一种适用于室内室外联合定位连接物联网方法与流程

本发明涉及物联网定位，特别是涉及一种适用于室内室外联合定位连接物联网方法。

背景技术：

1、由于电力供应链服务智慧园区包含生产综合楼、检测大厅、评标基地和仓库，各区域管理要求各不相同；而人员、车辆在园区的室内外穿梭频率很高，活动范围较广，涉及建筑物较多。因此，单一定位系统无法满足室内外定位需求，导致不能准确定位人员、车辆，园区管理人员无法对园区内突发事件进行定位和及时处理；

2、北斗定位系统在室外定位已经十分成熟并拥有广泛的应用，然而北斗定位系统在室内由于非视距传输及信号衰减造成无法定位，所以现有的室内外定位通常是北斗定位系统结合一些室内定位技术联合实现的。但是现有的室内外联合定位的技术定位精度还是不高，因此急需一种定位精准度高且可以根据携带者不同调节适配度的适用于室内室外联合定位连接物联网方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，一种适用于室内室外联合定位连接物联网方法。

2、本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

3、一种适用于室内室外联合定位连接物联网方法，包括如下步骤：

4、步骤一：识别前准备工作：划定位置区域；准备定位标签，将定位标签绑定在携带者上；布设物联网基站；

5、步骤二、区域识别：获取定位标签所在的位置区域，并对所述位置区域进行区域识别，得到区域识别结果；

6、步骤三、根据所述区域识别结果选择所述定位标签的定位模式，并根据选择的定位模式对所述定位标签进行定位，得到所述定位标签的目标位置信息；

7、其中，根据所述区域识别结果选择所述定位标签的定位模式具体实现为：当所述区域识别结果为室外区域时，所述定位标签对应的定位模式为室外定位模式；所述室外定位模式包括如下步骤：将接收到的北斗定位的经纬度导入网页端地图进行查询，得到最终位置；当所述区域识别结果为室内区域时，所述定位标签对应的定位模式为室内定位模式；所述室内定位模式采用自适应算法得到最终位置。

8、而且，所述自适应算法的室内定位模式包括如下步骤：

9、1)确定距离定位标签最远的三个物联网基站的坐标位置：

10、确立收集到的物联网基站的坐标信息，对收集到的所有物联网基站进行标号、分组，分组方式为不同的三个基站组合设为一组；并对每组分别进行三边定位，即计算每组中每一个物联网基站与定位标签的距离，赋以上述距离权值，由每个组合得到的结果加权得到总权值，选择最大总权值，确定该最大总权值对应的物联网基站的组合，确定从该组合包含的三个物联网基站的坐标：

11、确定公式如下：

12、对收集到的所有物联网基站分组，即为经由id分为组n后，求组合数

13、o(k1*d1，k2*d2...ki*di...kn*dn)  (1)

14、其中ki表示第i个基站与定位标签的参考位置单元的物理距离的权值，di表示第i个基站与定位标签的参考位置单元的物理距离，取出di中最大的三个值dm、dq、dq，其对应km、kq、kq赋值为1，其余为0，i，m，p，q∈n，n为搜寻到的物联网基站个数，且n≥4，

15、2)通过理想三边定位算法确定定位标签的位置：

16、根据步骤1)确定的三个物联网基站m、p、q的坐标点为圆心，将确定的三个物联网基站与定位标签的距离dm、dp、dq为半径进行绘制圆，三个圆相交形成三圆交点或者交集区，若形成三圆的交点，该交点为定位标签的坐标；若形成三圆的交集区，该交集区为定位标签的位置范围；若形成交集区，则还需要按照三角形质心定位法，根据所述确定定位标签位置范围计算得到定位标签的坐标。

17、而且，识别前准备工作中的划定位置区域，是将位置区域划分为室内区域以及室外区域，所述室外区域为无遮挡环境区域，所述室内区域为有遮挡环境区域。

18、而且，所述定位标签包括北斗定位模块、uwb定位模块、处理器芯片、电池、usb充电适配器、电源管理模块、sim模块以及天线；所述定位标签在室外接收来自北斗定位模块的定位信息，室内通过uwb定位模块确定位置信息，处理芯片模块经过判断，将有用的信息通过sim模块传输至后台服务器；电源管理模块、usb充电适配器与电池负责整套定位标签的供电；且各部件连接关系为：北斗定位模块通过天线与北斗卫星进行无线连接，北斗定位模块与电源管理模块连接，北斗定位模块与处理芯片模块连接；uwb定位模块与室内无线传感网无线连接，uwb定位模块与电源管理模块连接，uwb定位模块与处理芯片模块连接；sim模块通过天线，通过移动网络与后台服务器连接，sim模块与电源管理模块连接，sim模块与处理芯片模块连接。

19、而且，布设物联网基站：在所述室内区域内布设多个物联网基站，每个物联网基站通过无线传感网与定位标签的uwb定位模块连接通讯，每个物联网基站通过无线网与后台服务器连接通讯。

20、而且，步骤二区域识别的识别依据为电磁波的穿透特性；具体为：若后台服务器接收到北斗定位信号，形成不为0的坐标，获取室外坐标有效，判定定位标签处于室外区域；若后台服务器未接收到北斗定位信号，形成为0的坐标，获取室外信息无效，此时后台服务器接收到的uwb信号；判定定位标签处于室内区域；若后台服务器接收到的uwb频率范围为:3.1ghz～10.6ghz的信号；而收不到北斗定位模块信号，则表明此时定位标签的运动状态为从室外区域走到室内区域。

