一種非測距的人員快速定位方法及其系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及定位方法，尤其涉及一種非測距的人員快速定位方法及其系統，本發明可以在室內外混合的場所實現人員的定位跟蹤，通過交叉式布局方式對閱讀器進行陣列布局，系統通過查詢預置映射表確定定位點并進行顯示、保存。本發明的有益效果在于：1、本發明在不采用測距方式的情況下使定位精度得到大幅度的提升，減少了各種測距算法對系統的資源消耗，提高了反應速度，也不存在環境因素對測距定位的制約；2、整個系統可以根據項目對精度、成本的要求對定位區域進行裁剪，整個系統具有很高的彈性；3、采用半有源電子標簽和低頻激活器相結合的方式，有效解決了有源標簽能耗高和無源標簽識別距離短的問題，提高了系統的整體性能。
【專利說明】一種非測距的人員快速定位方法及其系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及定位方法，尤其涉及一種非測距的人員快速定位方法及其系統。
【背景技術】
[0002]隨著物聯網技術的快速發展，智慧城市的建設成為未來城市發展的共同方向，作為智慧城市發展的重要環節，人員定位技術的需求也日漸增加，雖然市場上已經出現了多種人員定位方案，但是每一種定位方案都受到環境因素的影響，所以目前市場上的人員定位產品并不能適用于所有需求環境。
[0003]目前最為人熟知的定位方式是GPS定位,作為一種較為成熟的定位技術,GPS可以滿足多種定位需求，而且精度也越來越高。但是由于需要接收衛星信號的技術特性，GPS并不適用于室內定位。作為物聯網定位的一種，基于射頻識別的定位技術作為一種先進的室內定位方案已經開始被廣泛的采納。
[0004]基于射頻識別的定位方案大致可以分為兩類:測距和非測距。基于非測距的定位方式通過判斷檢測點與目標之間的連通與否來判斷目標是否進入檢測區域，這種方式不需要復雜的算法，對系統資源的要求也不高，但是定位精度較低，只能確定大致定位在檢測點覆蓋區域范圍。基于測距的定位方式又包括RSS1、D0A、T0A等方式，他們的共同點是定位精度較高，但是也分別受到環境、算法、成本等的約束，適用范圍并不廣泛。
【發明內容】
[0005]本發明為克服上述的不足之處，提供了一種非測距的人員快速定位方法，可以在不需要測距算法及增加其他資源支持的情況下實現比現有非測距定位技術更高的定位精度，適用于室內外混合的復雜定位環境中。
[0006]本發明另外提供了一種非測距的人員快速定位系統，該系統能夠適用于各種精度需求，根據精度需求進行模型構建，靈活性強且節約資源。
[0007]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是::一種非測距的人員快速定位方法，包括以下步驟:
[0008]I)在特定區域內采用交叉式布局方式布置若干個閱讀器，將特定區域分割成若干小區域，閱讀器的覆蓋半徑為N米；在閱讀器分割區域的交點處放置參考標簽，參考標簽覆蓋半徑為M米，M〈N;
[0009]2)以交叉中心為原點建立坐標系，將若干個小區域進行編號，根據各個編號和其對應的閱讀器覆蓋情況的邏輯關系制成一張定位映射表；
[0010]3)待定位標簽發送定位請求信息；
[0011]4)接收到定位請求信息的閱讀器發送讀取信息至服務器，服務器根據同時接收到定位請求信息的閱讀器組合情況查詢定位映射表，確定定位區域；
[0012]5)確定定位區域后，再根據參考標簽對所在區域內待定位標簽的識別情況進行坐標定位，將坐標定位發送至服務器保存、顯示。[0013]所述步驟5)具體包括以下步驟:
[0014]5.1)確定定位區域的每個頂點有一個參考標簽，參考標簽將定位區域分割成更小的區域，每個區域內確定一個中心點為估測定位點；
[0015]5.2)估測定位點與對應的參考標簽覆蓋情況的邏輯關系制成一張估測定位映射表;
[0016]5.3)服務器根據同時接收到定位請求信息的參考標簽組合情況查詢估測定位映射表，確定估測定位點，將估測定位點的坐標定位發送至服務器保存、顯示。
[0017]所述步驟4)讀取的定位區域的定位精度為2N/3。
[0018]所述步驟5)讀取的定位精度為2N/9。
