智慧社区三维监控平台及智慧社区三维监控方法

智慧社区三维监控平台及智慧社区三维监控方法
【专利摘要】本发明提供一种智慧社区三维监控平台及智慧社区三维监控方法，智慧社区三维监控平台包括：社区管理模块、三维显示模块、老人服务模块、查询统计模块、系统管理模块和快捷导航模块；各模块相互配合，具有监测信息全面并且功能全面的优点，尤其能够同时定位被监护人室外位置和室内位置，从而向老人提供更好的服务。
【专利说明】智慧社区三维监控平台及智慧社区三维监控方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及通信【技术领域】，具体涉及一种智慧社区三维监控平台及智慧社区三维监控方法。

【背景技术】
[0002]随着老龄化状况加剧，老年人健康及其生活质量保障问题逐渐成为社会的关注焦点。如何有效保障其日常生活安全，同时向其提供更全面有效的服务，具有重要现实意义。
[0003]现有技术中，虽然出现少量老人监测终端，但其具有功能不全面、监测信息有限等不足，难以满足目前社会的老人需求。


【发明内容】

[0004]针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种智慧社区三维监控平台及智慧社区三维监控方法，具有监测信息全面并且功能全面的优点，从而向老人提供更好的服务。
[0005]本发明采用的技术方案如下:
[0006]本发明提供一种智慧社区三维监控平台，包括:
[0007]社区管理模块，用于维护社区设备信息及被监控人员信息；
[0008]三维显示模块，用于三维形式地图信息；
[0009]老人服务模块，用于对被监护人定位，通过定位实时监测被监护人所在的位置，以及回放被监护人历史轨迹；
[0010]查询统计模块，用于查询社区信息和人员信息；
[0011]系统管理模块，用于对系统进行全面的管理操作；
[0012]快捷导航模块，用于快速在地图上定位仪器读头和被监护人员，并显示定位位置的经纬度信息。
[0013]优选的，所述社区管理模块包括社区信息维护子模块、监控跟踪人员维护子模块、老人机设备维护子模块、RFID读头设备维护子模块；
[0014]其中，社区信息维护子模块，用于维护社区名称信息、地址信息、联系人信息和活动场所信息；
[0015]监控跟踪人员维护子模块，用于维护被监护人员的姓名信息、编号信息、性别信息、籍贯信息和电话信息；
[0016]老人机设备维护子模块，用于维护老人机SN号信息、损坏时间报警间隔信息、定位间隔信息、报警距离信息、老人机设备对应的被监护人员姓名信息；
[0017]RFID读头设备维护子模块，用于维护RFID读头设备唯一编号信息、RFID读头设备所属社区信息、RFID读头设备类型信息、RFID读头设备的IP地址信息以及RFID读头设备的端口号信息。
[0018]优选的，所述老人服务模块包括:老人定位子模块和轨迹回放子模块；
[0019]其中，老人定位子模块，用于通过选择社区及被监护人姓名对被监护人进行实时定位；并每隔一个时间段对被监护人当前位置进行刷新；
[0020]轨迹回放子模块，用于对某个历史时间段的被监护人进行轨迹回放，进而查看被监护人在某个历史时间段所经过的地方。
[0021]优选的，所述查询统计模块包括社区信息报表子模块和人员信息报表子模块；
[0022]其中，所述社区信息报表子模块用于:通过社区名称查询与该社区相关的信息，并生成最终的社区报表；
[0023]所述人员信息报表子模块用于:通过人员姓名查询与该人员相关的信息，并生成最终的人员报表。
[0024]优选的，所述系统管理模块包括用户信息管理子模块、角色管理子模块、模块管理子模块和权限管理子模块；
[0025]其中，用户信息管理子模块，用于管理用户基本信息；
[0026]角色管理子模块，用于添加、编辑、删除和查询角色信息；
[0027]模块管理子模块，用于增加、修改、删除和查询模块信息；
[0028]权限管理子模块，用于对角色进行授权，通过角色对系统模块进行管理；角色包括超级管理员角色和普通管理员角色。
[0029]优选的，所述快捷导航模块包括定位仪器读头子模块和人员信息子模块；
[0030]其中，定位仪器读头子模块，用于在地图上对定位仪器读头进行定位，并在地图上显示该读头的基本信息；