21、而且，所述定位标签还包括操作报警系统，所述携带者为设备操作人员，且需要进行设备操作行为，当该人进入室内区域时，启动操作报警系统进行监控，实现设备操作人员按照正常操作顺序进行操作。

22、而且，所述操作报警系统包含多套设备操作的顺序包，每套设备操作的顺序包包括多个预设的顺序区域，后台服务器接收定位标签未按顺序移动经过预设的顺序区域，后台服务器启动操作报警系统进行触发报警，提示设备操作人员回到正确的操作区域内进行操作。

23、而且，携带者为人时，将后台服务器获取定位标签在室内的实时位置响应时间调高。

24、本发明的优点和积极效果是：

25、本发明将北斗定位系统与uwb室内定位系统结合，通过电磁波的穿透特性进行区域识别，实现了在工业园内进行室内外区域定位，且当区域识别在室内区域时，采用自适应算法的室内定位模式，该定位模式通过验证发现定位精度高并且呈上升趋势。

26、本发明在定位标签还包括有操作报警系统，当设备操作者携带定位标签进入室内区域进行设备操作时，通过操作报警系统进行操作监控，进行规范且正确的启动或者维修设备，为企业降本增效，全透明管理提供技术支持。

技术特征：

1.一种适用于室内室外联合定位连接物联网方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的适用于室内室外联合定位连接物联网方法，其特征在于：所述自适应算法的室内定位模式包括如下步骤：

3.根据权利要求1所述的适用于室内室外联合定位连接物联网方法，其特征在于：识别前准备工作中的划定位置区域，是将位置区域划分为室内区域以及室外区域，所述室外区域为无遮挡环境区域，所述室内区域为有遮挡环境区域。

4.根据权利要求1所述的适用于室内室外联合定位连接物联网方法，其特征在于：所述定位标签包括北斗定位模块、uwb定位模块、处理器芯片、电池、usb充电适配器、电源管理模块、sim模块以及天线；所述定位标签在室外接收来自北斗定位模块的定位信息，室内通过uwb定位模块确定位置信息，处理芯片模块经过判断，将有用的信息通过sim模块传输至后台服务器；电源管理模块、usb充电适配器与电池负责整套定位标签的供电；且各部件连接关系为：北斗定位模块通过天线与北斗卫星进行无线连接，北斗定位模块与电源管理模块连接，北斗定位模块与处理芯片模块连接；uwb定位模块与室内无线传感网无线连接，uwb定位模块与电源管理模块连接，uwb定位模块与处理芯片模块连接；sim模块通过天线，通过移动网络与后台服务器连接，sim模块与电源管理模块连接，sim模块与处理芯片模块连接。

5.根据权利要求1所述的适用于室内室外联合定位连接物联网方法，其特征在于：布设物联网基站：在所述室内区域内布设多个物联网基站，每个物联网基站通过无线传感网与定位标签的uwb定位模块连接通讯，每个物联网基站通过无线网与后台服务器连接通讯。

6.根据权利要求1所述的适用于室内室外联合定位连接物联网方法，其特征在于：步骤二区域识别的识别依据为电磁波的穿透特性；具体为：若后台服务器接收到北斗定位信号，形成不为0的坐标，获取室外坐标有效，判定定位标签处于室外区域；若后台服务器未接收到北斗定位信号，形成为0的坐标，获取室外信息无效，此时后台服务器接收到的uwb信号；判定定位标签处于室内区域；若后台服务器接收到的uwb频率范围为:3.1ghz～10.6ghz的信号；而收不到北斗定位模块信号，则表明此时定位标签的运动状态为从室外区域走到室内区域。

7.根据权利要求1所述的适用于室内室外联合定位连接物联网方法，其特征在于：所述定位标签还包括操作报警系统，所述携带者为设备操作人员，且需要进行设备操作行为，当该人进入室内区域时，启动操作报警系统进行监控，实现设备操作人员按照正常操作顺序进行操作。

8.根据权利要求7所述的适用于室内室外联合定位连接物联网方法，其特征在于：所述操作报警系统包含多套设备操作的顺序包，每套设备操作的顺序包包括多个预设的顺序区域，后台服务器接收定位标签未按顺序移动经过预设的顺序区域，后台服务器启动操作报警系统进行触发报警，提示设备操作人员回到正确的操作区域内进行操作。

9.根据权利要求1所述的适用于室内室外联合定位连接物联网方法，其特征在于：携带者为人时，将后台服务器获取定位标签在室内的实时位置响应时间调高。

技术总结
本发明涉及一种适用于室内室外联合定位连接物联网方法，包括如下步骤：步骤一：识别前准备工作；步骤二、区域识别：获取定位标签所在的位置区域，并对所述位置区域进行区域识别，得到区域识别结果；步骤三、根据所述区域识别结果选择所述定位标签的定位模式，并根据选择的定位模式对所述定位标签进行定位，得到所述定位标签的目标位置信息；当所述区域识别结果为室外区域时，所述定位标签对应室外定位模式：将接收到的北斗定位的经纬度导入网页端地图进行查询，得到最终位置；当所述区域识别结果为室内区域时，所述定位标签对应的室内定位模式：采用自适应算法得到最终位置。本发明实现在工业园区内室内外联合定位；定位精度高并且呈上升趋势。

技术研发人员：许振彬,郝磊,东纯海,饶朝东,王成凯,田宏心,姜又滔,马泽菡,刘晗,韩晓媛
受保护的技术使用者：国网天津市电力公司物资公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12