[0019]一種非測距的人員快速定位系統，包括:待定位標簽、低頻激活器、閱讀器、參考標簽、POE供電設備、智能網關設備、服務器；所述服務器包括控制服務器、數據庫服務器；所述待定位標簽用于身份位置識別，有效傳輸距離為N米；低頻激活器安置在閱讀器覆蓋區域內，用于激活待定位標簽；閱讀器用于讀取待定位標簽，有效覆蓋半徑為N米；參考標簽安置在閱讀器覆蓋區域的交點，具有轉發讀卡器傳輸指令的功能，有效傳輸距離M米，M<N；POE供電設備:作為以太網供電系統為局域網設備進行供電；智能網關設備為網絡的上下層提供路由及轉發等服務；數據庫服務器用于存儲電子標簽的個人信息、人員位置信息等數據；控制服務器結合應用軟件提供一個完善的人員定位跟蹤系統，實現人員信息查詢、位置查詢、軌跡記錄、人員信息的添加刪除等管理操作。
[0020]本發明的有益效果在于:1、本發明在不采用測距方式的的情況下使定位精度得到大幅度的提升，可以滿足大部分定位項目對精度的要求，由于采用的是列表邏輯映射的方式，使系統可以快速的查詢判斷，減少了各種測距算法對系統的資源消耗，提高了反應速度，也不存在環境因素對測距定位的制約；2、本發明通過閱讀器矩陣相互分割來細化定位區域，基于這樣的特性，整個矩陣的布局方式可以根據項目對精度的需求進行任意的裁剪，在整個系統的使用過程中，如果需要調整定位區域范圍，則可以在不改變整體布局的前提下通過增加或刪除閱讀器節點，并修改映射表的方式實現在線調整，整個系統具有很高的彈性；3、本發明采用半有源電子標簽和低頻激活器相結合的方式，有效解決了有源標簽能耗高和無源標簽識別距離短的問題，提高了系統的整體性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本發明定位區域內的閱讀器的布局圖；
[0022]圖2是本發明一個閱讀器區域的完全分割圖；
[0023]圖3是圖1中五個相鄰閱讀器交叉定位區域內的閱讀器分割圖；
[0024]圖4是圖3中定位區域編號3內的參考標簽的布局圖；
[0025]圖5是本發明的系統架構圖；
[0026]圖6是本發明的系統流程圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合具體實施例對本發明進行進一步描述，但本發明的保護范圍并不僅限于此:[0028]實施例1:如圖5所示，本發明提供了一種非測距的人員快速定位的系統，由待定位標簽、低頻激活器、閱讀器、參考標簽、POE供電設備、智能網關設備、控制服務器、數據庫服務器組成。閱讀器陣列布局可根據定位區域的大小進行擴展，整個系統可以根據項目對精度、成本的要求進行裁剪，待定位標簽被低頻激活器激活后，發送定位請求被閱讀器接收，系統快速查詢預設的映射表，確定定位坐標。
[0029]待定位標簽用于身份位置識別，有效傳輸距離為90米；低頻激活器安置在閱讀器覆蓋區域內，用于激活待定位標簽；閱讀器用于讀取待定位標簽，有效覆蓋半徑為90米；參考標簽安置在閱讀器覆蓋區域的交點，具有轉發讀卡器傳輸指令的功能，有效傳輸距離50米；Ρ0Ε供電設備:作為以太網供電系統為局域網設備進行供電；智能網關設備為網絡的上下層提供路由及轉發等服務；數據庫服務器用于存儲電子標簽的個人信息、人員位置信息等數據；控制服務器結合應用軟件提供一個完善的人員定位跟蹤系統，實現人員信息查詢、位置查詢、軌跡記錄、人員信息的添加刪除等管理操作。
[0030]所述待定位標簽采用半有源電子標簽，平時處于休眠狀態，通過在閱讀器范圍內布置低頻激活器來激活標簽，當攜帶待定位標簽的人員進入定位區域后由低頻激活器激活標簽，使其處于工作狀態，然后由閱讀器讀取標簽信息。采用半有源電子標簽和低頻激活器相結合的方式，有效解決了有源標簽能耗高和無源標簽識別距離短的問題，提高了系統的整體性能，能夠適應于不同大小的定位區域。
[0031]基于上述系統，一種非測距的人員快速定位方法，如圖6所示，包括以下步驟:
[0032]I)在特定區域內采用交叉式布局方式布置若干個閱讀器，將特定區域分割成若干小區域，閱讀器的覆蓋半徑為N米；在閱讀器分割區域的交點處放置參考標簽，參考標簽覆蓋半徑為M米，M〈N;
[0033]2)以交叉中心為原點建立坐標系，將若干個小區域進行編號，根據各個編號和其對應的閱讀器覆蓋情況的邏輯關·系制成一張定位映射表；
[0034]3)待定位標簽發送定位請求信息；
[0035]4)接收到定位請求信息的閱讀器發送讀取信息至服務器，服務器根據同時接收到定位請求信息的閱讀器組合情況查詢定位映射表，確定定位區域；
[0036]5)確定定位區域后，再根據參考標簽對所在區域內待定位標簽的識別情況進行坐標定位，將坐標定位發送至服務器保存、顯示，具體包括以下步驟:
