一种人员定位系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种人员定位系统，包括人员定位通信基站(1)、人员定位便携终端(2)、定位信标(3)和人员定位服务器（4），定位信标（3）根据需要安装于固定位置，该定位信标（3）具有与其安装位置信息关联的唯一编号，并周期性以无线方式向人员定位便携终端(2)发送其编号信息；人员定位便携终端（2）由人员携带，该人员定位便携终端（2）实时接收各个定位信标（3）发送的编号信息，处理得到当前位置信息向携带人员进行显示并发送给人员定位服务器（4）。本发明提供的一种系统，系统组成简单，设备种类少，可以根据需要满足不同的场景对应的不同的定位精度要求。
【专利说明】一种人员定位系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及定位于无线传感领域，具体涉及一种人员定位系统。
【背景技术】
[0002]与人员定位系统或方法相关的国内发明专利近百项，涉及RFID、Zigbee、W1-F1、UffB等多种技术体制以及诸如基于编码、场强、相位计算等多种定位技术。这些定位系统的基本架构均为固定部署定位基站，人员携带定位标签，定位基站接收来自人员携带的定位标签的信息，根据其场强、相位、标签序列码等信息进行识别与定位，识别与定位的计算通过中心服务器完成。这种架构适合于固定环境、高人员密度的场景如煤矿、工厂，这种架构的缺点在于:(1)其定位精度的提高依赖于增加定位基站的部署密度，由于基站间的组网多是通过光缆、总线等有线传输方式其需要外部电源供电，导致提高定位精度所需的投资、线缆架设等工程量、工程建设周期迅速变大。(2)人员所携带的定位标签智能程度低，只有在中心的管理者可以看到人员的位置情况，定位标签携带者本人并不能获悉自身及周边的位置信息，无法实现导航的功能，对迷路或不熟悉周边场景的人员无法提供帮助，对进入或接近类似“禁区”的人员也无法实时通知。(3)所有关于位置信息的计算均依赖中心服务器，服务器一旦失联或宕机，系统即陷于瘫痪。
[0003]例如，中国专利CN102523621A公开了一种井下人员定位系统，它由地面监控中心，传输基站，光纤，网关结点，总线，信标结点，训练结点和移动结点组成。信标结点在巷道内按区块布设，人员携带移动结点，移动结点读取信标结点的信号并对接收到的信标结点的定位信息进行处理，并上传至地面监控中心与其定位模式数据进行匹配计算，实现定位；训练结点用于测量、获取、修正定位模式数据。但是，(I)首先该系统的复杂程度高，由多达8个部分组成；(2)其次系统的构建需要敷设光纤、总线等有线传输媒介，工程量大且难以快速部署，对于不便于架设线缆的移动环境或恶劣环境难以适用；(3)再者其移动结点的定位依赖地面监控中心的匹配计算，一旦系统与地面监控中心失联，终端则无法实现定位，
[4]其移动结点的智能程度低，终端不具备本地实时处理与显示能力，移动节点的携带者不能看到自己所在位置，进而不具备导航的能力，一旦迷路即使携带移动节点也没用；(5)其定位精度的提高需要依赖训练结点对巷道中每一个区块采集信号，建立模式数据，操作复杂且定位精度易受现场环境中不断变化的温湿度、遮挡、电磁环境的影响。综上所述，该系统的复杂性高、可移动性差，不具备快速部署的特点。因此，需要提供一种更为简单、可靠、快速、智能的技术，以便实现对定位信息的迅速、有效的使用。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技术的不足，提供一种人员定位系统，包括人员定位通信基站
(I)、人员定位便携终端(2)、定位信标(3)和人员定位服务器(4)；
[0005]所述人员定位通信基站(I)与所述人员定位服务器(4)相互连接通信；所述人员定位通信基站(I)与所述人员定位便携终端(2)组成无线网格网，所述人员定位便携终端(2)通过所述无线网格内的任意一个所述人员定位通信基站(I)实现与所述人员定位服务器(4)之间的相互通信；
[0006]所述定位信标(3)根据需要安装于固定位置，所述定位信标(3)具有与其安装位置信息关联的唯一编号，并周期性以无线方式向所述人员定位便携终端(2)发送其编号信息；
[0007]所述人员定位便携终端(2)由人员携带，所述人员定位便携终端(2)实时接收各个所述定位信标(3)发送的编号信息，处理得到当前位置信息向携带人员进行显示并发送给所述人员定位服务器(4)。
