CN109600758B - 一种基于rss的人流量监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于RSS的人流量监测方法，所述方法为，（1）、搭建实验环境：采用一种无线射频层析成像网络节点作为网络的通信基础；利用网络节点构建完整的无线传感网络通信系统；（2）、实验数据的收集与处理：无线传感网络数据的处理方法为“发射‑接收‑存储”；根据实验接收的信号强度利用衰减和算法建立对比指纹库；（3）、实时人员统计方法：实时接收数据通过衰减和算法计算出衰减和并对比建立指纹库，统计通过人数。本发明结构简单、在实现上方便可行、且适用于大多数场景。
Description
技术领域
本发明涉及无线传感网络技术领域，具体涉及一种基于RSS的人流量监测方法。
背景技术
目前人流量监测问题已经成为一个社会性问题，在很多公共场合及时了解人流量信息能 保证公共场合的正常秩序，根据人员密度，使用者可以了解场所的人数以及变化趋势，对于 潜在的状况做出及时的处理，同时，实时掌握人流量情况也能给使用者提供最大的利益。目 前人流量监测主要有两种方法：接触式与非接触式。接触式主要包括入口机械栏杆装置和踏 板压力传感器。非接触式主要包括红外检测技术与视频监测技术。入口机械栏杆装置计数方 便且计数精确，但此方法设备复杂，所需成本较高，而且对人们的出行产生了一定的影响， 不利于形成良好的客户印象；踏板压力传感器主要是通过压力传感器来完成的，此方法结构 简单且方便快速，但对条件要求比较严格，不仅需要大量的压力传感器而且需要所有人进出 时必须经过布有压力传感器的区域，且对多人同时进出此方法用明显的局限性。红外检测技 术对单人检测准确率非常高，但当有多人或者是有障碍物通过时，红外线技术精确度就会大 大降低；视频统计技术根据摄像头获取图像，然后配合计算机进行人体目标识别。该方法直 观简单且准确率比较高，但是使用这种方法往往会得到大量的图像数据，这样就会使得数据 处理工作变得更加复杂，而且在实际环境中，各种光效也对图像处理效果有很大的影响。由 于该方法对图像采集和处理设备要求较高从而导致成本也较高。
发明内容
本发明所要解决的问题是：提供一种基于RSS的人流量监测方法，结构简单、在实现上 方便可行、且适用于大多数场景。
本发明为解决上述问题所提供的技术方案为：一种基于RSS的人流量监测方法，所述方 法为，
(1)、搭建实验环境：采用一种无线射频层析成像网络节点作为网络的通信基础；利用 网络节点构建完整的无线传感网络通信系统；
(2)、实验数据的收集与处理：无线传感网络数据的处理方法为“发射-接收-存储”； 根据实验接收的信号强度利用衰减和算法建立对比指纹库；
(3)、实时人员统计方法：实时接收数据通过衰减和算法计算出衰减和并对比建立指纹 库，统计通过人数。
优选的，所述无线网络系统主要由门框、传感器节点、汇聚节点以及PC机组成。
优选的，所述“发射-接收-存储”方式为：
(1)、接通电源，传感器节点以轮询的方式周期性的将各节点所组成链路的射频信号强 度发射出来；
(2)、传感器节点发送的周期射频信号被连接在PC机上的汇聚节点接收并通过串口助 手传输到PC机保存为txt文本。
优选的，所述衰减和算法为：
(1)、数据预处理：对每个数据文本删除前后不完整的周期，使得到的数据为若干个完 整的周期，将十六进制转换成十进制并减去偏移量得到真实RSS值；
(2)、提取特征值：提取出有人与无人情况下每个数据样本的每个完整周期的每条有效 链路平均射频信号强度值，并将其转换成m×1的特征向量，将有人与无人情况下的有效链路 的射频信号强度特征向量做差，得到特征信号强度的衰减特征向量；
(3)、求出衰减和建立模型：将处理所得的衰减特征向量绝对值相加得到衰减和值，将 所得衰减和两两相加求平均得到分类中心点，则得到判断区间，建立分类模型。
优选的，通过不断进行实时的监测，收集实时数据并通过衰减和算法计算出实时的衰减 值并与所建指纹库对比判断通过人数并进行统计。
与现有技术相比，本发明的优点是：本作品将射频信号运用到人流量监测中，以一种新 型无线射频层析成像网络节点作为通信节点，利用射频信号会受人体影响的特点来进行人流 量的监测，结构上简单、在实现上方便可行、且适用于大多数场景。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示 意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明监测系统构造图；
图2是本发明衰减和算法的计算流程图；
图3是本发明利用衰减和算法分类的示意图；
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手 段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
