本发明涉及物联网位置信息定位技术领域，特别涉及一种终端定位方法及装置。
背景技术：
随着物联网终端的普及，物联网终端位置信息是物联网应用中一个重要属性。nb-iot(narrowbandinternetofthings，窄带物联网)旨在解决大量物与物之间的低功耗、低带宽、远距离传输的网络连接，属于lpwan(lowpowerwideareanetwork，低功耗广域物联网)这一范畴。传统的位置信息获取一般有两种方式：一种方式是依赖gps(globalpositioningsystem，全球定位系统)模块，而gps模块耗电、成本高、不能用于室内等原因限制了gps模块用于终端位置信息定位的应用；另一种方式是借助与wifi(wireless-fidelity，无线网)或蓝牙标签完成位置匹配，而wifi和蓝牙模块也是属于耗电设备且增加终端成本。
如何在低成本，低功耗的前提下获取物体的位置信息，是一件很有意义工作。不管对于共享单车等车辆位置信息，还是其他物联网终端位置信息的需求，物联网终端位置信息获取是亟需解决的问题。
技术实现要素：
根据本发明实施例提供的方案解决的技术问题是常见的无线指纹定位系统中，指纹获取是费时费力，且无线特征的指纹易受环境变化影响。
根据本发明实施例提供的一种终端定位方法，包括：
在nb-iot终端进入已经进行定位采样的区域后，服务端接收多个nb-iot基站上报的所述nb-iot终端的无线特征信息；
服务端将所接收的无线特征信息与保存的所有采样点的无线特征信息进行匹配处理，确定与所接收的无线特征信息最匹配的k个采样点；
服务端利用所确定的k个采样点的位置信息，确定所述nb-iot终端的位置信息；
其中，所述k为正整数。
根据本发明实施例提供的一种终端定位方法，包括：
nb-iot基站通过探测定位采样区域内nb-iot终端在载波上的prach(physicalrandomaccesschannel，物理随机接入信道)能量尖峰，得到所述nb-iot终端的无线特征信息；
所述nb-iot基站将所得到的所述nb-iot终端的无线特征信息发送给服务端，以便服务端利用所述无线特征信息，确定所述nb-iot终端的位置信息。
根据本发明实施例提供的一种终端定位装置，包括：
接收模块，用于在nb-iot终端进入已经进行定位采样的区域后，服务端接收多个nb-iot基站上报的所述nb-iot终端的无线特征信息；
匹配模块，用于将所接收的无线特征信息与保存的所有采样点的无线特征信息进行匹配处理，确定与所接收的无线特征信息最匹配的k个采样点；
定位模块，用于利用所确定的k个采样点的位置信息，确定所述nb-iot终端的位置信息；
其中，所述k为正整数。
根据本发明实施例提供的一种终端定位的装置，包括：
获取模块，用于通过探测定位采样区域内nb-iot终端在载波上的prach能量尖峰，得到所述nb-iot终端的无线特征信息；
发送模块，用于将所得到的所述nb-iot终端的无线特征信息发送给服务端，以便服务端利用所述无线特征信息，确定所述nb-iot终端的位置信息。
根据本发明实施例提供的一种终端定位的设备，所述设备包括：处理器，以及与所述处理器耦接的存储器；所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的终端定位的程序，所述终端定位的程序被所述处理器执行时实现包括：
在nb-iot终端进入已经进行定位采样的区域后，接收多个nb-iot基站上报的所述nb-iot终端的无线特征信息；
将所接收的无线特征信息与保存的所有采样点的无线特征信息进行匹配处理，确定与所接收的无线特征信息最匹配的k个采样点；
利用所确定的k个采样点的位置信息，确定所述nb-iot终端的位置信息；
其中，所述k为正整数。
根据本发明实施例提供的一种计算机存储介质，存储有终端定位的程序，所述终端定位的程序被处理器执行时实现包括：
在nb-iot终端进入已经进行定位采样的区域后，接收多个nb-iot基站上报的所述nb-iot终端的无线特征信息；
将所接收的无线特征信息与保存的所有采样点的无线特征信息进行匹配处理，确定与所接收的无线特征信息最匹配的k个采样点；
