CN110677828A - 一种专用于建筑工程施工现场的无线通信组网及定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种建筑工程施工现场的无线通信组网及定位方法，属于室内外定位技术领域。该方法解决建筑施工现场的人员室内外定位应用问题，尤其是如何在建筑施工现场网络构建、室内外空间定位切换以及应用的实际性问题。具体包括如下步骤：(1)组网定位系统；(2)无线网络组网；(3)室内外人员定位；包括离线定位和在线定位；离线定位包括数据采集、数据滤波、数据分组、定位模型训练和定位模型输出；在线定位数据采集、数据滤波、输入定位模型运算、输出定位坐标。本发明提出利用Lora基站，建立Lora射频RSSI指纹训练模型，用于室内外空间的定位；有别于其他室内外混合定位方法，将室内外定位融合于一体，摒弃室外GNSS定位与室内定位在缓冲带进行切换的方法。

Description

一种专用于建筑工程施工现场的无线通信组网及定位方法
技术领域
本发明涉及一种建筑工程施工现场的无线通信组网及定位方法，属于室内外定位技术领域。
背景技术
近年来随着我国经济的迅猛发展和建筑工艺水平的不断提高，超高层建筑、大型城市综合体、超大地下空间场所等在城市建筑种类中的占比呈现出逐年上升的趋势，在建工程施工现场人员生产安全事故时有发生，施工人员安全防护长期以来一直备受行业关注。从施工人员作业面来分析，施工人员不会长期固定于一个具体位置，需要经常往返于室内、室外空间进行生产作业，如能够实时定位施工人员的物理位置，配合其他生命体征传感器，预知施工人员遇到危险时的物理位置，就近为其提供救援，将能够有效降低生产安全事故的发生风险。由于在建筑工程施工现场进行施工人员定位涉及室内、室外之间的切换，并需要考虑通信传输网络的限制，因此在建筑工程施工现场进行施工人员定位尚存在如下几个关键性问题待解决：
问题1：建筑工程施工现场无线通信网络如何构建？
建筑工程施工现场通常的占地面积在10万平方米左右，按照这个面积进行计算施工人员活动范围大约在1km范围之内，但涉及室内到室外的活动空间，由于建筑工程在未进行交付之前，属于在建阶段，因此公众移动服务运行尚未进行室内公众移动信号的覆盖测试，也未进行室内公网信号的时分复用系统的建设。同时由于在该范围内进行施工人员定位需要通信网络进行定位数据的采集、前后台运算，所以需要一个双向通信的数据通信网；
问题2：室外定位技术的可用性如何保障？
建筑工程施工现场由于建筑楼体的遮挡，施工人员在不同楼体间行走作业时，GNSS室外定位系统极有可能搜不到卫星，导致定位失败或者误差偏大；
问题3：室内定位辅助设施的电源如何保障？
由于在建建筑工程施工现场尚未投入应用，因此内部电力线路不能提供电源，那么就要求用于人员定位的基础设施需要自供电，且发射设施应具备低功耗的特性，否则频繁更换设备进行充放电将严重影响应用的效果；
问题4：如何界定室内外空间定位的动态切换？
施工人员在建筑工程施工现场进行作业过程中，需要反复进出室内外空间，而室内、室外定位属于不同的技术领域，因此需要在室内外定位过程能够自动进行切换，切换的效率也是一个评价定位技术的重要技术指标，据统计正常人每秒钟能够行进1.7米，如果切换时间延时3秒，那么理论上就会导致出现将近5米的误差；
问题5：施工人员定位终端或者模块不应影响施工人员的正常作业
建筑工程施工现场作业环境较为恶劣，常会有攀爬、登高等动作，且作业过程也离不开双手的配合，因此安装在施工人员身上的定位终端或者模块设备不应影响人员的正常工作作业，必须能够解放人员的双手；
问题6：定位终端或者模块应具备低功耗特性，且应该具备对外接入接口：