[0008]本发明提供的第一优选实施例中:所述人员定位通信基站(I)、人员定位便携终端(2 )和定位信标(3 )均使用电池供电。
[0009]本发明提供的第二优选实施例中:通过设置所述定位信标(3)的密度和信标无线发射功率满足不同定位系统的不同精度要求；对于定位精度要求高的区域加大所述定位信标(3)的安装密度、降低所述定位信标(3)的发射功率；对于定位精度低的区域减少所述定位信标(3)的安装密度并提高所述定位信标(3)的发射功率。
[0010]本发明提供的第三优选实施例中:所述人员定位便携终端(2)根据收到的各所述定位信标(3)的编号信息对应出各所述定位信标(3)的位置坐标，以收到的各定位信标(3)场强的平方调整后作为加权系数，对收到的各定位信标(3)的位置进行加权平均，得到各所述定位信标(3)人员定位便携终端(2)的当前位置信息；
[0011]所述人员定位便携终端(2)根据当前位置的属性给出导航与提示信息，包括进入任意区域的权限或注意事项。
[0012]本发明提供的第四优选实施例中:所述定位信标(3)具有休眠和唤醒机制，所述人员定位便携终端(2)工作时周期性的发送唤醒报文，唤醒所述人员定位便携终端(2)唤醒范围内的所述定位信标(3)，所述唤醒后的定位信标(3)周期性向所述人员定位便携终端(2)发送其编号信息。
[0013]本发明提供的第五优选实施例中:所述人员定位通信基站(I)具有休眠和唤醒机制；
[0014]所述人员定位通信基站(I)在完成基站之间的初始化通信连接建立过程后，在设定时间内如没有接收到所述人员定位便携终端(2)的信息则所述人员定位便携终端(2)进入休眠状态以节省用电；
[0015]在所述人员定位通信基站(I)的无线覆盖范围内有所述人员定位便携终端(2 )进入时，所述人员定位通信基站(I)由所述进入的人员定位便携终端(2)发送的唤醒报文唤醒，所述人员定位便携终端(2)通过所述唤醒后的人员定位通信基站(I)实现与所述人员定位服务器(4)之间的相互通信。
[0016]本发明提供的第六优选实施例中:所述人员定位服务器(4)与各个所述人员定位便携终端(2)通信，接收、处理、显示、存储各个所述人员定位便携终端(2)的定位信息，并可向所述人员定位便携终端(2)下发信息，所述下发信息包括定位信标(3)位置的更新信
息与短信。
[0017]本发明提供的第七优选实施例中:所述人员定位服务器(4)具备多种通讯接口，提供数据通讯服务，包括基于以太网的远程定位实时数据通讯服务、远程数据库定位信息存储服务。
[0018]本发明提供的第八优选实施例中:所述人员定位通信基站(I)、人员定位便携终端(2)和定位信标(3)之间的无线通信采用IEEE802.15.4协议。
[0019]本发明提供的一种人员定位系统，相对于最接近的现有技术的有益效果包括:
[0020]1、本发明提供的一种人员定位系统，包括人员定位通信基站、人员定位便携终端、定位信标和人员定位服务器，组成简单，设备种类少；定位系统中的人员携带人员定位便携终端，该人员定位便携终端不需要依赖中心定位服务器就具备本地实时定位处理、响应与显示能力，也即具备导航功能，可以实时显示当前位置与场景的属性信息，使得人员可以实时看到自己所在的位置，进入特殊区域时或靠近特殊目标时可以获得相应的提示或告警。
[0021]2、人员定位通信基站、人员定位便携终端和定位信标采用电池供电，全无线组网、全电池供电的特性使得系统具备快速部署、方便迁移的特点，对传输光缆等线缆、设备供电电缆、取电点等通信基础设施无要求，适用于恶劣环境或移动场景下的部署。
[0022]3、定位信标的部署可以根据不同场景对定位精度的不同要求灵活调整，对于定位精度要求高的区域如室内可以密集布放定位信标或降低信标发射功率，对于定位精度要求低的区域如通道可以少布信标并提高信标发射功率，以降低系统成本，定位信标的成本低且采用电池供电，增减、安装非常方便，特别适用于诸如石油石化、矿山、国防地下工事等大场景范围、低人员密度、高精度要求的定位场景。
[0023]4、人员定位通信基站和定位信标具有休眠和唤醒机制，减少功耗，系统的低功耗技术以及对信标与基站的休眠唤醒机制使得采用全电池供电可以运行长达半年以上。
[0024]5、定位终端还可以与中心定位服务器双向通信，上传位置信息、呼叫信心，接收下发信息。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]如图1所示为本发明提供的一种人员定位系统的结构的实施例的示意图；
