CN116887404A - 一种基于蓝牙ibeacon和AOA融合定位的方法及系统 - Google Patents

一种基于蓝牙ibeacon和AOA融合定位的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于蓝牙ibeacon和AOA融合定位的方法及系统，该方法包括：蓝牙终端接收到蓝牙ibeacon广播的信息数据包，展示广播包内的推送消息，AOA定位基站接收到手机端发送自主定位信号，根据自主定位信号计算到达角；云计算平台通过RSSI算法完成对蓝牙终端的定位，并通过到达角算法完成对手机端的定位和导航；云计算平台获取蓝牙终端和手机端定位数据，进行事件分析，并根据事件处理方案对手机端进行信息推送和定位引导。本发明通过融合蓝牙iBeacon定位与蓝牙AoA定位为会展实现精准的室内定位，准确获取会展各方数据，实现会展状况监测，自动完成对信息推送和人员引导，提高会展安保措施，为会展稳定进行和管理提供良好的保障。

Description

一种基于蓝牙ibeacon和AOA融合定位的方法及系统
技术领域
本发明涉及室内定位技术领域，尤其涉及一种基于蓝牙ibeacon和AOA融合定位的方法及系统。
背景技术
近年来，会展行业在全球范围内迅速发展，成为国际经济合作和文化交流的重要平台。在会展期间，管理方、展览方和参观者人数众多，动辄就会聚集成千上万的人，会场内人群密集，秩序和安全问题备受关注。
为了保障会展期间的秩序和安全，提高参观者的体验感，需借助定位技术了解会场和人员动态以便进行管理和引导。而传统GPS定位方式，由于GPS信号功率低，接收要求相当高，只有在天线对空无遮挡物的情况下才能接收到卫星信号并实现定位；其次，由于现代建筑材料的特性，GPS信号很容易受到墙体的阻挡或反射，无法顺利进入室内，从而导致无法接收到卫星信号，无法在室内实现准确定位，因此，在室内环境存在较大的局限，无法满足上述需求。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于蓝牙ibeacon和AOA融合定位的方法及系统。
第一方面，本发明实施例提供了一种基于蓝牙ibeacon和AOA融合定位的方法，所述方法包括：
S1、蓝牙终端接收到蓝牙ibeacon广播的信息数据包，展示广播包内的推送消息，并将广播包传输到云计算平台，其中，所述蓝牙ibeacon预设置在目标会展中心的展位上，所述蓝牙终端由目标会展中心的管理人员、安保人员、参展商和参观者携带，且蓝牙终端具有供手机端访问的自主定位二维码接口；
S2、AOA定位基站接收到手机端发送自主定位信号，根据自主定位信号计算到达角，并将数据传输到云计算平台，其中，所述AOA定位基站预设置在目标会展中心顶部；
S3、获取云计算平台为目标会展中心分配的云计算资源，对手机端进行身份验证以进行分类，根据第二资源分配策略完成对所述云计算资源进行再次分配，基于再次分配后的云计算资源，通过RSSI算法完成对蓝牙终端的定位，并通过到达角算法完成对手机端的定位和导航；
S4、云计算平台获取蓝牙终端和手机端定位数据，进行事件分析，并根据事件处理方案对手机端进行信息推送和定位引导。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述蓝牙终端为蓝牙会展牌，所述蓝牙会展牌包括壳体以及设置在壳体内的电源模块、MCU、蓝牙模块和通信模块，所述MCU分别与电源模块、蓝牙模块和通信模块电连接，所述壳体一面设置名片信息，所述MCU还电连接有显示模块，所述壳体另一面还设置有显示模块以及供手机端访问的自主定位二维码，所述蓝牙模块用于接收到蓝牙ibeacon广播的信息数据包，所述显示模块用于展示广播包内的推送消息，所述通信模块用于将广播包传输到云计算平台。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S3中获取云计算平台为目标会展中心分配的云计算资源，具体包括：
云计算平台获取不同会展中心的历史数据，并根据历史数据计算不同会展中心云计算资源的利用率；
其中，目标会展中心云计算资源的利用率K的计算公式如下：
，
，
其中，表示目标会展中心云计算资源的利用率，表示目标会展中心第i次会展 的蓝牙终端和手机端定位数量；表示目标会展中心第i次会展云计算资源总数，表示 目标会展中心第i次会展中第j个蓝牙终端或手机端使用的云计算资源数量，表示表示目 标会展中心第i次会展的权重；
将当年会展时间段T依次划分为N个时间窗口，在进入新的时间窗口时，选取会展周期落于或部分落于当前时间窗口内的会展中心，并基于预报名人数生成待分配会展中心清单；
根据待分配会展中心清单和利用率生成当前时间窗口的第一资源分配策略；
其中，第一资源分配策略生成方法如下：
计算待分配会展中心清单中每个会展中心的权重W，权重W计算公式如下：
，
其中，表示第i个会展中心的权重，表示第i个会展中心在当前时间窗口的周 期覆盖比例，即周期落于或部分落于当前时间窗口的比例，表示第i个会展中心预报名 人数，表示第i个会展中心蓝牙ibeacon数量，表示第i个会展中心AOA定位基站数量，、和表示调节因子；表示第i个会展中心云计算资源利用率；
