CN114423078A - 一种无感空间定位系统及方法 - Google Patents

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丘志坚
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Abstract

本发明公开了一种无感空间定位系统及方法，系统包括：智能感知层，用于监测目标人群的位置数据，根据所述位置数据进行距离监测；数据传输层，用于汇集所述智能感知层的所述位置数据；应用平台层，用于对所述数据传输层汇集的所述位置数据进行展示。本发明通过定位系统管理目标人群位置数据并实现距离监测，促使需要严格遵守安全社交距离的人群保持指定距离，并通过相关位置数据辅助疾控防疫筛查，可广泛应用于定位系统技术领域。

Description

一种无感空间定位系统及方法
技术领域
本发明涉及定位系统技术领域，尤其是一种无感空间定位系统及方法。
背景技术
目前常用甄别密切接触者的方法是对病例开展流行病学调查和借助场所内已有的监控摄像头采用人工坐席的形式通过人眼筛查判断，耗费大量的人力物力和时间，甄别效率低下，因此并不适用于大人群的场景。如何快速获取密切接触者的数据成为疾控工作中一个难点和重点。
另外，当出现本土病例或出现地区风险时，人群大规模核酸采样是常用的防控手段。但在大规模核酸采样时，由于人群密集，存在感染的风险。现有做法是靠现场工作人员维持秩序，划定1米距离线，让等候采样的人员保持1米以上距离，但实际难以使全部人员遵守此秩序，而现有技术的定位系统无法有效实现位置监测。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种无感空间定位系统及方法，通过定位系统管理目标人群位置数据并实现距离监测，促使需要严格遵守安全社交距离的人群保持指定距离，并通过相关位置数据辅助疾控防疫筛查。
本发明实施例的第一方面提供了一种无感空间定位系统，包括：
智能感知层，用于监测目标人群的位置数据，根据所述位置数据进行距离监测；
数据传输层，用于汇集所述智能感知层的所述位置数据；
应用平台层，用于对所述数据传输层汇集的所述位置数据进行展示。
可选地，所述智能感知层包括智能感知层终端，所述智能感知层终端用于获取所述目标人群的位置信息，所述智能感知终端装配于所述目标人群上。
可选地，所述智能感知层终端，包括：
主控芯片，用于监测目标范围内的智能感知层终端的位置数据，根据所述位置数据进行距离监测；
芯片外裹装置，用于辅助所述智能感知层终端装配于所述目标人群。
可选地，所述主控芯片，包括：
定位模块，用于获取所述目标人群的位置数据；
存储模块，用于存储所述位置数据；
通讯模块，用于辅助所述智能感知层发送数据至所述数据传输层。
可选地，所述智能感知层终端还包括警报模块，所述警报模块用于根据所述距离监测的结果进行警报处理。
可选地，所述警报模块包括以下至少之一：
LED灯，用于通过LED灯闪烁方式进行警报处理；
振动马达，用于通过产生振动方式进行警报处理；
蜂鸣器，用于通过产生声响方式进行警报处理。
可选地，所述智能感知层终端还包括电源模块，所述电源模块与所述主控芯片连接，所述电源模块用于为所述智能感知层终端供电。
可选地，所述数据传输层包括信号接收模块，所述信号接收模块用于辅助所述数据传输层接收来自所述智能感知层的数据。
本发明实施例的第二方面提供了一种无感空间定位方法，包括：
通过无感空间定位系统获取目标人群的位置数据；
根据所述位置信息进行距离监控；
其中，所述无感空间定位系统包括：
智能感知层，用于监测目标人群的位置数据，根据所述位置数据进行距离监测；
数据传输层，用于汇集与传输所述智能感知层终端的所述位置数据；
应用平台层，用于对所述位置数据进行管理与展示。
可选地，所述根据所述位置信息进行距离监控，包括：
当所述目标人群大于第一预设范围进行警报处理；
或者，当所述目标人群间的距离小于第二预设范围进行警报处理。
