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一种非测距的人员快速定位方法及其系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及定位方法，尤其涉及一种非测距的人员快速定位方法及其系统，本发明可以在室内外混合的场所实现人员的定位跟踪，通过交叉式布局方式对阅读器进行阵列布局，系统通过查询预置映射表确定定位点并进行显示、保存。本发明的有益效果在于：1、本发明在不采用测距方式的情况下使定位精度得到大幅度的提升，减少了各种测距算法对系统的资源消耗，提高了反应速度，也不存在环境因素对测距定位的制约；2、整个系统可以根据项目对精度、成本的要求对定位区域进行裁剪，整个系统具有很高的弹性；3、采用半有源电子标签和低频激活器相结合的方式，有效解决了有源标签能耗高和无源标签识别距离短的问题，提高了系统的整体性能。
【专利说明】一种非测距的人员快速定位方法及其系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及定位方法，尤其涉及一种非测距的人员快速定位方法及其系统。
【背景技术】
[0002]随着物联网技术的快速发展，智慧城市的建设成为未来城市发展的共同方向，作为智慧城市发展的重要环节，人员定位技术的需求也日渐增加，虽然市场上已经出现了多种人员定位方案，但是每一种定位方案都受到环境因素的影响，所以目前市场上的人员定位产品并不能适用于所有需求环境。
[0003]目前最为人熟知的定位方式是GPS定位,作为一种较为成熟的定位技术,GPS可以满足多种定位需求，而且精度也越来越高。但是由于需要接收卫星信号的技术特性，GPS并不适用于室内定位。作为物联网定位的一种，基于射频识别的定位技术作为一种先进的室内定位方案已经开始被广泛的采纳。
[0004]基于射频识别的定位方案大致可以分为两类:测距和非测距。基于非测距的定位方式通过判断检测点与目标之间的连通与否来判断目标是否进入检测区域，这种方式不需要复杂的算法，对系统资源的要求也不高，但是定位精度较低，只能确定大致定位在检测点覆盖区域范围。基于测距的定位方式又包括RSS1、D0A、T0A等方式，他们的共同点是定位精度较高，但是也分别受到环境、算法、成本等的约束，适用范围并不广泛。

【发明内容】

[0005]本发明为克服上述的不足之处，提供了一种非测距的人员快速定位方法，可以在不需要测距算法及增加其他资源支持的情况下实现比现有非测距定位技术更高的定位精度，适用于室内外混合的复杂定位环境中。
[0006]本发明另外提供了一种非测距的人员快速定位系统，该系统能够适用于各种精度需求，根据精度需求进行模型构建，灵活性强且节约资源。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是::一种非测距的人员快速定位方法，包括以下步骤:
[0008]I)在特定区域内采用交叉式布局方式布置若干个阅读器，将特定区域分割成若干小区域，阅读器的覆盖半径为N米；在阅读器分割区域的交点处放置参考标签，参考标签覆盖半径为M米，M〈N;
[0009]2)以交叉中心为原点建立坐标系，将若干个小区域进行编号，根据各个编号和其对应的阅读器覆盖情况的逻辑关系制成一张定位映射表；
[0010]3)待定位标签发送定位请求信息；
[0011]4)接收到定位请求信息的阅读器发送读取信息至服务器，服务器根据同时接收到定位请求信息的阅读器组合情况查询定位映射表，确定定位区域；
[0012]5)确定定位区域后，再根据参考标签对所在区域内待定位标签的识别情况进行坐标定位，将坐标定位发送至服务器保存、显示。[0013]所述步骤5)具体包括以下步骤:
[0014]5.1)确定定位区域的每个顶点有一个参考标签，参考标签将定位区域分割成更小的区域，每个区域内确定一个中心点为估测定位点；
[0015]5.2)估测定位点与对应的参考标签覆盖情况的逻辑关系制成一张估测定位映射表;
[0016]5.3)服务器根据同时接收到定位请求信息的参考标签组合情况查询估测定位映射表，确定估测定位点，将估测定位点的坐标定位发送至服务器保存、显示。
[0017]所述步骤4)读取的定位区域的定位精度为2N/3。
[0018]所述步骤5)读取的定位精度为2N/9。