将所有会展中心的权重相加，得到总权重W0，根据每个会展中心的权重W占总权重W0的比例，计算资源分配比例P；
在当前时间窗口内，将预配置的云计算资源按照分配比例P进行分配；
根据第一资源分配策略获取云计算平台为目标会展中心分配的云计算资源。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法还包括：
获取目标会展中心蓝牙终端和手机端定位数据的实时定位数据；
计算定位需求F，比较定位需求F与定位阈值F0大小，若定位需求F大于定位阈值F0，则触发转移机制，将待分配会展中心清单内与目标会展中心展期不重叠的其他会展中心的云计算资源分配给目标会展中心；
，
其中，表示目标会展中心蓝牙终端的定位请求数量，表示目标会展中心手 机端的定位请求数量，和表示调节系数且和为1。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S3中对手机端进行身份验证以进行分类，根据第二资源分配策略完成对所述云计算资源进行再次分配，具体包括：
云计算平台接收手机端发送的自主定位请求，根据二维码包含的身份标识信息进行验证，并将手机端按管理人员、安保人员、参展商和参观者进行主体分类；
第二资源分配策略设定为：将定位需求分为：高精度级别、中精度级别和低精度级别，其中，蓝牙终端定位需求为低精度级别，管理人员和参展商自主定位需求为中精度级别，安保人员和参观者自主定位需求为高精度级别，根据目标会展中心分配的云计算资源为不同级别的定位需求按比例分配不同云计算资源，不同精度级别的定位需求采用定位基站数量不同；
其中，不同级别的定位需求的云计算资源分配比例采用如下公式实现：
，
其中，表示分配给第i类定位需求的云计算资源比例；表示第i类定位需求定 位采用的基站数量；表示第i类定位需求的需求量；表示分配比例的调节因子。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S3中通过RSSI算法完成对蓝牙终端的定位，并通过到达角算法完成对手机端的定位和导航，具体包括：
当仅蓝牙终端进行定位时，或者利用对应蓝牙终端获取定位权限的手机端或者AOA定位基站定位失效，通过RSSI算法完成对蓝牙终端的定位；
当蓝牙ibeacon或者蓝牙终端定位失效，或者仅存在AOA定位基站接收到定位信号时，通过到达角算法完成对手机端的定位和导航；
当蓝牙终端与利用对应蓝牙终端获取定位权限的手机端均进行定位时，将蓝牙终端与该手机端进行同源目标绑定；
当蓝牙终端和手机端定位结果相差值大于数值阈值时，以通过到达角算法完成对手机端的定位，并以手机端定位作为同源目标的唯一定位；
当蓝牙终端和手机端定位结果相差值不大于数值阈值时，计算蓝牙终端和手机端定位的权重，将蓝牙终端和手机端定位权重和位置信息融合，加权平均得到最终位置；
其中，蓝牙终端和手机端定位的权重计算公式如下：
，
其中，表示精度权重，表示距离权重，表示采用定位基站数量权重，、 和表示调节因子。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S4中进行事件分析，具体包括：
云计算平台获取蓝牙终端和手机端定位数据，并根据预设定的展台区域范围和定位数据进行事件监测；
当某个展台区域范围内的蓝牙终端和/或手机端数量超过第一阈值时，以及在预设时间段内将某个展台区域作为导航目的地的手机端数量超过第二阈值时，将该事件认定为“人群聚集事件”；
当某个展台区域范围内的蓝牙终端和/或手机端数量在预设时间段内降低幅度超过第三阈值时，则将该事件认定为“人群撤离事件”；
当某个展台区域范围内的蓝牙终端和/或手机端预设时间段内人员流动数量超过第四阈值，则将该事件认定为“人群流动事件”；
当监测到预设时间段内“人群撤离事件”和“人群流动事件”同时发生，且“人群撤离事件”发生次数超过第五阈值，“人群流动事件”发生次数超过第六阈值，则根据会展进程判断是否为正常会展时间，若是，则认定为“异常事件”。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S4中根据事件处理方案对手机端进行信息推送和定位引导，具体包括：
若发生“人群聚集事件”，则向参观者手机端发送提示信息；向以事件展台区域作为导航目的地的参观者手机端发送提示信息，并中断定位导航；
若发生“人群聚集事件”或“人群撤离事件”，则向距离最近的安保人员的手机端发送警示信息，并提供目标展台区域范围的导航；
若发生“人群流动事件”，则向距离最近的安保人员的手机端发送提示信息，并提供目标展台区域范围的导航，所述提示信息包括事件展台区域位置、流动人群数量以及流动人群的流动轨迹图；
若发生“异常事件”，则向管理人员手机端发送异常确认信息，若确认为真实异常事件，则将真实事件信息和管理人员手机端定位信息推送给安保人员的手机端，并向参展商和参观者手机端推送紧急撤离通知，并通过定位引导不同数量手机端按不同出口进行撤离。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法还包括：
