CN108322934A - 一种基于智能手机的区域无线定位系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于智能手机的区域无线定位系统及其方法，系统包括智能手机，所述的智能手机上配置有无线定位模块，所述无线定位模块连接有基站无线通讯模块，所述基站无线通讯模块分别与至少3个无线基站建立通讯连接，所述无线基站通过私有安全协议与位置解析索引服务器相连接。本发明可实现自动定位功能、最大限度保证民警的生命安全，减轻民警工作负担的同时提升工作效率的基于智能手机的区域无线定位系统及其方法。

Description

一种基于智能手机的区域无线定位系统及其方法

技术领域

本发明涉及无线定位技术领域，特别是一种基于智能手机的区域无线定位系统及其方法。

背景技术

随着移动物联网和无线传感技术的飞速发展，各种无线传感设备和移动互联设备已经在人们日常生活、学习、出行中得到了最大范围的普及和应用，为人们日常生活和出行带来了极大的便利，各种传感、感知设备的融合正在打造一个万物互联的全新世界。但是移动物联网在带来便利的同时也引入了各种安全隐患，在对信息安全有着苛刻要求的司法监狱系统内尤为重要。在“大数据平台”、“向科技要警力”的指导方针下，室内定位以及相关的移动物联网技术发挥着至关重要的作用。智能手机作为人们日常生活、工作的必备设备正在改变人们的生活、学习和工作使用习惯，而面向司法系统的看守所、监狱内因其特殊性管制，导致里面不能采用传统的GPS定位来完成人员、车辆的定位，而监区民警的位置信息是所有其它物联网应用的基础。因此在监区内，如何通过民警持有的智能手机完成对民警的定位成为亟待解决的问题。

传统监区内民警位置定位方法主要包含以下几种：

(1)指挥中心通过传统对讲机并结合视频网络对民警位置进行确认；

(2)通过与运营商合作，定制监区或者看守所内部的私有基站网络，民警配发特定标签或者定制智能手机实现区域内定位；

(3)通过在特定的门禁、重点区域出入口部署RFID读卡装置，构建监区内网格化位置网络，民警在经过门禁、重点区域出入口时，刷与身份绑定的无源RFID卡片，实现区域定位；

以上几种传统方法存在诸多弊端和不足，简要分析如下：

方案(1)采用最传统的对讲确认模式，并结合视频网络对民警位置进行确认，很多情况下定位是否准确完全取决于民警本身的主观能动性，视频网络检索全靠人工手动调用，使得定位速度慢，效率低下；同时在某些紧急突发情况下，定位方案可能完全失效，比如：民警对讲机被犯人抢走、对讲机突发故障等；

方案(2)是采用与商用的GPS同样原理，与运营商设备制造商合作，定制部署私有基站和智能手机，实现区域定位功能。首先存在着定制费用昂贵，同时存在与传统GPS同样的缺陷，会出现在被遮挡或者高楼旁定位不准或者无法定位的现象；

方案(3)设备本身以及应用开发已经成熟，成本不高，实施也比较容易，但是与方案(1)存在同样的缺陷，人为参与的主观性太强，存在突发情况下无法定位情况。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种可实现自动定位功能、最大限度保证民警的生命安全，减轻民警工作负担的同时提升工作效率的基于智能手机的区域无线定位系统及其方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种基于智能手机的区域无线定位系统，包括智能手机，所述的智能手机上配置有无线定位模块，所述无线定位模块连接有基站无线通讯模块，所述基站无线通讯模块分别与至少3个无线基站建立通讯连接，所述无线基站通过私有安全协议与位置解析索引服务器相连接。

进一步的，所述位置解析索引服务器通过私有安全协议与指挥中心后台服务系统相连接。

进一步的，所述无线定位模块分别与基站无线通讯模块和通讯串行接口双向通信连接，所述无线定位模块接收无线接收模块发送的信息。

一种基于智能手机的区域无线定位方法，步骤包括：

1)智能手机内置基站无线通讯模块与至少3个无线基站建立连接，无线基站通过简单信息交互获取智能手机内置基站无线通讯模块的无线信号强度；

2)无线基站根据各自获取的信号强度信息，按照信号强度信息与距离之间的对应关系得出智能手机与自身之间的距离：d＝10^((ABS(RSSI)-A)/(10*n))，其中d为待测距离，A为距离基站发射端1米时的功率强度绝对值，A的单位为dBm，n为路径损耗系数。

3)无线基站将智能手机与自身的距离信息和智能ID信息通过内部私有网络传输给指挥中心的位置解析服务器；

4)位置解析服务器通过接收到的无线基站与智能手机的距离信息，根据三点定位算法获取当前智能手机位置坐标信息；

5)位置解析服务器进一步将智能手机的坐标位置信息连同智能手机ID信息一并上传给指挥中心服务后台，实现对智能手机和民警的区域定位。

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)通过智能手机内置通用的低频无线接收模块和基站通讯模块即可实现区域定位，体积小巧，方便携带；