利用所确定的k个采样点的位置信息，确定所述nb-iot终端的位置信息；
其中，所述k为正整数。
根据本发明实施例提供的一种终端定位的设备，所述设备包括：处理器，以及与所述处理器耦接的存储器；所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的终端定位的程序，所述终端定位的程序被所述处理器执行时实现包括：
通过探测定位采样区域内nb-iot终端在载波上的prach能量尖峰，得到所述nb-iot终端的无线特征信息；
将所得到的所述nb-iot终端的无线特征信息发送给服务端，以便服务端利用所述无线特征信息，确定所述nb-iot终端的位置信息。
根据本发明实施例提供的一种计算机存储介质，存储有终端定位的程序，所述终端定位的程序被处理器执行时实现包括：
通过探测定位采样区域内nb-iot终端在载波上的prach能量尖峰，得到所述nb-iot终端的无线特征信息；
将所得到的所述nb-iot终端的无线特征信息发送给服务端，以便服务端利用所述无线特征信息，确定所述nb-iot终端的位置信息。
根据本发明实施例提供的方案，通过多个采样终端对nb-iot基站覆盖范围区域进行前期指纹信息采样和后续指纹更新，或者仅有采样终端上报生成区域采样指纹信息，即可对普通的nb-iot终端进行指纹定位。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种终端定位方法流程图；
图2是本发明实施例提供的一种终端定位装置示意图；
图3是本发明实施例提供的nb-iot基站覆盖区域示意图；
图4是本发明实施例提供的采样终端示意图；
图5是本发明实施例提供的nb-iot终端示意图；
图6是本发明实施例提供的基于nb-iot采样终端采样后的区域指纹示意图；
图7是本发明实施例提供的云端数据处理服务器上采样点信息示意图；
图8是本发明实施例提供的云端数据处理服务器上收集的待定位nb-iot终端信息示意图；
图9是本发明实施例提供的采样过程示意图；
图10是本发明实施例提供的系统初始化示意图；
图11是本发明实施例提供的采样流程示意图；
图12是本发明实施例提供的指纹更新流程示意图；
图13是本发明实施例提供的nb-iot终端定位过程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1是本发明实施例提供的一种nb-iot终端的定位方法流程图，如图1所示，包括：
步骤s101：在nb-iot终端进入已经进行定位采样的区域后，服务端接收多个nb-iot基站上报的所述nb-iot终端的无线特征信息；
步骤s102：服务端将所接收的无线特征信息与保存的所有采样点的无线特征信息进行匹配处理，确定与所接收的无线特征信息最匹配的k个采样点；
步骤s103：服务端利用所确定的k个采样点的位置信息，确定所述nb-iot终端的位置信息；
其中，所述k为正整数。
本发明实施例还包括：服务端接收各nb-iot基站上报采样点的无线特征信息以及所述采样点上采样终端经由nb-iot网络上报的当前采样点的位置信息；服务端通过收集定位采样区域内所有采样点的无线特征信息和位置信息，生成并保存包含采样点、无线特征信息以及位置信息的采样定位表。
其中，所述服务端将所接收的无线特征信息与保存的所有采样点的采样点无线特征信息进行匹配处理，确定与所接收的无线特征信息最匹配的k个采样点包括：服务端将所接收的无线特征信息与所述采样定位表中的所有无线特征信息进行匹配处理，确定与所接收的无线特征信息最匹配的k个无线特征信息；服务端利用所述采样定位表，依次查找与所确定的每个无线特征信息相对应的采样点，得到与所接收的无线特征信息最匹配的k个采样点。
其中，所述服务端利用所确定的k个采样点的位置信息，得到所述nb-iot终端的位置信息包括：服务端通过将所接收的无线特征信息逐一与所述k个采样点无线特征信息进行相似度计算，得到k个采样点的无线特征相似度值；服务端利用所述采样定位表，通过分别查找每个采样点对应的位置信息，得到k个采样点的位置信息；服务端根据所得到的k个采样点的无线特征相似度值和k个采样点的位置信息，使用wknn(weightedk-nearestneighbor，权重邻近算法)方法计算出所述nb-iot终端的位置信息。