[0019]一种非测距的人员快速定位系统，包括:待定位标签、低频激活器、阅读器、参考标签、POE供电设备、智能网关设备、服务器；所述服务器包括控制服务器、数据库服务器；所述待定位标签用于身份位置识别，有效传输距离为N米；低频激活器安置在阅读器覆盖区域内，用于激活待定位标签；阅读器用于读取待定位标签，有效覆盖半径为N米；参考标签安置在阅读器覆盖区域的交点，具有转发读卡器传输指令的功能，有效传输距离M米，M<N；POE供电设备:作为以太网供电系统为局域网设备进行供电；智能网关设备为网络的上下层提供路由及转发等服务；数据库服务器用于存储电子标签的个人信息、人员位置信息等数据；控制服务器结合应用软件提供一个完善的人员定位跟踪系统，实现人员信息查询、位置查询、轨迹记录、人员信息的添加删除等管理操作。
[0020]本发明的有益效果在于:1、本发明在不采用测距方式的的情况下使定位精度得到大幅度的提升，可以满足大部分定位项目对精度的要求，由于采用的是列表逻辑映射的方式，使系统可以快速的查询判断，减少了各种测距算法对系统的资源消耗，提高了反应速度，也不存在环境因素对测距定位的制约；2、本发明通过阅读器矩阵相互分割来细化定位区域，基于这样的特性，整个矩阵的布局方式可以根据项目对精度的需求进行任意的裁剪，在整个系统的使用过程中，如果需要调整定位区域范围，则可以在不改变整体布局的前提下通过增加或删除阅读器节点，并修改映射表的方式实现在线调整，整个系统具有很高的弹性；3、本发明采用半有源电子标签和低频激活器相结合的方式，有效解决了有源标签能耗高和无源标签识别距离短的问题，提高了系统的整体性能。
【专利附图】

【附图说明】
[0021]图1是本发明定位区域内的阅读器的布局图；
[0022]图2是本发明一个阅读器区域的完全分割图；
[0023]图3是图1中五个相邻阅读器交叉定位区域内的阅读器分割图；
[0024]图4是图3中定位区域编号3内的参考标签的布局图；
[0025]图5是本发明的系统架构图；
[0026]图6是本发明的系统流程图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此:[0028]实施例1:如图5所示，本发明提供了一种非测距的人员快速定位的系统，由待定位标签、低频激活器、阅读器、参考标签、POE供电设备、智能网关设备、控制服务器、数据库服务器组成。阅读器阵列布局可根据定位区域的大小进行扩展，整个系统可以根据项目对精度、成本的要求进行裁剪，待定位标签被低频激活器激活后，发送定位请求被阅读器接收，系统快速查询预设的映射表，确定定位坐标。
[0029]待定位标签用于身份位置识别，有效传输距离为90米；低频激活器安置在阅读器覆盖区域内，用于激活待定位标签；阅读器用于读取待定位标签，有效覆盖半径为90米；参考标签安置在阅读器覆盖区域的交点，具有转发读卡器传输指令的功能，有效传输距离50米；Ρ0Ε供电设备:作为以太网供电系统为局域网设备进行供电；智能网关设备为网络的上下层提供路由及转发等服务；数据库服务器用于存储电子标签的个人信息、人员位置信息等数据；控制服务器结合应用软件提供一个完善的人员定位跟踪系统，实现人员信息查询、位置查询、轨迹记录、人员信息的添加删除等管理操作。
[0030]所述待定位标签采用半有源电子标签，平时处于休眠状态，通过在阅读器范围内布置低频激活器来激活标签，当携带待定位标签的人员进入定位区域后由低频激活器激活标签，使其处于工作状态，然后由阅读器读取标签信息。采用半有源电子标签和低频激活器相结合的方式，有效解决了有源标签能耗高和无源标签识别距离短的问题，提高了系统的整体性能，能够适应于不同大小的定位区域。
[0031]基于上述系统，一种非测距的人员快速定位方法，如图6所示，包括以下步骤:
[0032]I)在特定区域内采用交叉式布局方式布置若干个阅读器，将特定区域分割成若干小区域，阅读器的覆盖半径为N米；在阅读器分割区域的交点处放置参考标签，参考标签覆盖半径为M米，M〈N;
[0033]2)以交叉中心为原点建立坐标系，将若干个小区域进行编号，根据各个编号和其对应的阅读器覆盖情况的逻辑关·系制成一张定位映射表；
[0034]3)待定位标签发送定位请求信息；
[0035]4)接收到定位请求信息的阅读器发送读取信息至服务器，服务器根据同时接收到定位请求信息的阅读器组合情况查询定位映射表，确定定位区域；
