TW201436621A

TW201436621A - 雲端協同之移動定位服務平台

Info

Publication number: TW201436621A
Application number: TW101143171A
Authority: TW
Inventors: Kuan-Chou Chen
Original assignee: Kuan-Chou Chen
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2013-03-12
Publication date: 2014-09-16

Abstract

本發明為關於一種以雲端協同運算及物件定位服務為架構的入口服務平台，藉由個人行動設備的無線網路訊號搜尋功能，辨識被管理的無線識別物件信號的強度，再結合行動手持設備的定位能力和連網能力，以判斷可識別物件的座標或可能出現的區域，並回傳雲端伺服器。鑒於無線網路識別物件移出或不在行動定位設備的識別範圍內時，雲端服務平台亦可以啟動全社群協同搜尋之服務，讓其他會員之行動定位設備參與協尋的任務，以彌補個人行動定位設備無線網路訊號搜尋之侷限。本發明的『雲端定位伺服器』提供回傳的定位資料儲存，處理和加值服務。可以演算多個行動設備的最佳化協尋配置和及時地理資訊轉換作業。並提供使用者對無線識別物件之定位查詢、追蹤和警示服務。本發明的『行動定位匣道器』係一種智慧型行動手持設備，提供短距離無線網路訊號處理的功能，本身並具備衛星定位、基地台資訊擷取的能力，和連網傳輸能力。行動定位匣道器支援多元之無線網路之收、發功能(包括藍芽無線網路協定、Zigbee無線網路協定、或其他符合當地公開使用之RF頻率)。本發明的『無線網路識別物件』係一具備有某種短距離無線網路訊號收發之使用者隨身佩帶設備。

Description

雲端協同之移動定位服務平台

本發明為關於一種適合雲端應用環境而整合的社群協同定位服務平台。結合社群中許多個人行動設備的高移動性，找尋行動中『無線網路識別物件』的位置，以達到更廣的無線網路覆蓋範圍和突破衛星定位的地理環境限制。

本發明的技術為利用短距離無線網路訊號之廣播，作為識別『無線網路識別物件』位置之依據。『無線網路識別物件』本身係無線網路訊號源，而行動手持設備所扮演的『定位匣道器』負責蒐集附近之『無線網路識別物件』廣播的訊號，以資判斷『無線網路識別物件』存在、遠近的證據。

本發明之『無線網路識別物件』須帶有本發明平台服務所認證且唯一的識別碼(ID)。『行動定位匣道器』只處理經認證過設備的無線網路訊號源。

本發明之『行動定位匣道器』支援衛星定位資訊(GPS)接收功能，或辨識行動電話基地台地理資訊的功能，或辨識無線區域網路(WLAN)基地台地理資訊的功能。『行動定位匣道器』於回報『無線網路識別物件』訊號的同時，亦回報以上相關的定位或基地台資訊回雲端『定位服務伺服器』。

雲端『定位服務伺服器』提供GPS定位資料處理或相關地理資訊轉址，包括基地台資訊轉址功能。雲端『定位服務伺服器』的資料庫管理功能負責儲存定位地理資訊並且管理該資料庫。『定位服務伺服器』其中的『使用者管理模組』提供使用者註冊服務和設備管理服務(『行動定位匣道器』和『無線網路識別物件』)。『應用程式介面模組』提供以網路瀏覽器和智慧型手持設備應用程式的使用者介面，以提供多元且高度行動可用性的使用介面。

傳統的定位找尋物件功能係以衛星定位為主的技術，例如車用GPS定位器，或是個人GPS追蹤器。唯衛星的定位技術，因為受限於需要在室外可視衛星的環境進行，且又容易受環境和天候因素影響，實非完整之應用技術。

另外有部分以短距離無線電收發為基礎的尋人/物配對感應設備，雖能在室內、室外使用，然因為該類設備未能具備連網能力，無法進行即時協尋和社群協尋的服務功能。如配戴之無線電識別設備本身離開監護者之感應範圍，則只能徒具形式的提供警示功能。

本發明的目的係以軟體、行動手持設備及無線網路識別設備的整合，製作並提供一個可以運用社群協力參與的雲端定位服務，提供以社群資源分享為核心的『雲端協同之移動定位服務平台』。為關於一種採用主從運算(Client-Server)之雲端服務架構。顧名思義『定位服務伺服器』是社群應用的雲服務端，『定位服務匣道器』則是雲設備端。

