CN108828573A - 电力线定位方法、装置、系统和计算机存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力线定位方法，包括：获取各个无线接收机接收到的电磁波信号强度，其中，所述无线接收机有对应的无线发射机；根据所述电磁波信号强度确定用户距离各地线的距离值，其中，所述无线接收机和无线发射机设置于所述地线的两端；根据所述距离值以及各个无线发射机和对应的无线接收机的位置信息确定用户的位置信息。本发明还公开了一种电力线定位装置、系统和计算机存储介质，实现利用现有的电力线以及低成本的无线发射机和无线接收机对用户进行定位。

Description

电力线定位方法、装置、系统和计算机存储介质

技术领域

本发明涉及定位技术领域，尤其涉及一种电力线定位方法、装置、系统和计算机存储介质。

背景技术

随着移动计算和嵌入式系统的高速发展，人们对位置感知的兴趣日趋浓厚，因此定位服务系统也受到越来越多的关注。全球定位系统是目前应用最为广泛的定位系统，但在室内环境无法使用卫星定位时，室内定位技术作为卫星定位的辅助定位，解决卫星信号到达地面时较弱、不能穿透建筑物的问题，最终定位物体当前所处的位置。

现如今，比较常见的室内定位技术有红外线定位、蓝牙定位、超声波定位、无线局域网定位以及射频识别定位等。与这些技术相比，利用室内电力线定位技术的成本较低，只需要发射机、接收机和一台普通电脑，且在普通的室内环境就可部署。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电力线定位方法、装置、系统和计算机存储介质，旨在解决传统的使用无线电波定位对部署环境要求高且成本较高的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种电力线定位方法，所述电力线定位方法包括步骤：

获取各个无线接收机接收到的电磁波信号强度，其中，所述无线接收机有对应的无线发射机；

根据所述电磁波信号强度确定用户距离各地线的距离值，其中，所述无线接收机和无线发射机设置于所述地线的两端；

根据所述距离值以及各个无线发射机和对应的无线接收机的位置信息确定用户的位置信息。

优选地，所述根据所述距离值以及各个无线发射机和对应的无线接收机的位置信息确定用户的位置信息的步骤包括：

分别在距离各地线为对应的所述距离值处画平行线；

计算所述平行线的交点的位置信息；

根据所述交点的位置信息确定所述用户的位置信息。

优选地，所述根据所述电磁波信号强度确定用户距离各地线的距离值的步骤包括：

根据所述电磁波信号强度得到各个所述无线接收机接收到的电磁波信号的信号衰减强度；

获取各个所述信号衰减强度对应的距离值；

将所述距离值作为用户距离各地线的距离值。

优选地，所述根据所述电磁波信号强度得到各个所述无线接收机接收到的电磁波信号的信号衰减强度的步骤包括：

获取预存的各个所述无线接收机接收的电磁波信号强度，其中，预存的电磁波信号强度为在没有人体干扰的情况下，各个所述无线接收机接收到的电磁波信号强度；

根据预存的各个所述无线接收机接收的电磁波信号强度与获取的各个无线接收机接收到的电磁波信号强度确定各个所述无线接收机接收到的电磁波信号的信号衰减强度。

优选地，所述电力线定位方法还包括：

在所述距离值的数量大于预设值时，获取所述距离值对应的信号衰减强度中最大的两个所述信号衰减强度对应的距离值。

优选地，所述根据所述距离值以及各个无线发射机和对应的无线接收机的位置信息确定用户的位置信息的步骤之后还包括：

获取各个所述位置信息关联的时间点，其中，在确定用户的位置信息时，获取对应的时间点，将所述时间点与所述位置信息关联保存；

根据所述位置信息以及所述时间点生成用户的运动轨迹。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种电力线定位装置，所述电力线定位装置包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如以上所述的电力线定位方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种电力线定位系统，所述电力线定位系统包括无线发射机、无线接收机和服务器，其中，所述无线发射机，用于产生高频电磁辐射信号，使用室内电力线地线作为天线辐射电磁波到空间中；所述无线接收机，用于接收空间的电磁波信号；所述无线发射机和无线接收机至少分别为2个，且各个无线发射机有对应的无线接收机；所述服务器，用于获取各个无线接收机接收到的电磁波信号强度，根据所述电磁波信号强度确定用户距离各地线的距离值，再根据所述距离值以及各个无线发射机和对应的无线接收机的位置信息确定用户的位置信息。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有电力线定位程序，所述电力线定位程序被所述处理器执行时实现如以上所述的电力线定位方法的步骤。

