實(shí)現(xiàn)無(wú)線信標(biāo)地理位置定位的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)線定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及無(wú)線信標(biāo)定位技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種實(shí)現(xiàn)無(wú)線信標(biāo)地理位置定位的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]日常生活中存在很多無(wú)線信號(hào)標(biāo)簽(簡(jiǎn)稱無(wú)線信標(biāo))，如UWB(Ultra Wideband，超寬帶)標(biāo)簽、有源 RFID (Rad1 Frequency Identif icat1n，無(wú)線射頻識(shí)別)標(biāo)簽、iBeacon標(biāo)簽、普通BLE藍(lán)牙4.0標(biāo)簽等，這些標(biāo)簽一般非常簡(jiǎn)單小巧、便于攜帶，可低功耗長(zhǎng)時(shí)間工作，適用于短距離廣播信號(hào)。但由于信標(biāo)往往為資源受限設(shè)備，無(wú)法獲取自身的地理位置也無(wú)法聯(lián)網(wǎng)上傳、報(bào)告位置等，同時(shí)傳統(tǒng)信標(biāo)的定位依賴于讀寫終端或基站的有效部署，這給信標(biāo)定位工作帶來(lái)較大的復(fù)雜度與部署成本。
[0003]目前市場(chǎng)上基于信標(biāo)信號(hào)強(qiáng)度的定位模式大多數(shù)的方法是，在某個(gè)已知區(qū)域內(nèi)部署無(wú)線信號(hào)接收基站，捕獲信標(biāo)信號(hào)并對(duì)信標(biāo)信號(hào)強(qiáng)度等進(jìn)行定位分析，最終完成定位。但相關(guān)方法有以下不足:
[0004](I)在特定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行固定基站系統(tǒng)部署。廣泛部署效率成本高昂，耗費(fèi)時(shí)間與工程力量。對(duì)室外運(yùn)動(dòng)的信標(biāo)定位缺乏有效定位手段；
[0005](2)需要對(duì)信標(biāo)所在環(huán)境建立信號(hào)強(qiáng)度和距離關(guān)系的標(biāo)定數(shù)據(jù)(特征向量/標(biāo)號(hào)對(duì))作為訓(xùn)練集進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)以建立與場(chǎng)景相關(guān)的RSSI位置指紋數(shù)據(jù)，工作繁雜，效率低下，降低了系統(tǒng)部署靈活性；
[0006](3)對(duì)運(yùn)動(dòng)中的信標(biāo)的可能地理位置缺乏有效預(yù)判；
[0007](4)現(xiàn)有基于信標(biāo)信號(hào)強(qiáng)度的三角定位算法未有效結(jié)合時(shí)間因子，計(jì)算精度傾向與RSSI (Received Signal Strength Indicat1n，接收的信號(hào)強(qiáng)度指示)強(qiáng)度，忽略了大多數(shù)情況下，基于信號(hào)到達(dá)時(shí)間(TOA)應(yīng)用有效性大大于信標(biāo)信號(hào)強(qiáng)度有效性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)移動(dòng)無(wú)線信標(biāo)的快速定位、搜索和跟蹤等服務(wù)、具有最廣泛應(yīng)用范圍的實(shí)現(xiàn)無(wú)線信標(biāo)地理位置定位的系統(tǒng)及方法。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)無(wú)線信標(biāo)地理位置定位的系統(tǒng)及方法具有如下構(gòu)成:
[0010]該實(shí)現(xiàn)無(wú)線信標(biāo)地理位置定位的系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)是，所述的系統(tǒng)包括:
[0011]至少一個(gè)移動(dòng)設(shè)備，用于采集無(wú)線信標(biāo)信號(hào)強(qiáng)度變化并上報(bào)捕獲的無(wú)線信標(biāo)信息以及所述的移動(dòng)設(shè)備自身的運(yùn)動(dòng)信息和地理位置信息；
[0012]定位服務(wù)器，用于利用所述的移動(dòng)設(shè)備上報(bào)的無(wú)線信標(biāo)信息以及所述的移動(dòng)設(shè)備自身的運(yùn)動(dòng)信息和地理位置信息計(jì)算無(wú)線信標(biāo)的地理位置及運(yùn)動(dòng)屬性。
[0013]較佳地，所述的移動(dòng)設(shè)備為移動(dòng)手機(jī)。
[0014]較佳地，所述的無(wú)線信標(biāo)為UVW標(biāo)簽、有源RFID標(biāo)簽、iBeacon標(biāo)簽、WIFI AP或藍(lán)牙標(biāo)簽。