本发明实施例提出了一种无感空间定位系统及方法，系统包括：智能感知层，用于监测目标人群的位置数据，根据所述位置数据进行距离监测；数据传输层，用于汇集所述智能感知层的所述位置数据；应用平台层，用于对所述数据传输层汇集的所述位置数据进行展示。能够通过定位系统管理目标人群位置数据并实现距离监测，促使需要严格遵守安全社交距离的人群保持指定距离，并通过相关位置数据辅助疾控防疫筛查。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种无感空间定位系统的架构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种无感空间定位系统的一种智能感知层终端结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种无感空间定位系统的另一种智能感知层终端结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种无感空间定位系统的数据传输层的组网结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种无感空间定位系统的智能感知层终端应用效果示意图；
图6为本发明实施例提供的一种无感空间定位方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
第一方面，参照图1，本发明实施例提供了一种无感空间定位系统，包括：
智能感知层，用于监测目标人群的位置数据，根据位置数据进行距离监测；
数据传输层，用于汇集智能感知层的所述位置数据；
应用平台层，用于对数据传输层汇集的所述位置数据进行展示。
需要说明的是，数据传输层可以通过UWB无线基站在信号覆盖范围内接入多种前端设备，实现同一网络下的跨系统数据汇集。
在一些实施例中，智能感知层包括智能感知层终端，智能感知层终端用于获取目标人群的位置信息，智能感知终端装配于所述目标人群上。
需要说明的是，智能感知终端的产品表现形式可以为手环、徽章或工牌等形式。
在一些实施例中，智能感知层终端，包括：
主控芯片，用于监测目标范围内的智能感知层终端的位置数据，根据位置数据进行距离监测；
芯片外裹装置，用于辅助所述智能感知层终端装配于所述目标人群。
需要说明的是，芯片外裹装置包括了佩戴式工牌和佩戴式手环。其中，参照图2，佩戴式工牌上设有牌孔，用于穿透挂绳，以便于使用者佩戴，主控芯片放置于佩戴式工牌内部；参照图3，佩戴式手环包括表盘和表带，表带用于帮助使用者佩戴于手臂处，主控芯片放置于表盘内部，具体地，在一些实施例中，佩戴式手环的表带上设有防拆卸条带装置和拆卸触发警报装置，帮助系统采集准确的目标用户位置数据。此外，在一些实施例中，佩戴式手环还设有心率监测和体温监测装置，能够对目标人群的健康状况进行实时监测，对应的，应用平台层除了对位置数据进行展示之外，还可以对佩戴用户的生命特征信息、告警信息，包括环境温度，体表温度，心率等，其次，还可实现佩戴用户的运动状态以及睡眠状态。
在一些实施例中，主控芯片，包括：
定位模块，用于获取目标人群的位置数据；
存储模块，用于存储位置数据；
通讯模块，用于辅助智能感知层发送数据至数据传输层。
需要说明的是，定位模块可使用射频识别(RFI D)模块、WI FI定位模块、蓝牙定位模块、超声波定位模块以及超宽带定位模块等。
具体地，应用射频识别(RFI D)模块的射频识别(RFI D)技术为利用电磁感应原理，通过无线激发近距离无线标签，实现信息读取的技术，射频识别距离从几厘米到十几米不等，该技术常用于人员考勤系统和仓库记录物资出入库；应用 WI FI定位模块的WI FI定位技术为采用在区域内安置无线基站，根据待定位 WI-FI设备的信号特征，结合无线基站的拓扑结构，综合确定待定位WI-FI设备的坐标；应用蓝牙定位模块的蓝牙定位技术为基于RSSI信号强度定位，首先在区域内铺设蓝牙信标，由Beacon发射信号，蓝牙设备接收信号并反馈，当设备进入范围内时，估算系统中各蓝牙设备之间的距离，通过这种技术，定位系统在确定特定设备的位置时，精确度可达到米级；应用超声波定位模块的超声波定位技术为采用反射式测距法是超声波定位最常采用的方法。