CN110703190A - 铁路铁鞋的矩阵式定位和防盗监控方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铁路铁鞋的矩阵式定位和防盗监控方法，包括如下步骤：S1：沿着股道矩阵式安放的多个蓝牙基准点，每个基准站相隔100米左右，分配有独立的电子ID；S2：对每个蓝牙基准点进行精确位置采集，并与股道位置进行关联，保存在管理服务器；S3：蓝牙基准点通过低功耗蓝牙模块，设置为广播模式，定期向四周发出广播信息，信息包含本蓝牙基准点电子ID；S5：管理服务器接收并分析铁鞋智能模块上传的蓝牙基准点电子ID及RSSI(接收的信号强度指示)信息，通过计算得到铁鞋当前的精准位置，并关联该位置所对应的股道，进行位置显示。本发明的定位精确，成本低，可对铁鞋进行位置精准定位和防盗预警，用于避免事故发生。

Description

铁路铁鞋的矩阵式定位和防盗监控方法及系统
技术领域
本发明属于铁路铁鞋的精准定位和设备防盗以及物联网应用领域，具体涉及一种铁路铁鞋的矩阵式定位和防盗监控方法及系统。
背景技术
《铁路技术管理规程》规定线路上停留的车辆，在不作业时，应以铁鞋等防溜装置牢靠固定，以确保车辆停放安全。防溜铁鞋是防止车辆发生移动和溜逸的重要工具。一般需在列车端头的车辆或机车的车轮下的轨道上设置防溜铁鞋。
而对于铁鞋的放置、撤出、防盗等有非常严格的管理要求。一旦发生放置位置错误，铁鞋被盗等，都可能导致严重的事故。因此，对铁鞋进行位置精准定位和防盗预警，可以避免事故发生。目前铁鞋一般采用GPS定位、GPS差分定位、无线通信基站方式定位或射频卡方式定位，再通过GPRS、短信或其它无线通信方式把铁鞋位置信息发送到监控中心，但这种铁鞋及其定位方法和定位系统存在定位误差大或成本高等问题，而这些问题将可能造成系统混淆相邻股道、误判铁鞋所在的轨道，以及无法准确判断铁鞋是否真正设置良好和保持在轨道上，为此，我们提出一种铁路铁鞋的矩阵式定位和防盗监控方法及系统，以解决上述背景技术中提到的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铁路铁鞋的矩阵式定位和防盗监控方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铁路铁鞋的矩阵式定位和防盗监控方法，包括如下步骤：
S1：沿着股道矩阵式安放的多个蓝牙基准点，每个基准站相隔100米左右，分配有独立的电子ID；
S2：对每个蓝牙基准点进行精确位置采集，并与股道位置进行关联，保存在管理服务器；
S3：蓝牙基准点通过低功耗蓝牙模块，设置为广播模式，定期向四周发出广播信息，信息包含本蓝牙基准点电子ID；
S4：铁鞋智能模块通过将蓝牙模块设置为观察者模式，定期采集周边多个蓝牙基准点的广播信息，并将获得的蓝牙基准点电子ID及对应的RSSI(接收的信号强度指示)通过无线通信模块传到管理服务器；
S5：管理服务器接收并分析铁鞋智能模块上传的蓝牙基准点电子ID及RSSI(接收的信号强度指示)信息，通过计算得到铁鞋当前的精准位置，并关联该位置所对应的股道，进行位置显示。
优选的，所述管理服务器对铁鞋位置的计算方法为：
1)通用的RSSI转距离公式，计算铁鞋距离蓝牙基准点的距离，公式为：
d＝10^((abs(RSSI)-A)/(10*n))；
其中：
d-计算所得距离；
RSSI-接收信号强度(负值)；
A-发射端和接收端相隔1米时的信号强度；
n-环境衰减因子；
2)得到铁鞋与3个或以上蓝牙基准点的距离：d1，d2，d3，通过三点定位法，得到铁鞋的位置。
优选的，如果铁鞋智能模块定期上传的信息，没有发现附近有蓝牙基准点，则认为铁鞋已经被带出安全区域，则管理服务器进行防盗报警。
一种铁路铁鞋的矩阵式定位和防盗监控系统，所述系统由铁鞋智能模块、蓝牙基准点、管理服务器组成。
优选的，所述铁鞋智能模块包括：无线通信模块、蓝牙模块、内置电池和主控芯片；采用低功耗设计，电池可持续工作3年以上。
优选的，所述无线通信模块为NB-iot、LoRa、3G、4G或者5G。
优选的，所述蓝牙基准点包括蓝牙模块、内置电池；采用低功耗设置，内置电池持续工作5年以上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的一种铁路铁鞋的矩阵式定位和防盗监控方法及系统，本发明沿着股道矩阵式安放的多个蓝牙基准点，有利于对每个蓝牙基准点进行精确位置采集，铁鞋智能模块定期采集周边多个蓝牙基准点的广播信息，并将获得的蓝牙基准点电子ID及对应的RSSI通过无线通信模块传到管理服务器；管理服务器通过计算得到铁鞋当前的精准位置，并关联该位置所对应的股道，进行位置显示，该系统的定位精确，成本低，可对铁鞋进行位置精准定位和防盗预警，用于避免事故发生。
附图说明
图1为本发明网络拓扑结构示意图；
图2为本发明铁路铁鞋的矩阵式定位和防盗监控系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明提供了如图1-2的一种铁路铁鞋的矩阵式定位和防盗监控方法，包括如下步骤：