本发明实施例还提供了一种终端定位方法，包括：
nb-iot基站通过探测定位采样区域内nb-iot终端在载波上的prach能量尖峰，得到所述nb-iot终端的无线特征信息；
所述nb-iot基站将所得到的所述nb-iot终端的无线特征信息发送给服务端，以便服务端利用所述无线特征信息，确定所述nb-iot终端的位置信息；
其中，所述prach是指物理随机接入信道。
图2是本发明实施例提供的一种终端定位装置示意图，如图2所示，包括：接收模块201，用于在nb-iot终端进入已经进行定位采样的区域后，服务端接收多个nb-iot基站上报的所述nb-iot终端的无线特征信息；匹配模块202，用于将所接收的无线特征信息与保存的所有采样点的无线特征信息进行匹配处理，确定与所接收的无线特征信息最匹配的k个采样点；定位模块203，用于利用所确定的k个采样点的位置信息，确定所述nb-iot终端的位置信息；其中，所述k为正整数。
本发明实施例还包括：保存单元，用于接收各nb-iot基站上报采样点的无线特征信息以及所述采样点上采样终端经由nb-iot网络上报的当前采样点的位置信息，并通过收集定位采样区域内所有采样点的无线特征信息和位置信息，生成并保存包含采样点、无线特征信息以及位置信息的采样定位表。
其中，所述匹配模块202包括：匹配单元，用于将所接收的无线特征信息与所述采样定位表中的所有无线特征信息进行匹配处理，确定与所接收的无线特征信息最匹配的k个无线特征信息；获取单元，用于利用所述采样定位表，依次查找与所确定的每个无线特征信息相对应的采样点，得到与所接收的无线特征信息最匹配的k个采样点。
本发明实施例提供的一种终端定位的装置，包括：获取模块，用于通过探测定位采样区域内nb-iot终端在载波上的prach能量尖峰，得到所述nb-iot终端的无线特征信息；发送模块，用于将所得到的所述nb-iot终端的无线特征信息发送给服务端，以便服务端利用所述无线特征信息，确定所述nb-iot终端的位置信息。
本发明实施例提供了一种终端定位的设备，所述设备包括：处理器，以及与所述处理器耦接的存储器；所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的终端定位的程序，所述终端定位的程序被所述处理器执行时实现包括：
在nb-iot终端进入已经进行定位采样的区域后，接收多个nb-iot基站上报的所述nb-iot终端的无线特征信息；
将所接收的无线特征信息与保存的所有采样点的无线特征信息进行匹配处理，确定与所接收的无线特征信息最匹配的k个采样点；
利用所确定的k个采样点的位置信息，确定所述nb-iot终端的位置信息；
其中，所述k为正整数。
本发明所述的设备，还包括：
接收各nb-iot基站上报采样点的无线特征信息以及所述采样点上采样终端经由nb-iot网络上报的当前采样点的位置信息；
通过收集定位采样区域内所有采样点的无线特征信息和位置信息，生成并保存包含采样点、无线特征信息以及位置信息的采样定位表。
其中，将所接收的无线特征信息与保存的所有采样点的采样点无线特征信息进行匹配处理，确定与所接收的无线特征信息最匹配的k个采样点包括：将所接收的无线特征信息与所述采样定位表中的所有无线特征信息进行匹配处理，确定与所接收的无线特征信息最匹配的k个无线特征信息；利用所述采样定位表，依次查找与所确定的每个无线特征信息相对应的采样点，得到与所接收的无线特征信息最匹配的k个采样点。
其中，所述利用所确定的k个采样点的位置信息，得到所述nb-iot终端的位置信息包括：通过将所接收的无线特征信息逐一与所述k个采样点无线特征信息进行相似度计算，得到k个采样点的无线特征相似度值；利用所述采样定位表，通过分别查找每个采样点对应的位置信息，得到k个采样点的位置信息；根据所得到的k个采样点的无线特征相似度值和k个采样点的位置信息，使用wknn方法计算出所述nb-iot终端的位置信息。
本发明实施例提供了一种计算机存储介质，存储有终端定位的程序，所述终端定位的程序被处理器执行时实现包括：