定位终端或者模块的低功耗特性将方便于施工人员的应用，如因硬件功耗过高或运算过于耗能，将导致需要对定位终端或者模块进行反复充电，影响人员使用的方便程度；且定位终端或者模块应具备对外接入接口，因为基于位置的服务本身即需要其他业务数据的支撑，没有业务支撑的位置将不具备更多的重要性，因此需要定位终端或者模块需具备对外接入接口，便于接入业务数据。
发明内容
本发明提供一种建筑工程施工现场的无线通信组网及定位方法，用以解决建筑施工现场的人员室内外定位应用问题，尤其是如何在建筑施工现场网络构建、室内外空间定位切换以及应用的实际性问题。
本发明目的是通过下述技术方案实现的：1、一种建筑工程施工现场的无线
通信组网及定位方法,其特征在于，步骤如下：
(1)组网定位系统：定位系统场景包括施工现场，分为室外场景和室内场景；所述的室外场景由多栋在建建筑、多个Lora基站、多个佩戴定位终端的施工人员和一个Lora网关构成；所述的室内场景由位于建筑物内部的多个iBeacon射频发射器和多个佩戴定位终端的施工人员构成，定位终端具备通过无线蓝牙接口，按照蓝牙协议接收邻近的多个iBeacon射频发射器发射的蓝牙广播信息，并通过与终端连接的Lora基站将采集的蓝牙广播信息传输到Lora网关，进而进行室内空间定位；Lora网关对外通过有线或者无线方式与定位服务平台连接，实现数据处理及定位运算。定位服务平台部署在在建施工现场的安全防护监控中心，由定位服务软件与运算服务器构成，实现现场施工人员位置监控；
(2)无线网络组网：
(2.1)室内iBeacon标签就近接入由施工人员携带的定位终端，连接方式为无线传输，通信距离为10-30米；
(2.2)由施工人员携带的定位终端通过Lora无线接入模块，动态无线接入临近的Lora基站，通信距离为3-10公里；
(2.3)Lora基站与Lora网关网络连接方式为星形组网方式，即现场所有Lora基站都接入现场唯一的Lora网关；
(2.4)Lora网关通过有线或者无线方式接入定位服务平台；
(3)室内外人员定位；包括(3.1)离线定位和(3.2)在线定位；
所述的(3.1)离线定位包括数据采集、数据滤波、数据分组、定位模型训练和定位模型输出；
(3.2)在线定位数据采集、数据滤波、输入定位模型运算、输出定位坐标。
所述的(3.1)离线定位的具体过程如下：
(3.1.1)数据采集：指纹采集以建筑工程施工现场为单位，室内外指纹特征由Lora射频RSSI、iBeacon射频RSSI、iBeacon距离参考、楼号和楼层构成；当处于室外时，Lora射频在特征库中所占特征比重较高，处于室内时，iBeacon射频在特征库中所占特征比重较高，处于室内外过渡区域时，Lora和iBeacon射频在特征库中所占特征均等；在室内外设定若干参考点RP，标记RP的物理坐标、所在楼号和所在楼层；施工人员携带定位终端到达参考点位正常进行生产作业，根据室内、室外拨动拨码开关，自动记录所在点位的指纹数据，实时上传到定位服务平台；数据采集的过程需分多次、多个时间段进行收集；
(3.1.2)数据滤波：针对Lora和iBeacon射频RSSI进行滤波，滤波的目的是消除不同时间Lora和iBeacon射频在时间域上的变化对定位结果的干扰；
滤波模型如下：
Figure BDA0002222476230000041
上式中，RSSIafter代表滤波后的RSSI值，RSSIbefore代表滤波前的RSSI值，RSSIMax、RSSIMin分表代表射频的最大、最小值；
(3.1.3)数据分组
采集的数据按照建筑工程施工现场的建筑号进行大分组，将室外采集的数据也按照建筑数量均分到大分组中，如下：
FingerprintData＝{{DataBuilding-1}，{DataBuilding-2}
{DataBuilding-3}……，{DataBuilding-n}}