计算安保人员的蓝牙终端和手机端融合定位数据，获取安保人员初始数量和位置信息；
设定目标会展中心安保总面积，设定安保人员安保辐射半径，通过均衡算法获取安保人员位置分布图，并根据位置分布图为安保人员手机端提供安保位置的导航；
其中，均衡算法实现方法如下：
定义均衡函数，，
其中, 为安防人员i与相邻安防人员j在时刻t的均衡值，为是安防人员i在 时刻t的坐标，，为是安防人员j在时刻t的坐标， ，为 安防人员的总数量，为安防人员的安保辐射半径，为目标会展中心安保总面积，为 安防人员i 在时刻t的安保辐射范围密度，为期望密度，，，m为安保辐射范围中安保人员总数 量，为安保人员距离，，为安防人员i与其相邻安保 人员之间的均衡总值；
定义安防人员i相邻安保人员的集合，其中，安防 人员的均衡总值大于集合其他安保人员；
安保辐射范围均衡值，为安防人员i被选为目标安保人员以 移动到时刻t的次数，( 0≤≤k )；
定义安保辐射范围密度；
定义安保辐射范围达标值，其中，为调节因子，为安 防人员的总数量，每个安保辐射范围中达标值最高的安保人员作为目标安保人员；
调整目标安保人员位置，直至所有安保人员的安保辐射范围密度满足预设要求；
若发生“人群聚集事件”、“人群撤离事件”或者“人群流动事件”，判断安保人员是否进入事件展台区域，若进入，则将对应安保人员的安保辐射范围自动调整为将事件展台区域范围同心覆盖；
再次通过均衡算法获取其他未进入事件展台区域安保人员的位置，调整其他安保人员直至所有安保人员的安保辐射范围密度满足预设要求，生成调整后的位置分布图，并根据调整后的位置分布图为其他安保人员手机端提供安保位置的导航。
第二方面，本发明实施例提供了一种基于蓝牙ibeacon和AOA融合定位的系统，所述系统包括：
若干蓝牙ibeacon，预设置在目标会展中心的不同展位上，用于广播信息数据包；
若干蓝牙终端，用于接收到蓝牙ibeacon广播的信息数据包，展示广播包内的推送消息，并将广播包传输到云计算平台，其中，所述所述蓝牙终端由目标会展中心的管理人员、安保人员、参展商和参观者携带，且蓝牙终端具有供手机端访问的自主定位二维码接口；
若干AOA定位基站，预设置在目标会展中心顶部，用于接收到手机端发送自主定位信号，根据自主定位信号计算到达角，并将数据传输到云计算平台；
云计算平台，包括云计算资源池、资源调度模块和事件处理模块，
云计算资源池，用于存储云计算资源，获取云计算平台为目标会展中心分配的云计算资源，基于再次分配后的云计算资源，通过RSSI算法完成对蓝牙终端的定位，并通过到达角算法完成对手机端的定位和导航
资源调度模块，用于对手机端进行身份验证以进行分类，根据第二资源分配策略完成对所述云计算资源进行再次分配，
事件处理模块，用于获取蓝牙终端和手机端定位数据，进行事件分析，并根据事件处理方案对手机端进行信息推送和定位引导。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：
本发明实施例的方法中提出了一种基于蓝牙ibeacon和AOA融合定位的方法及系统，通过融合蓝牙iBeacon定位与蓝牙AoA定位为会展实现精准的室内定位，准确获取会展各方数据，实现会展状况监测，自动完成对信息推送和人员引导，提高会展安保措施，为会展稳定进行和管理提供良好的保障。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例所提供的基于蓝牙ibeacon和AOA融合定位的方法S1-S4的流程示意图；
图2为本发明实施例所提供的基于蓝牙ibeacon和AOA融合定位的系统的功能框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及相应的附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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。
请参考图1，其为本发明实施例所提供的一种基于蓝牙ibeacon和AOA融合定位的方法S1-S4的流程示意图，如图1所示，该方法包括以下步骤：
S1、蓝牙终端接收到蓝牙ibeacon广播的信息数据包，展示广播包内的推送消息，并将广播包传输到云计算平台，其中，所述蓝牙ibeacon预设置在目标会展中心的展位上，所述蓝牙终端由目标会展中心的管理人员、安保人员、参展商和参观者携带，且蓝牙终端具有供手机端访问的自主定位二维码接口；
S2、AOA定位基站接收到手机端发送自主定位信号，根据自主定位信号计算到达角，并将数据传输到云计算平台，其中，所述AOA定位基站预设置在目标会展中心顶部；
S3、获取云计算平台为目标会展中心分配的云计算资源，对手机端进行身份验证以进行分类，根据第二资源分配策略完成对所述云计算资源进行再次分配，基于再次分配后的云计算资源，通过RSSI算法完成对蓝牙终端的定位，并通过到达角算法完成对手机端的定位和导航；
S4、云计算平台获取蓝牙终端和手机端定位数据，进行事件分析，并根据事件处理方案对手机端进行信息推送和定位引导。
