基于移動互聯(lián)網(wǎng)的人員定位系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線射頻識別技術(shù)移動互聯(lián)網(wǎng)和手機定位技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)和方法，尤其涉及了一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)的人員定位系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前,RFID技術(shù)是Rad1 Frequency Identificat1n的縮寫，即射頻識別技術(shù)，是一項利用射頻信號通過空間電磁耦合實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到物體識別的技術(shù)。RFID技術(shù)已經(jīng)在人員定位監(jiān)控得到廣泛應(yīng)用。利用RFID技術(shù)，可以有效的對人員實時定位監(jiān)控，提供了一定的人員安全保障。
[0003]目前市場上的基于移動終端定位技術(shù)，主要采用基站定位方式、還有GPS定位方式。移動基站定位區(qū)域范圍大，精度比較差，只能定位某個基站附近，和移動基站部署密度有關(guān)系，定位精度一般50米以上。GPS定位室外空曠的地方定位效果還可以，有時候定位精度可以達到10米，但不能有效定位高度，在一些特殊場合，比如深林、山區(qū)等很難定位，一方面接收到的GPS信號太弱，另外，不能有效定位具體高度，室內(nèi)就更不能用GPS定位了。
[0004]隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展，如果有一種技術(shù)可以把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和移動終端技術(shù)結(jié)合起來，通過移動終端直接識別定位卡，通過移動互聯(lián)網(wǎng)訪問GIS服務(wù)器而獲取當前位置信息，這樣物聯(lián)網(wǎng)實時定位技術(shù)更多發(fā)展空間，應(yīng)用場景更寬。特別是室內(nèi)定位技術(shù)提出一種更好的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中移動基站定位區(qū)域范圍大，精度比較差，只能定位某個基站附近，和移動基站部署密度有關(guān)系，定位精度一般50米以上；GPS不能有效定位高度，在一些特殊場合，比如深林、山區(qū)以及具體高度的大樓等無法用GPS定位等缺點，提供了一種基于局域網(wǎng)定位技術(shù)，利用RFID技術(shù)，可以有效的對人員實時定位監(jiān)控的基于移動互聯(lián)網(wǎng)的人員定位系統(tǒng)及方法。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決:
基于移動互聯(lián)網(wǎng)的人員定位系統(tǒng)，包括射頻識別電子標簽單元、移動終端、GIS服務(wù)器；
射頻識別電子標簽單元包括一個以上的射頻識別電子標簽，射頻識別電子標簽周期性發(fā)射帶有射頻識別碼的無線廣播信號；
移動終端包括射頻識別讀寫器與信號收發(fā)器；
射頻識別讀寫器用于接收射頻識別電子標簽發(fā)射的無線廣播信號，信號收發(fā)器與GIS服務(wù)器單元通過無線wifi或移動通信技術(shù)2G\3G\4G網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸。
[0007]作為優(yōu)選，射頻識別電子標簽為wfi射頻識別電子標簽、有源RFID射頻識別電子標簽、Zigbee射頻識別電子標簽或藍牙射頻識別電子標簽。
[0008]作為優(yōu)選，射頻識別電子標簽包括電源、MCU中央處理器、無線收發(fā)芯片及天線。
[0009]作為優(yōu)選，移動終端通過射頻識別讀寫器讀取附近射頻識別電子標簽，通過信號收發(fā)器與GIS服務(wù)器進行數(shù)據(jù)交換處理。
[0010]作為優(yōu)選，移動終端為智能手機，智能手機內(nèi)置射頻識別讀寫器模塊，并安裝射頻識別讀寫器APP應(yīng)用，智能手機將掃描到的射頻識別電子標簽廣播信號，上傳到GIS定位服務(wù)器單元。
[0011]作為優(yōu)選，移動終端的信號收發(fā)器內(nèi)置于智能手機，射頻識別讀寫器為通過智能手機USB接口連接的射頻識別讀寫模塊，通過射頻識別讀寫模塊完成射頻識別電子標簽讀取。
[0012]作為優(yōu)選，GIS服務(wù)器單元包括Web服務(wù)器、定位服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。Web服務(wù)器提供移動終端Web訪問，進行實時監(jiān)控、位置查詢、軌跡回放、定位導(dǎo)航、信息推送、地圖顯示；定位服務(wù)器按照特定的精確定位算法完成數(shù)據(jù)計算與處理、GIS位置信息查詢與服務(wù)、位置服務(wù)API接口等；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器用于GIS數(shù)據(jù)的存儲與管理。移動終端1通過移動互聯(lián)網(wǎng)Web方式直接訪問GIS服務(wù)器獲取位置信息及服務(wù)，GIS服務(wù)器也可以向移動終端和用戶指定的服務(wù)器推送位置信息及其他數(shù)據(jù)信息。