然后每一个{DataBuilding-i}按照4∶1的比例进行再分组，分为训练数据和验证数据，如下，{DataBuilding-i-T}和{DataBuilding-1-V}，用于后续的定位模型训练；
(3.1.4)定位模型训练
模型训练应用的是集成融合方法，思路是按照建筑工程施工现场中不同的建筑进行单独训练，然后再将多个单独训练后的模型进行融合训练，最终生成整个建筑工程施工现场的室内外的训练模型；模型输入为：FingerprintData指纹；
模型输出为：设定坐标原点，保证建筑工程施工现场所有坐标都位于正数坐标系，由于我们已知所有RP的坐标，因此模型的输出我们定义为距离坐标原点的距离；具体过程为：
(步骤1)输入FingerprintData指纹；
(步骤2)初始化权重B(1)；
(步骤3)抽取{DataBuilding-1-T}训练数据和{DataBuilding-1-V}验证数据；
(步骤4)初始化训练学习误差e1和更新权重w1，将第二步中抽取的训练数据和验证数据输入Building-1定位模型1进行训练，记录训练后的更新权重w1；
(步骤5)根据上一步输出的更新权重w(i)，更新权重B(i+1)，抽取下一个建筑的{DataBuilding-i-T}训练数据和{DataBuilding-i-V}验证数据；
(步骤6)初始化训练学习误差e(i+1)和更新权重w(i+1)，将上一步中抽取的训练数据和验证数据输入Building-i定位模型i进行训练，记录训练后的更新权重w(i+1)；
(步骤7)重复第步骤5、6，直到i＝n；
(步骤8)融合Building-1、Building-2、Building-3……，Building-n，生成整个建筑工程施工现场的室内外的训练模型。
(3.1.5)定位模型输出
经过上述训练，得到一个建筑工程施工现场的定位输出模型，模型的输入为采集的由Lora射频RSSI、iBeacon射频RSSI、iBeacon距离参考构成的待定位点指纹，模型的输出为待定位点距离原点的距离。得到这个距离后，找到距离待定位点最近的3个RP，应用三角形质心算法，预测出待定位点的物理坐标。
所述的(3.2)在线定位的具体过程如下：
(3.2.1)数据采集：施工人员携带定位终端到达测试点位正常进行生产作业，根据室内、室外拨动拨码开关，自动记录所在点位的指纹数据，实时上传到定位服务平台；
(3.2.2)数据滤波：对Lora和iBeacon射频RSSI进行滤波，滤波的目的是消除不同时间Lora和iBeacon射频在时间域上的变化对定位结果的干扰；滤波模型如下：
Figure BDA0002222476230000051
上式中，RSSIafter代表滤波后的RSSI值，RSSIbefore代表滤波前的RSSI值，RSSIMax、RSSIMin分表代表射频的最大、最小值；
(3.2.3)定位输出：将在测试点采集的指纹输入定位模型，得到测试点距离原点的距离，找到距离待定位点最近的3个RP，应用三角形质心算法，计算出待定位点的物理坐标。
所述的组网定位系统室外场景中的多个Lora基站通过无线方式与Lora网关相连接，构成建筑工程施工现场的无线通信网络，多个Lora基站除用于无线组网外，尚能够提供辅助室内定位支撑，Lora基站的电源需要外接电源进行电源供给，可部署在现场在建建筑外墙体上或者塔吊上；定位终端佩戴在施工人员身体上，具体实现方式为集成在施工人员的安全防护帽内，联网方式为通过无线方式连接到就近的Lora基站，通过Lora基站将采集到的定位基础信息以及其他传感器采集的信息传输到Lora网关；Lora网关作为现场的汇聚中心节点，实现现场多个Lora基站的汇聚接入，并接收来自于现场的施工人员定位终端上传的各类信息，Lora网关对外通过有线或者无线方式与定位服务平台连接，实现数据处理及定位运算。定位服务平台部署在在建施工现场的安全防护监控中心，由定位服务软件与运算服务器构成，实现现场施工人员位置监控。