本发明通过将蓝牙ibeacon预设置在目标会展中心的展位上，而蓝牙终端由目标会展中心的管理人员、安保人员、参展商和参观者携带，蓝牙ibeacon不间断的发送蓝牙信号，当蓝牙终端靠近并接收到蓝牙ibeacon广播的信息数据包，展示广播包内的推送消息，这样就完成了参展商及其产品的信息推送和介绍，而参观者也可以及时便捷了解参展商及其产品的相关情况。蓝牙终端将广播包传输到云计算平台，通过云计算平台完成对蓝牙终端定位，并通过定位数据，从而使后天获取会展参展各方数据情况。蓝牙终端具有供手机端访问的自主定位二维码接口，AOA定位基站预设置在目标会展中心顶部，AOA定位基站接收到手机端发送自主定位信号，根据自主定位信号计算到达角，并将数据传输到云计算平台，不同的手机端通过扫描对应的蓝牙终端提供的二维码从而完成自主定位，从而使得参展各方可以主动进行定位和导航，而蓝牙AoA定位精度更高更复杂，因此，为更适合为手机端实现自主定位。由于不同会展间隔开展且只在开展中需求大量资源的特点，本发明根据会展特点结合云计算灵活、可扩展和经济高效的计算资源提供模式，每个会展中心无需购买和维护自己的服务器和设备，从而实现资源和服务的有效利用。获取云计算平台为目标会展中心分配的云计算资源，对手机端进行身份验证以进行分类，根据第二资源分配策略完成对所述云计算资源进行再次分配，基于再次分配后的云计算资源，通过RSSI算法完成对蓝牙终端的定位，并通过到达角算法完成对手机端的定位和导航，实现不同资源分配和不同精度定位，满足不同精度定位需求。云计算平台获取蓝牙终端和手机端定位数据，进行事件分析，并根据事件处理方案对手机端进行信息推送和定位引导，通过对获取的定位数据进行事件分析，从而完成对会展状况的监控，自动处理不同状况，对手机端进行信息推送和定位引导。本发明通过融合蓝牙iBeacon定位与蓝牙AoA定位为会展实现精准的室内定位，准确获取会展各方数据，实现会展状况监测，自动完成对信息推送和人员引导，提高会展安保措施，为会展稳定进行和管理提供良好的保障。
在本发明优选实施例中，蓝牙终端为蓝牙会展牌，所述蓝牙会展牌包括壳体以及设置在壳体内的电源模块、MCU、蓝牙模块和通信模块，所述MCU分别与电源模块、蓝牙模块和通信模块电连接，所述壳体一面设置名片信息，所述MCU还电连接有显示模块，所述壳体另一面还设置有显示模块以及供手机端访问的自主定位二维码，所述蓝牙模块用于接收到蓝牙ibeacon广播的信息数据包，所述显示模块用于展示广播包内的推送消息，所述通信模块用于将广播包传输到云计算平台。
需要说明的是，蓝牙终端还可以是具备上述功能的蓝牙胸牌和挂牌等。蓝牙终端既充当会展管理人员、安保人员、参展商和参观者的身份牌，又是定位工具，还是会展信息接收和显示装置。
在本发明优选实施例中，S3中获取云计算平台为目标会展中心分配的云计算资源，具体包括：
云计算平台获取不同会展中心的历史数据，并根据历史数据计算不同会展中心云计算资源的利用率；
其中，目标会展中心云计算资源的利用率K的计算公式如下：
，
，
其中，表示目标会展中心云计算资源的利用率，表示目标会展中心第i次会展 的蓝牙终端和手机端定位数量；表示目标会展中心第i次会展云计算资源总数，表示 目标会展中心第i次会展中第j个蓝牙终端或手机端使用的云计算资源数量，表示表示目 标会展中心第i次会展的权重；
将当年会展时间段T依次划分为N个时间窗口，在进入新的时间窗口时，选取会展周期落于或部分落于当前时间窗口内的会展中心，并基于预报名人数生成待分配会展中心清单；
根据待分配会展中心清单和利用率生成当前时间窗口的第一资源分配策略；
其中，第一资源分配策略生成方法如下：
计算待分配会展中心清单中每个会展中心的权重W，权重W计算公式如下：
，
其中，表示第i个会展中心的权重，表示第i个会展中心在当前时间窗口的周 期覆盖比例，即周期落于或部分落于当前时间窗口的比例，表示第i个会展中心预报名 人数，表示第i个会展中心蓝牙ibeacon数量，表示第i个会展中心AOA定位基站数量，、和表示调节因子；表示第i个会展中心云计算资源利用率；
将所有会展中心的权重相加，得到总权重W0，根据每个会展中心的权重W占总权重W0的比例，计算资源分配比例P；
在当前时间窗口内，将预配置的云计算资源按照分配比例P进行分配；
根据第一资源分配策略获取云计算平台为目标会展中心分配的云计算资源。
另外，所述方法还包括：
获取目标会展中心蓝牙终端和手机端定位数据的实时定位数据；
计算定位需求F，比较定位需求F与定位阈值F0大小，若定位需求F大于定位阈值F0，则触发转移机制，将待分配会展中心清单内与目标会展中心展期不重叠的其他会展中心的云计算资源分配给目标会展中心；
，
其中，表示目标会展中心蓝牙终端的定位请求数量，表示目标会展中心手 机端的定位请求数量，和表示调节系数且和为1。
本发明通过对不同会展进行动态云计算资源分配，有效提高资源利用率，减少了云计算资源浪费和不必要的能耗，同时也为会展保证定位服务的质量和效率。
在本发明优选实施例中，所述S3中对手机端进行身份验证以进行分类，根据第二资源分配策略完成对所述云计算资源进行再次分配，具体包括：
云计算平台接收手机端发送的自主定位请求，根据二维码包含的身份标识信息进行验证，并将手机端按管理人员、安保人员、参展商和参观者进行主体分类；