『定位服務匣道器』乃是藉由個人行動手持設備的無線網路訊號搜尋功能，辨識被管理的『無線網路識別物件』(設備)之訊號(signal)強度，以判斷其和監護者手持設備『定位服務匣道器』的遠近距離。『行動定位匣道器』支援無線網路包括藍芽協定、ZIGBEE協定或其他符合公開使用之無線電(RF)協定。另外藉由行動手持設備的定位能力，得以判斷被管理之識別物件的地理座標或可能之基地台資訊。地理座標的獲取可以經由衛星定位取得，基地台資訊的獲取可以經由搜尋行動電話基地台的資料或搜尋附近無線區域網路(WLAN)存取點(AP)的資訊取得。手持設備本身具備有資料網路行動連網功能，經由適當可用的資訊網路及時與雲端『定位服務伺服器』連結並傳送無線網路識別物件(設備)之相關定位資料。資料傳輸前以加密(Encryption)方式運算產生資料串，增加資料傳送之安全性。

本發明的雲端『定位服務伺服器』係以軟體製作之入口服務平台，提供一個共享(shared)、多工、可協同眾多行動手持設備搜尋行動中可識別物件之無線網路訊號的雲端伺服架構。主要功能包括『通訊模組』，『定位服務應用模組』，『資料庫管理模組』，『使用者管理模組』和『應用程式介面模組』。

『通訊模組』提供與行動手持設備的雙向IP通訊功能，以收發定位相關之指令和資料。所有收發資料需要在本模組加解密(Encryption)處理。『定位服務應用模組』負責定位座標的地址轉換和基地台資訊運算與轉址功能，藉由演算多個行動手持設備(行動定位匣道器)的最佳化位置，加速定位之效益和精確度。『資料庫管理模組』提供回傳的定位資料之儲存和管理。『使用者管理模組』提供使用者基本資料管理和設備資料管理。使用者得先註冊帳號、登錄行動手持設備(行動定位匣道器)、登錄無線網路辨識物件，始能使用本平台之定位、協尋、追蹤、警示之功能。

本發明的『無線網路辨識物件』係一具備有某種短距離無線網路訊號收發功能、省電易於攜帶之個人行動電子設備，供使用者隨身佩帶。使用者，能夠經由『行動定位匣道器』定位該物件的位置，並經由『行動定位伺服器』查詢、追蹤、警示該物件的資訊。

請參考『第一圖』，其為本發明『雲端之協同移動定位服務平台』的系統架構圖。『雲端協同之移動定位服務平台』為一基於雲端架構之服務平台，共分為兩部分：雲端的『定位服務伺服器』(請參考『第二圖』)和行動端的『行動定位匣道器』(請參考『第三圖』)。

『定位服務伺服器』使用微軟公司(MicroSoft)的視窗(Windows)作業系統或其他Unix/Linux作業系統，並且具備有寬頻網路(Broadband)連線能力，負責接收由『行動定位匣道器』回傳的定位地理資料，和後續處理、儲存、管理、加值的功能。『定位服務伺服器』使用關聯式資料庫，並提供使用者管理設備、管理腳色、設定策略的應用介面。使用者可以使用瀏覽器或智慧型手機應用程式(APP)使用各項服務。服務項目包括及時定位查詢、協尋物件、軌跡查詢、和預設警示。警示以簡訊、電子郵件派送或智慧手機推播式訊息(Push Message)。

『第二圖』之『定位服務伺服器』係以軟體製作，採功能模組設計，共分為五個功能模組：『通訊模組』、『資料庫管理模組』、『定位應用模組』、『使用者管理模組』、『應用程式介面模組』。

『通訊模組』負責網際網路連網傳輸和資料加解密的功能。本模組支援GPRS/3G/WIFI/WIMAX/4G網路協議，以IP協定(Protocol)製作。『資料庫管理模組』負責資料儲存的功能。資料庫採用關聯式資料庫。『定位應用模組』負責定位座標和地理資訊的解析、轉換。包括衛星座標和地理資訊轉換、基地台資訊轉地理座標/地址)、無線區域網路基地台(Acess Point)資訊轉地理座標/地址)等。本模組亦負責協尋物件應用之服務引擎(Engine)，以命令參與社群協尋的『行動定位匣道器』搜尋其本地附近之可識別『無線網路物件』。『使用者管理模組』係提供使用者註冊和管理自己設備、角色和辨識『無線網路識別物件』的應用程式。管理模組還包括和物件有關的警示(Alert)政策(Policy)的定義，例如通知監護人的時機、方式。『應用程式介面模組』負責提供使用者介面程式。使用者可以使用智慧型手機應用程式或網路瀏覽器應用程式進入本發明『雲端協同移動動定位服務平台』的定位和協尋服務。