[0015]較佳地，所述的無(wú)線信標(biāo)采用統(tǒng)一的通用唯一標(biāo)識(shí)碼進(jìn)行標(biāo)識(shí)。
[0016]較佳地，所述的系統(tǒng)包括至少三個(gè)移動(dòng)設(shè)備，所述的定位服務(wù)器結(jié)合至少三個(gè)移動(dòng)設(shè)備上報(bào)的無(wú)線信標(biāo)信息以及各個(gè)移動(dòng)設(shè)備自身的運(yùn)動(dòng)信息和地理位置通過(guò)三角定位計(jì)算無(wú)線信標(biāo)的地理位置及運(yùn)動(dòng)屬性。
[0017]本發(fā)明還涉及一種基于所述的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)線信標(biāo)地理位置定位的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟:
[0018](I)所述的移動(dòng)設(shè)備采集無(wú)線信標(biāo)信號(hào)強(qiáng)度變化并上報(bào)捕獲的無(wú)線信標(biāo)信息；
[0019](2)所述的移動(dòng)設(shè)備上報(bào)自身的運(yùn)動(dòng)信息和地理位置信息；
[0020](3)所述的定位服務(wù)器利用所述的移動(dòng)設(shè)備上報(bào)的無(wú)線信標(biāo)信息以及所述的移動(dòng)設(shè)備自身的運(yùn)動(dòng)信息和地理位置信息計(jì)算無(wú)線信標(biāo)的地理位置及運(yùn)動(dòng)屬性。
[0021]較佳地，所述的定位服務(wù)器利用所述的移動(dòng)設(shè)備上報(bào)的無(wú)線信標(biāo)信息以及所述的移動(dòng)設(shè)備自身的運(yùn)動(dòng)信息和地理位置信息計(jì)算無(wú)線信標(biāo)的地理位置及運(yùn)動(dòng)屬性，包括以下步驟:
[0022](3-1)所述的定位服務(wù)器進(jìn)行無(wú)線信標(biāo)信息掃描并接收到移動(dòng)設(shè)備上報(bào)的信息；
[0023](3-2)所述的定位服務(wù)器計(jì)算自由空間的電波傳播損耗距離；
[0024](3-3)所述的定位服務(wù)器結(jié)合所述的移動(dòng)終端自身的運(yùn)動(dòng)信息和地理位置信息確定所述的無(wú)線信標(biāo)的大概范圍；
[0025](3-4)所述的定位服務(wù)器發(fā)布所述的無(wú)線信標(biāo)的物理位置。
[0026]更佳地，所述的步驟(3-1)和(3-2)之間，還包括以下步驟:
[0027](3-1-1)所述的定位服務(wù)器判斷是否為最新捕獲的無(wú)線信標(biāo)信息，如果是，則繼續(xù)步驟(3-2)，否則，繼續(xù)步驟(3-1-2)；
[0028](3-1-2)所述的定位服務(wù)器判斷是否為唯一移動(dòng)設(shè)備，如果是，則繼續(xù)步驟(3-1-3)，否則，繼續(xù)步驟(3-1-4)；
[0029](3-1-3)所述的定位服務(wù)器判斷連續(xù)接收到無(wú)線信標(biāo)信息的數(shù)量是否超過(guò)系統(tǒng)預(yù)設(shè)次數(shù)，如果是，則繼續(xù)步驟(3-0-4)，否則繼續(xù)步驟(3-1);
[0030](3-1-4)所述的定位服務(wù)器計(jì)算無(wú)線信標(biāo)的地理位置及運(yùn)動(dòng)屬性，然后結(jié)束退出。
[0031]更進(jìn)一步地，所述的步驟(3-1-4)之后，還包括以下步驟:
[0032](3-1-5)所述的定位服務(wù)器判斷是否繼續(xù)追蹤所述的無(wú)線信標(biāo)，如果是，則繼續(xù)步驟(3-1)，否則結(jié)束退出。
[0033]較佳地，所述的系統(tǒng)包括至少三個(gè)移動(dòng)設(shè)備，所述的定位服務(wù)器利用所述的移動(dòng)設(shè)備上報(bào)的無(wú)線信標(biāo)信息以及所述的移動(dòng)設(shè)備自身的運(yùn)動(dòng)信息和地理位置信息計(jì)算無(wú)線信標(biāo)的地理位置及運(yùn)動(dòng)屬性，具體為:
[0034]所述的定位服務(wù)器結(jié)合至少三個(gè)移動(dòng)設(shè)備上報(bào)的無(wú)線信標(biāo)信息以及各個(gè)移動(dòng)設(shè)備自身的運(yùn)動(dòng)信息和地理位置通過(guò)三角定位計(jì)算無(wú)線信標(biāo)的地理位置及運(yùn)動(dòng)屬性。