第二资源分配策略设定为：将定位需求分为：高精度级别、中精度级别和低精度级别，其中，蓝牙终端定位需求为低精度级别，管理人员和参展商自主定位需求为中精度级别，安保人员和参观者自主定位需求为高精度级别，根据目标会展中心分配的云计算资源为不同级别的定位需求按比例分配不同云计算资源，不同精度级别的定位需求采用定位基站数量不同；
其中，不同级别的定位需求的云计算资源分配比例采用如下公式实现：
，
其中，表示分配给第i类定位需求的云计算资源比例；表示第i类定位需求定 位采用的基站数量；表示第i类定位需求的需求量；表示分配比例的调节因子。
本发明通过对手机端用户进行分类，提供不同精度的定位服务，并根据不同精度等级的定位需求分配不同的云计算资源，以满足定位需求并提高用户体验，提高云计算资源的利用率。
在本发明优选实施例中，所述S3中通过RSSI算法完成对蓝牙终端的定位，并通过到达角算法完成对手机端的定位和导航，具体包括：
当仅蓝牙终端进行定位时，或者利用对应蓝牙终端获取定位权限的手机端或者AOA定位基站定位失效，通过RSSI算法完成对蓝牙终端的定位；
当蓝牙ibeacon或者蓝牙终端定位失效，或者仅存在AOA定位基站接收到定位信号时，通过到达角算法完成对手机端的定位和导航；
当蓝牙终端与利用对应蓝牙终端获取定位权限的手机端均进行定位时，将蓝牙终端与该手机端进行同源目标绑定；
当蓝牙终端和手机端定位结果相差值大于数值阈值时，以通过到达角算法完成对手机端的定位，并以手机端定位作为同源目标的唯一定位；
当蓝牙终端和手机端定位结果相差值不大于数值阈值时，计算蓝牙终端和手机端定位的权重，将蓝牙终端和手机端定位权重和位置信息融合，加权平均得到最终位置；
其中，蓝牙终端和手机端定位的权重计算公式如下：
，
其中，表示精度权重，表示距离权重，表示采用定位基站数量权重，、 和表示调节因子。
本发明通过融合蓝牙iBeacon定位与蓝牙AoA定位进行联合定位，使得可以准确获取会展各方定位信息，并且提高了定位的准确性。
在本发明优选实施例中，S4中进行事件分析，具体包括：
云计算平台获取蓝牙终端和手机端定位数据，并根据预设定的展台区域范围和定位数据进行事件监测；
当某个展台区域范围内的蓝牙终端和/或手机端数量超过第一阈值时，以及在预设时间段内将某个展台区域作为导航目的地的手机端数量超过第二阈值时，将该事件认定为“人群聚集事件”；
当某个展台区域范围内的蓝牙终端和/或手机端数量在预设时间段内降低幅度超过第三阈值时，则将该事件认定为“人群撤离事件”；
当某个展台区域范围内的蓝牙终端和/或手机端预设时间段内人员流动数量超过第四阈值，则将该事件认定为“人群流动事件”；
当监测到预设时间段内“人群撤离事件”和“人群流动事件”同时发生，且“人群撤离事件”发生次数超过第五阈值，“人群流动事件”发生次数超过第六阈值，则根据会展进程判断是否为正常会展时间，若是，则认定为“异常事件”。
另外，所述S4中根据事件处理方案对手机端进行信息推送和定位引导，具体包括：
若发生“人群聚集事件”，则向参观者手机端发送提示信息；向以事件展台区域作为导航目的地的参观者手机端发送提示信息，并中断定位导航；
若发生“人群聚集事件”或“人群撤离事件”，则向距离最近的安保人员的手机端发送警示信息，并提供目标展台区域范围的导航；
若发生“人群流动事件”，则向距离最近的安保人员的手机端发送提示信息，并提供目标展台区域范围的导航，所述提示信息包括事件展台区域位置、流动人群数量以及流动人群的流动轨迹图；
若发生“异常事件”，则向管理人员手机端发送异常确认信息，若确认为真实异常事件，则将真实事件信息和管理人员手机端定位信息推送给安保人员的手机端，并向参展商和参观者手机端推送紧急撤离通知，并通过定位引导不同数量手机端按不同出口进行撤离。
本发明基于参展人员蓝牙定位数据的实时变化，可以通过数据分析技术将人群事件进行分类，并通过不同策略通知安保人员进行处理，从而提高会展安全保障水平，该技术方案可以应用于各种大型活动的安保管理中。
另外，通过蓝牙定位监控人群密度和事件，引导参观者人员减少人群聚集，提高参观者的体验感和会展的运行效率，具有创新性和实用性，适用于各种规模的会展。
在本发明优选实施例中，所述方法还包括：
计算安保人员的蓝牙终端和手机端融合定位数据，获取安保人员初始数量和位置信息；
设定目标会展中心安保总面积，设定安保人员安保辐射半径，通过均衡算法获取安保人员位置分布图，并根据位置分布图为安保人员手机端提供安保位置的导航；
其中，均衡算法实现方法如下：
定义均衡函数，，
其中, 为安防人员i与相邻安防人员j在时刻t的均衡值，为是安防人员i在 时刻t的坐标，，为是安防人员j在时刻t的坐标， ，为 安防人员的总数量，为安防人员的安保辐射半径，为目标会展中心安保总面积，为 安防人员i 在时刻t的安保辐射范围密度，为期望密度，，，m为安保辐射范围中安保人员总数 量，为安保人员距离，，为安防人员i与其相邻安保 人员之间的均衡总值；
定义安防人员i相邻安保人员的集合，其中，安防 人员的均衡总值大于集合其他安保人员；
安保辐射范围均衡值，为安防人员i被选为目标安保人员以 移动到时刻t的次数，( 0≤≤k )；
定义安保辐射范围密度；
