本发明属于通信技术领域，具体涉及一种老人室内定位预警和消息推送的方法。
背景技术：
随着物联网智慧社区的迅速普及，社区室内定位和基于定位的老人安全监护变得越来越火热。目前，社区内WiFi热点信号的分布越来越广，使得基于WiFi指纹的定位系统具有先天的优势。但是也有一些不可避免的缺点。首先，室内环境的复杂性大，同时室内可能已存在多个WiFi热点，而发射这些信号的WiFi节点的位置是未知的，不满足定位算法的要求。其次，单纯基于WiFi指纹信号的定位，精度要求以较多的参考点采样为基础，而参考点的采样增加了系统搭建的复杂性。再次，WiFi信号的稳定性相比短距离蓝牙信号来说，相对较差。最后，随着现代社区管理的开放化和空巢老人动向的模糊化，年轻人对老人的现场监护越来越少，致使老人在社区中的安全问题日益突出。
如果社区管理中心能避免视频监控系统带来的老人隐私得不到尊重的问题，随时随地的清楚老人的位置情况，一旦老人出现在某些异常区域或者处于长期静止的位置状态，则可以根据异常情况立即作出判断，采取相应的响应措施避免老人意外事故的发生。另外，在物联网社区娱乐环境下，如果社区管理中心能根据老人在某个区域逗留的时间和运动轨迹，分析老人的喜好，进而推送老人感兴趣的话题和消息。因此为了满足对老人更加安全化、人性化监护需求，一套可靠的老人室内定位预警和消息推送系统亟需产生。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种老人室内定位预警和消息推送的方法，在研究当下的基于WiFi指纹库的定位系统基础上，融合Beacon技术，提出了一套老人室内定位预警和消息推送系统，该系统以WiFi指纹定位为主，Beacon指纹定位为辅，使得系统的定位精度更高，及时掌握老人的安全隐患问题，推送老人在社区中更加感兴趣的活动和消息，以解决社区室内老人的定位问题，方便社区管理人员对老人安全的照顾，减少老人意外情况的发生，并推送老人感兴趣的话题和消息。
为达到以上目的，本发明的技术方案包括如下：
一种老人室内定位预警和消息推送的方法，包括以下步骤：
步骤1)在室内区域部署WiFi节点和Beacon节点，WiFi节点可以根据室内面积的大小进行布置，大约100平米内布置一个，Beacon节点要根据离WiFi节点的远近而定，在离WiFi节点较远时，Beacon节点的密度分布较大，在离WiFi节点较近时，Beacon节点的密度分布较小；
步骤2)线下采集WiFi节点和Beacon节点的指纹数据，存于指纹训练数据库中：
a、选取K个参考点，在各个参考点采集各个WiFi节点发出的接收信号强度值并保存数据到矩阵H1：
式中：
K为参考点的总个数；
WKi为在参考点K处采集到第i个WiFi节点的接收信号强度值；
xK为参考点K处的横坐标；
yK为参考点K处的纵坐标；
b)选取K个参考点，在各个参考点采集各个Beacon节点发出的接收信号强度值并保存数据到矩阵H2：
式中：
BKj为在参考点K处采集到第j个Beacon节点的接收信号强度值；
xK为参考点K处的横坐标；
yK为参考点K处的纵坐标；
步骤3)线上测试阶段，采集用户端收到的WiFi节点和Beacon节点发出的接收信号强度值；
a、用户处于室内定位区域内，在用户所在位置点收集各个Beacon节点发出的接收信号强度值并保存数据到矩阵h1：
[w1 w2 ... wi ... wm]
式中：wi为用户所在位置处采集到第i个WiFi节点的接收信号强度值；
b、用户处于室内定位区域内，在用户所在位置点收集各个Beacon节点发出的接收信号强度值并保存数据到矩阵h2：
[b1 b2 ... bj ... bn]
式中：bj为用户所在位置处采集到第j个Beacon节点的接收信号强度值；i为WiFi节点的编号，j为Beacon节点的编号，n为Beacon节点的总数，m为WiFi节点的总数，m＜n，i∈[1,m]，j∈[1,n]；
步骤4)比较线下指纹数据和线上用户数据，得到用户的真实位置；
a、采用KNN算法计算WiFi节点欧式距离并构成矩阵D1：
D1＝[DW1 DW2 ... DWi ... Dwm]
式中:
wi为用户端收到第i个WiFi节点的接收信号强度值；
WKi为第K个参考点收集到第i个WiFi节点的接收信号强度值；
b、采用KNN算法计算Beacon节点欧式距离并构成矩阵D2：
D2＝[DB1 DB2 ... DBj ... DBn]
式中:
bi为用户收到第j个Beacon节点的接收信号强度值；
BKj为第K个参考点收集到第j个Beacon节点的接收信号强度值；
c、给矩阵D1补零元素，使得D1和D2的元素个数相同，再将矩阵D1和D2相加得到欧式距离矩阵D：
D＝[D1 D2 ... Di ... Dn]
其中:
d、取出欧式矩阵D中较小的6个元素，这6个元素所对应的参考点即为最接近用户端的6个参考点，对6个参考点的横纵坐标分别取算术平均值，得到用户的真实位置；
步骤5)显示用户坐标位置和发布预警信息；
a、根据用户的真实位置，调入室内地图，将用户的真实位置显示在手机终端或者电脑PC端；