所述的定位终端具备2路蓝牙4.0接口，一路接收室内iBeacon射频发射器发射的蓝牙广播信息，信息包含：设备唯一码、RSSI信号强度和距离参考值；另一路蓝牙接口为预留接口，用于其他类型传感器数据采集传输；定位终端具备1路Lora接入模块，能够与邻近的某一Lora建立空中无线连接，并通过控制器能够将蓝牙接口接收到的iBeacon射频发射器发射蓝牙广播信息，经过Lora接口传输到Lora网关；定位终端具备压力传感器模块，能够通过气压的变化，换算成所在位置的高度数据，进而换算成为楼层数据；定位终端集成在施工人员的安全防护帽内，Lora天线为隐藏天线；定位终端集成一路拨码开关，用于标记在室内环境或者室外环境中工作。
本发明的有益效果：与现有定位方法和技术相比，一种专用于建筑工程施工现场的人员组网定位系统及组网定位方法具有如下优势：
本发明属于室内室外混合定位领域，但具体场景限定在在建建筑工程施工现场，定位场景在2km以内，属于小区域的室内外定位，但由于在建建筑工程施工现场楼体对卫星信号的遮挡，因此GNSS在此区域的定位常会失效，因此本发明提出利用Lora基站，建立Lora射频RSSI指纹训练模型，用于室内外空间的定位；本发明有别于其他室内外混合定位方法，将室内外定位融合于一体，摒弃室外GNSS定位与室内定位在缓冲带进行切换的方法。本发明利用特征指纹构建、匹配的方法，将Lora射频RSSI、iBeacon射频RSSI进行融合，形成不同区域不同特征的指纹，整个定位过程不需要进行室内外切换，进而能够有效提升定位的效率，也能够保证系统终端不会由于切换导致的能源损耗，维持低功耗运行；
本发明在建筑工程施工现场应用的是Lora无线组网的模式，网络架构模式为星形网，有效应用了Lora网络低功耗、抗干扰能力强、穿透能力强、传播距离远的特性，能够保障现场无线组网以及数据传输的需求；
本发明定位模型应用了集成学习----模型融合的方法，以现场建筑为基本单位进行分模型训练，然后再将分模型融合，形成整个现场的定位模型，这样做的好处在于能够提升模型的训练效率。同时在定位系统后续运行过程中，如果某一个建筑的定位精度不能满足需求，也可以重新采集指纹进行单个建筑训练，然后再进行模型融合，不会影响其他部位的定位精准度。
附图说明
图1是本发明组网及定位方法室外场景布局图。
图2是定位服务平台示意图。
图3是本发明组网及定位方法室外场景示意图。
图4是本发明无线网络组网示意图。
图5是本发明定位过程流程图。
图6是定位模型集成融合流程图。
具体实施方式
一种建筑工程施工现场的无线通信组网及定位方法，部署场景为在建建筑工程的施工现场，分为室外场景和室内场景。
室外场景由多栋在建建筑、多个Lora基站、多个佩戴定位终端的施工人员和一个Lora网关构成，多个Lora基站通过无线方式与Lora网关相连接，构成建筑工程施工现场的无线通信网络，多个Lora基站除用于无线组网外，尚能够提供辅助室内定位支撑，Lora基站的电源需要外接电源进行电源供给，可部署在现场在建建筑外墙体上或者塔吊上；定位终端佩戴在施工人员身体上，具体实现方式为集成在施工人员的安全防护帽内，联网方式为通过无线方式连接到就近的Lora基站，通过Lora基站将采集到的定位基础信息以及其他传感器采集的信息传输到Lora网关；Lora网关作为现场的汇聚中心节点，实现现场多个Lora基站的汇聚接入，并接收来自于现场的施工人员定位终端上传的各类信息，Lora网关对外通过有线或者无线方式与定位服务平台连接，实现数据处理及定位运算。定位服务平台部署在在建施工现场的安全防护监控中心，由定位服务软件与运算服务器构成，实现现场施工人员位置监控。