定义安保辐射范围达标值，其中，为调节因子，为安 防人员的总数量，每个安保辐射范围中达标值最高的安保人员作为目标安保人员；
调整目标安保人员位置，直至所有安保人员的安保辐射范围密度满足预设要求；
若发生“人群聚集事件”、“人群撤离事件”或者“人群流动事件”，判断安保人员是否进入事件展台区域，若进入，则将对应安保人员的安保辐射范围自动调整为将事件展台区域范围同心覆盖；
再次通过均衡算法获取其他未进入事件展台区域安保人员的位置，调整其他安保人员直至所有安保人员的安保辐射范围密度满足预设要求，生成调整后的位置分布图，并根据调整后的位置分布图为其他安保人员手机端提供安保位置的导航。
本发明可以通过数据分析技术将人群事件进行分类，并根据事件动态调整安保人员位置，以便及时安保人员发现问题处理问题，实现对会展中心安保有效掌控，避免事态无序扩大和安全问题发生，从而提高会展安全保障水平。
本发明实施例进一步给出实现上述方法实施例中各步骤及方法的装置实施例。
请参考图2，其为本发明实施例所提供的一种基于蓝牙ibeacon和AOA融合定位的系统的功能框图，如图2所示，该基于蓝牙ibeacon和AOA融合定位的系统包括：
若干蓝牙ibeacon，预设置在目标会展中心的不同展位上，用于广播信息数据包；
若干蓝牙终端，用于接收到蓝牙ibeacon广播的信息数据包，展示广播包内的推送消息，并将广播包传输到云计算平台，其中，所述所述蓝牙终端由目标会展中心的管理人员、安保人员、参展商和参观者携带，且蓝牙终端具有供手机端访问的自主定位二维码接口；
若干AOA定位基站，预设置在目标会展中心顶部，用于接收到手机端发送自主定位信号，根据自主定位信号计算到达角，并将数据传输到云计算平台；
云计算平台，包括云计算资源池、资源调度模块和事件处理模块，
云计算资源池，用于存储云计算资源，获取云计算平台为目标会展中心分配的云计算资源，基于再次分配后的云计算资源，通过RSSI算法完成对蓝牙终端的定位，并通过到达角算法完成对手机端的定位和导航；
资源调度模块，用于对手机端进行身份验证以进行分类，根据第二资源分配策略完成对所述云计算资源进行再次分配，
事件处理模块，用于获取蓝牙终端和手机端定位数据，进行事件分析，并根据事件处理方案对手机端进行信息推送和定位引导。
其中，云计算资源池还可以包括：计算节点：用于提供计算资源的虚拟机实例；存储节点：用于提供存储资源的虚拟机实例；网络节点：用于提供网络资源的虚拟机实例。
由于本实施例中的各单元模块能够执行图1所示的方法，本实施例未详细描述的部分，可参考对图1的相关说明。
在硬件层面，该装置可以包括处理器，可选地还包括内部总线、网络接口、存储器。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器（non-volatile memory），例如至少1个磁盘存储器等。当然，该装置还可能包括其他业务所需要的硬件。
处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构）总线、PCI(PeripheralComponent Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构）总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。
存储器，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供指令和数据。
结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元或模块分别描述。当然，在实施本发明时可以把各单元或模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备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暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本发明中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理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权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种基于蓝牙ibeacon和AOA融合定位的方法，其特征在于，所述方法包括：
S1、蓝牙终端接收到蓝牙ibeacon广播的信息数据包，展示广播包内的推送消息，并将广播包传输到云计算平台，其中，所述蓝牙ibeacon预设置在目标会展中心的展位上，所述蓝牙终端由目标会展中心的管理人员、安保人员、参展商和参观者携带，且蓝牙终端具有供手机端访问的自主定位二维码接口；
S2、AOA定位基站接收到手机端发送自主定位信号，根据自主定位信号计算到达角，并将数据传输到云计算平台，其中，所述AOA定位基站预设置在目标会展中心顶部；