S1：沿着股道矩阵式安放的多个蓝牙基准点，每个基准站相隔100米左右，分配有独立的电子ID；
S2：对每个蓝牙基准点进行精确位置采集，并与股道位置进行关联，保存在管理服务器；
S3：蓝牙基准点通过低功耗蓝牙模块，设置为广播模式，定期向四周发出广播信息，信息包含本蓝牙基准点电子ID；
S4：铁鞋智能模块通过将蓝牙模块设置为观察者模式，定期采集周边多个蓝牙基准点的广播信息，并将获得的蓝牙基准点电子ID及对应的RSSI(接收的信号强度指示)通过无线通信模块传到管理服务器；
S5：管理服务器接收并分析铁鞋智能模块上传的蓝牙基准点电子ID及RSSI(接收的信号强度指示)信息，通过计算得到铁鞋当前的精准位置，并关联该位置所对应的股道，进行位置显示。
具体的，所述管理服务器对铁鞋位置的计算方法为：
1)通用的RSSI转距离公式，计算铁鞋距离蓝牙基准点的距离，公式为：
d＝10^((abs(RSSI)-A)/(10*n))；
其中：
d-计算所得距离；
RSSI-接收信号强度(负值)；
A-发射端和接收端相隔1米时的信号强度；
n-环境衰减因子；
2)得到铁鞋与3个或以上蓝牙基准点的距离：d1，d2，d3，通过三点定位法，得到铁鞋的位置。
具体的，如果铁鞋智能模块定期上传的信息，没有发现附近有蓝牙基准点，则认为铁鞋已经被带出安全区域，则管理服务器进行防盗报警。
一种铁路铁鞋的矩阵式定位和防盗监控系统，所述系统由铁鞋智能模块、蓝牙基准点、管理服务器组成。
具体的，所述铁鞋智能模块包括：无线通信模块、蓝牙模块、内置电池和主控芯片；采用低功耗设计，电池可持续工作3年以上。
具体的，所述无线通信模块为NB-iot、LoRa、3G、4G或者5G。
具体的，所述蓝牙基准点包括蓝牙模块、内置电池；采用低功耗设置，内置电池持续工作5年以上。
综上所述，与现有技术相比，本发明沿着股道矩阵式安放的多个蓝牙基准点，有利于对每个蓝牙基准点进行精确位置采集，铁鞋智能模块定期采集周边多个蓝牙基准点的广播信息，并将获得的蓝牙基准点电子ID及对应的RSSI通过无线通信模块传到管理服务器；管理服务器通过计算得到铁鞋当前的精准位置，并关联该位置所对应的股道，进行位置显示，该系统的定位精确，成本低，可对铁鞋进行位置精准定位和防盗预警，用于避免事故发生。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种铁路铁鞋的矩阵式定位和防盗监控方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：沿着股道矩阵式安放的多个蓝牙基准点，每个基准站相隔100米左右，分配有独立的电子ID；
S2：对每个蓝牙基准点进行精确位置采集，并与股道位置进行关联，保存在管理服务器；
S3：蓝牙基准点通过低功耗蓝牙模块，设置为广播模式，定期向四周发出广播信息，信息包含本蓝牙基准点电子ID；
S4：铁鞋智能模块通过将蓝牙模块设置为观察者模式，定期采集周边多个蓝牙基准点的广播信息，并将获得的蓝牙基准点电子ID及对应的RSSI(接收的信号强度指示)通过无线通信模块传到管理服务器；
S5：管理服务器接收并分析铁鞋智能模块上传的蓝牙基准点电子ID及RSSI(接收的信号强度指示)信息，通过计算得到铁鞋当前的精准位置，并关联该位置所对应的股道，进行位置显示。
2.根据权利要求1所述的一种铁路铁鞋的矩阵式定位和防盗监控方法，其特征在于：所述管理服务器对铁鞋位置的计算方法为：
1)通用的RSSI转距离公式，计算铁鞋距离蓝牙基准点的距离，公式为：
d＝10^((abs(RSSI)-A)/(10*n))；
其中：
d-计算所得距离；
RSSI-接收信号强度(负值)；
A-发射端和接收端相隔1米时的信号强度；
n-环境衰减因子；
2)得到铁鞋与3个或以上蓝牙基准点的距离：d1，d2，d3，通过三点定位法，得到铁鞋的位置。
3.根据权利要求1所述的一种铁路铁鞋的矩阵式定位和防盗监控方法，其特征在于：如果铁鞋智能模块定期上传的信息，没有发现附近有蓝牙基准点，则认为铁鞋已经被带出安全区域，则管理服务器进行防盗报警。
4.一种铁路铁鞋的矩阵式定位和防盗监控系统，其特征在于：所述系统由铁鞋智能模块、蓝牙基准点、管理服务器组成。
5.根据权利要求4所述的一种铁路铁鞋的矩阵式定位和防盗监控系统，其特征在于：所述铁鞋智能模块包括：无线通信模块、蓝牙模块、内置电池和主控芯片；采用低功耗设计，电池可持续工作3年以上。
6.根据权利要求5所述的一种铁路铁鞋的矩阵式定位和防盗监控系统，其特征在于：所述无线通信模块为NB-iot、LoRa、3G、4G或者5G。
7.根据权利要求4所述的一种铁路铁鞋的矩阵式定位和防盗监控系统，其特征在于：所述蓝牙基准点包括蓝牙模块、内置电池；采用低功耗设置，内置电池持续工作5年以上。
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