b、当用户的真实位置出现在地图中指定区域时，系统启动定时模块，开始计时，直到用户的位置离开指定区域时，定时模块关闭，计时结束；
c、计算用户在指定区域的时间，若此时间超过系统预设值时，服务器发送预警信息给社区管理人员，用以看护老人，防止老人意外情况的发生，若用户的位置在非正常区域长期处于静止状态，同样服务器发送预警信息给社区管理人员；
步骤6)根据显示的老人的轨迹信息，分析多位老人的轨迹共性，系统推送相关的老人感兴趣的消息，由手机终端或者PC端显示的老人轨迹信息，分析多位老人的轨迹信息共性，当出现多人长时间处于某一区域时，系统默认老人会对此区域的活动感兴趣，从而推送相关的消息。
本发明的有益效果是：
第一，本发明的创新点在于将WiFi指纹库和Beacon指纹库相结合，并应用于社区老人定位系统中；
第二，本发明引入Beacon技术，使得相对单纯基于WiFi指纹库的室内定位，更加稳定，定位精度更高；
第三，本发明在社区老人定位的同时，记录老人特殊区域的逗留时间，超过预设时间则进行报警，方便社区管理人员对老人的照顾，减少老人意外情况的发生；
第四，本发明对多位老人的运动轨迹进行分析，寻找共性，系统进而推送老人感兴趣的相关话题和消息，使得推广更加精准化和人性化。
附图说明
图1是本发明的流程示意图；
具体实施方式
如图1所示，一种老人室内定位预警和消息推送的方法，包括以下步骤：
步骤1)在室内区域部署WiFi节点和Beacon节点，WiFi节点可以根据室内面积的大小进行布置，大约100平米内布置一个，Beacon节点要根据离WiFi节点的远近而定，在离WiFi节点较远时，Beacon节点的密度分布较大，在离WiFi节点较近时，Beacon节点的密度分布较小；
步骤2)线下采集WiFi节点和Beacon节点的指纹数据，存于指纹训练数据库中：
a、选取K个参考点，在各个参考点采集各个WiFi节点发出的接收信号强度值并保存数据到矩阵H1：
式中：
K为参考点的总个数；
WKi为在参考点K处采集到第i个WiFi节点的接收信号强度值；
xK为参考点K处的横坐标；
yK为参考点K处的纵坐标；
b)选取K个参考点，在各个参考点采集各个Beacon节点发出的接收信号强度值并保存数据到矩阵H2：
式中：
BKj为在参考点K处采集到第j个Beacon节点的接收信号强度值；
xK为参考点K处的横坐标；
yK为参考点K处的纵坐标；
步骤3)线上测试阶段，采集用户端收到的WiFi节点和Beacon节点发出的接收信号强度值；
a、用户处于室内定位区域内，在用户所在位置点收集各个Beacon节点发出的接收信号强度值并保存数据到矩阵h1：
[w1 w2 ... wi ... wm]
式中：wi为用户所在位置处采集到第i个WiFi节点的接收信号强度值；
b、用户处于室内定位区域内，在用户所在位置点收集各个Beacon节点发出的接收信号强度值并保存数据到矩阵h2：
[b1 b2 ... bj ... bn]
式中：
bj为用户所在位置处采集到第j个Beacon节点的接收信号强度值；
i为WiFi节点的编号，j为Beacon节点的编号，n为Beacon节点的总数，m为WiFi节点的总数，m＜n，i∈[1,m]，j∈[1,n]；
步骤4)比较线下指纹数据和线上用户数据，得到用户的真实位置；
a、采用KNN算法计算WiFi节点欧式距离并构成矩阵D1：
D1＝[DW1 DW2 ... DWi ... Dwm]
式中:
wi为用户端收到第i个WiFi节点的接收信号强度值；
WKi为第K个参考点收集到第i个WiFi节点的接收信号强度值；
b、采用KNN算法计算Beacon节点欧式距离并构成矩阵D2：
D2＝[DB1 DB2 ... DBj ... DBn]
式中:
bi为用户收到第j个Beacon节点的接收信号强度值；
BKj为第K个参考点收集到第j个Beacon节点的接收信号强度值；
c、给矩阵D1补零元素，使得D1和D2的元素个数相同，再将矩阵D1和D2相加得到欧式距离矩阵D：
D＝[D1 D2 ... Di ... Dn]
其中:
d、取出欧式矩阵D中较小的6个元素，这6个元素所对应的参考点即为最接近用户端的6个参考点，对6个参考点的横纵坐标分别取算术平均值，得到用户的真实位置；
步骤5)显示用户坐标位置和发布预警信息；
a、根据用户的真实位置，调入室内地图，将用户的真实位置显示在手机终端或者电脑PC端；
b、当用户的真实位置出现在地图中指定区域时，系统启动定时模块，开始计时，直到用户的位置离开指定区域时，定时模块关闭，计时结束；
c、计算用户在指定区域的时间，若此时间超过系统预设值时，服务器发送预警信息给社区管理人员，用以看护老人，防止老人意外情况的发生，若用户的位置在非正常区域长期处于静止状态，同样服务器发送预警信息给社区管理人员；
步骤6)根据显示的老人的轨迹信息，分析多位老人的轨迹共性，系统推送相关的老人感兴趣的消息，由手机终端或者PC端显示的老人轨迹信息，分析多位老人的轨迹信息共性，当出现多人长时间处于某一区域时，系统默认老人会对此区域的活动感兴趣，从而推送相关的消息。