『第三圖』之『行動定位匣道器』負責搜尋(SCAN)『無線網路識別物件』的訊號源，衛星定位資料、和搜尋周邊基地台資料〈WLAN AP/行動電話基地台〉。並以行動資料網路傳送該『無線網路識別物件』的強度及定位資料回『行動定位伺服器』。因為『行動定位匣道器』係一行動手持設備，透過他的行動漫遊，使得隨機搜尋物件的覆蓋範圍可以達到極大化。『行動定位匣道器』可支援異質性行動作業系統如蘋果電腦的IOS作業環境，GOOGLE Inc.的ANDROID作業環境，微軟公司的WIN 8作業系統。『行動定位匣道器』支援的短距離無線網路訊號包括藍芽(Blue Tooth)無線網路、Zigbee短距離無線網路、其他可用的無線電(RF)訊號。

『行動定位匣道器』是軟體製作的一套服務程式，並採功能模組設計；分為四個功能模組：『通訊模組』、『GPS定位模組』、『基地台應用模組』、『短距無線電信號處理模組』。

『通訊模組』係運用行動手持設備具有的網際網路連網功能，傳輸資料到雲端『定位服務伺服器』端。本模組支援GPRS/3G/WIFI/WIMAX/4G等資料網路(Data Network)協議。『GPS定位模組』負責利用行動手持設備的GPS接收器，讀取本機所在之GPS定位座標。本座標將作為該『行動定位匣道器』的地理位置。『基地台應用模組』係在無法獲得衛星定位座標時，搜尋附近的行動電話基地台或無線區域網路(WLAN)基地台資訊，以供雲端的『定位服務伺服器』分析、轉換為地理座標。『短距無線電信號收發模組』負責搜尋定位匣道器附近之無線網路訊號，並比對特定物件之識別碼，以回報『無線網路識別物件』之蹤跡。

本發明平台服務的流程如『第四圖』、『第五圖』、『第六圖』、『第七圖』、『第八圖』所示。

『第四圖』之『使用者登錄作業』係指使用者啟用本平台服務或維護基本資訊(Profile)時之流程。提供使用者以智慧型手機、平板電腦或一般電腦上網登錄/設定/編輯本服務所需之使用者資訊、設備資訊和警示政策。

『第五圖』之『行動識別物件查詢』作業提供使用者以智慧型手機、平板電腦或一般電腦上網查詢行動識別物件的位置、軌跡、和異常警示記錄。基於個人保密措施，使用者預設只能查詢自己所管理的『無線網路識別物件』。如有人要求協尋，經雲端伺服器仲介監督下，才會指示其他『行動匣道器』參與協尋物件任務。

第六圖之『行動物件協尋』作業提供使用者以智慧型手機、平板電腦或一般電腦上網請求社群協尋功能。社群係指本服務平台所有已註冊之使用者和其已登錄之『行動定位匣道器』。協尋功能係指『無線網路識別物件』無法被自己的『行動定位匣道器』偵測辨識的情況下，使用者透過本系統之仲介，指揮可能在附近之『行動定位匣道器』協助搜尋該『無線網路識別物件』，並回報其地理位置。作業顯示平台會依據協尋要求者附近之『行動定位匣道器』參與協尋工作，並及時下達指令給選定的行動定位匣道器。『行動定位匣道器』於收到指令後，開始協助搜尋附近的無線網路訊號(請參考作業)。然後透過網際網路回報搜尋結果並更新定位資料庫。

第七圖之『匣道器掃描偵測附近物件』作業係指『行動定位匣道器』掃描附近存在之無線網路訊號以確認是否有註冊之『無線網路識別物件』存在。依據行動識別物件之使用環境，可以支援藍芽(Blue Tooth)無線網路協議、Zigbee無線網路協議、或自行設計可用之無線電頻率。『匣道器接收衛星定位資訊』作業係讀取衛星定位資料(GPS)，作為『行動定位匣道器』的所在位置。該衛星定位資料(GPS)只有在室外可視衛星環境可以偵測，精確度高。如果無法讀取衛星資料，『匣道器掃描基地台』作業會啟動行動電話基地台和無線區域網路(WLAN)基地台的搜尋功能，作為『行動定位匣道器』的所在位置輔助。其精確度與基地台覆蓋範圍有關，但可以指示一定範圍內之可能出沒區域供使用者參考。基地台的資訊可以在室內外搜尋，顯著提高了定位搜尋作業之可用性。作業將已經取得的行動識別物件訊號強度和『行動定位匣道器』的地理資訊，經加密程序後以行動數據網路回傳雲端『行動定位伺服器』，以確保個資安全。作業接收『行動定位匣道器』回傳的資料串後經解密程序，分析『無線網路識別物件』的訊號資訊和匣道器之地理資訊。作業判斷地理資訊源自衛星定位或其他基地台資訊。如資料源屬於有效的衛星定位資料，作業會再判斷該資料的有效性(判斷經緯度的合理性、時間識別碼比對等)，如屬有效之定位資料，伺服器的定位服務應用模組會呼叫『資料庫管理模組』功能儲存該筆資料。如資料源不是有效的衛星定位資料，作業運用已經收集的基地台資訊，經運算選擇適當的基地台資訊轉換成地理座標後交予作業儲存。轉換方式係協同電信業者或有公開地理資訊轉換服務之組織或圖資內容供應商，取得及時地理資訊內容。