[0036]5)确定定位区域后，再根据参考标签对所在区域内待定位标签的识别情况进行坐标定位，将坐标定位发送至服务器保存、显示，具体包括以下步骤:
[0037]5.1)确定定位区域的每个顶点有一个参考标签，参考标签将定位区域分割成更小的区域，每个区域内确定一个中心点为估测定位点；
[0038]5.2)估测定位点与对应的参考标签覆盖情况的逻辑关系制成一张估测定位映射表;
[0039]5.3)服务器根据同时接收到定位请求信息的参考标签组合情况查询估测定位映射表，确定估测定位点，将估测定位点的坐标定位发送至服务器保存、显示。
[0040]以下对上述方法进行具体说明。以180米*360米的矩形区域为定位区域，以矩形中心点为原点建立笛卡尔坐标系，并以图中I所示的方式将14个阅读器均匀的布置在整个定位区域。同一行、同一列上，相邻阅读器之间的距离为120米，从而可以得出两两阅读
器之间的最短距离为60^/1 β参见图2为单个阅读器区域的完全分割图，由于采用阅读器
交叉布局的方式，使每个阅读器范围相互重叠，从而将每个阅读器的覆盖区域分割成若干个小区域，一个阅读器被完全分割成13个对称区域，从而将定位区域缩小到更小的区域范围。
[0041]选取图1中A处中的五个阅读器的交叉范围为例，以交叉中心为原点建立坐标系，如图 3 所示，阅读器坐标分别为:A(-120，-20)、B(-60，40)、C(0，-20)、D(60，40)、E (120，-20)，对阅读器A-E之间相互分割后的区域进行编号，分别为1-15，由于每个圆形区域在一条直径上最终被分隔为三个大致相等的小区域，此时的定位精度为Al ^ 60米。
[0042]根据编号与阅读器之间的映射关系制作定位映射表，见表1:
[0043]
【权利要求】
1.一种非测距的人员快速定位方法，其特征在于包括以下步骤: 1)在特定区域内采用交叉式布局方式布置若干个阅读器，将特定区域分割成若干小区域，阅读器的覆盖半径为N米；在阅读器分割区域的交点处放置参考标签，参考标签覆盖半径为M米，M〈N; 2)以交叉中心为原点建立坐标系，将若干个小区域进行编号，根据各个编号和其对应的阅读器覆盖情况的逻辑关系制成一张定位映射表； 3)待定位标签发送定位请求信息； 4)接收到定位请求信息的阅读器发送读取信息至服务器，服务器根据同时接收到定位请求信息的阅读器组合情况查询定位映射表，确定定位区域； 5)确定定位区域后，再根据参考标签对所在区域内待定位标签的识别情况进行坐标定位，将坐标定位发送至服务器保存、显示。
2.根据权利要求1所述的一种非测距的人员快速定位方法，其特征在于，所述步骤5)具体包括以下步骤: 5.1)确定定位区域的每个顶点有一个参考标签，参考标签将定位区域分割成更小的区域，每个区域内确定一个中心点为估测定位点； 5.2)估测定位点与对应的参考标签覆盖情况的逻辑关系制成一张估测定位映射表； 5.3)服务器根据同时接收到定位请求信息的参考标签组合情况查询估测定位映射表，确定估测定位点，将估测定位点的坐标定位发送至服务器保存、显示。
3.根据权利要求2所述的一种非测距的人员快速定位方法，其特征在于，所述步骤4)读取的定位区域的定位精度为2N/3。
4.根据权利要求3所述的一种非测距的人员快速定位方法，其特征在于，所述步骤5)读取的定位精度为2N/9。
5.实现上述方法的一种非测距的人员快速定位系统，其特征在于包括:待定位标签、低频激活器、阅读器、参考标签、POE供电设备、智能网关设备、服务器；所述服务器包括控制服务器、数据库服务器；所述待定位标签用于身份位置识别，有效传输距离为N米；低频激活器安置在阅读器覆盖区域内，用于激活待定位标签；阅读器用于读取待定位标签，有效覆盖半径为N米；参考标签安置在阅读器覆盖区域的交点，具有转发读卡器传输指令的功能，有效传输距离M米，Μ〈Ν ;Ρ0Ε供电设备:作为以太网供电系统为局域网设备进行供电；智能网关设备为网络的上下层提供路由及转发等服务；数据库服务器用于存储电子标签的个人信息、人员位置信息等数据；控制服务器结合应用软件提供一个完善的人员定位跟踪系统，实现人员信息查询、位置查询、轨迹记录、人员信息的添加删除等管理操作。
【文档编号】G01C21/00GK103712618SQ201310710589
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】王亚沛, 李仁旺, 裘加林, 陈建群, 张标标 申请人:杭州银江智慧医疗集团有限公司