[0031]人员信息子模块，用于在地图上对人员进行定位，并在地图上显示该人员的基本信息。
[0032]优选的，所述三维显示模块具体用于:在三维地形多分辨率模型中加入多分辨率的纹理，即将图像分成多级分辨率，然后根据视点的变化选择其中的分辨率，最终显示所得的三维地图。
[0033]本发明还提供一种智慧社区三维监控方法，包括以下步骤:
[0034]SI，被监护人携带手持式移动设备，其中，该手持式移动设备配置有RFID标签和GPS定位装置；在社区室内活动区域装配RFID读头设备；
[0035]S2，当被监护人处于室外时，智慧社区三维监控平台通过GPS定位装置获取被监护人当前位置信息，然后执行S3 ；
[0036]当被监护人处于室内时，距RFID标签一定距离的特定RFID读头设备读取到该RFID标签发出的携带有RFID标签标识的射频信息，然后特定RFID读头设备向所述智慧社区三维监控平台发送响应消息，其中，该响应消息携带有RFID标签标识以及特定RFID读头设备的IP地址；所述智慧社区三维监控平台解析特定RFID读头设备的IP地址，获取特定RFID读头设备的位置信息，该位置信息即为携带有RFID标签的被监护人的当前位置信息，然后执行S3 ；
[0037]S3，所述智慧社区三维监控平台基于GIS原理将所述当前位置信息显示到三维地图的对应位置。
[0038]本发明提供的智慧社区三维监控平台及智慧社区三维监控方法，具有以下优点:
[0039](I)能够同时定位被监护人室外位置和室内位置，具有监控全面的优点；
[0040](2)能在电子地图中直观展示被监护人的实时位置，并可对历史轨迹信息进行回放，具有电子地图显示逼真的优点。

【专利附图】

【附图说明】
[0041]图1为本发明提供的智慧社区三维监控平台的结构示意图。

【具体实施方式】
[0042]以下结合附图对本发明进行详细说明:
[0043]如图1所示，本发明提供一种智慧社区三维监控平台，包括:社区管理模块、三维显示模块、老人服务模块、查询统计模块、系统管理模块和快捷导航模块；各模块相互配合，从而向被监护人提供更全面的服务。本发明提供的平台底层采用C++开发，具备运行效率高的特点，在解决海量数据调度与显示方面有很强的优势。平台具备完善灵活的消息机制，在模块与模块之间、分布式服务与服务之间、平台与分布式服务之间、模块与平台之间、模块与分布式服务之间，可进行无中心化服务的方式进行通信。同时平台支持分式计算、服务组件化，实现三维地理信息系统与仿真计算的结合。以下对各模块功能分别详细说明:
[0044](一 )社区管理模块
[0045]社区管理模块用于维护社区设备信息及被监控人员信息。具体的，社区管理模块包括社区信息维护子模块、监控跟踪人员维护子模块、老人机设备维护子模块、RFID读头设备维护子模块；
[0046]其中，社区信息维护子模块，用于维护社区名称信息、地址信息、联系人信息和活动场所信息；
[0047]监控跟踪人员维护子模块，用于维护被监护人员的姓名信息、编号信息、性别信息、籍贯信息和电话信息；
[0048]老人机设备维护子模块，用于维护老人机SN号信息、损坏时间报警间隔信息、定位间隔信息、报警距离信息、老人机设备对应的被监护人员姓名信息；
[0049]RFID读头设备维护子模块，用于维护RFID读头设备唯一编号信息、RFID读头设备所属社区信息、RFID读头设备类型信息、RFID读头设备的IP地址信息以及RFID读头设备的端口号信息。
[0050]( 二)三维显示模块
[0051]三维显示模块，用于三维形式地图信息。具体用于:在三维地形多分辨率模型中加入多分辨率的纹理，即将图像分成多级分辨率，然后根据视点的变化选择其中的分辨率，最终显示所得的三维地图。
[0052]三维显示是智慧社区三维监控平台设计过程中最重要的环节，通过三维建模软件(creator或3d max)和图像处理软件，建立三维矢量模型。由于城市面积较大，环境又很复杂，所以根据其自然特点分为地面、建筑、小品三个方面来制作。
[0053]随着计算机硬件和软件水平的不断提高，人们对三维地形的真实要求也越来越高。本发明中，一方面，利用光照技术使三维地形有明暗显示，另一方面，为了提高三维地形的真实性，还添加图像纹理(如叠加卫星照片、彩色地形图等)、分形纹理(利用分形产生植被和水系等)和叠加地表地物(道路、河流、建筑物等)。