室内场景由位于建筑物内部的多个iBeacon射频发射器和多个佩戴定位终端的施工人员构成，定位终端具备通过无线蓝牙接口，按照蓝牙4.0协议接收邻近的多个iBeacon射频发射器发射的蓝牙广播信息，并通过与终端连接的Lora基站将采集的蓝牙广播信息传输到Lora网关，进而进行室内空间定位。
定位终端具备2路蓝牙4.0接口，一路接收室内iBeacon射频发射器发射的蓝牙广播信息，信息包含：设备唯一码、RSSI信号强度和距离参考值(枚举类型)；另一路蓝牙接口为预留接口，用于其他类型传感器数据采集传输。
定位终端具备1路Lora接入模块，能够与邻近的某一Lora建立空中无线连接，并通过控制器能够将蓝牙接口接收到的iBeacon射频发射器发射蓝牙广播信息，经过Lora接口传输到Lora网关。
定位终端具备压力传感器模块，能够通过气压的变化，换算成所在位置的高度数据，进而换算成为楼层数据。
定位终端能够利用纽扣锂电池为其提供电源输入，并能够维持低功耗运行，正常工作时长不少于1年。
定位终端集成在施工人员的安全防护帽内，Lora天线为隐藏天线，外观不突出，不会对施工人员所佩戴的安全防护帽安全防护性能产生影响。
定位终端集成一路拨码开关，用于标记在室内环境或者室外环境中工作。
本发明的组网过程如下：
室内iBeacon标签就近接入由施工人员携带的定位终端，连接方式为无线传输，通信距离为10-30米；由施工人员携带的定位终端通过Lora无线接入模块，动态无线接入临近的Lora基站，通信距离为3-10公里；Lora基站与Lora网关网络连接方式为星形组网方式，即现场所有Lora基站都接入现场唯一的Lora网关；Lora网关通过有线或者无线方式接入定位服务平台。
应用本发明实现建筑工程施工现场的施工人员室内外定位过程，具体分为离线阶段和在线阶段。
离线阶段包含：数据采集、数据滤波、数据分组、定位模型训练和定位模型输出。
在线阶段包含：数据采集、数据滤波、输入定位模型运算、输出定位坐标。
其中，离线阶段具体过程如下：
1)数据采集
指纹采集以建筑工程施工现场为单位，室内外指纹特征由Lora射频RSSI、iBeacon射频RSSI、iBeacon距离参考、楼号和楼层构成。当处于室外时，Lora射频在特征库中所占特征比重较高，处于室内时，iBeacon射频在特征库中所占特征比重较高，处于室内外过渡区域时，Lora和iBeacon射频在特征库中所占特征均等。
在室内外设定若干参考点RP，标记RP的物理坐标、所在楼号和所在楼层；
施工人员携带定位终端到达参考点位正常进行生产作业，根据室内、室外拨动拨码开关，自动记录所在点位的指纹数据，实时上传到定位服务平台；
数据采集的过程需分多次、多个时间段进行收集。
2)数据滤波
数据滤波主要是对Lora和iBeacon射频RSSI进行滤波，滤波的目的是消除不同时间Lora和iBeacon射频在时间域上的变化对定位结果的干扰。滤波模型如下：
Figure BDA0002222476230000091
上式中，RSSIafter代表滤波后的RSSI值，RSSIbefore代表滤波前的RSSI值，RSSIMax、RSSIMin分表代表射频的最大、最小值；
3)数据分组
采集的数据按照建筑工程施工现场的建筑号进行大分组，将室外采集的数据也按照建筑数量均分到大分组中，如下：
FingerprintData＝{{DataBuilding-1}，{DataBuilding-2}
{DataBuilding-3}……，{DataBuilding-n}}