[0037]5.1)確定定位區域的每個頂點有一個參考標簽，參考標簽將定位區域分割成更小的區域，每個區域內確定一個中心點為估測定位點；
[0038]5.2)估測定位點與對應的參考標簽覆蓋情況的邏輯關系制成一張估測定位映射表;
[0039]5.3)服務器根據同時接收到定位請求信息的參考標簽組合情況查詢估測定位映射表，確定估測定位點，將估測定位點的坐標定位發送至服務器保存、顯示。
[0040]以下對上述方法進行具體說明。以180米*360米的矩形區域為定位區域，以矩形中心點為原點建立笛卡爾坐標系，并以圖中I所示的方式將14個閱讀器均勻的布置在整個定位區域。同一行、同一列上，相鄰閱讀器之間的距離為120米，從而可以得出兩兩閱讀
器之間的最短距離為60^/1 β參見圖2為單個閱讀器區域的完全分割圖，由于采用閱讀器
交叉布局的方式，使每個閱讀器范圍相互重疊，從而將每個閱讀器的覆蓋區域分割成若干個小區域，一個閱讀器被完全分割成13個對稱區域，從而將定位區域縮小到更小的區域范圍。
[0041]選取圖1中A處中的五個閱讀器的交叉范圍為例，以交叉中心為原點建立坐標系，如圖 3 所示，閱讀器坐標分別為:A(-120，-20)、B(-60，40)、C(0，-20)、D(60，40)、E (120，-20)，對閱讀器A-E之間相互分割后的區域進行編號，分別為1-15，由于每個圓形區域在一條直徑上最終被分隔為三個大致相等的小區域，此時的定位精度為Al ^ 60米。
[0042]根據編號與閱讀器之間的映射關系制作定位映射表，見表1:
[0043]
【權利要求】
1.一種非測距的人員快速定位方法，其特征在于包括以下步驟: 1)在特定區域內采用交叉式布局方式布置若干個閱讀器，將特定區域分割成若干小區域，閱讀器的覆蓋半徑為N米；在閱讀器分割區域的交點處放置參考標簽，參考標簽覆蓋半徑為M米，M〈N; 2)以交叉中心為原點建立坐標系，將若干個小區域進行編號，根據各個編號和其對應的閱讀器覆蓋情況的邏輯關系制成一張定位映射表； 3)待定位標簽發送定位請求信息； 4)接收到定位請求信息的閱讀器發送讀取信息至服務器，服務器根據同時接收到定位請求信息的閱讀器組合情況查詢定位映射表，確定定位區域； 5)確定定位區域后，再根據參考標簽對所在區域內待定位標簽的識別情況進行坐標定位，將坐標定位發送至服務器保存、顯示。
2.根據權利要求1所述的一種非測距的人員快速定位方法，其特征在于，所述步驟5)具體包括以下步驟: 5.1)確定定位區域的每個頂點有一個參考標簽，參考標簽將定位區域分割成更小的區域，每個區域內確定一個中心點為估測定位點； 5.2)估測定位點與對應的參考標簽覆蓋情況的邏輯關系制成一張估測定位映射表； 5.3)服務器根據同時接收到定位請求信息的參考標簽組合情況查詢估測定位映射表，確定估測定位點，將估測定位點的坐標定位發送至服務器保存、顯示。
3.根據權利要求2所述的一種非測距的人員快速定位方法，其特征在于，所述步驟4)讀取的定位區域的定位精度為2N/3。
4.根據權利要求3所述的一種非測距的人員快速定位方法，其特征在于，所述步驟5)讀取的定位精度為2N/9。
5.實現上述方法的一種非測距的人員快速定位系統，其特征在于包括:待定位標簽、低頻激活器、閱讀器、參考標簽、POE供電設備、智能網關設備、服務器；所述服務器包括控制服務器、數據庫服務器；所述待定位標簽用于身份位置識別，有效傳輸距離為N米；低頻激活器安置在閱讀器覆蓋區域內，用于激活待定位標簽；閱讀器用于讀取待定位標簽，有效覆蓋半徑為N米；參考標簽安置在閱讀器覆蓋區域的交點，具有轉發讀卡器傳輸指令的功能，有效傳輸距離M米，Μ〈Ν ;Ρ0Ε供電設備:作為以太網供電系統為局域網設備進行供電；智能網關設備為網絡的上下層提供路由及轉發等服務；數據庫服務器用于存儲電子標簽的個人信息、人員位置信息等數據；控制服務器結合應用軟件提供一個完善的人員定位跟蹤系統，實現人員信息查詢、位置查詢、軌跡記錄、人員信息的添加刪除等管理操作。
【文檔編號】G01C21/00GK103712618SQ201310710589
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月20日 優先權日:2013年12月20日
【發明者】王亞沛, 李仁旺, 裘加林, 陳建群, 張標標 申請人:杭州銀江智慧醫療集團有限公司
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