[0054]在已有的三维地形表面上叠加图像纹理，是提高三维地形真实性的有效方法。但却存在内存与速度之间的矛盾问题。由于加入了图像纹理，使得找色算法变得复杂化，明显影响了三维地形的现实速度。本发明中，在三维地形多分辨率模型中加入多分辨率的纹理，即将图像分成了多级分辨率，然后根据视点的变化来选择其中的分辨率，从而有效提高显示速度。
[0055]将图像的纹理叠加在三维地形的表面，虽然可以增加三维地形显示的真实性，但在三维地理信息系统中，对地形中的建筑物、道路、河流、桥梁等需要进行三维空间构造，以生成空间三维实体。只有这样，才能进行空间信息查询和层的管理。对于比较复杂的建筑物，一般先用(creator或3d max)来建模，然后在导入到三位地形可视化及其实时显示系统中。对于简单的建筑物，可以将其多边形先用三角剖分方法进行剖分，然后将其拉伸到一定的高度，就形成三维实体。
[0056]利用creator (或3d max)软件作图最重要的一步就是建模，即建筑物的立体模型。通常有三种建模方法，即多边形、面片和NULBS建模。一般情况下，建筑物使用多边形建模最简便快捷，事实上，没有多少事物不能使用多边形建模，只要使用足够的细节，可以创建任何表面，建筑模型是常见的多边形模型。在这，只说明在此过程中遇到的问题和需要注意的问题。
[0057]I) Low polygon模型制作为主
[0058]一般在动画和效果图制作中，所使用的模型具有很高的分辨率，我们称之为highpolygon。在实时场景中必须使用有很低面数的模型,称之为Low polygon,因为在实时场景中，运行时必须保证其运算速度的流畅，所以对多边形的数目规格有很高的限制要求，只有达到要求，才能制作出更符合实际应用的模型来。我们对小区流域中建筑的建模时，总是尽可能的除去一些不必要的面来减少数据量。
[0059]2)精确度
[0060]要想使最终的场景具有更高的协调性，其模型的比例尺寸精确度也是不能少的，尤其是遇到像日照分析、测量面积与尺寸的需求时更是如此。在进行日照分析的这类情况下，场景必须符合实际的坐标位置，太阳与场景的相对位置才能正确，从而得到精确的日照计算。
[0061]3)模型的拓扑结构与优化
[0062]模型的拓扑结构技术是在建模中最底层的技术，在制作过程中它经常被忽略，但它意义很重大，在建筑模型中它能起到简洁、美观、优化又便于贴图的作用。标准的圆柱体和球体网格的拓扑结构比较规整。优化是我们在制作实时场景中必须考虑的因素，它可以使你制作的场景有更少的数据和更快的运行速度，也能达到很好的模型拓扑结构，尽量给生成的物体更少的段数，不要高分辨率制作后再进行优化，那样会浪费无谓的时间，效果也不好。
[0063]4)模型组合结构
[0064]好多时候不同的人制作的模型在外表上看起来是差不多的，但模型的组合结构却有很大的不同，它会影响到系统的运行效率和显示效果，以下有两点建议:首先，两个在一起的模型之间不要穿插，它不但会浪费一些显示资源，而且距离模型很远时可能出现锯齿现象。其次，当两个物体的面比较接近时，会出现共同的闪烁现象，这种情况建议将大面模型共面区域掏空。
[0065]5)光滑显示
[0066]由于计算机中的模型物体都是由若干个三角面构成的，两个相连的面之间若不是180°的平面，就会出现一条硬边，这在制作一些比较圆滑的物体时，显示上会受到影响，这就需要用到光滑组，彼此相连，同一光滑组的面都会以光滑显示处理，一个面上也可以有若干个光滑组存在，这样即使用很少的面数，模型也能达到很好的光滑效果。
[0067]在三维显示过程中，本发明应用以下关键技术:
[0068](I)基于时间维、空间维、业务维的时空仿真结合技术
[0069]基于时间维的三维展示技术(TimeGIS)与基于空间维的业务模型融合技术(SpaceGIS)，将时空仿真技术整合应用，从而实现三维地理信息系统与仿真计算的完美结八口 ο
[0070](2)基于模型的数据制作与下载的三维建模技术
[0071]基于索引的三维引擎数据结构的内核。以模型为构造单元，能快速地建立三维顶点坐标数组，并分别将同一模型单元的顶点坐标组织成适合D3D(Direct3D)高速渲染的三角形列表或三角形条(TriangleStrips)。该数据结构易于扩展,可以容纳纹理坐标、法向量和模型变换矩阵，可以添加、变换和删除模型，具有很大的灵活性；在容纳海量数据的同时，也能够提高D3D渲染速度。