然后每一个{DataBuilding-i}按照4∶1的比例进行再分组，分为训练数据和验证数据，如下，{DataBuilding-i-T}和{DataBuilding-i-V}，用于后续的定位模型训练。
4)定位模型训练
本发明模型训练方法应用的是集成融合方法，思路是按照建筑工程施工现场中不同的建筑进行单独训练，然后再将多个单独训练后的模型进行融合训练，最终生成整个建筑工程施工现场的室内外的训练模型。
模型输入为：FingerprintData指纹；
模型输出为：设定坐标原点，保证建筑工程施工现场所有坐标都位于正数坐标系，由于我们已知所有RP的坐标，因此模型的输出我们定义为距离坐标原点(预设)的距离。
具体步骤为：
(步骤1)输入FingerprintData指纹；
(步骤2)初始化权重B(1)；
(步骤3)抽取{DataBuilding-1-T}训练数据和{DataBuilding-1-V}验证数据；
(步骤4)初始化训练学习误差e1和更新权重w1，将第二步中抽取的训练数据和验证数据输入Building-1定位模型1进行训练，记录训练后的更新权重w1；
(步骤5)根据上一步输出的更新权重w(i)，更新权重B(i+1)，抽取下一个建筑的{DataBuilding-i-T}训练数据和{DataBuilding-i-V}验证数据；
(步骤6)初始化训练学习误差e(i+1)和更新权重w(i+1)，将上一步中抽取的训练数据和验证数据输入Building-i定位模型i进行训练，记录训练后的更新权重w(i+1)；
(步骤7)重复第步骤5、6，直到i＝n；
(步骤8)融合Building-1、Building-2、Building-3…….，Building-n，生成整个建筑工程施工现场的室内外的训练模型。
5)定位模型输出
经过上述训练，我们得到一个建筑工程施工现场的定位输出模型，模型的输入为我们采集的由Lora射频RSSI、iBeacon射频RSSI、iBeacon距离参考构成的待定位点指纹，模型的输出为待定位点距离原点的距离。得到这个距离后，我们找到距离待定位点最近的3个RP，应用三角形质心算法，预测出待定位点的物理坐标。
在线阶段具体过程如下：
1)数据采集
施工人员携带定位终端到达测试点位正常进行生产作业，根据室内、室外拨动拨码开关，自动记录所在点位的指纹数据，实时上传到定位服务平台；
2)数据滤波
数据滤波主要是对Lora和iBeacon射频RSSI进行滤波，滤波的目的是消除不同时间Lora和iBeacon射频在时间域上的变化对定位结果的干扰；滤波模型如下：
Figure BDA0002222476230000111
上式中，RSSIafter代表滤波后的RSSI值，RSSIbefore代表滤波前的RSSI值，RSSIMax、RSSIMin分表代表射频的最大、最小值；
3)定位输出
将在测试点采集的指纹输入定位模型，得到测试点距离原点的距离，找到距离待定位点最近的3个RP，应用三角形质心算法，预测出待定位点的物理坐标。

Claims (5)

1.一种建筑工程施工现场的无线通信组网及定位方法，其特征在于，步骤如下：
(1)组网定位系统：定位系统场景包括施工现场，分为室外场景和室内场景；所述的室外场景由多栋在建建筑、多个Lora基站、多个佩戴定位终端的施工人员和一个Lora网关构成；所述的室内场景由位于建筑物内部的多个iBeacon射频发射器和多个佩戴定位终端的施工人员构成，定位终端具备通过无线蓝牙接口，按照蓝牙协议接收邻近的多个iBeacon射频发射器发射的蓝牙广播信息，并通过与终端连接的Lora基站将采集的蓝牙广播信息传输到Lora网关，进而进行室内空间定位；Lora网关对外通过有线或者无线方式与定位服务平台连接，实现数据处理及定位运算。定位服务平台部署在在建施工现场的安全防护监控中心，由定位服务软件与运算服务器构成，实现现场施工人员位置监控；
