一种基于瘦ap构架的无线网络消防员定位监测系统及数据传输方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于瘦AP构架的无线网络消防员定位监测系统及数据传输方法，系统由多个无线接入控制器（AC）、多个POE交换机、多个无线接入点（AP）、多个无线接入终端（AT）、多个定位客户端和1个定位服务器六部分构成；无线接入控制器上行与多个无线接入点建立实时连接；下行与定位服务器建立实时连接，定时将无线控制器上无线接入终端的接入信息上传到定位服务器。定位服务器上行与无线接入控制器建立实时连接；下行与定位客户端建立实时连接。本发明基于瘦AP构架的无线网络消防员定位监测系统及数据传输方法经实际测试验证，能够满足公安消防部队战斗员定位的实际需求，为灭火救援战斗员人员的营救、保障提供了一种全新的技术手段。
【专利说明】—种基于瘦AP构架的无线网络消防员定位监测系统及数据传输方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于瘦AP构架的无线网络消防员定位监测系统及数据传输方法，尤其涉及一种专用于消防部队灭火救援现场为高层、超高层建筑物及其他复杂性建筑物场所，用于保障在此类场所中执行灭火救援任务的消防员人身安全的定位监测系统。
【背景技术】
[0002]目前随着无线网络通信技术的进步，WLAN(Wireless Local Area Networks,无线局域网)已经步入高速发展的时代，我国大多数城市中的办公场所、商场、宾馆、酒店、大型会议场所乃至大型商业街均已经实现Wifi信号的全覆盖，为人们提供了相当多的便利。究其原因，一方面是无线通信技术已经较为成熟且相对于传统有线部署的方式能够节约人力、财力资源；另一方面企业或者场所能够以此作为卖点增加企业的竞争能力，赢得更多顾客的青睐。
[0003]近年来随着城市中的高层、超高层以及大型综合性娱乐场所的不断增加，使火灾风险系数也不断增加，每年在此类场所中由于火灾引发的人员生命和财产损失也在呈现出逐年攀升的趋势。为应对这个难题，我国公安消防部门每年都投入大量的人力、物力进行消防设施的完好率监测、检查，应用科技手段实现火险的实时监察，力求将此类场所中的火险系数降到最低。但在此类场所中一旦发生火灾，如何在保障参战消防战斗员的生命安全的前提下快速营救内部被困人员以及快速灭火，是当前消防部队面临的一个重大难题。
[0004]为解决公安消防部队在高层、超高层建筑物及其他复杂性建筑物场所执行灭火救援任务过程中消防员生命安全保障的技术难题，以实用性、科学性为指导原则，本发明一方面通过利用其原有场所中大部分WLAN网络资源与设备，避免了人力、财力的反复投入?’另一方面本发明的人员定位精度能够满足公安消防部队的业务需求，通过定位的楼层、房间号能够为人员的搜救指明方向，为快速营救赢得最佳的救援时间。
【发明内容】
[0005]为解决公安消防部队在高层、超高层建筑物及其他复杂性建筑物场所执行灭火救援任务过程中消防员生命安全保障的技术难题，本发明提供一种基于瘦AP构架的无线网络消防员定位监测系统及数据传输方法。公安消防部队通过应用该系统能够实时定位每一位参战消防员所处的物理位置，当位于灾害现场内部的消防员出现失去联系或者遭遇险情需要增援营救时，外部指挥员能够快速制定增援营救方案，为人员营救、遇险增援赢得最佳的救援时间。
[0006]本发明的目的是通过下述技术方案实现的:
[0007]—种基于瘦AP构架的无线网络消防员定位监测系统，由多个无线接入控制器(AC)、多个POE交换机、多个无线接入点(AP)、多个无线接入终端(AT)、多个定位客户端和I个定位服务器六部分构成；
[0008]所述的无线接入控制器，上行与多个无线接入点建立实时连接，按照一定时间间隔获取无线接入终端的接入信息表，并将无线接入终端的接入信息存储在无线控制器上；下行与定位服务器建立实时连接，定时将无线控制器上无线接入终端的接入信息上传到定位服务器；