本发明提出的电力线定位方法、装置、系统和计算机存储介质，通过获取各个无线接收机接收到的电磁波信号强度，其中，所述无线接收机有对应的无线发射机，再根据获取的该电磁波信号强度确定用户距离各地线的距离值，其中，所述无线接收机和无线发射机设置于所述地线的两端，最后根据该距离值以及各个无线发射机和对应的无线接收机的位置信息确定用户的位置信息。实现利用现有的电力线以及低成本的无线发射机和无线接收机对用户进行定位。

附图说明

图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图；

图2为本发明电力线定位方法第一实施例的流程示意图；

图3为图2中根据所述电磁波信号强度确定用户距离各地线的距离值，其中，所述无线接收机和无线发射机设置于所述地线的两端的步骤的细化流程示意图；

图4为计算用户位置的原理示意图；

图5为本发明电力线定位方法第二实施例的流程示意图；

图6为本发明电力线定位方法第三实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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。

本发明实施例的主要解决方案是：

获取各个无线接收机接收到的电磁波信号强度，其中，所述无线接收机有对应的无线发射机；

根据所述电磁波信号强度确定用户距离各地线的距离值，其中，所述无线接收机和无线发射机设置于所述地线的两端；

根据所述距离值以及各个无线发射机和对应的无线接收机的位置信息确定用户的位置信息。

由于现有技术中，使用无线电波定位的装置对部署环境有一定的要求，且成本较高。

本发明提供一种解决方案，通过获取各个无线接收机接收到的电磁波信号强度，其中，所述无线接收机有对应的无线发射机，再根据获取的该电磁波信号强度确定用户距离各地线的距离值，其中，所述无线接收机和无线发射机设置于所述地线的两端，最后根据该距离值以及各个无线发射机和对应的无线接收机的位置信息确定用户的位置信息。实现利用现有的电力线以及低成本的无线发射机和无线接收机对用户进行定位。

如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图。

本发明实施例终端是PC或者服务器。

如图1所示，该终端可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004、用户接口1003、存储器1005和通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端结构并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及电力线定位程序。

在图1所示的终端中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的电力线定位程序，并执行以下操作：

获取各个无线接收机接收到的电磁波信号强度，其中，所述无线接收机有对应的无线发射机；

根据所述电磁波信号强度确定用户距离各地线的距离值，其中，所述无线接收机和无线发射机设置于所述地线的两端；

根据所述距离值以及各个无线发射机和对应的无线接收机的位置信息确定用户的位置信息。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的电力线定位程序，还执行以下操作：

分别在距离各地线为对应的所述距离值处画平行线；

计算所述平行线的交点的位置信息；

根据所述交点的位置信息确定所述用户的位置信息。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的电力线定位程序，还执行以下操作：

根据所述电磁波信号强度得到各个所述无线接收机接收到的电磁波信号的信号衰减强度；

获取各个所述信号衰减强度对应的距离值；

将所述距离值作为用户距离各地线的距离值。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的电力线定位程序，还执行以下操作：

获取预存的各个所述无线接收机接收的电磁波信号强度，其中，预存的电磁波信号强度为在没有人体干扰的情况下，各个所述无线接收机接收到的电磁波信号强度；

根据预存的各个所述无线接收机接收的电磁波信号强度与获取的各个无线接收机接收到的电磁波信号强度确定各个所述无线接收机接收到的电磁波信号的信号衰减强度。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的电力线定位程序，还执行以下操作：