经过发送同频率的信号给各个电子标签，电子标签接收到后又反射传输给主测距器，从而可以确定各个电子标签到主测距器之间的距离，并得到定位坐标；应用超宽带(UWB)定位模块的超宽带(UWB)定位技术，其中点对点测距采用的是TOF(飞行时差)测距，TOF测距方法属于双向测距技术，它主要利用信号在两个收发机之间飞行时间来测量节点间的距离。模块从启动开始即会生成一条独立的时间戳。例如模块A的发射机在其时间戳上的a1发射请求性质的脉冲信号，模块B在b2时刻发射一个响应性质的信号，被模块A在自己的时间戳a2时刻接收。可以确定脉冲信号在两个模块之间的飞行时间，从而确定飞行距离。因为在视距视线环境下，基于TOF测距方法是随距离呈线性关系，所以测算结果会更加精准。定位模块优选为超宽带(UWB)定位模块，通过超宽带(UWB)定位技术能够有效识别墙体、水体等物理的阻隔，当近距离的人员间有物理阻隔则不被识别为近距离接触的人员，防止误警报。
在一些实施例中，智能感知层终端还包括警报模块，警报模块用于根据所述距离监测的结果进行警报处理。
在一些实施例中，警报模块包括以下至少之一：
LED灯，用于通过LED灯闪烁方式进行警报处理；
振动马达，用于通过产生振动方式进行警报处理；
蜂鸣器，用于通过产生声响方式进行警报处理。
需要说明的是，LED灯还可作为工作指示灯，通过LED灯的亮灭表示智能感知层终端的工作状况。
在一些实施例中，智能感知层终端还包括电源模块，电源模块与主控芯片连接，电源模块用于为智能感知层终端供电。
在一些实施例中，数据传输层包括信号接收模块，信号接收模块用于辅助所述数据传输层接收来自智能感知层的数据。
具体地，在一些实施例中，无感空间定位系统由三部分组成：1)应用平台层2)数据传输层3)智能感知层。
应用平台层：主要实现对智能感知层管理，以及对智能感知层监测采集上来的位置数据进行分析、处理以及统计和展示；此外，在使用上述系统前，首先在征得用户同意的情况下，采集其个人信息(如姓名、身份证号、手机号、健康码等)，并记录在芯片中，当需要进行疾控防疫筛查，可以通过应用平台层搜寻调用系统的历史位置数据，准确查询到用户与用户间在指定的接触时间范围内和指定的接触距离范围内的用户信息、接触频次和时间信息，帮助疾控防疫筛查迅速有效的进行。
数据传输层：参照图4，其为一套容量大、通信可靠，可以多系统融合多应用的统一物联感知网络。主要由无线基站装置构成，在信号覆盖范围内接入多种前端设备，实现同一网络下的跨系统数据汇集。
智能感知层：智能感知层的智能感知层终端是用于人体佩戴式装置，基于 UWB技术，具有精度高、容量大、抗多径能力强、功耗低等特点。佩戴于目标人员身上的设备，实时监测与周围各设备之间的距离，当距离小于设定的最小值时，将产生报警信号实时声光报警提醒，即以监测的目标人群的各个人员为中心，他们周围均有固定半径的圆形感知范围，当部分人员距离过近，即进入了其他人员的感知范围，智能感知层终端便会进行警报处理，参照图5，图中以人员1为参照标准，注明了人员1的感知范围，当人员2进入人员1的感知范围(对应的，人员1也在人员2的感知范围)，人员1和人员2装配的智能感知层终端均会进行警报处理，而人员3未进入人员1的感知范围，故其装配的智能感知层终端不会进行警报处理，防止人员之间距离过近，降低病毒传播风险。
第二方面，参照图6，本发明实施例提供了一种无感空间定位方法，包括：
通过无感空间定位系统获取目标人群的位置数据；
根据所述位置信息进行距离监控；
其中，所述无感空间定位系统包括：
智能感知层，用于监测目标人群的位置数据，根据所述位置数据进行距离监测；
数据传输层，用于汇集与传输所述智能感知层终端的所述位置数据；
应用平台层，用于对所述位置数据进行管理与展示。
在一些实施例中，根据位置信息进行距离监控，包括：
当目标人群大于第一预设范围进行警报处理；
或者，当目标人群间的距离小于第二预设范围进行警报处理。