[0026]其中，1为人员定位通信基站；2为人员定位便携终端；3为定位信标；4为人员定位服务器。
【具体实施方式】
[0027]下面根据附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0028]本发明提供一种人员定位系统，其结构的实施例的示意图如图1所示，由图1可知，该系统包括人员定位通信基站(I)、人员定位便携终端(2)、定位信标(3)和人员定位服务器(4)。人员定位通信基站(I)、人员定位便携终端(2)和定位信标(3)的数量不受限制，可以根据需要人为设定，图中的实施例给出的是包含3个人员定位通信基站(I)、2个人员定位便携终端(2)和6个定位信标(3)的情况。
[0029]人员定位通信基站(I)与人员定位服务器(4)相互连接通信，人员定位通信基站
(I)与人员定位便携终端(2)组成无线网格网，人员定位便携终端(2)通过无线网格内的任意一个人员定位通信基站(I)实现与人员定位服务器(4)之间的相互通信。
[0030]定位信标(3)根据需要安装于固定位置，该定位信标(3)具有与其安装位置信息关联的唯一编号，并周期性以无线方式向人员定位便携终端(2)发送其编号信息。[0031]人员定位便携终端(2)由人员携带，该人员定位便携终端(2)实时接收各个定位信标(3)发送的编号信息，处理得到当前位置信息向携带人员进行显示并发送给人员定位服务器(4)。
[0032]人员定位便携终端(2)在不经过人员定位服务器即可处理、显示该终端当前位置与当前位置的属性信息，因此该定位系统中的人员通过查看其携带的人员定位便携终端即可了解自己当前位置，实现导航功能。
[0033]进一步的，人员定位通信基站(I)、人员定位便携终端(2)和定位信标(3)均使用电池供电。全无线组网、全电池供电的特性使得系统具备快速部署、方便迁移的特点，对传输光缆等线缆、设备供电电缆、取电点等通信基础设施无要求，适用于恶劣环境或移动场景下的部署。
[0034]定位信标(3)根据人为需要安装于固定位置，因此只需设置该定位信标(3)的密度和信标无线发射功率就可以不同定位系统的不同精度要求，对于定位精度要求高的区域可以加大信标的安装密度、降低定位信标(3)的发射功率，对于定位精度低的区域可以减少定位信标(3)的安装密度并提高信标的发射功率。
[0035]人员定位便携终端(2)根据收到的各定位信标(3)的编号信息对应出其各自位置坐标，以收到的各定位信标(3)场强的平方调整后作为加权系数，对收到的各定位信标(3)的位置进行加权平均，得到该人员定位便携终端(2)的当前位置信息，并根据当前位置的属性给出导航与提示信息，如进入该区域的权限或注意事项等。
[0036]人员定位通信基站(I)和定位信标(3)具有休眠和唤醒机制，人员定位便携终端
(2)工作时周期性的发送唤醒报文，唤醒该人员定位便携终端(2)唤醒范围内的定位信标
(3)，唤醒后的定位信标(3)周期性向该人员定位便携终端(2)发送其编号信息。人员定位通信基站(I)在完成基站之间的初始化通信连接建立过程后，在设定时间内如没有接收到人员定位便携终端(2)的信息则进入休眠状态以节省用电，在人员定位通信基站(I)的无线覆盖范围内有人员定位便携终端(2)进入时，该人员定位通信基站(I)由该进入的人员定位便携终端(2)发送的唤醒报文唤醒，人员定位便携终端(2)通过唤醒后的人员定位通信基站(I)实现与人员定位服务器(4)之间的相互通信。
[0037]通过设置人员定位通信基站(I)和定位信标(3)的休眠和唤醒机制，降低系统的功耗，使得采用全电池供电可以运行长达半年以上。
[0038]人员定位服务器(4)只负责传输网络的建立与双向通讯，并不参与定位，与各个人员定位便携终端(2)通信，接收、处理、显示、存储各个人员定位便携终端(2)的定位信息，并可向人员定位便携终端(2)下发信息，该下发信息包括定位信标(3)位置的更新信息与短信。该人员定位服务器(4)可以放到无线网格网中任何位置，并具备多种通讯接口，提供数据通讯服务，比如提供基于以太网的远程定位实时数据通讯服务、远程数据库定位信息存储服务。
[0039]人员定位通信基站(I)、人员定位便携终端(2)和定位信标(3)之间的无线通信采用 IEEE802.15.4 协议。
