实现无线信标地理位置定位的系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线定位技术领域，尤其涉及无线信标定位技术领域，具体是指一种实现无线信标地理位置定位的系统及方法。
【背景技术】
[0002]日常生活中存在很多无线信号标签(简称无线信标)，如UWB(Ultra Wideband，超宽带)标签、有源 RFID (Rad1 Frequency Identif icat1n，无线射频识别)标签、iBeacon标签、普通BLE蓝牙4.0标签等，这些标签一般非常简单小巧、便于携带，可低功耗长时间工作，适用于短距离广播信号。但由于信标往往为资源受限设备，无法获取自身的地理位置也无法联网上传、报告位置等，同时传统信标的定位依赖于读写终端或基站的有效部署，这给信标定位工作带来较大的复杂度与部署成本。
[0003]目前市场上基于信标信号强度的定位模式大多数的方法是，在某个已知区域内部署无线信号接收基站，捕获信标信号并对信标信号强度等进行定位分析，最终完成定位。但相关方法有以下不足:
[0004](I)在特定区域内进行固定基站系统部署。广泛部署效率成本高昂，耗费时间与工程力量。对室外运动的信标定位缺乏有效定位手段；
[0005](2)需要对信标所在环境建立信号强度和距离关系的标定数据(特征向量/标号对)作为训练集进行机器学习以建立与场景相关的RSSI位置指纹数据，工作繁杂，效率低下，降低了系统部署灵活性；
[0006](3)对运动中的信标的可能地理位置缺乏有效预判；
[0007](4)现有基于信标信号强度的三角定位算法未有效结合时间因子，计算精度倾向与RSSI (Received Signal Strength Indicat1n，接收的信号强度指示)强度，忽略了大多数情况下，基于信号到达时间(TOA)应用有效性大大于信标信号强度有效性。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现对移动无线信标的快速定位、搜索和跟踪等服务、具有最广泛应用范围的实现无线信标地理位置定位的系统及方法。
[0009]为了实现上述目的，本发明的实现无线信标地理位置定位的系统及方法具有如下构成:
[0010]该实现无线信标地理位置定位的系统，其主要特点是，所述的系统包括:
[0011]至少一个移动设备，用于采集无线信标信号强度变化并上报捕获的无线信标信息以及所述的移动设备自身的运动信息和地理位置信息；
[0012]定位服务器，用于利用所述的移动设备上报的无线信标信息以及所述的移动设备自身的运动信息和地理位置信息计算无线信标的地理位置及运动属性。
[0013]较佳地，所述的移动设备为移动手机。
[0014]较佳地，所述的无线信标为UVW标签、有源RFID标签、iBeacon标签、WIFI AP或蓝牙标签。
[0015]较佳地，所述的无线信标采用统一的通用唯一标识码进行标识。
[0016]较佳地，所述的系统包括至少三个移动设备，所述的定位服务器结合至少三个移动设备上报的无线信标信息以及各个移动设备自身的运动信息和地理位置通过三角定位计算无线信标的地理位置及运动属性。
[0017]本发明还涉及一种基于所述的系统实现无线信标地理位置定位的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤:
[0018](I)所述的移动设备采集无线信标信号强度变化并上报捕获的无线信标信息；
[0019](2)所述的移动设备上报自身的运动信息和地理位置信息；
[0020](3)所述的定位服务器利用所述的移动设备上报的无线信标信息以及所述的移动设备自身的运动信息和地理位置信息计算无线信标的地理位置及运动属性。
[0021]较佳地，所述的定位服务器利用所述的移动设备上报的无线信标信息以及所述的移动设备自身的运动信息和地理位置信息计算无线信标的地理位置及运动属性，包括以下步骤:
[0022](3-1)所述的定位服务器进行无线信标信息扫描并接收到移动设备上报的信息；
[0023](3-2)所述的定位服务器计算自由空间的电波传播损耗距离；
[0024](3-3)所述的定位服务器结合所述的移动终端自身的运动信息和地理位置信息确定所述的无线信标的大概范围；