[0009]所述的POE交换机，具有数据交换的功能，并且能够为无线接入点进行供电，还可以作为无线接入控制器与无线接入点之间的数据通信中转站；
[0010]所述的无线接入点，能够上行与无线接入控制器建立实时连接，定时将无线接入终端的接入信息表进行上报；下行接受无线接入终端的接入申请；
[0011]所述的无线接入终端，由消防员携带或者佩戴的单兵个人终端设备，能够动态接入无线接入点；
[0012]所述的定位客户端,与定位服务器建立实时连接,按照待定位人员的ID向定位服务器发送定位申请，接收定位结果；
[0013]所述的定位服务器，上行与无线接入控制器建立实时连接，定时接收来自无线接入控制器的无线接入终端的接入路由表，并将路由表存储在服务器上；下行与定位客户端建立实时连接，接收来自定位客户端的定位申请，并将结果返回给定位客户端。
[0014]前述的一种基于瘦AP构架的无线网络消防员定位监测系统,其定位客户端与定位服务器之间数据处理流程如下:
[0015](I)开始；
[0016](2)定位客户端向定位服务器发送连接申请，并提交上身份ID与授权码；
[0017](3)定位服务器接收到定位客户端连接申请,收到定位客户端的身份ID与授权码；
[0018](4)定位服务器通过与数据库中的身份ID与授权码进行比对，判断该身份ID与授权码是否匹配，避免非法用户的接入，如果匹配转到步骤(5)，否则转到步骤(9)；
[0019](5)定位客户端根据待定位人员ID解析出该人员佩戴的AT终端的MAC地址，向定位服务器发送定位该AT终端位置的申请；
[0020](6)定位服务器收到定位服务申请，根据请求的AT终端的MAC在数据库中获取该终端实时的接入信息，获取其所接入的AP终端，根据该AP的MAC地址信息，解析出该AP所在的建筑物的层数与房间号码；
[0021](7)定位服务器将解析出的定位结果，发送回定位客户端；
[0022](8)定位客户端收到定位结果，将该结果与待定位人员关联，在建筑平面图上标注出该人员所在的楼层与房间，转到步骤(10)；
[0023](9)拒绝该定位客户端连接申请，转到步骤(10)；
[0024](10)结束。
[0025]前述的一种基于瘦AP构架的无线网络消防员定位监测系统，其无线接入控制器(AC)的数据处理流程如下:
[0026](I)开始；
[0027](2)无线控制器(AC)利用有线网络通过POE交换机与无线接入点(AP)建立实时连接；
[0028](3)每隔一段时间，轮询所有与之连接的无线接入点(AP)；
[0029](4)获取每一个无线接入点(AP)上与之连接的无线接入终端(AT)的信息；
[0030](5)无线控制器(AC)将无线接入点(AP)、无线接入终端(AT)接入信息存储在本地，同时将信息通过WLAN网络上报至定位服务器；
[0031](6)等待下一个时隙到来，转到步骤(3)。
[0032]本发明的有益效果:本发明提出的基于瘦AP构架的无线网络消防员定位监测系统及数据传输方法经实际测试验证，能够满足公安消防部队战斗员定位的实际需求，为灭火救援战斗员人员的营救、保障提供了一种全新的技术手段。
[0033]该系统的优势如下:
[0034]I)投入资金少
[0035]本发明中提及的定位方案，能够利用定位场所中的原有WLAN网络中大部分的组网设备，只是需要对AC接入控制器进行改进或者更换，不会因为定位服务的增加而使建筑物所有者投入大量的人力、物理成本；
[0036]2)定位精度可以控制
[0037]本发明中应用的定位方法，定位的精度取决于建筑物内AP无线接入点的覆盖范围与数量，如想在特定场所提高本系统的定位精度，可以在场景中安装多个AP，即可提高系统的定位精度；
[0038]3)拓展应用广泛
[0039]本发明可以保障在火灾或者其他突发性事件发生时，建筑物内部还能够有WLAN可以应用，因此可依据实际情况加载音频、视频及其他数据通信服务，特别是近年来随着智能手环等个人终端设备的出现，可以通过手环设备收集消防员的生命体征等数据，并将数据通过WLAN网络上传至消防移动通信指挥中心或者其他中心，实现人员生命体征的实时监测。
【专利附图】