需要说明的是，通过无感空间定位系统获取目标人群的位置数据可以为：通过UWB无线基站在信号覆盖范围内接入多种前端设备，实现同一网络下的跨系统数据汇集,通过飞行时间测距法获取佩戴者的目标人群的位置信息，通过测量脉冲信号从出发到返回的时间，乘以传播速度(脉冲信号在空气中的传播速度为定值v＝30万KM/秒)，得到往返一次的距离，除以2即为UWB定位标签到定位基站间的距离，UWB定位基站的坐标已知，测得标签到基站距离后，通过三点定位法画3个圆，交点即为UWB定位标签的位置；根据所述位置信息进行距离监控可以通过特定频率的蓝牙通讯实现多个感知层终端之间的距离测量。根据位置信息进行距离监控包括了对用户在指定范围内的监控，当用户移动超出指定范围，会进行警报处理，用于防止隔离期间的人未遵循隔离政策随意移动；还包括了对用户与用户之间的距离进行监控，当用户与用户的距离小于设定的最小值时，进行警报处理，防止人员之间距离过近，降低病毒传播风险。
本发明系统实施例的内容均适用于本方法实施例，本方法实施例所具体实现的功能与上述系统实施例具有的功能相同，并且达到的有益效果与上述装置实施例达到的有益效果也相同。
综上所述，针对居家隔离期间部分人员未严格遵守隔离政策，外出串门时有发生，耗费巨大的社会人力资源维持秩序的情况，以及各种人群聚集需要进行密切接触者甄别，耗费大量的人力物力和时间，且甄别效率低下的情况。本发明实施例提出了一种无感空间定位系统及方法，通过该定位系统管理目标人群位置数据并实现距离监测，促使需要严格遵守安全社交距离的人群保持指定距离并通过相关位置数据辅助疾控防疫筛查，促使在隔离场所及其他需要严格遵守安全社交距离的场所约束目标人群保持指定距离、禁止或限制在集中隔离场所或居家隔离场所等的目标人员进出或移动及在大型会议、展会等人群聚集活动，同时能够查询记录的目标人群位置数据，根据接触距离和接触时间的范围快速确认风险人群。
在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种无感空间定位系统，其特征在于，包括：
智能感知层，用于监测目标人群的位置数据，根据所述位置数据进行距离监测；
数据传输层，用于汇集所述智能感知层的所述位置数据；
应用平台层，用于对所述数据传输层汇集的所述位置数据进行展示。
2.根据权利要求1所述的一种无感空间定位系统，其特征在于，所述智能感知层包括智能感知层终端，所述智能感知层终端用于获取所述目标人群的位置信息，所述智能感知终端装配于所述目标人群上。
3.根据权利要求2所述的一种无感空间定位系统，其特征在于，所述智能感知层终端，包括：
主控芯片，用于监测目标范围内的智能感知层终端的位置数据，根据所述位置数据进行距离监测；
芯片外裹装置，用于辅助所述智能感知层终端装配于所述目标人群。
4.根据权利要求3所述的一种无感空间定位系统，其特征在于，所述主控芯片，包括：
定位模块，用于获取所述目标人群的位置数据；
存储模块，用于存储所述位置数据；
通讯模块，用于辅助所述智能感知层发送数据至所述数据传输层。
5.根据权利要求3所述的一种无感空间定位系统，其特征在于，所述智能感知层终端还包括警报模块，所述警报模块用于根据所述距离监测的结果进行警报处理。
6.根据权利要求5所述的一种无感空间定位系统，其特征在于，所述警报模块包括以下至少之一：
LED灯，用于通过LED灯闪烁方式进行警报处理；
振动马达，用于通过产生振动方式进行警报处理；
蜂鸣器，用于通过产生声响方式进行警报处理。
7.根据权利要求3所述的一种无感空间定位系统，其特征在于，所述智能感知层终端还包括电源模块，所述电源模块与所述主控芯片连接，所述电源模块用于为所述智能感知层终端供电。
8.根据权利要求1所述的一种无感空间定位系统，其特征在于，所述数据传输层包括信号接收模块，所述信号接收模块用于辅助所述数据传输层接收来自所述智能感知层的数据。
9.一种无感空间定位方法，其特征在于，包括：
通过无感空间定位系统获取目标人群的位置数据；
根据所述位置信息进行距离监控；
其中，所述无感空间定位系统包括：
智能感知层，用于监测目标人群的位置数据，根据所述位置数据进行距离监测；
数据传输层，用于汇集与传输所述智能感知层终端的所述位置数据；
应用平台层，用于对所述数据传输层汇集的所述位置数据进行展示。
10.根据权利要求9所述的一种无感空间定位方法，其特征在于，所述根据所述位置信息进行距离监控，包括：
当所述目标人群大于第一预设范围进行警报处理；
或者，当所述目标人群间的距离小于第二预设范围进行警报处理。
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