第八圖之『物件定位主動警示』作業係一背景(Background)執行之工作(Task)。該作業及時讀取最新(Latest)的『無線網路識別物件』有效地理座標，並檢視是否該資料符合使用者預設的警示規則(Rules)。一旦符合警示條件，系統會自動依據預設之警示方式發出及時警訊。警示方式包括電子郵件、簡訊、智慧型手機應用程式、智慧型平板應用程式、電話語音等方式。

第一圖為本發明『雲端協同之移動定位服務平台』的系統架構圖。

第二圖為本發明『雲端協同之移動定位服務平台』的『定位服務伺服器』軟體架構圖。

第三圖為本發明『雲端協同之移動定位服務平台』的『行動匣道器』軟體架構圖。

第四圖、第五圖、第六圖、第七圖、第八圖為本發明『雲端協同之移動定位服務平台』的應用流程圖。

10．．．無線網路識別物件

11．．．無線網路基地台(WLAN AP)的訊號源

12．．．衛星定位的訊號源

13．．．行動電話基地台的訊號源

14．．．行動定位匣道器

15．．．行動電話和固網營運商

16．．．定位服務伺服器

Claims

一種『雲端協同之移動定位服務平台』，包含：一個具有寬頻連網能力的『行動定位伺服器』，建構成為一個可以進行即時連線以蒐集『無線網路識別物件』的地理座標和基地台資訊，並提供給使用者即時查詢定位服務之伺服端平台；一個具有寬/窄頻連網能力的『行動定位匣道器』，建構成為一個可以即時搜尋無線網路訊號，接收衛星定位資料和蒐集基地台資訊的行動定位設備；一個具有收發短距離無線網路訊號能力的無線網路識別設備；一個地理資訊服務供應商；一個使用者；
如申請專利範圍第1項之『行動定位伺服器』，其中該伺服器的作業系統為微軟公司提供的視窗作業系統(MicroSoft Windows)或UNIX(包括Linux)作業系統、並且支援WWW網頁伺服器、Microsoft SQL或MySQL關聯式資料庫，應用程式採用.NET或ASP或JSP或PHP或XML程式語言或JAVA程式語言或智慧型手持設備之應用程式介面(API)開發。智慧型手持設備應用程式相容於微軟公司之WIN 8作業系統、蘋果電腦公司(Apple Inc.)之iOS作業系統和Google Inc.之Android作業系統。其中『行動定位伺服器』的軟體架構包含『通訊模組』、『資料庫管理模組』、『定位服務應用模組』，『使用者管理模組』，『應用程式介面模組』；
如申請專利範圍第1項之『行動定位匣道器』，其中行動定位匣道器使用智慧型手機和智慧型平板之作業系統，包括微軟公司(Microsoft)之WIN 8作業系統、蘋果電腦公司(Apple Inc.)之iOS作業系統、Google Inc.之Android作業系統。其中行動定位匣道器的軟體架構包含『通訊模組』、『GPS定位模組』、『基地台應用模組』，『短距離無線網路訊號收發模組』；
如申請專利範圍第1項之『具有收發短距離無線網路訊號能力的無線網路識別設備』，其中無線網路識別設備支援藍芽(Blue Tooth)無線網路協定、Zigbee無線網路協定、其他自行設計之無線電頻率協定之設備；
如申請專利範圍第1項之『地理資訊服務供應商』，其中地理資訊服務供應商提供定位座標和地址轉換服務、行動電話基地台資訊轉定位座標和轉址服務、無線區域網路基地台資訊轉定位座標和轉址服務；
如申請專利範圍第1項之『使用者』，其中使用者是成為『雲端協同之移動定位服務平台』的註冊會員，並且使用可以連網的智慧型行動手持設備，連結『雲端協同之移動定位服務平台』以取得『無線網路識別設備』定位、軌跡、警示、社群協尋之服務和內容。