S3、获取云计算平台为目标会展中心分配的云计算资源，对手机端进行身份验证以进行分类，根据第二资源分配策略完成对所述云计算资源进行再次分配，基于再次分配后的云计算资源，通过RSSI算法完成对蓝牙终端的定位，并通过到达角算法完成对手机端的定位和导航；
S4、云计算平台获取蓝牙终端和手机端定位数据，进行事件分析，并根据事件处理方案对手机端进行信息推送和定位引导。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蓝牙终端为蓝牙会展牌，所述蓝牙会展牌包括壳体以及设置在壳体内的电源模块、MCU、蓝牙模块和通信模块，所述MCU分别与电源模块、蓝牙模块和通信模块电连接，所述壳体一面设置名片信息，所述MCU还电连接有显示模块，所述壳体另一面还设置有显示模块以及供手机端访问的自主定位二维码，所述蓝牙模块用于接收到蓝牙ibeacon广播的信息数据包，所述显示模块用于展示广播包内的推送消息，所述通信模块用于将广播包传输到云计算平台。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3中获取云计算平台为目标会展中心分配的云计算资源，具体包括：
云计算平台获取不同会展中心的历史数据，并根据历史数据计算不同会展中心云计算资源的利用率；
其中，目标会展中心云计算资源的利用率K的计算公式如下：
，
，
其中，表示目标会展中心云计算资源的利用率，/>表示目标会展中心第i次会展的蓝牙终端和手机端定位数量；/>表示目标会展中心第i次会展云计算资源总数，/>表示目标会展中心第i次会展中第j个蓝牙终端或手机端使用的云计算资源数量，/>表示表示目标会展中心第i次会展的权重；
将当年会展时间段T依次划分为N个时间窗口，在进入新的时间窗口时，选取会展周期落于或部分落于当前时间窗口内的会展中心，并基于预报名人数生成待分配会展中心清单；
根据待分配会展中心清单和利用率生成当前时间窗口的第一资源分配策略；
其中，第一资源分配策略生成方法如下：
计算待分配会展中心清单中每个会展中心的权重W，权重W计算公式如下：
，
其中，表示第i个会展中心的权重，/>表示第i个会展中心在当前时间窗口的周期覆盖比例，即周期落于或部分落于当前时间窗口的比例，/>表示第i个会展中心预报名人数，表示第i个会展中心蓝牙ibeacon数量，/>表示第i个会展中心AOA定位基站数量，/>、/>和/>表示调节因子；/>表示第i个会展中心云计算资源利用率；
将所有会展中心的权重相加，得到总权重W0，根据每个会展中心的权重W占总权重W0的比例，计算资源分配比例P；
在当前时间窗口内，将预配置的云计算资源按照分配比例P进行分配；
根据第一资源分配策略获取云计算平台为目标会展中心分配的云计算资源。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取目标会展中心蓝牙终端和手机端定位数据的实时定位数据；
计算定位需求F，比较定位需求F与定位阈值F0大小，若定位需求F大于定位阈值F0，则触发转移机制，将待分配会展中心清单内与目标会展中心展期不重叠的其他会展中心的云计算资源分配给目标会展中心；
，
其中，表示目标会展中心蓝牙终端的定位请求数量，/>表示目标会展中心手机端的定位请求数量，/>和/>表示调节系数且和为1。
5.根据权利要求1或3任一项所述的方法，其特征在于，所述S3中对手机端进行身份验证以进行分类，根据第二资源分配策略完成对所述云计算资源进行再次分配，具体包括：
云计算平台接收手机端发送的自主定位请求，根据二维码包含的身份标识信息进行验证，并将手机端按管理人员、安保人员、参展商和参观者进行主体分类；
第二资源分配策略设定为：将定位需求分为：高精度级别、中精度级别和低精度级别，其中，蓝牙终端定位需求为低精度级别，管理人员和参展商自主定位需求为中精度级别，安保人员和参观者自主定位需求为高精度级别，根据目标会展中心分配的云计算资源为不同级别的定位需求按比例分配不同云计算资源，不同精度级别的定位需求采用定位基站数量不同；
其中，不同级别的定位需求的云计算资源分配比例采用如下公式实现：
，
其中，表示分配给第i类定位需求的云计算资源比例；/>表示第i类定位需求定位采用的基站数量；/>表示第i类定位需求的需求量；/>表示分配比例的调节因子。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述S3中通过RSSI算法完成对蓝牙终端的定位，并通过到达角算法完成对手机端的定位和导航，具体包括：
当仅蓝牙终端进行定位时，或者利用对应蓝牙终端获取定位权限的手机端或者AOA定位基站定位失效，通过RSSI算法完成对蓝牙终端的定位；
当蓝牙ibeacon或者蓝牙终端定位失效，或者仅存在AOA定位基站接收到定位信号时，通过到达角算法完成对手机端的定位和导航；
当蓝牙终端与利用对应蓝牙终端获取定位权限的手机端均进行定位时，将蓝牙终端与该手机端进行同源目标绑定；
当蓝牙终端和手机端定位结果相差值大于数值阈值时，以通过到达角算法完成对手机端的定位，并以手机端定位作为同源目标的唯一定位；
当蓝牙终端和手机端定位结果相差值不大于数值阈值时，计算蓝牙终端和手机端定位的权重，将蓝牙终端和手机端定位权重和位置信息融合，加权平均得到最终位置；
其中，蓝牙终端和手机端定位的权重计算公式如下：