[0013]基于移動互聯(lián)網(wǎng)的人員定位方法，包括上述的基于移動互聯(lián)網(wǎng)的人員定位系統(tǒng)，GIS服務(wù)器接收移動終端發(fā)送的數(shù)據(jù)后，通過以下方法進行定位:
①、確定選定區(qū)域內(nèi)射頻識別電子標簽的位置，并對每個射頻識別電子標簽分配固定IDxIDx, χ=1,…η ；
②、排序:移動終端在選定區(qū)域范圍內(nèi)收到的射頻識別電子標簽IDx的信號為TagiTagi, i=l,…n，按照移動終端經(jīng)過的實際路線確定實際路徑，按照實際路徑對射頻識別電子標簽IDx進行排序；判斷接收到信號Tagi的射頻識別電子標簽是否和符合實際路徑，如果不符合實際路徑，則接收到的該標簽信號的RSSI數(shù)據(jù)，不參與定位；
③、綁定Tag:
在符合實際路徑的Tagi (Tag i, i=l,…n)中尋找最強RSSI值的信號Tag r,確定對應(yīng)的Tag r的射頻識別電子標簽為IDk，判斷Tag r的RSSI值是否大于射頻識別電子標簽IDk處Tag的RSSI值所設(shè)定的綁定條件:如果RSSI值大于Tag r的設(shè)定值，則符合Tag綁定的條件，那么確定移動終端定位在Tag r的位置點上，定位狀態(tài)為:確定，直接顯示射頻識別電子標簽Idk為定位結(jié)果，退出本次定位。
[0014]實際路徑的判斷為按照道路的分布，移動終端必然按照行走的順序依次經(jīng)過相應(yīng)射頻識別電子標簽，以此確定實際路徑。信號Tagi的強弱度為RSSI數(shù)據(jù)。
[0015]步驟③中，如果RSSI值小于Tag的設(shè)定值，則不符合綁定Tag的條件，轉(zhuǎn)入步驟④:
④、歷史數(shù)據(jù)及相鄰位置點RSSI變化值
統(tǒng)計所有符合實際路徑的射頻識別電子標簽IDx對應(yīng)RSSI值，對比所有射頻識別電子標簽Idx的歷史RSSI值以及相鄰射頻識別電子標簽位置點RSSI信號強度變化值，如果RSSI信號強度變化值大于設(shè)定的特定值，則啟動新的定位，位置點更新到符合實際路徑的對應(yīng)RSSI最強的射頻識別電子標簽位置；如果RSSI信號強度變化值小于等于設(shè)定值的特定值，則不進行位置點更新；
⑤、判斷RSSI值是否過小循環(huán)當前TAGi中，統(tǒng)計信號強度RSSI值，如果符合實際路徑的所有RSSI值都達不到特定值，此時位置被定位在其中最大的RSSI信號強度對應(yīng)的射頻識別電子標簽Idx位置上:如果接收不到任何電子標簽信息，即沒有RSSI值數(shù)據(jù)傳到服務(wù)器，此時，移動終端位置無法判斷，處于消失狀態(tài)。
[0016]設(shè)定值的特定值為RSSI強度值，其按照移動終端與射頻識別電子標簽之間的距離確定，一般為移動終端與射頻識別電子標簽之間距離為5m時的RSSI強度值。但是在實際設(shè)定時，需要根據(jù)射頻識別電子標簽的位置具體設(shè)定。
[0017]首先接收到的標簽是否和實際路徑軌跡吻合，至少收到一個符合軌跡路徑的電子標簽信號，且RSSI信號強度大于設(shè)定的特定值，此時移動終端位置直接綁定該標簽；如果接收到的所有符合實際軌跡路徑的標簽RSSI值都達不到設(shè)定的特定值，取最大的值綁定；如果接收不到任何標簽信息，沒有RSSI值傳到服務(wù)器，則無法定位，移動終端位置無法判斷，處于消失狀態(tài)。通過后臺定位服務(wù)器計算，判斷是否和實際路徑吻合，同歷史RSSI值比較是否滿足啟動位置點更新條件，手機通過訪問后臺服務(wù)器獲取位置信息。
[0018]首先判斷是否符合實際移動軌跡，如果和實際軌跡路徑不吻合，不會啟動新的定位，也就是說位置信息保持不變。即使其他位置信息RSSI信號強度大于所在位置RSSI信號強度，此時也位置點依然不變。符合實際移動軌跡，移動終端被定位在RSSI信號強度最強的標簽位置。啟動新的定位即位置點更新時候還需要和歷史及相鄰標簽RSSI值比較，是否滿足位置更新要求。如果符合位置點更新要求，則啟動新的定位。位置點更新條件判斷:首先和實際軌跡路徑是否吻合，其次是否符合綁定標簽要求，如果RSSI值達到設(shè)定值，則立即啟動定位。如果所有符合實際軌跡路徑RSSI值都達不到綁定設(shè)定值，則對比歷史數(shù)據(jù)及相鄰RSSI變化值是否達到設(shè)定值，如果RSSI值達到設(shè)定的變化特定值要求，則啟動新的定位，位置點更新到符合條件的最強的RSSI值對應(yīng)標簽位置。
[0019]因為射頻信號可以穿墻、可以跨越山溝、河流等，但人只能沿實際軌跡行走。沒有門、沒有路、沒有橋，人不可以通過。只能按照實際路線行走，所以啟動新的定位時候，位置點更新首先要判斷是否和實際軌跡路徑吻合，判斷哪些RSSI值是有效數(shù)據(jù)，哪些RSSI值是無效數(shù)據(jù)。對于無效數(shù)據(jù)，不參與定位。
[0020]⑥、判斷遮擋情況遮擋情況有以下幾種:
判斷是否手遮擋:手完全遮擋時，RSSI值會降低；
判斷是否轉(zhuǎn)身:轉(zhuǎn)身時，最強的AP的RSSI會降低；
⑦、判斷移動軌跡情況
通過移動軌跡參考點判斷實際移動軌跡是否符合設(shè)置的移動軌跡，移動軌跡參考點為實際道路分布或路徑，如果吻合，則啟動新的定位，如果不吻合，不啟動位置點更新。
[0021]⑧、歷史數(shù)據(jù)及相鄰位置點RSSI變化值
啟動定位位置點切換時候，對比歷史相鄰射頻識別電子標簽位置點RSSI信號強度變化值，如果RSSI信號強度變化值大于設(shè)定值，則啟