[0035]采用了該發(fā)明中的實(shí)現(xiàn)無(wú)線信標(biāo)地理位置定位的系統(tǒng)及方法，采用三臺(tái)或三臺(tái)以上等具有定位功能與運(yùn)動(dòng)感應(yīng)的智能手持設(shè)備(如智能手機(jī))動(dòng)態(tài)掃描并發(fā)現(xiàn)無(wú)線信標(biāo)后，可根據(jù)各智能終端即時(shí)獲得的可信任的地理坐標(biāo)、無(wú)線信標(biāo)RSSI信號(hào)強(qiáng)度以及智能終端當(dāng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)慣性等，可采用三角定位算法與運(yùn)動(dòng)慣性算法等綜合計(jì)算出無(wú)線信標(biāo)的相對(duì)地理位置與運(yùn)動(dòng)慣性等；業(yè)務(wù)上通過(guò)智能終端的及時(shí)平臺(tái)上報(bào)，可進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)無(wú)線信標(biāo)的快速定位、搜索和跟蹤等服務(wù)，具有最廣泛的應(yīng)用范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1為本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)無(wú)線信標(biāo)地理位置定位的方法的流程圖。
[0037]圖2為本發(fā)明的實(shí)施例中采用三臺(tái)移動(dòng)設(shè)備計(jì)算無(wú)線信標(biāo)位置的示意圖。
[0038]圖3為本發(fā)明的定位服務(wù)器計(jì)算無(wú)線信標(biāo)位置的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]為了能夠更清楚地描述本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步的描述。
[0040]本發(fā)明通過(guò)可以獲取自身地理位置的智能手持設(shè)備帶有的無(wú)線接收裝置，掃描無(wú)線信標(biāo)，無(wú)線信標(biāo)包括但不限于:iBeacon、藍(lán)牙標(biāo)簽、WIFI AP、RFID標(biāo)簽、UWB標(biāo)簽等等，可發(fā)現(xiàn)無(wú)線信標(biāo)在智能手持設(shè)備附近并獲得信標(biāo)RSSI強(qiáng)度；
[0041]所有無(wú)線信標(biāo)采用統(tǒng)一的UUID(Universally Unique Identifier，通用唯一識(shí)別碼)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并保持一定的頻度廣播信息；
[0042]任一臺(tái)手持設(shè)備發(fā)現(xiàn)同一個(gè)無(wú)線信標(biāo)以后，立即自動(dòng)將手持設(shè)備的即時(shí)地理位置坐標(biāo)、運(yùn)動(dòng)慣性和所發(fā)現(xiàn)的信標(biāo)RSSI強(qiáng)度等發(fā)送到后臺(tái)服務(wù)器
[0043]服務(wù)器根據(jù)上傳的相關(guān)信息，綜合計(jì)算無(wú)線信標(biāo)的地理位置，可以采用包括并不限于三角定位等計(jì)算方法，通過(guò)比較信號(hào)強(qiáng)度推斷距離的方式計(jì)算無(wú)線信標(biāo)的位置，以及通過(guò)強(qiáng)度變化與智能終端運(yùn)動(dòng)屬性預(yù)估信標(biāo)運(yùn)動(dòng)屬性。
[0044]本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)無(wú)線信標(biāo)地理位置定位的系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)是，所述的系統(tǒng)包括:
[0045]至少一個(gè)移動(dòng)設(shè)備，用于采集無(wú)線信標(biāo)信號(hào)強(qiáng)度變化并上報(bào)捕獲的無(wú)線信標(biāo)信息以及所述的移動(dòng)設(shè)備自身的運(yùn)動(dòng)信息和地理位置信息；
[0046]定位服務(wù)器，用于利用所述的移動(dòng)設(shè)備上報(bào)的無(wú)線信標(biāo)信息以及所述的移動(dòng)設(shè)備自身的運(yùn)動(dòng)信息和地理位置信息計(jì)算無(wú)線信標(biāo)的地理位置及運(yùn)動(dòng)屬性。
[0047]在一種較佳的實(shí)施方式中，所述的移動(dòng)設(shè)備為移動(dòng)手機(jī)。還可以是其他類型可以接收無(wú)線信標(biāo)信息并上報(bào)的移動(dòng)終端。
[0048]在一種較佳的實(shí)施方式中，所述的系統(tǒng)包括至少三個(gè)移動(dòng)設(shè)備，所述的定位服務(wù)器結(jié)合至少三個(gè)移動(dòng)設(shè)備上報(bào)的無(wú)線信標(biāo)信息以及各個(gè)移動(dòng)設(shè)備自身的運(yùn)動(dòng)信息和地理位置通過(guò)三角定位計(jì)算無(wú)線信標(biāo)的地理位置及運(yùn)動(dòng)屬性。在實(shí)際應(yīng)用中，不限于使用三角定位方法計(jì)算。
[0049]如圖3所示，本發(fā)明的基于所述的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)線信標(biāo)地理