[0025](3-4)所述的定位服务器发布所述的无线信标的物理位置。
[0026]更佳地，所述的步骤(3-1)和(3-2)之间，还包括以下步骤:
[0027](3-1-1)所述的定位服务器判断是否为最新捕获的无线信标信息，如果是，则继续步骤(3-2)，否则，继续步骤(3-1-2)；
[0028](3-1-2)所述的定位服务器判断是否为唯一移动设备，如果是，则继续步骤(3-1-3)，否则，继续步骤(3-1-4)；
[0029](3-1-3)所述的定位服务器判断连续接收到无线信标信息的数量是否超过系统预设次数，如果是，则继续步骤(3-0-4)，否则继续步骤(3-1);
[0030](3-1-4)所述的定位服务器计算无线信标的地理位置及运动属性，然后结束退出。
[0031]更进一步地，所述的步骤(3-1-4)之后，还包括以下步骤:
[0032](3-1-5)所述的定位服务器判断是否继续追踪所述的无线信标，如果是，则继续步骤(3-1)，否则结束退出。
[0033]较佳地，所述的系统包括至少三个移动设备，所述的定位服务器利用所述的移动设备上报的无线信标信息以及所述的移动设备自身的运动信息和地理位置信息计算无线信标的地理位置及运动属性，具体为:
[0034]所述的定位服务器结合至少三个移动设备上报的无线信标信息以及各个移动设备自身的运动信息和地理位置通过三角定位计算无线信标的地理位置及运动属性。
[0035]采用了该发明中的实现无线信标地理位置定位的系统及方法，采用三台或三台以上等具有定位功能与运动感应的智能手持设备(如智能手机)动态扫描并发现无线信标后，可根据各智能终端即时获得的可信任的地理坐标、无线信标RSSI信号强度以及智能终端当时的运动惯性等，可采用三角定位算法与运动惯性算法等综合计算出无线信标的相对地理位置与运动惯性等；业务上通过智能终端的及时平台上报，可进而实现对移动无线信标的快速定位、搜索和跟踪等服务，具有最广泛的应用范围。
【附图说明】
[0036]图1为本发明的实现无线信标地理位置定位的方法的流程图。
[0037]图2为本发明的实施例中采用三台移动设备计算无线信标位置的示意图。
[0038]图3为本发明的定位服务器计算无线信标位置的流程图。
【具体实施方式】
[0039]为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
[0040]本发明通过可以获取自身地理位置的智能手持设备带有的无线接收装置，扫描无线信标，无线信标包括但不限于:iBeacon、蓝牙标签、WIFI AP、RFID标签、UWB标签等等，可发现无线信标在智能手持设备附近并获得信标RSSI强度；
[0041]所有无线信标采用统一的UUID(Universally Unique Identifier，通用唯一识别码)进行标识，并保持一定的频度广播信息；
[0042]任一台手持设备发现同一个无线信标以后，立即自动将手持设备的即时地理位置坐标、运动惯性和所发现的信标RSSI强度等发送到后台服务器
[0043]服务器根据上传的相关信息，综合计算无线信标的地理位置，可以采用包括并不限于三角定位等计算方法，通过比较信号强度推断距离的方式计算无线信标的位置，以及通过强度变化与智能终端运动属性预估信标运动属性。
[0044]本发明的实现无线信标地理位置定位的系统，其主要特点是，所述的系统包括:
[0045]至少一个移动设备，用于采集无线信标信号强度变化并上报捕获的无线信标信息以及所述的移动设备自身的运动信息和地理位置信息；
[0046]定位服务器，用于利用所述的移动设备上报的无线信标信息以及所述的移动设备自身的运动信息和地理位置信息计算无线信标的地理位置及运动属性。
[0047]在一种较佳的实施方式中，所述的移动设备为移动手机。还可以是其他类型可以接收无线信标信息并上报的移动终端。
[0048]在一种较佳的实施方式中，所述的系统包括至少三个移动设备，所述的定位服务器结合至少三个移动设备上报的无线信标信息以及各个移动设备自身的运动信息和地理位置通过三角定位计算无线信标的地理位置及运动属性。在实际应用中，不限于使用三角定位方法计算。
[0049]如图3所示，本发明的基于所述的系统实现无线信标地理