专利名称：物联网中的定位系统及其部署方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及物联网技术领域，特别涉及一种物联网中的定位系统及其部署方法 和装置。
背景技术：
物联网是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感 设备，借助已有的有线、无线通信协议，将任何物品与互联网连接起来，进行信息交换 和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。目前，物联网已在 智能交通、环境监测、物流追踪与定位等领域得到广泛的应用，然而，所有的这些应用 均离不开物品地理位置信息的支持，所以如何对物品定位，获取物品地理位置信息已成 为物联网研究的重要方向。现有技术中已有一些与物品定位的相关研究，然而这些研究集中于物品的定位 算法。此外，物品的定位仅仅限于行业内部并不具有规模性，物联网的应用只有具备了 规模，才能使大量物品信息的共享和使用成为可能。在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题针对物联网中物品数量巨大、流通领域广泛、位置变更频繁等特点，需要构建 一个全球范围内的物品定位系统，实现全球范围内物品的高精度、低成本定位。
发明内容
为了构建一个全球范围内的物品定位系统，实现全球范围内物品的高精度、低 成本定位，本发明实施例提供了一种物联网中的定位系统的部署方法，所述方法包括确定电子地标的覆盖度；根据所述电子地标的覆盖度确定所述电子地标的部署密度；根据所述电子地标的部署密度对所述电子地标进行部署。本发明实施例还提供了一种物联网中的定位系统的部署装置，所述装置包括覆盖度确定模块，用于确定电子地标的覆盖度；部署密度确定模块，用于根据所述电子地标的覆盖度确定所述电子地标的部署 密度；部署模块，用于根据所述电子地标的部署密度对所述电子地标进行部署。本发明实施例还提供了一种物联网中的定位系统，其特征在于，所述系统包 括无线网关、地标管理服务器及根据上述方法部署的电子地标节点。本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是通过确定电子地标的覆盖 度；根据该电子地标的覆盖度确定电子地标的部署密度最终实现对物联网中的定位系统 的部署，进而实现了全球范围内物品的高精度、低成本定位。
图1是本发明实施例1中提供的方法流程图；图2是本发明实施例2中提供的方法流程图；图3是本发明实施例3中提供的方法流程图；图4是本发明实施例4中根据权值确定电子地标的覆盖度的方法流程图；图5是本发明实施例5中提供的装置的结构示意具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施 方式作进一步地详细描述。实施例1如图1所示，本发明提供了一种物联网中的定位系统的部署方法，该方法包括 以下步骤SlOl 确定电子地标的覆盖度；S102 根据电子地标的覆盖度确定电子地标的部署密度；S103根据电子地标的部署密度对电子地标进行部署。本实施例提供的方法，通过确定电子地标的覆盖度；根据该电子地标覆盖度确 定电子地标的部署密度最终实现对物联网中的定位系统的部署，进而实现了全球范围内 物品的高精度、低成本定位。本发明提供了一种物联网中的定位系统的部署装置，该装置包括覆盖度确定模块，用于确定电子地标的覆盖度；部署密度确定模块，用于根据所述电子地标的覆盖度确定所述电子地标的部署 密度； 部署模块，用于根据所述电子地标的部署密度对所述电子地标进行部署。本发明提供了一种物联网中的定位系统，该系统包括无线网关、地标管理服 务器及根据上述方法部署的电子地标节点。地标管理服务器为室内地标管理服务器，该 电子地标节点为室内电子地标节点；或地标管理服务器为室外地标管理服务器，该电子 地标节点为室外电子地标节点。实施例2如图2所示，以物联网中的室内定位系统为例，室内物联网中的定位系统由不 同组织、机构以及个人在室内部署的室内电子地标节点、无线网关和室内地标管理服务 器组成。室内电子地标为存储地标信息即该电子地标所在地理位置的信息，且具有无线 通信能力的智能终端。