(2)监区内部署少量基站和激发天线即可实现定位，成本较低；

(3)整个定位过程中，全部自动完成，无需民警主观参与；

(4)指挥中心后台能够根据现场情况调整基站部署密度和民警位置上传频率，以便获取相应的定位精度。

(5)采用智能手机APP实现人机交互，完全满足当前人们的使用习惯，大大提升了用户体验。

本发明过在移动智能手机内置特定的无线接收模块和基站通讯模块，在监区内部署少量基站，即可实现自动定位功能。智能手机根据需求按照一定频率将监区民警的位置信息实时传输到指挥中心后台，以便在突发情况下，指挥中心以民警坐标位置信息为索引关联，迅速制定安防联动预案，最大限度保证民警的生命安全的同时，减轻民警工作负担，提升效率。

附图说明

图1为本发明的系统原理框图。

图2为本发明的无线定位模块原理框图。

图3为本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。

如图1所示，一种基于智能手机的区域无线定位系统，包括智能手机，所述的智能手机上配置有无线定位模块，所述无线定位模块连接有基站无线通讯模块，所述基站无线通讯模块分别与至少3个无线基站建立通讯连接，所述无线基站通过私有安全协议与位置解析索引服务器相连接。

所述位置解析索引服务器通过私有安全协议与指挥中心后台服务系统相连接。

如图2所示，所述无线定位模块分别与基站无线通讯模块和通讯串行接口双向通信连接，所述无线定位模块接收无线接收模块发送的信息。其中无线接收模块用来接收激发天线的唤醒信号和ID信息；基站通讯模块主要用来与区域内附近的基站进行通讯；串行通讯接口主要用来与智能手机建立连接，完成电源使能控制和参数配置。

本发明通过在智能手机内部嵌入无线接收模块、基站通讯模块，结合监区内部署少量基站实现对民警的区域定位功能。智能手机首先通过内部的基站通讯模块与附近3个以上基站建立通讯连接，基站根据接收到的数据帧信息，解析获取无线信号强度信息，并进一步根据无线信号强度与距离的关系得到智能手机与基站之间的距离；接下来，每个基站将获取到的距离信息连同智能手机的ID信息一并上传至位置解析服务器；接下来，位置解析服务器根据定位算法计算给出当前智能手机的位置坐标信息；最后，位置解析服务器将得到智能手机位置坐标信息和智能手机ID信息一起上传给指挥中心服务器，展示给指挥中心工作人员，实现对智能手机以及相应民警的区域定位功能。

如图3所示，一种基于智能手机的区域无线定位方法，步骤包括：

1)智能手机内置基站无线通讯模块与至少3个无线基站建立连接，无线基站通过简单信息交互获取智能手机内置基站无线通讯模块的无线信号强度；

2)无线基站根据各自获取的信号强度信息，按照信号强度信息与距离之间的对应关系得出智能手机与自身之间的距离：d＝10^((ABS(RSSI)-A)/(10*n))，其中d为待测距离，A为距离基站发射端1米时的功率强度绝对值，A的单位为dBm，n为路径损耗系数。

3)无线基站将智能手机与自身的距离信息和智能ID信息通过内部私有网络传输给指挥中心的位置解析服务器；

4)位置解析服务器通过接收到的无线基站与智能手机的距离信息，根据三点定位算法获取当前智能手机位置坐标信息；

5)位置解析服务器进一步将智能手机的坐标位置信息连同智能手机ID信息一并上传给指挥中心服务后台，实现对智能手机和民警的区域定位。

Claims (4)

1.一种基于智能手机的区域无线定位系统，包括智能手机，所述的智能手机上配置有无线定位模块，所述无线定位模块连接有基站无线通讯模块，其特征在于所述基站无线通讯模块分别与至少3个无线基站建立通讯连接，所述无线基站通过私有安全协议与位置解析索引服务器相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能手机的区域无线定位系统，其特征在于所述位置解析索引服务器通过私有安全协议与指挥中心后台服务系统相连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于智能手机的区域无线定位系统，其特征在于所述无线定位模块分别与基站无线通讯模块和通讯串行接口双向通信连接，所述无线定位模块接收无线接收模块发送的信息。

4.一种基于智能手机的区域无线定位方法，其特征在于步骤包括：

1)智能手机内置基站无线通讯模块与至少3个无线基站建立连接，无线基站通过简单信息交互获取智能手机内置基站无线通讯模块的无线信号强度；

2)无线基站根据各自获取的信号强度信息，按照信号强度信息与距离之间的对应关系得出智能手机与自身之间的距离：d＝10^((ABS(RSSI)-A)/(10*n))，其中d为待测距离，A为距离基站发射端1米时的功率强度绝对值，A的单位为dBm，n为路径损耗系数；

3)无线基站将智能手机与自身的距离信息和智能ID信息通过内部私有网络传输给指挥中心的位置解析服务器；

4)位置解析服务器通过接收到的无线基站与智能手机的距离信息，根据三点定位算法获取当前智能手机位置坐标信息；

5)位置解析服务器进一步将智能手机的坐标位置信息连同智能手机ID信息一并上传给指挥中心服务后台，实现对智能手机和民警的区域定位。