包括至少三个移动设备，所述的定位服务器利用所述的移动设备上报的无线信标信息以及所述的移动设备自身的运动信息和地理位置信息计算无线信标的地理位置及运动属性，具体为：
所述的定位服务器结合至少三个移动设备上报的无线信标信息以及各个移动设备自身的运动信息和地理位置通过三角定位计算无线信标的地理位置及运动属性。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510120977.1A CN104698435B (zh) | 2015-03-19 | 2015-03-19 | 实现无线信标地理位置定位的系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510120977.1A CN104698435B (zh) | 2015-03-19 | 2015-03-19 | 实现无线信标地理位置定位的系统及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104698435A CN104698435A (zh) | 2015-06-10 |
| CN104698435B true CN104698435B (zh) | 2018-04-06 |
Family
ID=53345758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510120977.1A Active CN104698435B (zh) | 2015-03-19 | 2015-03-19 | 实现无线信标地理位置定位的系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104698435B (zh) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9778343B2 (en) * | 2015-06-16 | 2017-10-03 | Tyco Fire & Security Gmbh | Systems and methods for locating tags within a space |
| CN105577303B (zh) * | 2015-12-16 | 2018-10-23 | 山东大学 | 一种非法频率时空甄别的装置与方法 |
| CN105510870B (zh) * | 2015-12-19 | 2018-05-18 | 长安大学 | 一种智能设备室内定位系统和方法 |
| CN105959382B (zh) * | 2016-06-06 | 2019-05-21 | 上海论宇信息科技有限公司 | 一种智能运动监测装置及监测方法 |
| CN106291447B (zh) * | 2016-08-31 | 2019-07-23 | 中国人民解放军海军工程大学 | 一种弹载信标系统 |
| CN107403477A (zh) * | 2017-08-11 | 2017-11-28 | 北京启迪时代科技有限公司 | 利用无线信号时间分布特征进行出入判定的方法 |
| CN110096071A (zh) * | 2018-01-31 | 2019-08-06 | 深圳市诚壹科技有限公司 | 一种跟踪控制方法、装置及移动终端 |
| CN108513354A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-09-07 | 广州众志物联网科技有限公司 | 定位方法和系统 |
| CN109188350A (zh) * | 2018-08-14 | 2019-01-11 | 深圳畅行通科技有限公司 | 一种资产定位系统及基于资产定位系统的资产定位方法 |
| CN110996262A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-10 | 广州鲁邦通物联网科技有限公司 | 一种建立数据库的方法、设备位置的获取方法、数据库 |
| CN113126509A (zh) * | 2019-12-31 | 2021-07-16 | 青岛海高设计制造有限公司 | 一种用于送货装置的控制方法、装置及冰箱 |
| CN113126610A (zh) * | 2019-12-31 | 2021-07-16 | 青岛海高设计制造有限公司 | 一种送货控制方法、装置、冰箱及送货装置 |
| CN113064416A (zh) * | 2019-12-31 | 2021-07-02 | 青岛海高设计制造有限公司 | 一种用于送货装置的控制方法、装置及送货装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7904096B2 (en) * | 2005-09-06 | 2011-03-08 | O2Micro International Limited | GPS application using network assistance |
| CN101126805A (zh) * | 2007-09-26 | 2008-02-20 | 清华大学 | 基于球体的三维节点定位方法和系统 |
| CN103841639A (zh) * | 2013-12-05 | 2014-06-04 | 镇江高科科技信息咨询有限公司 | 用于室内定位的无线局域网技术 |
| CN104198986A (zh) * | 2014-08-06 | 2014-12-10 | 成都联星微电子有限公司 | 一种基于rfid移动阅读器的精确定位系统和方法 |
-
2015
- 2015-03-19 CN CN201510120977.1A patent/CN104698435B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104698435A (zh) | 2015-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104698435B (zh) | 实现无线信标地理位置定位的系统及方法 | |
| Zhang et al. | Real-time locating systems using active RFID for Internet of Things | |
| CN101129078B (zh) | 用于无线网络中资产位置的系统和方法 | |
| Song et al. | A survey on indoor positioning technologies | |
| CN101228532B (zh) | 用于操作支持若干数据格式的多功能近场通信设备的方法和设备 | |
| CN101389118B (zh) | 一种移动终端的定位方法及定位系统 | |
| CN103634901B (zh) | 基于核密度估计的新型定位指纹采集提取方法 | |
| CN204142952U (zh) | 蓝牙实时动态定位系统及蓝牙基站 | |
| CN104837118A (zh) | 一种基于WiFi和BLUETOOTH的室内融合定位系统及方法 | |
| CN105277920A (zh) | 蓝牙实时动态定位方法和系统 | |
| CN101754435A (zh) | 一种适用于无线局域网wlan的终端定位方法 | |
| CN208724217U (zh) | 基于uwb定位的信息传输系统 | |
| CN100499920C (zh) | Cdma移动目标的手持式探测设备及探测方法 | |
| CN105282696B (zh) | 基于移动互联网的人员定位系统及方法 | |
| CN102043151A (zh) | 基于射频识别用于定位的移动终端及定位方法 | |
| CN102547568B (zh) | 一种近距离交换信息的方法 | |
| CN1940590B (zh) | 定位方法以及系统 | |
| CN104796980A (zh) | 适用于不同型号智能终端的wlan室内定位校准方法 | |
| JP2018036246A (ja) | 測位システム及び測位方法 | |
| CN107302794A (zh) | 利用wifi信号作为移动定位与导航的方法 | |
| CN101742262A (zh) | 一种室内定位方法和装置 | |
| CN106716170B (zh) | 设备定位的方法和一种移动定位器装置 | |
| KR20150053311A (ko) | 실내 무선 센서 네트워크 환경에서의 효과적인 위치측위 방법 | |
| CN112308998A (zh) | 一种基于蓝牙的室内定位智能巡检系统及方法 | |
| JP2007170956A (ja) | 測位方法及びシステム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210309 Address after: Room 704, building 6, Tian'an Digital City, 199 Shennan Road, Yongxing street, Chongchuan District, Nantong City, Jiangsu Province, 226019 Patentee after: Nantong sunrong Technology Co.,Ltd. Address before: 210009, 5 new model street, Gulou District, Jiangsu, Nanjing Patentee before: NANJING XURI INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |