CN112255657A - 基于北斗定位的施工周界监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于北斗定位的施工周界监控系统，包括北斗卫星系统、智能人员定位终端、通信基站、定位服务器。通过规划动态电子告警区域和实时人员定位，解决施工过程中对现场工作人员的监控和管理愈加困难的问题。该系统方案通过北斗卫星系统定位获取施工人员的位置信息，再将所述位置信息经通信网络发送至定位服务器，通过定位服务器接收所述智能人员定位终端现场传输的位置信息，并基于所述位置信息进行数据实时分析绘制出人员的轨迹、提供实时施工人员定位、重点区域的告警的功能，并且为进出口管理系统和考勤系统等提供实时的定位数据，实现多元化管理，同时系统具备友好的用户界面，能将人员的实时位置信息和基本信息快速的呈现给用户。

Description

基于北斗定位的施工周界监控系统

技术领域

本发明涉及计算机领域，尤其涉及一种基于北斗定位的施工周界监控系统。

背景技术

由于目前建筑施工现场环境越来越复杂，参建人员越来越多，对施工技术的要求也越来越高，因此施工过程中的人身安全问题也逐渐凸显。因为传统的施工现场管理模式中信息技术和远程监控技术的匮乏，相关部门无法对施工中潜在的危险进行预警和监控，也无法实时自动监管施工人员位置以及检查路径轨迹，使其人身安全无法得到充分的保障。

目前国内外大多数周界管理系统通常定位不够精准，RFID定位技术理论上可以根据信号强度进行位置计算，但性价比较低。因此现有的方案只能提供区域定位，使得定位精度不能提供更有效的位置数据；采用UWB定位系统的占用带宽很高，UWB系统可能会干扰现有其他无线通信系统，尽管UWB系统平均发射的功率很低，但由于其脉冲持续时间较短，瞬时功率峰值会很大干扰到其他设备的正常工作，且其现场施工难度较大，系统组建成本高；使用ZigBee的信号传输受多径效应和移动的影响都很大，抗干扰性差、定位精度取决于信道物理品质、信号源密度、环境和算法的准确性，造成定位软件的成本较高；而采用WiFi或地磁技术的定位方案，其存在定位结果不稳定，系统造价高等缺点；作为室外定位的主要方案，市场上的其他定位终端价格昂贵，且存在能耗较高，半天就需要充电的问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种基于北斗定位的施工周界监控系统。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于北斗定位的施工周界监控系统，该系统包括：北斗卫星系统、便携式智能人员定位终端、通信基站和远端服务器模块，所述远端服务器模块包括定位服务器，其中，

所述通信基站架设在施工现场，所述通信基站用于构建通信网络以供所述便携式智能人员定位终端回传位置信息；

北斗卫星系统，用于发送人员定位的广播报文；

所述便携式智能人员定位终端，用于通过北斗卫星系统定位获取施工人员的位置信息，再将所述位置信息经通信网络发送至定位服务器，同时也用于接收定位服务器发送的信号；

所述定位服务器，用于基于所述位置信息进行数据实时分析绘制出人员的轨迹、提供实时施工人员定位和重点区域的告警并反馈给所述便携式智能人员定位终端，并为进出口管理系统和考勤系统提供实时的定位数据。

进一步的，上述系统中，便携式智能人员定位终端包括定位标签或智能手机。

进一步的，上述系统中，所述便携式智能人员定位终端，用于接收所述北斗卫星系统所发送的广播报文，并基于所述北斗卫星系统所发送的广播报文计算生成位置信息和通信参数，将位置信息和通信参数发送到所述定位服务器，同时接收所述定位服务器发送的告警信号或其他信息。

进一步的，上述系统中，所述定位服务器，用于提供开放的定位算法接口。

进一步的，上述系统中，所述便携式智能人员定位终端，用于供管理人员对施工现场的场地地图进行浏览操作，所述浏览操作包括缩放、平移、点击的动作；

用于供管理人员对被监控人员的位置进行浏览和查看，及将施工人员所持便携式智能定位终端的位置信息默认全部显示在地图上，供用户搜索施工人员，并在地图上显示。

进一步的，上述系统中，所述便携式智能人员定位终端，用于动态显示被选中的施工人员在地图上的实时位置信息和活动路线；

用于供管理人员对现有围栏的几何信息和属性信息进行编辑，所述编辑包括围栏大小、范围、名称和区域。

进一步的，上述系统中，所述便携式智能人员定位终端，用于当被监控施工人员进入或离开电子地理围栏区域的时候，触发报警；

用于基于施工现场的闸机的施工人员的实时刷卡信息进行该施工人员的位置信息获取功能的开启与关闭。

进一步的，上述系统中，所述定位服务，用于配置多个便携式智能人员定位终端，多个便携式智能人员定位终端同时向定位服务器发送施工人员的位置信息。

进一步的，上述系统中，所述便携式智能人员定位终端，用于向所述定位服务器发送施工人员的位置信息的同时，还向所述定位服务器发送设备序列号以及动态校验码，其中，所述设备序列号与该便携式智能人员定位终端唯一绑定，所述动态校验码根据约定的预设规则进行变化；

所述定位服务器，用于根据所述约定的预设规则判断所述动态校验码是否正确，以确定接收到的位置信息和设备序列号的真实性。

进一步的，上述系统中，所述远端服务器模块还包括数据库、地图服务器和管理平台，其中，

所述数据库，用于储存包括场景信息、定位历史信息、人员信息、RSSI信息的数据信息；

所述定位服务器，用于结合所述地图服务器，根据从所述便携式智能人员定位终端接收的通信参数以及预设的围栏规则，判断所述便携式智能人员定位终端所处位置是否正常，并将判断结果反馈至所述便携式智能人员定位终端及管理平台，当所述定位服务器判断所述所述便携式智能人员定位终端所处位置异常时，定位服务器将通过所述通信网络将告警信息发送至所述便携式智能人员定位终端及管理平台。

与现有技术相比，本套系统具备以下几大特点：

1、该周界管理方案解决了施工现场人员定位困难的问题；

2、该周界管理方案具有动态规划功能，能够根据业务需求实时调整周界管理区域；

3、该周界管理方案系统结构较为简单，可靠性较高；

4、该周界管理方案实施难度较低，施工现场架设安装较为容易；

5、该周界管理方案价格较低，具有较好的经济性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出本发明一实施例的一种基于北斗定位的施工周界监控系统的示意图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

在本申请一个典型的配置中，终端、服务网络的设备和可信方均包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括非暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

如图1所示，本发明提供一种基于北斗定位的施工周界监控系统，所述系统包括：北斗卫星系统、便携式智能人员定位终端、通信基站和远端服务器模块，所述远端服务器模块包括定位服务器，其中，

所述通信基站架设在施工现场，所述通信基站用于构建通信网络以供所述便携式智能人员定位终端回传位置信息；

北斗卫星系统，用于发送人员定位的广播报文；

所述便携式智能人员定位终端，用于通过北斗卫星系统定位获取施工人员的位置信息，再将所述位置信息经通信网络发送至定位服务器，同时也用于接收定位服务器发送的信号；

所述定位服务器，用于基于所述位置信息进行数据实时分析绘制出人员的轨迹、提供实时施工人员定位和重点区域的告警并反馈给所述便携式智能人员定位终端，并为进出口管理系统和考勤系统提供实时的定位数据。

在此，所述通信基站用于构建通信专网，当所述便携式智能人员定位终端生成位置信息后，通过通信基站构建的通信网络将位置信息上传至所述定位服务器。

本方案通过使用北斗卫星定位和定位服务器解决施工现场的人员定位及智能化监控的问题；该周界监控系统由北斗卫星系统、智能人员定位终端、通信基站、定位服务器组成。通过规划动态电子告警区域和实时人员定位，解决施工过程中对现场工作人员的监控和管理愈加困难的问题。该系统方案通过北斗卫星系统定位获取施工人员的位置信息，再将所述位置信息经通信网络发送至定位服务器，通过定位服务器接收所述智能人员定位终端现场传输的位置信息，并基于所述位置信息进行数据实时分析绘制出人员的轨迹、提供实时施工人员定位、重点区域的告警的功能，并且为进出口管理系统和考勤系统等提供实时的定位数据，实现多元化管理，同时系统具备友好的用户界面，能将人员的实时位置信息和基本信息快速的呈现给用户。

目前北斗定位技术是现今时代最主流、最成熟、最精确的定位技术，具有自主性、三频信号、短报文通信服务等特点，基本满足了用户在室外环境中对于基于位置服务的需求。同时由于北斗导航卫星系统拥有我国自主知识产权，避免了使用GPS系统存在对于美方设备的依赖性和不安全性等问题；针对传统的使用UWB或WiFi作为定位方式，其存在需要额外架设定位参考节点或定位AP，成本较高，功耗较大，容易损耗且组件过程复杂的缺点，开发了使用便携式人员定位标签及手机端APP作为智能定位终端，智能定位终端具有体积小，重量轻，方便施工人员的随身携带，其有着较长的电池续航时间的优点，更加适合作为施工环境中的定位终端；由于通常施工所处的自然条件较差，一些地方电信通讯未到达，采用ADSL方式传输不可行。根据目前网络的建设情况，移动基站几乎覆盖所有乡镇，所以采用移动专网的传输方式，可以就近接入移动的网络。移动专网是基于移动网络组成的专用网络。10M的带宽就可以使视频无损传输。运营商服务信号好，网络稳定，不受天气等其它因素的影响。

为了以更加科学的方式对施工人员进行高效管理，有效应对日益突出的安全事故，多元化，智能化，信息化已成为如今施工监控管理系统的重要发展趋势，因此建立全方位的项目管控体系，实现项目部、子分公司远程掌握施工现场实时情况，并实现可追溯、可分析的项目管理过程，同时通过自上而下的分解式项目管理结合施工现场的实时系统监控，实现项目实施过程的全程在线管控成为未来发展的必然需求。本方案远程终端的智能化管理中心可以提供Web端的地图浏览、定位数据展示、实时轨迹监控、数据统计分析、用户管理等相关的智能化周界监控功能服务，可结合考勤系统和进出管理系统，实现人员位置的监控和管理。发挥信息技术的优势，实现可视化监控；获取人员时空数据，降低管理成本。

本周界监控方案就是利用基于北斗卫星定位系统，给出的一种低功耗，高效化，可拓展，可编辑且实时性强的周界监控方案。

本发明的基于北斗定位的施工周界监控系统一实施例中，便携式智能人员定位终端包括定位标签或智能手机。

在此，便携式智能人员定位终端采用低功耗设备，可选用人员定位标签或者智能手机。

本发明的基于北斗定位的施工周界监控系统一实施例中，所述便携式智能人员定位终端，用于接收所述北斗卫星系统所发送的广播报文，并基于所述北斗卫星系统所发送的广播报文计算生成位置信息和通信参数，将位置信息和通信参数发送到所述定位服务器，同时接收所述定位服务器发送的告警信号或其他信息。

本发明的基于北斗定位的施工周界监控系统一实施例中，所述定位服务器，用于提供开放的定位算法接口。

在此，定位服务器包括通信功能和业务处理功能，用于通过网络与人员定位终端进行通信，以及处理位置信息，生成周界监控和告警信息等。同时提供开放的定位算法接口，用户可以根据自己的实际需求去设计自己的定位算法，在不用重新编译整个系统的前提下，替换已有的定位算法，实现高效的二次开发。

本发明的基于北斗定位的施工周界监控系统一实施例中，所述便携式智能人员定位终端，用于供管理人员对施工现场的场地地图进行浏览操作，所述浏览操作包括缩放、平移、点击的动作；

用于供管理人员对被监控人员的位置进行浏览和查看，及将施工人员所持便携式智能定位终端的位置信息默认全部显示在地图上，供用户搜索施工人员，并在地图上显示；

用于动态显示被选中的施工人员在地图上的实时位置信息和活动路线；

用于供管理人员对现有围栏的几何信息和属性信息进行编辑，所述编辑包括围栏大小、范围、名称和区域；

用于当被监控施工人员进入或离开电子地理围栏区域的时候，触发报警；

用于基于施工现场的闸机的施工人员的实时刷卡信息进行该施工人员的位置信息获取功能的开启与关闭。

在此，本发明的周界监控系统可以实现以下功能：1)地图浏览，管理人员可对场地地图进行浏览操作，支持包括缩放、平移、点击等动作。地图采用竣工图CAD加工制作而成，精度可达20cm。2)人员位置监控，管理人员可以对被监控人员的位置进行浏览、查看。系统将施工人员所持便携式智能定位终端的位置信息默认全部显示在地图上；可以根据userID搜索施工人员，并在地图上显示；可同时选择多人位置，并在地图上显示；当取消选择，人员位置将在地图上隐去。3)实时轨迹绘制，管理人员可以按照userID搜索被监控人员，当施工人员被选中，其实时位置信息将会在地图上动态显示，记录该人员的活动路线。平台支持可绘制单人轨迹和多人轨迹。4)自定义围栏，管理人员可以按照实际业务需求绘制围栏，支持按照圆形、多边形绘制，自定义区域，并支持围栏内外监控区域的切换。5)编辑围栏，管理人员可以对现有围栏的几何信息和属性信息进行编辑，包括围栏大小、范围、名称、区域等；也可以根据需要对周界管理临时禁用或直接删除。6)周界管理报警，根据实际需求，当被监控施工人员进入或离开电子地理围栏区域的时候，将触发报警，支持关闭警报信息。7)人员管理，平台支持设置权限用户管理，包括超级用户和新增用户。其中超级管理员有权限新增用户，设置新增用户的用户名及密码，并设定新增用户的操作权限，亦可删除新增用户；新增用户不可修改用户名及密码，不能修改自己的操作权限，超级用户可修改自己的密码及新增用户的密码及操作权限。8)进出管理，在施工现场出口会设置进出闸机，施工人员必须通过刷卡或者人脸识别的系统才能进出施工现场。后台程序会通过施工现场的闸机的实时刷卡信息进行定位系统的开启与关闭，并可与人员电子考勤相结合，从而达到三位一体高效化管理。

本发明的基于北斗定位的施工周界监控系统一实施例中，所述定位服务，用于配置多个便携式智能人员定位终端，多个便携式智能人员定位终端同时向定位服务器发送施工人员的位置信息。

在此，所述定位服务器，用于配置多个便携式智能人员定位终端，多个便携式智能人员定位终端同时向定位服务器发送施工人员的位置信息，便携式智能人员定位终端在工作状态时定位间隔1秒～10分钟可配，在休眠状态时定位间隔1秒～30分钟可配。

本发明的基于北斗定位的施工周界监控系统一实施例中，所述便携式智能人员定位终端，用于向所述定位服务器发送施工人员的位置信息的同时，还向所述定位服务器发送设备序列号以及动态校验码，其中，所述设备序列号与该便携式智能人员定位终端唯一绑定，所述动态校验码根据约定的预设规则进行变化；

所述定位服务器，用于根据所述约定的预设规则判断所述动态校验码是否正确，以确定接收到的位置信息和设备序列号的真实性。

如图1所示，本发明的基于北斗定位的施工周界监控系统一实施例中，所述远端服务器模块还包括数据库、地图服务器和管理平台，其中，

所述数据库，用于储存包括场景信息、定位历史信息、人员信息、RSSI信息的数据信息；

所述定位服务器，用于结合所述地图服务器，根据从所述便携式智能人员定位终端接收的通信参数以及预设的围栏规则，判断所述便携式智能人员定位终端所处位置是否正常，并将判断结果反馈至所述便携式智能人员定位终端及管理平台，当所述定位服务器判断所述所述便携式智能人员定位终端所处位置异常时，定位服务器将通过所述通信网络将告警信息发送至所述便携式智能人员定位终端及管理平台。

本套系统具备以下几大特点：

1、该周界管理方案解决了施工现场人员定位困难的问题；

2、该周界管理方案具有动态规划功能，能够根据业务需求实时调整周界管理区域；

3、该周界管理方案系统结构较为简单，可靠性较高；

4、该周界管理方案实施难度较低，施工现场架设安装较为容易；

5、该周界管理方案价格较低，具有较好的经济性。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

需要注意的是，本发明可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中，本发明的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地，本发明的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本发明的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。

另外，本发明的一部分可被应用为计算机程序产品，例如计算机程序指令，当其被计算机执行时，通过该计算机的操作，可以调用或提供根据本发明的方法和/或技术方案。而调用本发明的方法的程序指令，可能被存储在固定的或可移动的记录介质中，和/或通过广播或其他信号承载媒体中的数据流而被传输，和/或被存储在根据所述程序指令运行的计算机设备的工作存储器中。在此，根据本发明的一个实施例包括一个装置，该装置包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发该装置运行基于前述根据本发明的多个实施例的方法和/或技术方案。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (10)

1.一种基于北斗定位的施工周界监控系统，其中，该系统包括：

北斗卫星系统、便携式智能人员定位终端、通信基站和远端服务器模块，所述远端服务器模块包括定位服务器，其中，

所述通信基站架设在施工现场，所述通信基站用于构建通信网络以供所述便携式智能人员定位终端回传位置信息；

北斗卫星系统，用于发送人员定位的广播报文；

所述便携式智能人员定位终端，用于通过北斗卫星系统定位获取施工人员的位置信息，再将所述位置信息经通信网络发送至定位服务器，同时也用于接收定位服务器发送的信号；

所述定位服务器，用于基于所述位置信息进行数据实时分析绘制出人员的轨迹、提供实时施工人员定位和重点区域的告警并反馈给所述便携式智能人员定位终端，并为进出口管理系统和考勤系统提供实时的定位数据。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，便携式智能人员定位终端包括定位标签或智能手机。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述便携式智能人员定位终端，用于接收所述北斗卫星系统所发送的广播报文，并基于所述北斗卫星系统所发送的广播报文计算生成位置信息和通信参数，将位置信息和通信参数发送到所述定位服务器，同时接收所述定位服务器发送的告警信号或其他信息。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述定位服务器，用于提供开放的定位算法接口。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述便携式智能人员定位终端，用于供管理人员对施工现场的场地地图进行浏览操作，所述浏览操作包括缩放、平移、点击的动作；

用于供管理人员对被监控人员的位置进行浏览和查看，及将施工人员所持便携式智能定位终端的位置信息默认全部显示在地图上，供用户搜索施工人员，并在地图上显示。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述便携式智能人员定位终端，用于动态显示被选中的施工人员在地图上的实时位置信息和活动路线；

用于供管理人员对现有围栏的几何信息和属性信息进行编辑，所述编辑包括围栏大小、范围、名称和区域。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述便携式智能人员定位终端，用于当被监控施工人员进入或离开电子地理围栏区域的时候，触发报警；

用于基于施工现场的闸机的施工人员的实时刷卡信息进行该施工人员的位置信息获取功能的开启与关闭。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述定位服务，用于配置多个便携式智能人员定位终端，多个便携式智能人员定位终端同时向定位服务器发送施工人员的位置信息。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述便携式智能人员定位终端，用于向所述定位服务器发送施工人员的位置信息的同时，还向所述定位服务器发送设备序列号以及动态校验码，其中，所述设备序列号与该便携式智能人员定位终端唯一绑定，所述动态校验码根据约定的预设规则进行变化；

所述定位服务器，用于根据所述约定的预设规则判断所述动态校验码是否正确，以确定接收到的位置信息和设备序列号的真实性。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述远端服务器模块还包括数据库、地图服务器和管理平台，其中，

所述数据库，用于储存包括场景信息、定位历史信息、人员信息、RSSI信息的数据信息；

所述定位服务器，用于结合所述地图服务器，根据从所述便携式智能人员定位终端接收的通信参数以及预设的围栏规则，判断所述便携式智能人员定位终端所处位置是否正常，并将判断结果反馈至所述便携式智能人员定位终端及管理平台，当所述定位服务器判断所述所述便携式智能人员定位终端所处位置异常时，定位服务器将通过所述通信网络将告警信息发送至所述便携式智能人员定位终端及管理平台。

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