一种室内人员定位系统的制作方法

本实用新型一种室内人员定位系统涉及一种室内定位系统，尤其是涉及一种基于智能手环的低功耗蓝牙技术的室内定位系统。

背景技术：

随着现代化城市的不断发展，诸如大型超市、购物中心之类的大型建筑物不断的出现。人们会想在上述的室内环境中确定自己所在的位置，且快速寻找到自己的目的地、同时商场管理者也可对应分析购物者行为、如在某区域的等待时间合理的组织销售物品等达到最大效益。目前，室外定位系统有美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯系统、中国的北斗系统以及欧洲的伽利略。在室外采用卫星定位具有覆盖范围广、用户接入量大等优势。然而当用户进入到室内的时候，这些定位系统的定位精度就急剧下降。主要是因为室内阻隔对信号的影响。所以，为了解决室内定位的问题，衍生了多种室内定位系统。现有的室内定位方案主要包括以下几种：

1、无线网络定位

主要用于在短距离、低功耗、传输速率不高的各种电子设备之间进 行数据传输以及周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用，然而其成本及功 耗都较高，不适合大规模推广应用。

2、射频识别定位

主要用于短距离精准定位，然而其发射和接收的物事较为特殊，且 不具有通讯能力，因此使用范围有限。

3、红外超声定位

虽然其定位精度高，然而其成本较高，不适合规模化运用，且系统 容错和适应性较低。

4、超宽带

虽然其定位精度、系统容错和适应性都较好，然而其成本过高。基于上述原因，需要发明一种性价比较高，易于规模化推广、可精确地进行高度定 位且功耗低的室内定位系。

技术实现要素：

本实用新型目的是针对上述不足之处提供一种室内人员定位系统，是一种基于低功耗智能手环的室内人员定位与行为分析系统，从而解决现有技术所存在的定位准确性差、定位精度差、功耗较高、成本较高等技术问题。

本实用新型是采取以下技术方案实现的：

室内人员定位系统包括蓝牙智能手环、蓝牙信号采集终端、位置解析服务器、室内地图服务器和多数据行为分析服务器；

所述蓝牙信号采集终端与蓝牙智能手环之间通过蓝牙配对联接；蓝牙信号采集终端与多数据行为分析服务器相联；蓝牙信号采集终端采集并存储蓝牙智能手环发送的信号和识别码等信息；蓝牙信号采集终端将蓝牙智能手环发送的信号和识别码等信息传送到位置解析服务器；位置解析服务器与蓝牙信号采集终端相联，接收从蓝牙信号采集终端发来的信号和识别码等信息；位置解析服务器将位置信息发送给室内地图服务器，在室内地图服务器上显示用户所处位置。

所述蓝牙智能手环采用市售的低功耗蓝牙可穿戴手环，包括蓝牙集成电路和低功耗蓝牙芯片等。

所述蓝牙信号采集终端为支持蓝牙4.0的智能手机。

所述蓝牙信号采集终端分布在定位区域的多个位置，在相同时刻采集蓝牙智能手环信号信息并传至位置解析服务器。

所述位置解析服务器根据收到的信息采用3点定位方法分别绘制不同时刻同一设备的定位行径，并存储结果。

蓝牙信号采集终端与位置解析服务器之间通过IEEE 802.11系列协议实现通信。

所述位置解析服务器将多点定位的信号信息转换为位置信息；室内地图服务器将位置信息对应到定位区域的物理位置；所述多数据行为分析服务器，为载有特定大数据收集、分析程序的计算机，用于管理、分析不同应用场景下室内定位行为分析的数据。

工作原理：

室内人员定位系统使用时，蓝牙信号采集终端通过蓝牙智能手环获取信号和识别码等信息，并将该信息发送给位置解析服务器，位置解析服务器将位置信息发送给室内地图服务器，在室内地图服务器上显示用户所处位置，从而实现定位。

本实用新型具有定位精度高、功耗低、成本低等优点，通过个人移动的蓝牙智能手环获取蓝牙信号信息，使用三点定位，从而在室内地图服务器上显示出用户所处的位置来实现室内的定位。本实用新型中定位天线安装于蓝牙智能手环，通过与网络结合实现定位功能，实施方便，便于大规模普及应用。基于蓝牙功能实现，与其他实现方式相比具有成本低、功耗低、性能适中的优势。能够应用于室内导航、电子签到、酒店、 超市等位置信息服务、与用户行为分析，使用范围十分广泛。