，
其中，表示精度权重，/>表示距离权重，/>表示采用定位基站数量权重，/>、/>和/>表示调节因子。
7.根据权利要求1或者6所述的方法，其特征在于，所述S4中进行事件分析，具体包括：
云计算平台获取蓝牙终端和手机端定位数据，并根据预设定的展台区域范围和定位数据进行事件监测；
当某个展台区域范围内的蓝牙终端和/或手机端数量超过第一阈值时，以及在预设时间段内将某个展台区域作为导航目的地的手机端数量超过第二阈值时，将该事件认定为“人群聚集事件”；
当某个展台区域范围内的蓝牙终端和/或手机端数量在预设时间段内降低幅度超过第三阈值时，则将该事件认定为“人群撤离事件”；
当某个展台区域范围内的蓝牙终端和/或手机端预设时间段内人员流动数量超过第四阈值，则将该事件认定为“人群流动事件”；
当监测到预设时间段内“人群撤离事件”和“人群流动事件”同时发生，且“人群撤离事件”发生次数超过第五阈值，“人群流动事件”发生次数超过第六阈值，则根据会展进程判断是否为正常会展时间，若是，则认定为“异常事件”。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述S4中根据事件处理方案对手机端进行信息推送和定位引导，具体包括：
若发生“人群聚集事件”，则向参观者手机端发送提示信息；向以事件展台区域作为导航目的地的参观者手机端发送提示信息，并中断定位导航；
若发生“人群聚集事件”或“人群撤离事件”，则向距离最近的安保人员的手机端发送警示信息，并提供目标展台区域范围的导航；
若发生“人群流动事件”，则向距离最近的安保人员的手机端发送提示信息，并提供目标展台区域范围的导航，所述提示信息包括事件展台区域位置、流动人群数量以及流动人群的流动轨迹图；
若发生“异常事件”，则向管理人员手机端发送异常确认信息，若确认为真实异常事件，则将真实事件信息和管理人员手机端定位信息推送给安保人员的手机端，并向参展商和参观者手机端推送紧急撤离通知，并通过定位引导不同数量手机端按不同出口进行撤离。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
计算安保人员的蓝牙终端和手机端融合定位数据，获取安保人员初始数量和位置信息；
设定目标会展中心安保总面积，设定安保人员安保辐射半径，通过均衡算法获取安保人员位置分布图，并根据位置分布图为安保人员手机端提供安保位置的导航；
其中，均衡算法实现方法如下：
定义均衡函数，/>，
其中, 为安防人员/>与相邻安防人员/>在时刻/>的均衡值，/>为是安防人员/>在时刻的坐标，/>，/>为是安防人员/>在时刻/>的坐标， />，/>为安防人员的总数量，/>为安防人员的安保辐射半径，/>为目标会展中心安保总面积，/>为安防人员/>在时刻/>的安保辐射范围密度，/>为期望密度，/>，，m为安保辐射范围中安保人员总数量，/>为安保人员距离，，/>为安防人员/>与其相邻安保人员之间的均衡总值；
定义安防人员相邻安保人员的集合/>，其中，安防人员的均衡总值大于集合其他安保人员；
安保辐射范围均衡值，/>为安防人员/>被选为目标安保人员以移动到时刻/>的次数，/>；
定义安保辐射范围密度；
定义安保辐射范围达标值，其中，/>为调节因子，/>为安防人员的总数量，每个安保辐射范围中达标值最高的安保人员作为目标安保人员；
调整目标安保人员位置，直至所有安保人员的安保辐射范围密度满足预设要求；
若发生“人群聚集事件”、“人群撤离事件”或者“人群流动事件”，判断安保人员是否进入事件展台区域，若进入，则将对应安保人员的安保辐射范围自动调整为将事件展台区域范围同心覆盖；
再次通过均衡算法获取其他未进入事件展台区域安保人员的位置，调整其他安保人员直至所有安保人员的安保辐射范围密度满足预设要求，生成调整后的位置分布图，并根据调整后的位置分布图为其他安保人员手机端提供安保位置的导航。
10.一种基于蓝牙ibeacon和AOA融合定位的系统，其特征在于，包括：
若干蓝牙ibeacon，预设置在目标会展中心的不同展位上，用于广播信息数据包；
若干蓝牙终端，用于接收到蓝牙ibeacon广播的信息数据包，展示广播包内的推送消息，并将广播包传输到云计算平台，其中，所述所述蓝牙终端由目标会展中心的管理人员、安保人员、参展商和参观者携带，且蓝牙终端具有供手机端访问的自主定位二维码接口；
若干AOA定位基站，预设置在目标会展中心顶部，用于接收到手机端发送自主定位信号，根据自主定位信号计算到达角，并将数据传输到云计算平台；
云计算平台，包括云计算资源池、资源调度模块和事件处理模块，
云计算资源池，用于存储云计算资源，获取云计算平台为目标会展中心分配的云计算资源，基于再次分配后的云计算资源，通过RSSI算法完成对蓝牙终端的定位，并通过到达角算法完成对手机端的定位和导航
资源调度模块，用于对手机端进行身份验证以进行分类，根据第二资源分配策略完成对所述云计算资源进行再次分配，
事件处理模块，用于获取蓝牙终端和手机端定位数据，进行事件分析，并根据事件处理方案对手机端进行信息推送和定位引导。
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