[0072](3)海量遥感影像数据建模与优化技术
[0073]采用了虚拟纹理、分块调度、金字塔索引等关键技术解决了基于遥感影像数据和DEM的海量三维实时漫游问题。
[0074](三)老人服务模块
[0075]老人服务模块，用于对被监护人定位，通过定位实时监测被监护人所在的位置，以及回放被监护人历史轨迹。老人服务模块包括:老人定位子模块和轨迹回放子模块。
[0076]其中，老人定位子模块，用于通过选择社区及被监护人姓名对被监护人进行实时定位；并每隔一个时间段对被监护人当前位置进行刷新；
[0077]轨迹回放子模块，用于对某个历史时间段的被监护人进行轨迹回放，进而查看被监护人在某个历史时间段所经过的地方。
[0078]本发明中，老人定位子模块对老人进行定位的过程为:
[0079]SI，被监护人携带手持式移动设备，其中，该手持式移动设备配置有RFID标签和GPS定位装置；在社区室内活动区域装配RFID读头设备；
[0080]S2，当被监护人处于室外时，智慧社区三维监控平台通过GPS定位装置获取被监护人当前位置信息；
[0081]当被监护人处于室内时，距RFID标签一定距离的特定RFID读头设备读取到该RFID标签发出的携带有RFID标签标识的射频信息，然后特定RFID读头设备向所述智慧社区三维监控平台发送响应消息，其中，该响应消息携带有RFID标签标识以及特定RFID读头设备的IP地址；所述智慧社区三维监控平台解析特定RFID读头设备的IP地址，获取特定RFID读头设备的位置信息，该位置信息即为携带有RFID标签的被监护人的当前位置信息。
[0082](四)查询统计模块
[0083]查询统计模块，用于查询社区信息和人员信息。查询统计模块包括社区信息报表子模块和人员信息报表子模块；
[0084]其中，所述社区信息报表子模块用于:通过社区名称查询与该社区相关的信息，并生成最终的社区报表；
[0085]所述人员信息报表子模块用于:通过人员姓名查询与该人员相关的信息，并生成最终的人员报表。
[0086](五)系统管理模块
[0087]系统管理模块，用于对系统进行全面的管理操作。系统管理模块包括用户信息管理子模块、角色管理子模块、模块管理子模块和权限管理子模块；
[0088]其中，用户信息管理子模块，用于管理用户基本信息；
[0089]角色管理子模块，用于添加、编辑、删除和查询角色信息；
[0090]模块管理子模块，用于增加、修改、删除和查询模块信息；
[0091]权限管理子模块，用于对角色进行授权，通过角色对系统模块进行管理；角色包括超级管理员角色和普通管理员角色。
[0092](六)快捷导航模块
[0093]快捷导航模块，用于快速在地图上定位仪器读头和被监护人员，并显示定位位置的经纬度信息。快捷导航模块包括定位仪器读头子模块和人员信息子模块；
[0094]其中，定位仪器读头子模块，用于在地图上对定位仪器读头进行定位，并在地图上显示该读头的基本信息；
[0095]人员信息子模块，用于在地图上对人员进行定位，并在地图上显示该人员的基本信息。
[0096]综上所述，本发明提供的智慧社区三维监控平台及智慧社区三维监控方法，将社区信息、已部署的RFID射频识别设备、被跟踪人员及与其绑定的老人机设备信息进行登记后，系统通过实时采集数据进行老人定位跟踪服务。室外:通过GPS老人手机跟踪定位，该手机集成GPS和GSM，并具备SOS报警按钮，在紧急情况下通过SOS不间断发送定位报警信号。室内:通过RFID射频识别定位；老人在室内无GPS信号的情况下，通过老人机射频标签，被部署在100米范围内的射频读头感应，系统获取射频读头位置信息作为老人当前实时位置。当系统用户需要获取老人当前位置信息时，系统自动依据采集的老人机及RFID设备数据进行定位识别。用户查看关注老人位置时，系统将采集的实时位置信息标记到社区平面图中。具有以下优点:
[0097](I)能够同时定位被监护人室外位置和室内位置，具有监控全面的优点；
[0098](2)能在电子地图中直观展示被监护人的实时位置，并可对历史轨迹信息进行回放，具有电子地图显示逼真的优点。