附图说明

图 1 是本实用新型的系统结构示意图。

图 2 是本实用新型多路蓝牙信号解析定位示意图。

具体实施方式

参照图1～图2，室内人员定位系统包括蓝牙智能手环、蓝牙信号采集终端、位置解析服务器、室内地图服务器和多数据行为分析服务器；

所述蓝牙信号采集终端与蓝牙智能手环之间通过蓝牙配对联接；蓝牙信号采集终端与多数据行为分析服务器相联；蓝牙信号采集终端采集并存储蓝牙智能手环发送的信号和识别码等信息；蓝牙信号采集终端将蓝牙智能手环发送的信号和识别码等信息传送到位置解析服务器；位置解析服务器与蓝牙信号采集终端相联，接收从蓝牙信号采集终端发来的信号和识别码等信息；位置解析服务器将位置信息发送给室内地图服务器，在室内地图服务器上显示用户所处位置。

所述蓝牙智能手环采用市售的低功耗蓝牙可穿戴手环，包括蓝牙集成电路和低功耗蓝牙芯片等。

所述蓝牙信号采集终端为支持蓝牙4.0的智能手机。

所述蓝牙信号采集终端分布在定位区域的多个位置，在相同时刻采集蓝牙智能手环信号信息并传至位置解析服务器。

所述位置解析服务器根据收到的信息采用3点定位方法分别绘制不同时刻同一设备的定位行径，并存储结果。

蓝牙信号采集终端与位置解析服务器之间通过IEEE 802.11系列协议实现通信。

所述位置解析服务器将多点定位的信号信息转换为位置信息；室内地图服务器将位置信息对应到定位区域的物理位置；所述多数据行为分析服务器，为载有特定大数据收集、分析程序的计算机，用于管理、分析不同应用场景下室内定位行为分析的数据。

蓝牙智能手环可与 220V 市电相连接、USB 通用串行总线可与 PC 连接以升 级固件程序，更改低功耗蓝牙配置参数；广播自身蓝牙信号信息、唯一标识信息；提供给用户室内定位的信息到用户的蓝牙信号采集终端，从而实现室内导航，电子签到等增值服务。

蓝牙信号采集终端间歇性获取范围内协议的蓝牙智能手环，并初步处理信息，将信息上传至位置解析服务器，可上传的信息有蓝牙唯一标识信息、当前手环位置信息等重要参数；所述位置解析服务器存储已安装的室内采集设备的位置信息，以及其对应采集到的蓝牙智能手环的位置信息，并将解析的室内位置信息存储、通过 internet 的无线网络接入，发送给室内地图服务器。

采用蓝牙技术进行室内定位的定位流程步骤具体如下 ：

1）蓝牙智能手环广播自身信号、携带识别信息、信号信息；

2）蓝牙信号采集终端扫描周边蓝牙设备射频信号,过滤较差信号的并按照时间存储；

3）将扫描到的有效的信息存储到位置解析服务器；

4）位置解析服务器按照时间节点取得多个蓝牙信号采集终端传输的数据，经行3点定位，来唯一确定一个位置，从而实现定位；

5）位置解析服务器定位之后对相对位置和标识信息进行存储；

6）解析出位置及其对应识别信息标记在室内地图服务器上；

7）室内地图服务器实时标记出蓝牙智能手环所在点位置。

实施例

在超市楼层，按每层楼面网格式划分，每隔足够远的距离安装一台采集设备，保每个角落50m内同时会有3台蓝牙信号采集终端。通过程序控制蓝牙智能手环的发射功率，不同采集设备的信号强度不同，进而判断出智能手机与传感器之间的大致距离，在安装分布过程中尽量避免大面积的型号遮挡。

安装时候，可在智能手机端用蓝牙信号测试蓝牙智能手环信号强度，并且配合程序调整蓝牙智能手环的信号发射功率，将射频信号强度，调整到最佳效果，尽量使每个节点的定位器 传感器的信号不重叠，传感器分布密度，取决与定位的精度，传感器节点越多，定位精度越准。当蓝牙智能手环在距离最近的 3 个蓝牙信号采集终端被搜索到（如图 2 所示），通过三角测距的方法实现对蓝牙智能手环的位置定位，如用户的蓝牙智能手环进入采集器区域， 3 个蓝牙信号采集终端采集到该手环的信号强度，通过三角测距的方法选择某一个蓝牙智能手环信息，计算出相对位置信息，并通过手机的无线网路将 MAC ID 发送给位置处理的服务器。接收到位置处理服务器的对应的关联地理位置信息和相关的增值服务信息显示室内地图上，再根据具体使用场景+业务分析用户行为。