在所述距离值的数量大于预设值时，获取所述距离值对应的信号衰减强度中最大的两个所述信号衰减强度对应的距离值。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的电力线定位程序，还执行以下操作：

获取各个所述位置信息关联的时间点，其中，在确定用户的位置信息时，获取对应的时间点，将所述时间点与所述位置信息关联保存；

根据所述位置信息以及所述时间点生成用户的运动轨迹。

参照图2，图2为本发明电力线定位方法第一实施例的流程示意图；

本实施例提出一种电力线定位方法，该电力线定位方法包括步骤：

步骤S10，获取各个无线接收机接收到的电磁波信号强度，其中，所述无线接收机有对应的无线发射机；

本发明提出一种电力线定位方法，利用室内现有的电力线，在插线盒中插入无线发射机和无线接收机即可，无需再布置特定的设备，无线发射机和无线接收机的信号转换数据流自动上传至服务器，服务器对信号数据进行分析。进一步地，就系统而言，在任何已经布置了电力线的空间来说都可以搭载该系统。本发明降低了对部署环境的要求，只需利用电力线的地线就可以实现，在普通的室内环境也能安装部署，对于成本来说只需要无线发射机、无线接收机和一台普通的电脑，不管是在性能、安全和成本方面来说，都有很大的优越性。

具体地，在地线的两端分别设置无线发射机和无线接收机，各地线两端的无线发射机和无线接收机是对应的，即无线接收机接收对应的无线发射机发射的电磁波信号。本发明中利用电力线定位需要至少2组发射接收装置，且各个无线接收机通过自身和服务器之间的无线数据通道，将接收到的电磁波信号数据传输至服务器，服务器实时保存这些数据，此处所述的无线数据通道可以理解为局域网。因为电磁波的传播速度接近光速，在多路信号中的延迟是很小的，可认为多路信号无延迟。此外，为了信号不串扰，各组发射接收装置的载波频段区分开，通过读取无线接收机的高频信号频率特性得到用户与无线发射机之间的距离。其原理是基于室内单相交流电系统的地线中注入高频信号，该高频信号通过交流电地线辐射至室内空间，在辐射点的另一端交流电地线作为高频信号的接收端，这样形成一个无线收法回路。当用户经过电磁波覆盖空间后会对电磁波传输造成一定的影响，从而改变接收信号的频率，简称频偏。故需要获取各个无线接收机接收到的电磁波信号强度，通过分析信号的变化从而得到用户与无线发射机之间的距离。

可以理解的是，所述无线发射机，用于产生高频电磁辐射信号，使用室内电力线地线作为天线辐射电磁波到空间中，直接发送连续的载波信号，无需调制。所述无线接收机，用于接收空间的电磁波信号，能够完整的接收特定频率的电磁波信号。

步骤S20，根据所述电磁波信号强度确定用户距离各地线的距离值，其中，所述无线接收机和无线发射机设置于所述地线的两端；

进一步地，参照图3，图3为图2中步骤S20的进一步细化流程示意图；

步骤S201，获取预存的各个所述无线接收机接收的电磁波信号强度，其中，预存的电磁波信号强度为在没有人体干扰的情况下，各个所述无线接收机接收到的电磁波信号强度；

步骤S202，根据预存的各个所述无线接收机接收的电磁波信号强度与获取的各个无线接收机接收到的电磁波信号强度确定各个所述无线接收机接收到的电磁波信号的信号衰减强度。

步骤S203，获取各个所述信号衰减强度对应的距离值；

步骤S204，将所述距离值作为用户距离各地线的距离值。

由于用户在布满电磁波的空间中会对空间中的电磁波的频率相位造成影响，产生相应的偏移。用户离无线发射机越近，频率偏移越大，用户离无线发射机越远，频率偏移越小。故本实施例通过各个无线接收机接收到的电磁波信号的信号衰减强度确定用户与各地线的距离，也就是用户与无线发射机的距离。首先，获取预存的各个无线接收机接收的电磁波信号强度，该预存的电磁波信号强度为在没有人体干扰的情况下，各个无线接收机接收到的电磁波信号强度，其次，对于各个无线接收机，将预存的接收的电磁波信号强度减去获取的接收到的电磁波信号强度，得到各个无线接收机接收到的电磁波信号的信号衰减强度。程序预存信号衰减强度与距离值的关联表，通过在此关联表中查询各个无线接收机接收到的电磁波信号的信号衰减强度对应的距离值，该距离值即为用户与各个无线接收机所在地线的距离值。