(2)无线网络组网：
(2.1)室内iBeacon标签就近接入由施工人员携带的定位终端，连接方式为无线传输，通信距离为10-30米；
(2.2)由施工人员携带的定位终端通过Lora无线接入模块，动态无线接入临近的Lora基站，通信距离为3-10公里；
(2.3)Lora基站与Lora网关网络连接方式为星形组网方式，即现场所有Lora基站都接入现场唯一的Lora网关；
(2.4)Lora网关通过有线或者无线方式接入定位服务平台；
(3)室内外人员定位；包括(3.1)离线定位和(3.2)在线定位；
所述的(3.1)离线定位包括数据采集、数据滤波、数据分组、定位模型训练和定位模型输出；
(3.2)在线定位数据采集、数据滤波、输入定位模型运算、输出定位坐标。
2.根据权利要求1所述的一种建筑工程施工现场的无线通信组网及定位方法，其特征在于，所述的(3.1)离线定位的具体过程如下：
(3.1.1)数据采集：指纹采集以建筑工程施工现场为单位，室内外指纹特征由Lora射频RSSI、iBeacon射频RSSI、iBeacon距离参考、楼号和楼层构成；当处于室外时，Lora射频在特征库中所占特征比重较高，处于室内时，iBeacon射频在特征库中所占特征比重较高，处于室内外过渡区域时，Lora和iBeacon射频在特征库中所占特征均等；在室内外设定若干参考点RP，标记RP的物理坐标、所在楼号和所在楼层；施工人员携带定位终端到达参考点位正常进行生产作业，根据室内、室外拨动拨码开关，自动记录所在点位的指纹数据，实时上传到定位服务平台；数据采集的过程需分多次、多个时间段进行收集；
(3.1.2)数据滤波：针对Lora和iBeacon射频RSSI进行滤波，滤波的目的是消除不同时间Lora和iBeacon射频在时间域上的变化对定位结果的干扰；
滤波模型如下：
Figure FDA0002222476220000021
上式中，RSSIafter代表滤波后的RSSI值，RSSIbefore代表滤波前的RSSI值，RSSIMax、RSSIMin分表代表射频的最大、最小值；
(3.1.3)数据分组
采集的数据按照建筑工程施工现场的建筑号进行大分组，将室外采集的数据也按照建筑数量均分到大分组中，如下：
FingerprintData＝{{DataBuilding-1}，{DataBuilding-2}{DataBuilding-3}……，{DataBuilding-n}}
然后每一个{DataBuilding-i}按照4∶1的比例进行再分组，分为训练数据和验证数据，如下，{DataBuilding-i-T}和{DataBuilding-i-V}，用于后续的定位模型训练；
(3.1.4)定位模型训练
模型训练应用的是集成融合方法，思路是按照建筑工程施工现场中不同的建筑进行单独训练，然后再将多个单独训练后的模型进行融合训练，最终生成整个建筑工程施工现场的室内外的训练模型；模型输入为：FingerprintData指纹；
模型输出为：设定坐标原点，保证建筑工程施工现场所有坐标都位于正数坐标系，由于我们已知所有RP的坐标，因此模型的输出我们定义为距离坐标原点的距离；具体过程为：
(步骤1)输入FingerprintData指纹；
(步骤2)初始化权重B(1)；
(步骤3)抽取{DataBuilding-1-T}训练数据和{DataBuilding-1-V}验证数据；
(步骤4)初始化训练学习误差e1和更新权重w1，将第二步中抽取的训练数据和验证数据输入Building-1定位模型1进行训练，记录训练后的更新权重w1；
(步骤5)根据上一步输出的更新权重w(i)，更新权重B(i+1)，抽取下一个建筑的{DataBuilding-i-r}训练数据和{DataBuilding-i-V}验证数据；