[0040]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种人员定位系统，其特征在于，所述系统包括人员定位通信基站(I)、人员定位便携终端(2)、定位信标(3)和人员定位服务器(4)； 所述人员定位通信基站(I)与所述人员定位服务器(4)相互连接通信；所述人员定位通信基站(I)与所述人员定位便携终端(2)组成无线网格网，所述人员定位便携终端(2)通过所述无线网格内的任意一个所述人员定位通信基站(I)实现与所述人员定位服务器(4)之间的相互通信； 所述定位信标(3)根据需要安装于固定位置，所述定位信标(3)具有与其安装位置信息关联的唯一编号，并周期性以无线方式向所述人员定位便携终端(2)发送其编号信息； 所述人员定位便携终端(2)由人员携带，所述人员定位便携终端(2)实时接收各个所述定位信标(3)发送的编号信息，处理得到当前位置信息向携带人员进行显示并发送给所述人员定位服务器(4 )。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述人员定位通信基站(I)、人员定位便携终端(2 )和定位信标(3 )均使用电池供电。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，通过设置所述定位信标(3)的密度和信标无线发射功率满足不同定位系统的不同精度要求；对于定位精度要求高的区域加大所述定位信标(3)的安装密度、降低所述定位信标(3)的发射功率；对于定位精度低的区域减少所述定位信标(3)的安装密度并提高所述定位信标(3)的发射功率。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述人员定位便携终端(2)根据收到的各所述定位信标(3)的编号信息对应出各所述定位信标(3)的位置坐标，以收到的各定位信标(3)场强的平方调整后作为加权系数，对收到的各定位信标(3)的位置进行加权平均，得到各所述定位信标(3)人员定位便携终端(2)的当前位置信息； 所述人员定位便携终端(2)根据当前位置的属性给出导航与提示信息，包括进入任意区域的权限或注意事项。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定位信标(3)具有休眠和唤醒机制，所述人员定位便携终端(2)工作时周期性的发送唤醒报文，唤醒所述人员定位便携终端(2)唤醒范围内的所述定位信标(3)，所述唤醒后的定位信标(3)周期性向所述人员定位便携终端(2)发送其编号信息。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述人员定位通信基站(I)具有休眠和唤醒机制； 所述人员定位通信基站(I)在完成基站之间的初始化通信连接建立过程后，在设定时间内如没有接收到所述人员定位便携终端(2 )的信息则所述人员定位便携终端(2 )进入休眠状态以节省用电； 在所述人员定位通信基站(I)的无线覆盖范围内有所述人员定位便携终端(2)进入时，所述人员定位通信基站(I)由所述进入的人员定位便携终端(2)发送的唤醒报文唤醒，所述人员定位便携终端(2)通过所述唤醒后的人员定位通信基站(I)实现与所述人员定位服务器(4)之间的相互通信。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述人员定位服务器(4)与各个所述人员定位便携终端(2)通信，接收、处理、显示、存储各个所述人员定位便携终端(2)的定位信息，并可向所述人员定位便携终端(2)下发信息，所述下发信息包括定位信标(3)位置的更新信息与短信。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述人员定位服务器(4)具备多种通讯接口，提供数据通讯服务，包括基于以太网的远程定位实时数据通讯服务、远程数据库定位信息存储服务。
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述人员定位通信基站(I)、人员定位便携终端(2)和定位信标(3)之间的`无线通信采用IEEE802.15.4协议。
【文档编号】H04W64/00GK103634908SQ201310684121
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2013年12月13日
【发明者】顾伟 申请人:顾伟