步骤S30，根据所述距离值以及各个无线发射机和对应的无线接收机的位置信息确定用户的位置信息。

本实施例中，基于步骤S20得到的距离值，分别在距离各地线为对应的距离值处画平行线，选取2条与各地线平行的平行线，由于地线的布局情况，必然会有一个交点，该交点的位置信息即为用户的位置信息。以室内为例需要说明的是，由于地线一般是穿墙而过，墙外的忽略不计，故与各地线平行的平行线只有一条，且各个无线发射机和对应的无线接收机的位置信息是已知的。此外，第二实施例中阐述了如何选取2条与各地线平行的平行线的方法。图4为计算用户位置的原理示意图。

进一步地，本发明中所述的用户的位置信息可以为用户在平面空间的坐标值，也可为该用户在平面空间的区域位置信息，即位于某个地方的某块区域。此外，本发明按原理来说适用室内或室外有电力线的场景，但更适用于室内定位。

本实施例提出的电力线定位方法，通过获取各个无线接收机接收到的电磁波信号强度，其中，所述无线接收机有对应的无线发射机，再根据获取的该电磁波信号强度确定用户距离各地线的距离值，其中，所述无线接收机和无线发射机设置于所述地线的两端，最后根据该距离值以及各个无线发射机和对应的无线接收机的位置信息确定用户的位置信息。实现利用现有的电力线以及低成本的无线发射机和无线接收机对用户进行定位。

进一步地，参照图5，基于第一实施例提出本发明电力线定位方法第二实施例，在本实施例中，所述电力线定位方法还包括：

步骤S40，在所述距离值的数量大于预设值时，获取所述距离值对应的信号衰减强度中最大的两个所述信号衰减强度对应的距离值。

本实施例中的预设值为2，讲述了发射接收装置为2组以上，也就是分别有2个以上的无线发射机和无线接收机的场景，因此会得到2个以上的用户与各地线的距离值，此时，在预存的信号衰减强度与距离值的关联表中逐一查询这些距离值对应的信号衰减强度，并从中获取最大的两个信号衰减强度对应的距离值，将这两个距离值用以计算用户的位置信息。

本实施例公开的技术方案中，由于电磁波的传播速度非常快，故筛选出最大的两个信号衰减强度对应的距离值用以计算用户的位置信息，以确保利用电力线进行近距离定位的精准性。

进一步地，参照图6，基于第一至第二实施例任一实施例提出本发明电力线定位方法第三实施例，在本实施例中，所述步骤S30之后还包括：

步骤S50，获取各个所述位置信息关联的时间点，其中，在确定用户的位置信息时，获取对应的时间点，将所述时间点与所述位置信息关联保存；

步骤S60，根据所述位置信息以及所述时间点生成用户的运动轨迹。

本实施例公开的技术方案中，在得到用户的位置信号后，将用户在不同时间点的位置信息与该时间点关联保存，生成用户的实时位置动态曲线，如此，可通过该曲线对应的运动轨迹知道用户的移动趋势，还可查询用户的历史位置信息，若用户丢了贵重物品，则可通过查询历史位置信息增大用户找回丢失物品的概率。此外，还可通过该运动轨迹快速找到迷路的老人和小孩。

此外，本发明实施例还提出一种电力线定位装置，所述电力线定位装置包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上实施例所述的电力线定位方法的步骤。