(步骤6)初始化训练学习误差e(i+1)和更新权重w(i+1)，将上一步中抽取的训练数据和验证数据输入Building-i定位模型i进行训练，记录训练后的更新权重w(i+1)；
(步骤7)重复第步骤5、6，直到i＝n；
(步骤8)融合Building-1、Building-2、Building-3……，Building-n，生成整个建筑工程施工现场的室内外的训练模型。
(3.1.5)定位模型输出
经过上述训练，得到一个建筑工程施工现场的定位输出模型，模型的输入为采集的由Lora射频RSSI、iBeacon射频RSSI、iBeacon距离参考构成的待定位点指纹，模型的输出为待定位点距离原点的距离。得到这个距离后，找到距离待定位点最近的3个RP，应用三角形质心算法，预测出待定位点的物理坐标。
3.根据权利要求1所述的一种建筑工程施工现场的无线通信组网及定位方法，其特征在于，所述的(3.2)在线定位的具体过程如下：
(3.2.1)数据采集：施工人员携带定位终端到达测试点位正常进行生产作业，根据室内、室外拨动拨码开关，自动记录所在点位的指纹数据，实时上传到定位服务平台；
(3.2.2)数据滤波：对Lora和iBeacon射频RSSI进行滤波，滤波的目的是消除不同时间Lora和iBeacon射频在时间域上的变化对定位结果的干扰；滤波模型如下：
上式中，RSSIafter代表滤波后的RSSI值，RSSIbefore代表滤波前的RSSI值，RSSIMax、RSSIMin分表代表射频的最大、最小值；
(3.2.3)定位输出：将在测试点采集的指纹输入定位模型，得到测试点距离原点的距离，找到距离待定位点最近的3个RP，应用三角形质心算法，计算出待定位点的物理坐标。
4.根据权利要求1所述的一种建筑工程施工现场的无线通信组网及定位方法，其特征在于，所述的组网定位系统室外场景中的多个Lora基站通过无线方式与Lora网关相连接，构成建筑工程施工现场的无线通信网络，多个Lora基站除用于无线组网外，尚能够提供辅助室内定位支撑，Lora基站的电源需要外接电源进行电源供给，可部署在现场在建建筑外墙体上或者塔吊上；定位终端佩戴在施工人员身体上，具体实现方式为集成在施工人员的安全防护帽内，联网方式为通过无线方式连接到就近的Lora基站，通过Lora基站将采集到的定位基础信息以及其他传感器采集的信息传输到Lora网关；Lora网关作为现场的汇聚中心节点，实现现场多个Lora基站的汇聚接入，并接收来自于现场的施工人员定位终端上传的各类信息，Lora网关对外通过有线或者无线方式与定位服务平台连接，实现数据处理及定位运算。定位服务平台部署在在建施工现场的安全防护监控中心，由定位服务软件与运算服务器构成，实现现场施工人员位置监控。
5.根据权利要求1所述的一种建筑工程施工现场的无线通信组网及定位方法，其特征在于，所述的定位终端具备2路蓝牙4.0接口，一路接收室内iBeacon射频发射器发射的蓝牙广播信息，信息包含：设备唯一码、RSSI信号强度和距离参考值；另一路蓝牙接口为预留接口，用于其他类型传感器数据采集传输；定位终端具备1路Lora接入模块，能够与邻近的某一Lora建立空中无线连接，并通过控制器能够将蓝牙接口接收到的iBeacon射频发射器发射蓝牙广播信息，经过Lora接口传输到Lora网关；定位终端具备压力传感器模块，能够通过气压的变化，换算成所在位置的高度数据，进而换算成为楼层数据；定位终端集成在施工人员的安全防护帽内，Lora天线为隐藏天线；定位终端集成一路拨码开关，用于标记在室内环境或者室外环境中工作。
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