一种基于RSS的人流量监测方法，所述方法为，
(1)、搭建实验环境：采用一种无线射频层析成像网络节点作为网络的通信基础；利用 网络节点构建完整的无线传感网络通信系统；其中，该节点是一种适用于入侵检测、人流量 统计、跌倒监测等较小场景部署的低功耗无线射频网络节点平台。该低功耗无线射频网络节 点平台以片上系统SoC芯片CC2530为核心，扩展了2个可编程的LED灯和1个按键；板载稳 压模块，兼容最常用的3.3-5V电源；并且烧写程序的JTAG接口设计为只有5根针的非标准 插接口(可为节点供电)，以尽可能缩小节点的尺寸，即仅有24*31毫米。因此，该低功耗 无线射频网络节点平台具有成本低廉、体积小、重量轻、功耗小、可靠性高等特点，非常适 合室内面向智能家居和智能感知的无线射频层析成像网络的安装部署。
(2)、实验数据的收集与处理：无线传感网络数据的处理方法为“发射-接收-存储”； 根据实验接收的信号强度利用衰减和算法建立对比指纹库；
(3)、实时人员统计方法：实时接收数据通过衰减和算法计算出衰减和并对比建立指纹 库，统计通过人数。
所述无线网络系统主要由门框、传感器节点、汇聚节点以及PC机组成。
所述“发射-接收-存储”方式为：
(1)、接通电源，传感器节点以轮询的方式周期性的将各节点所组成链路的射频信号强 度发射出来；
(2)、传感器节点发送的周期射频信号被连接在PC机上的汇聚节点接收并通过串口助 手传输到PC机保存为txt文本。
所述衰减和算法为：
(1)、数据预处理：对每个数据文本删除前后不完整的周期，使得到的数据为若干个完 整的周期，将十六进制转换成十进制并减去偏移量得到真实RSS值；
(2)、提取特征值：提取出有人与无人情况下每个数据样本的每个完整周期的每条有效 链路平均射频信号强度值，并将其转换成m×1的特征向量，将有人与无人情况下的有效链路 的射频信号强度特征向量做差，得到特征信号强度的衰减特征向量；
(3)、求出衰减和建立模型：将处理所得的衰减特征向量绝对值相加得到衰减和值，将 所得衰减和两两相加求平均得到分类中心点，则得到判断区间，建立分类模型。
其中，该算法的实现原理为：射频信号与水的共振频率一致为2.4GHz，由于人体大部分 由水组成则人体就会对射频信号产生很大的影响，并以此提出本算法。
通过不断进行实时的监测，收集实时数据并通过衰减和算法计算出实时的衰减值并与所 建指纹库对比判断通过人数并进行统计。
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不 仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作 的各种变化均在本发明保护范围内。
Claims (3)
1.一种基于RSS的人流量监测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
S1、搭建实验环境：采用一种无线射频层析成像网络节点作为网络的通信基础；利用该网络节点构建完整的无线传感网络通信系统；
S2、进行实验数据的收集与处理：无线传感网络数据的处理方法为“发射-接收-存储”；根据实验接收的信号强度利用衰减和算法建立对比指纹库；
S3、进行实时人员统计：实时接收数据通过衰减和算法计算出衰减和值并对比建立的指纹库，统计通过人数；
其中，所述衰减和算法包括：
S21、数据预处理：对每个数据文本删除前后不完整的周期，使得到的数据为若干个完整的周期，将十六进制转换成十进制并减去偏移量得到真实RSS值；
S22、提取特征值：提取出有人与无人情况下每个数据样本的每个完整周期的每条有效链路平均射频信号强度值，并将其转换成m×1的特征向量，将有人与无人情况下的有效链路的射频信号强度特征向量做差，得到特征信号强度的衰减特征向量，其中m为所述有效链路的数量；
S23、求出衰减和：将处理所得的衰减特征向量绝对值相加得到衰减和值；
S24、建立分类模型：将所得衰减和值两两相加求平均得到分类中心点，进而得到判断区间，建立分类模型；
其中，所述“发射-接收-存储”包括：
S31、接通电源，由多个传感器节点以轮询的方式周期性的将各传感器节点所组成链路的射频信号强度发射出来；
S32、传感器节点发送的周期射频信号被连接在PC机上的汇聚节点接收并通过串口助手传输到PC机保存为txt文本。
2.根据权利要求1所述的一种基于RSS的人流量监测方法，其特征在于：所述无线传感网络通信系统主要由门框、传感器节点、汇聚节点以及PC机组成。
3.根据权利要求1所述的一种基于RSS的人流量监测方法，其特征在于:通过不断进行实时的监测，收集实时数据并通过衰减和算法计算出实时的衰减和值并与所建指纹库对比判断通过人数并进行统计。
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