[0099]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种智慧社区三维监控平台，其特征在于，包括: 社区管理模块，用于维护社区设备信息及被监控人员信息； 三维显示模块，用于三维形式地图信息； 老人服务模块，用于对被监护人定位，通过定位实时监测被监护人所在的位置，以及回放被监护人历史轨迹； 查询统计模块，用于查询社区信息和人员信息； 系统管理模块，用于对系统进行全面的管理操作； 快捷导航模块，用于快速在地图上定位仪器读头和被监护人员，并显示定位位置的经纬度信息。
2.根据权利要求1所述的智慧社区三维监控平台，其特征在于，所述社区管理模块包括社区信息维护子模块、监控跟踪人员维护子模块、老人机设备维护子模块、RFID读头设备维护子模块； 其中，社区信息维护子模块，用于维护社区名称信息、地址信息、联系人信息和活动场所信息； 监控跟踪人员维护子模块，用于维护被监护人员的姓名信息、编号信息、性别信息、籍贯信息和电话信息； 老人机设备维护子模块，用于维护老人机SN号信息、损坏时间报警间隔信息、定位间隔信息、报警距离信息、老人机设备对应的被监护人员姓名信息； RFID读头设备维护子模块，用于维护RFID读头设备唯一编号信息、RFID读头设备所属社区信息、RFID读头设备类型信息、RFID读头设备的IP地址信息以及RFID读头设备的端口号信息。
3.根据权利要求1所述的智慧社区三维监控平台，其特征在于，所述老人服务模块包括:老人定位子模块和轨迹回放子模块； 其中，老人定位子模块，用于通过选择社区及被监护人姓名对被监护人进行实时定位；并每隔一个时间段对被监护人当前位置进行刷新； 轨迹回放子模块，用于对某个历史时间段的被监护人进行轨迹回放，进而查看被监护人在某个历史时间段所经过的地方。
4.根据权利要求1所述的智慧社区三维监控平台，其特征在于，所述查询统计模块包括社区信息报表子模块和人员信息报表子模块； 其中，所述社区信息报表子模块用于:通过社区名称查询与该社区相关的信息，并生成最终的社区报表； 所述人员信息报表子模块用于:通过人员姓名查询与该人员相关的信息，并生成最终的人员报表。
5.根据权利要求1所述的智慧社区三维监控平台，其特征在于，所述系统管理模块包括用户信息管理子模块、角色管理子模块、模块管理子模块和权限管理子模块； 其中，用户信息管理子模块，用于管理用户基本信息； 角色管理子模块，用于添加、编辑、删除和查询角色信息； 模块管理子模块，用于增加、修改、删除和查询模块信息； 权限管理子模块，用于对角色进行授权，通过角色对系统模块进行管理；角色包括超级管理员角色和普通管理员角色。
6.根据权利要求1所述的智慧社区三维监控平台，其特征在于，所述快捷导航模块包括定位仪器读头子模块和人员信息子模块； 其中，定位仪器读头子模块，用于在地图上对定位仪器读头进行定位，并在地图上显示该读头的基本信息； 人员信息子模块，用于在地图上对人员进行定位，并在地图上显示该人员的基本信息。
7.根据权利要求1所述的智慧社区三维监控平台，其特征在于，所述三维显示模块具体用于:在三维地形多分辨率模型中加入多分辨率的纹理，即将图像分成多级分辨率，然后根据视点的变化选择其中的分辨率，最终显示所得的三维地图。
8.一种智慧社区三维监控方法，其特征在于，包括以下步骤: SI，被监护人携带手持式移动设备，其中，该手持式移动设备配置有RFID标签和GPS定位装置；在社区室内活动区域装配RFID读头设备； S2，当被监护人处于室外时，智慧社区三维监控平台通过GPS定位装置获取被监护人当前位置信息，然后执行S3 ； 当被监护人处于室内时，距RFID标签一定距离的特定RFID读头设备读取到该RFID标签发出的携带有RFID标签标识的射频信息，然后特定RFID读头设备向所述智慧社区三维监控平台发送响应消息，其中，该响应消息携带有RFID标签标识以及特定RFID读头设备的IP地址；所述智慧社区三维监控平台解析特定RFID读头设备的IP地址，获取特定RFID读头设备的位置信息，该位置信息即为携带有RFID标签的被监护人的当前位置信息，然后执行S3 ； S3，所述智慧社区三维监控平台基于GIS原理将所述当前位置信息显示到三维地图的对应位置。
【文档编号】G06Q50/22GK104281991SQ201310401444
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】孙世友, 姚新, 刘海英, 孔祥军, 贾春浩, 杨奕 申请人:北京宇图天下软件有限公司