室内电子地标节点每隔一段时间向其通信范围内的区域发送地标 信息，物品能够根据来自不同地标的地标信息计算其自身位置。室内电子地标以一定 密度部署于室内以实现对室内区域的多重地标信息覆盖，即室内的任意位置均能够接收 到来自多个电子地标发送的地标信息。物品在接收到来自不同室内电子地标的地标信 息后，可通过已有的定位算法如TOA (Time of Arriving，到达时间算法)、TDOA (Time Difference OfArrival,到达时间差算法)进行自身位置的定位，优选的，该物品接收到的 来自不同室内电子地标的地标信息至少为三个。室内电子地标通过无线网关与室内地标管理服务器进行通信。优选的，室内电子地标可与手机、识读器等其他无线终端组成ad hoc(多跳移动无线网络)网络，在电子地标与无线网关距离较远时，可通过其所在adhoc 网络中的手机、识读器与无线网关连接，从而增进了室内电子地标与无线网关的连接效 果。室内地标管理服务器接收来自室内电子地标的信息，及时发现并报告故障的电子地 标节点，维护室内电子地标系统的正常运行。该室内物联网中的定位系统的部署方法具体包括S201 确定电子地标的覆盖度；具体的，对于室内的任意位置Ptl，Ptl均能被h个不同的地标信号覆盖，则h为 电子地标的覆盖度。其中，地标的通信半径为礼。若将室内的任意位置Ptl抽象为一个 点，则以点&为圆心，Rtl为半径的圆内应当至少部署有h个电子地标，优选的电子地标 的覆盖度h大于等于3。
权利要求
1.一种物联网中的定位系统的部署方法，其特征在于，所述方法包括 确定电子地标的覆盖度；根据所述电子地标的覆盖度确定所述电子地标的部署密度； 根据所述电子地标的部署密度对所述电子地标进行部署。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据所述电子地标覆盖度确定所述电 子地标的部署密度具体包括根据 之^/^砣“!确定所述电子地标的部署密度；其中，Rtl为电子地标的通信半径，h为电子地标的覆盖度，Iitl为电子地标的部署密度。
3.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述电子地标的覆盖度大于等于3。
4.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述方法还包括 根据所述定位系统中不同区域的物品流通量调整所述电子地标的部署密度。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述确定电子地标的覆盖度具体包括 确定定位系统中道路的权值；根据所述权值，确定电子地标的覆盖度。
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述确定定位系统中道路的权值具体包括根据、Σ ，确定定位系统中道路的权值，其中将定位系统中的道路抽 ._. MaAiBP —...象为边，所述道路的起点、终点以及转折点抽象为顶点，由所述边和所述顶点组成一个 无向图，N为图中所述顶点的个数，％表示顶点i和j之间边的长度，％为长度为 边的权值，cpq为系统中所有道路的各个中心度的集合，Σ Σ 为系统中所有达的各个中心度的总和， 是顶点为ρ和q的边 的中心赏，％= C〉C, + C: +C，L + Cg ，《为边e;j的度中心性，《为边的邻近中心性，qf为边％的介数中心性，Cf为边％的聚集中心性，C,为边％的直 线中心性，g为边％的信息中心性。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述C 为边的度中心性，Cf为边％的 邻近中心性， ；为边％的介数中心性，Cf为边％的聚集中心性，C^为边的直线中心 性， ；为边的信息中心性具体为根据qf= Σ (q、J/2(iV-2)确定边的度中心性;Jc-I k^fj N根椐Cj =1/’(Σ Σ 确定边eu的邻近中心性；心性，mpq(eij)表示顶 根据￡ ㈨)/V^(iV-l)确定边 的介数中W 、 - ■1 1 ,马专 P Λ K ft W 1 ..ft 磨 β ^ >. > I* k点ρ与q之间的最短路径中经过边ey的最短路径数；根据Cjx确定边％的聚集中心性，￡ 表示顶点i与j的邻节点间存在的边数；根裾