【附图说明】
[0040]图1是本发明基于瘦AP构架的无线网络消防员定位监测系统结构图；
[0041]图2是定位客户端与定位服务器之间数据流程图；
[0042]图3是AC无线接入控制器数据流程图；
【具体实施方式】
[0043]一种基于瘦AP构架的无线网络消防员定位监测系统及数据传输方法，如图1所示，由多个AC (无线接入控制器)、多个POE交换机、多个AP (无线接入点)、多个AT (无线接入终端)、多个定位客户端和I个定位服务器六个部分构成。
[0044]各部分的具体功能如下:
[0045]所述的无线接入控制器，上行与多个无线接入点建立实时连接，按照一定时间间隔获取无线接入终端的接入信息表，并将无线接入终端的接入信息存储在无线控制器上；下行与定位服务器建立实时连接，定时将无线控制器上无线接入终端的接入信息上传到定位服务器；
[0046]所述的POE交换机，具有数据交换的功能，并且能够为无线接入点进行供电，还可以作为无线接入控制器与无线接入点之间的数据通信中转站；
[0047]所述的无线接入点，能够上行与无线接入控制器建立实时连接，定时将无线接入终端的接入信息表进行上报；下行接受无线接入终端的接入申请；
[0048]所述的无线接入终端，由消防员携带或者佩戴的单兵个人终端设备，能够动态接入无线接入点；
[0049]所述的定位客户端,与定位服务器建立实时连接,按照待定位人员的ID向定位服务器发送定位申请，接收定位结果；
[0050]所述的定位服务器，上行与无线接入控制器建立实时连接，定时接收来自无线接入控制器的无线接入终端的接入路由表，并将路由表存储在服务器上；下行与定位客户端建立实时连接，接收来自定位客户端的定位申请，并将结果返回给定位客户端。
[0051]与现有技术相比，其改进点及优势如下:
[0052](I)对原有待定位场所中WLAN网络中的AC无线接入控制器进行更换或者改造，使之能够满足无线接入控制器的功能要求；
[0053](2)将原有待定位场所中WLAN网络中的POE交换机的接入电源与消防应急电源系统进行连接，保证在待定位场所外接电源断开时，场所中的WLAN尚能正常工作；
[0054](3)将原有待定位场所中WLAN网络中的AP无线接入点MAC地址与待定位场所的平面图进行唯一性位置关联；
[0055](4)将由参战消防员携带或者佩戴的AT无线接入终端MAC地址与人员信息进行唯一性关联；
[0056](5)在待定位场所发生突发性灾害事故时，消防部队达到该场所以后，定位客户端和定位服务器可以通过有线或者无线方式接入该场所的WLAN网络，实施参战消防员的定位监测。
[0057]本发明基于瘦AP构架的无线网络消防员定位监测系统中，其定位客户端与定位服务器之间数据处理流程如图2所示，具体为:
[0058](I)开始；
[0059](2)定位客户端向定位服务器发送连接申请，并提交上身份ID与授权码；
[0060](3)定位服务器接收到定位客户端连接申请,收到定位客户端的身份ID与授权码；
[0061](4)定位服务器通过与数据库中的身份ID与授权码进行比对，判断该身份ID与授权码是否匹配，避免非法用户的接入，如果匹配转到步骤(5)，否则转到步骤(9)；
[0062](5)定位客户端根据待定位人员ID解析出该人员佩戴的AT终端的MAC地址，向定位服务器发送定位该AT终端位置的申请；
[0063](6)定位服务器收到定位服务申请，根据请求的AT终端的MAC在数据库中获取该终端实时的接入信息，获取其所接入的AP终端，根据该AP的MAC地址信息，解析出该AP所在的建筑物的层数与房间号码；
[0064](7)定位服务器将解析出的定位结果，发送回定位客户端；
[0065](8)定位客户端收到定位结果，将该结果与待定位人员关联，在建筑平面图上标注出该人员所在的楼层与房间，转到步骤(10)；
[0066](9)拒绝该定位客户端连接申请，转到步骤(10)；
[0067](10)结束。
[0068]本发明基于瘦AP构架的无线网络消防员定位监测系统，其AC无线接入控制器的数据处理流程如图3所示，具体为:
[0069](I)开始；
[0070](2)无线控制器(AC)利用有线网络通过POE交换机与无线接入点(AP)建立实时连接；
[0071](3)每隔一段时间，轮询所有与之连接的无线接入点(AP)；
[0072](4)获取每一个无线接入点(AP)上与之连接的无线接入终端(AT)的信息；
[0073](5)无线控制器(AC)将无线接入点(AP)、无线接入终端(AT)接入信息存储在本地，同时将信息通过WLAN网络上报至定位服务器；
[0074](6)等待下一个时隙到来，转到步骤(3)。
【权利要求】
1.一种基于瘦AP构架的无线网络消防员定位监测系统，其特征在于:由多个无线接入控制器(AC)、多个POE交换机、多个无线接入点(AP)、多个无线接入终端(AT)、多个定位客户端和1个定位服务器六部分构成； 所述的无线接入控制器，上行与多个无线接入点建立实时连接，按照一定时间间隔获取无线接入终端的接入信息表，并将无线接入终端的接入信息存储在无线控制器上；下行与定位服务器建立实时连接，定时将无线控制器上无线接入终端的接入信息上传到定位服务器； 所述的POE交换机，具有数据交换的功能，并且能够为无线接入点进行供电，还可以作为无线接入控制器与无线接入点之间的数据通信中转站； 所述的无线接入点，能够上行与无线接入控制器建立实时连接，定时将无线接入终端的接入信息表进行上报；下行接受无线接入终端的接入申请； 所述的无线接入终端，由消防员携带或者佩戴的单兵个人终端设备，能够动态接入无线接入点； 所述的定位客户端，与定位服务器建立实时连接，按照待定位人员的ID向定位服务器发送定位申请，接收定位结果； 所述的定位服务器，上行与无线接入控制器建立实时连接，定时接收来自无线接入控制器的无线接入终端的接入路由表，并将路由表存储在服务器上；下行与定位客户端建立实时连接，接收来自定位客户端的定位申请，并将结果返回给定位客户端。
2.采用权利要求1所述的一种基于瘦AP构架的无线网络消防员定位监测系统，其定位客户端与定位服务器之间数据处理流程如下: (1)开始； (2)定位客户端向定位服务器发送连接申请，并提交上身份ID与授权码； (3)定位服务器接收到定位客户端连接申请，收到定位客户端的身份ID与授权码； (4)定位服务器通过与数据库中的身份ID与授权码进行比对，判断该身份ID与授权码是否匹配，避免非法用户的接入，如果匹配转到步骤(5)，否则转到步骤(9)； (5)定位客户端根据待定位人员ID解析出该人员佩戴的AT终端的MAC地址，向定位服务器发送定位该AT终端位置的申请； (6)定位服务器收到定位服务申请，根据请求的AT终端的MAC在数据库中获取该终端实时的接入信息，获取其所接入的AP终端，根据该AP的MAC地址信息，解析出该AP所在的建筑物的层数与房间号码； (7)定位服务器将解析出的定位结果，发送回定位客户端； (8)定位客户端收到定位结果，将该结果与待定位人员关联，在建筑平面图上标注出该人员所在的楼层与房间，转到步骤(10)； (9)拒绝该定位客户端连接申请，转到步骤(10)； (10)结束。
3.采用权利要求1所述的一种基于瘦AP构架的无线网络消防员定位监测系统，其无线接入控制器(AC)的数据处理流程如下: (1)开始； (2)无线控制器(AC)利用有线网络通过POE交换机与无线接入点(AP)建立实时连接； (3)每隔一段时间，轮询所有与之连接的无线接入点(AP)； (4)获取每一个无线接入点(AP)上与之连接的无线接入终端(AT)的信息； (5)无线控制器(AC)将无线接入点(AP)、无线接入终端(AT)接入信息存储在本地，同时将信息通过WLAN网络上报至定位服务器； (6)等待下一个时隙到来，转到步骤(3)。
【文档编号】H04W4/04GK104320764SQ201410561923
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月20日 优先权日:2014年10月20日
【发明者】赵海荣, 徐放, 张春华, 马青波, 范玉峰 申请人:公安部沈阳消防研究所