一种对在校学生定位的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于智慧学校领域，尤其涉及一种对在校学生定位的方法和系统。
【背景技术】
[0002]随着中小学教育改革的不断深入，中小学校的合并成为了大趋势。在这种学校合并的大趋势下，学校规模变得越来越大，具体表现在一所学校的校园面积越来越大，在校学生数量越来越多。如此多的学生，对学校的管理者构成了巨大的挑战。一方面，从生理年龄的角度，中小学生心理上正处于叛逆期，“容易生事”是这个年龄阶段的普遍特征；另一方面，若学校管理者采取一对一、即使一对多的管理方案，随着学生数量的增多，校园面积的扩大，管理成本会成几何级的增长。
[0003]鉴于目前学生管理方式对学校管理者构成的上述巨大挑战，教改专家提出通过对在校学生定位来对学生进行信息化管理的方案。这种方案的核心思想是，只要在学校这一封闭环境里获知学生当前处于校园哪个位置，则能对该学生进行有效管理。目前，全球定位系统(Global Posit1ning System, GPS)和Zigbee这两种典型定位技术比较成熟，业界有将GPS或者Zigbee引入学校，在校园范围内对在校学生定位，以实现对学生的信息化管理。
[0004]然而，上述两种定位技术在对在校学生定位方面有其先天不足。以GPS为例，其卫星信号易被建筑物等障碍物阻挡而无法精确定位。就算没有障碍物阻挡，由于GPS定位的精度是十米到数十米级别，对于以数十亩至数百亩为级别的校园，定位目标例如在校学生的尺寸也就在1.2米至1.9米之间，因此，GPS这种定位精度显然不合适，而Zigbee的信号也比较容易受到环境的干扰，并且，信号的衰减非常快，不能反映标签的实时运动轨迹，例如，在校学生从一个地方移动至另一地方，Zigbee的定位技术不能反映这一过程。
[0005]因此，需要有新的技术克服上述对在校学生定位存在的不足。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种对在校学生定位的方法和系统，以对校园范围内在校学生精确定位，提高学生的信息化管理水平。
[0007]本发明第一方面提供一种对在校学生定位的系统，所述系统包括定位服务器、佩戴于学生身上的穿戴设备和至少三个互联且同步的基站；
[0008]所述穿戴设备，用于向所述至少三个基站发送超宽频脉冲信号；
[0009]所述基站，用于接收所述穿戴设备发送的超宽频脉冲信号，并将接收所述超宽频脉冲信号的时刻发送至所述定位服务器；
[0010]所述定位服务器，用于根据定位算法和所述至少三个基站各自接收所述超宽频脉冲信号的时刻，对佩戴有所述穿戴设备的在校学生进行定位，在所述在校学生所处位置出现异常情形时，向中心服务器发出提醒信息。
[0011]结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述至少三个基站之间采用有线网络互联或者无线网络互联，所述基站与所述定位服务器之间采用有线网络互联或者无线网络互联，所述有线网络包括光纤网络、双绞线组成的以太网和同轴电缆组成的以太网中的一种，所述无线网络包括WiFi网络、3G网络、4G网络和5G网络中的一种。
[0012]结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述定位服务器直连所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站，或者，所述定位服务器通过数据交换设备连接所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站。
[0013]结合第一方面、第一方面的第一种或第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述系统还包括:
[0014]中心服务器，与所述定位服务器连接，用于收集所述定位服务器发出的所述提醒信息和对佩戴有所述穿戴设备的在校学生进行定位的定位信息。
[0015]结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述系统还包括:
[0016]查询终端，与所述中心服务器连接，用于查询佩戴有所述穿戴设备的在校学生的身份信息和定位相关信息或者接收所述提醒信息。
[0017]本发明第二方面提供一种对在校学生定位的方法，所述方法包括:
[0018]穿戴设备向至少三个基站发送超宽频脉冲信号，所述穿戴设备佩戴于在校学生身上，所述至少三个基站互联且同步；
[0019]所述基站接收所述穿戴设备发送的超宽频脉冲信号，并将接收所述超宽频脉冲信号的时刻发送至定位服务器；
[0020]所述定位服务器根据定位算法和所述至少三个基站各自接收所述超宽频脉冲信号的时刻，对佩戴有所述穿戴设备的在校学生进行定位，在所述在校学生所处位置出现异常情形时，向中心服务器发出提醒信息。
[0021]结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述至少三个基站之间采用有线网络互联或者无线网络互联，所述基站与所述定位服务器之间采用有线网络互联或者无线网络互联，所述有线网络包括光纤网络、双绞线组成的以太网和同轴电缆组成的以太网中的一种，所述无线网络包括WiFi网络、3G网络、4G网络和5G网络中的一种。
[0022]结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述定位服务器直连所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站，或者，所述定位服务器通过数据交换设备连接所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站。
[0023]结合第二方面、第二方面的第一种或者第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述方法还包括:
[0024]与所述定位服务器连接的中心服务器收集所述定位服务器发出的所述提醒信息和对佩戴有所述穿戴设备的在校学生进行定位的定位信息。
[0025]结合第二方面的第三种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述方法还包括:
[0026]与所述中心服务器连接的查询终端查询佩戴有所述穿戴设备的在校学生的身份信息和定位相关信息或者接收所述提醒信息。
[0027]从上述本发明技术方案可知，定位服务器根据定位算法和至少三个基站各自接收超宽频脉冲信号的时刻对佩戴有穿戴设备的在校学生进行定位。由于在校学生佩戴的穿戴设备发送的是超宽频脉冲信号，其具有频带宽、多频道、低功耗、不易干扰、安全系数高以及能够与现有频谱共存等特点，因此，一方面，与现有的GPS定位相比，本发明提供的技术方案不容易受环境干扰的影响，定位精度可以达到一平方米至几平方米的范围，即使尺寸很小的目标例如校园内的在校学生，都能够对其进行高精度定位；另一方面，由于在校学生佩戴的穿戴设备是实时发送超宽频信号，定位服务器能够实时对该在校学生进行跟踪和定位，因此，与Zigbee定位技术相比，本发明提供的技术方案能够获知在校学生何时处于校园的何地，从而提高对在校学生的信息化管理水平。
【附图说明】
[0028]图1是本发明实施例一提供的对在校学生定位的方法的实现流程示意图；
[0029]图2-a是本发明实施例二提供的对在校学生定位的系统的结构示意图；
[0030]图2-b是本发明实施例三提供的对在校学生定位的系统的结构示意图；
[0031]图2-c是本发明实施例四提供的对在校学生定位的系统的结构示意图；
[0032]图2-d是本发明实施例五提供的对在校学生定位的系统的结构示意图；
[0033]图3-a是本发明实施例六提供的对在校学生定位的系统的结构示意图；
[0034]图3-b是本发明实施例七提供的对在校学生定位的系统的结构示意图；
[0035]图3-c是本发明实施例八提供的对在校学生定位的系统的结构示意图；
[0036]图3-d是本发明实施例九提供的对在校学生定位的系统的结构示意图；
[0037]图4-a是本发明实施例十提供的对在校学生定位的系统的结构示意图；
[0038]图4-b是本发明实施例十一提供的对在校学生定位的系统的结构示意图；
[0039]图4-c是本发明实施例十二提供的对在校学生定位的系统的结构示意图；
[0040]图4-d是本发明实施例十三提供的对在校学生定位的系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0041]为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明