8.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述根据所述权值，确定电子地标的覆盖 度包括确定所述定位系统中权值最大道路的覆盖度，H(emax)； 根据H(ey) = (HtemJwy) Avmax确定所述电子地标的覆盖度； 其中，Wmax为最大权值，Hfemax)为权值最大道路的覆盖度，Wy为以i为起点j为终 点或j为起点i为终点的道路的权值，H(ey)为以i为起点j为终点或j为起点i为终点的 道路的所述电子地标的覆盖度。
9.根据权利要求8所述方法，其特征在于，所述根据电子地标的覆盖度确定所述电子 地标的部署密度包括确定所述电子地标的通信半径R1和所述道路的宽度L ；根据
10.—种物联网中的定位系统的部署装置，其特征在于，所述装置包括 覆盖度确定模块，用于确定电子地标的覆盖度；部署密度确定模块，用于根据所述电子地标的覆盖度确定所述电子地标的部署密度；部署模块，用于根据所述电子地标的部署密度对所述电子地标进行部署。
11.根据权利要求10所述装置，其特征在于，所述部署密度确定模块具体用于根据
12.根据权利要求10或11所述装置，其特征在于，所述电子地标的覆盖度大于等于3。
13.根据权利要求10或11所述装置，其特征在于，所述装置还包括调整模块，用于根据所述定位系统中不同区域的物品流通量调整所述电子地标的部有也/又ο
14.根据权利要求10所述装置，其特征在于，所述覆盖度确定模块具体包括 权值确定单元，用于确定定位系统中道路的权值；覆盖度确定单元，用于根据所述权值，确定电子地标的覆盖度。
15.根据权利要求14所述装置，其特征在于，所述权值确定单元具体用于根据％二 /f; χ ，确定定位系统中道路的权值，其中将定位系统中的道路抽象为边，所述道路的起点、终点以及转折点抽象为顶点，由所述边和所述顶点组成一个 无向图，N为图中所述顶点的个数，％表示顶点i和j之间边的长度，％为长度为 边的权值，cpq为系统中所有道路的各个中心度的集合，i Σ Ow为系统中所有边的各个中心度的总和， 9是顶点为P和q的
16.根据权利要求15所述装置，其特征在于，所述权值确定单元具体包括度中心性子单元，用于根据
17.根据权利要求14所述方法，其特征在于，所述覆盖度确定单元具体包括 最大道路的覆盖度确定子单元，用于确定所述定位系统中权值最大道路的覆盖度，
18.根据权利要求17所述装置，其特征在于，所述部署密度确定模块具体包括 参数确定单元，用于确定所述电子地标的通信半径R1和所述道路的宽度L ；电子地标的部署密度确定单元，用于根据
19.一种物联网中的定位系统，其特征在于，所述系统包括无线网关、地标管理服 务器及根据权利要求1所述方法部署的电子地标节点。
20.根据权利要求19所述系统，其特征在于，所述地标管理服务器为室内地标管理服 务器，所述电子地标节点为室内电子地标节点；或所述地标管理服务器为室外地标管理 服务器，所述电子地标节点为室外电子地标节点。
全文摘要
本发明公开了一种物联网中的定位系统及其部署方法和装置。所述方法包括，确定电子地标的覆盖度；根据电子地标的覆盖度确定电子地标的部署密度；根据电子地标的部署密度对电子地标进行部署。本发明还公开了一种装置，包括覆盖度确定模块，用于确定电子地标的覆盖度；部署密度确定模块，用于根据电子地标的覆盖度确定电子地标的部署密度；部署模块，用于根据电子地标的部署密度对电子地标进行部署。本发明还公开了一种定位系统，包括无线网关、地标管理服务器及根据上述方法部署的电子地标节点。本发明针对物联网中物品数量巨大、流通领域广泛、位置变更频繁等特点，构建了一个全球范围内的物品定位系统，实现全球范围内物品的高精度、低成本定位。
文档编号H04L29/08GK102014147SQ201010228689
公开日2011年4月13日 申请日期2010年7月9日 优先权日2010年7月9日
发明者方滨兴, 李爱平, 殷丽华, 贾焰, 陈娟, 韩伟红 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学, 北京合天智汇信息技术有限公司, 北京哈工大计算机网络与信息安全技术研究中心