此外，本发明实施例还提出一种电力线定位系统，所述电力线定位系统包括无线发射机、无线接收机和服务器，其中，所述无线发射机，用于产生高频电磁辐射信号，使用室内电力线地线作为天线辐射电磁波到空间中；所述无线接收机，用于接收空间的电磁波信号；所述无线发射机和无线接收机至少分别为2个，且各个无线发射机有对应的无线接收机；所述服务器，用于获取各个无线接收机接收到的电磁波信号强度，根据所述电磁波信号强度确定用户距离各地线的距离值，再根据所述距离值以及各个无线发射机和对应的无线接收机的位置信息确定用户的位置信息。

此外，本发明实施例还提出一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有电力线定位程序，所述电力线定位程序被所述处理器执行时实现如上实施例所述的电力线定位方法的步骤。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，云端服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电力线定位方法，其特征在于，所述电力线定位方法包括步骤：

获取各个无线接收机接收到的电磁波信号强度，其中，所述无线接收机有对应的无线发射机；

根据所述电磁波信号强度确定用户距离各地线的距离值，其中，所述无线接收机和无线发射机设置于所述地线的两端；

根据所述距离值以及各个无线发射机和对应的无线接收机的位置信息确定用户的位置信息。

2.如权利要求1所述的电力线定位方法，其特征在于，所述根据所述距离值以及各个无线发射机和对应的无线接收机的位置信息确定用户的位置信息的步骤包括：

分别在距离各地线为对应的所述距离值处画平行线；

计算所述平行线的交点的位置信息；

根据所述交点的位置信息确定所述用户的位置信息。

3.如权利要求1所述的电力线定位方法，其特征在于，所述根据所述电磁波信号强度确定用户距离各地线的距离值的步骤包括：

根据所述电磁波信号强度得到各个所述无线接收机接收到的电磁波信号的信号衰减强度；

获取各个所述信号衰减强度对应的距离值；

将所述距离值作为用户距离各地线的距离值。

4.如权利要求3所述的电力线定位方法，其特征在于，所述根据所述电磁波信号强度得到各个所述无线接收机接收到的电磁波信号的信号衰减强度的步骤包括：

获取预存的各个所述无线接收机接收的电磁波信号强度，其中，预存的电磁波信号强度为在没有人体干扰的情况下，各个所述无线接收机接收到的电磁波信号强度；

根据预存的各个所述无线接收机接收的电磁波信号强度与获取的各个无线接收机接收到的电磁波信号强度确定各个所述无线接收机接收到的电磁波信号的信号衰减强度。

5.如权利要求1所述的电力线定位方法，其特征在于，所述电力线定位方法还包括：

在所述距离值的数量大于预设值时，获取所述距离值对应的信号衰减强度中最大的两个所述信号衰减强度对应的距离值。

6.如权利要求1所述的电力线定位方法，其特征在于，所述根据所述距离值以及各个无线发射机和对应的无线接收机的位置信息确定用户的位置信息的步骤之后还包括：

获取各个所述位置信息关联的时间点，其中，在确定用户的位置信息时，获取对应的时间点，将所述时间点与所述位置信息关联保存；

根据所述位置信息以及所述时间点生成用户的运动轨迹。

7.一种电力线定位装置，其特征在于，所述电力线定位装置包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的电力线定位方法的步骤。

8.一种电力线定位系统，其特征在于，所述电力线定位系统包括无线发射机、无线接收机和服务器，其中，

所述无线发射机，用于产生高频电磁辐射信号，使用室内电力线地线作为天线辐射电磁波到空间中；

所述无线接收机，用于接收空间的电磁波信号；

所述服务器，用于获取各个无线接收机接收到的电磁波信号强度，根据所述电磁波信号强度确定用户距离各地线的距离值，再根据所述距离值以及各个无线发射机和对应的无线接收机的位置信息确定用户的位置信息。

9.如权利要求8所述的电力线定位系统，其特征在于，所述无线发射机和无线接收机至少分别为2个，且各个无线发射机有对应的无线接收机。

10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有电力线定位程序，所述电力线定位程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的电力线定位方法的步骤。