在nb-iot终端进入已经进行定位采样的区域后，接收多个nb-iot基站上报的所述nb-iot终端的无线特征信息；
将所接收的无线特征信息与保存的所有采样点的无线特征信息进行匹配处理，确定与所接收的无线特征信息最匹配的k个采样点；
利用所确定的k个采样点的位置信息，确定所述nb-iot终端的位置信息；
其中，所述k为正整数。
本发明所述的计算机存储介质，还包括：
接收各nb-iot基站上报采样点的无线特征信息以及所述采样点上采样终端经由nb-iot网络上报的当前采样点的位置信息；
通过收集定位采样区域内所有采样点的无线特征信息和位置信息，生成并保存包含采样点、无线特征信息以及位置信息的采样定位表。
其中，将所接收的无线特征信息与保存的所有采样点的采样点无线特征信息进行匹配处理，确定与所接收的无线特征信息最匹配的k个采样点包括：将所接收的无线特征信息与所述采样定位表中的所有无线特征信息进行匹配处理，确定与所接收的无线特征信息最匹配的k个无线特征信息；利用所述采样定位表，依次查找与所确定的每个无线特征信息相对应的采样点，得到与所接收的无线特征信息最匹配的k个采样点。
其中，所述利用所确定的k个采样点的位置信息，得到所述nb-iot终端的位置信息包括：通过将所接收的无线特征信息逐一与所述k个采样点无线特征信息进行相似度计算，得到k个采样点的无线特征相似度值；利用所述采样定位表，通过分别查找每个采样点对应的位置信息，得到k个采样点的位置信息；根据所得到的k个采样点的无线特征相似度值和k个采样点的位置信息，使用wknn方法计算出所述nb-iot终端的位置信息。
根据本发明实施例提供的一种终端定位的设备，所述设备包括：处理器，以及与所述处理器耦接的存储器；所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的终端定位的程序，所述终端定位的程序被所述处理器执行时实现包括：
通过探测定位采样区域内nb-iot终端在载波上的prach能量尖峰，得到所述nb-iot终端的无线特征信息；
将所得到的所述nb-iot终端的无线特征信息发送给服务端，以便服务端利用所述无线特征信息，确定所述nb-iot终端的位置信息。
根据本发明实施例提供的一种计算机存储介质，存储有终端定位的程序，所述终端定位的程序被处理器执行时实现包括：
通过探测定位采样区域内nb-iot终端在载波上的prach能量尖峰，得到所述nb-iot终端的无线特征信息；
将所得到的所述nb-iot终端的无线特征信息发送给服务端，以便服务端利用所述无线特征信息，确定所述nb-iot终端的位置信息。
本发明实施例需要一部分采样终端对nb-iot基站覆盖区域经行前期指纹信息采样和后续指纹更新，或者仅由采样终端上报生成区域采样指纹信息，即可对普通的nb-iot终端进行指纹定位。普通的nb-iot终端可由电池供电数年。
本发明中的指纹是指：nb-iot基站覆盖区域内某个具体地点的位置信息及该位置上nb-iot终端的无线特性信息。
在本发明的各种实施例中，初始化工作为：nb-iot基站向云端数据处理服务器上报基站经纬度信息；采样阶段：采样终端在该区域内进行采样，nb-iot基站向云端数据处理服务器上报采样终端终端标识及ps数值，采样终端通过nb-iot网络向云端数据处理服务器上报采样终端位置的gps信息，云端数据处理服务器收集采样终端信息，生成该采样点信息；定位阶段：普通的nb-iot终端接入该区域，基站上报nb-iot终端终端标识及ps信息，云端数据处理服务器收集终端信息，并根据采样点指纹信息进行匹配，用匹配到的采样点位置计算nb-iot终端的位置信息；指纹更新：采样终端会驻留在区域内作为普通终端正常使用，采样终端会周期将上报自己的gps信息，云端数据处理服务器收集最新指纹信息并更新系统中指纹。
实施例一：
本发明的系统包括：云端数据处理服务器、nb-iot基站、nb-iot终端，采样终端。
初始化工作为：定位区域的nb-iot基站向云端数据处理服务器上报基站的位置信息。或者云端数据处理服务器上输入nb-iot基站的位置信息。
采样阶段：采样终端在nb-iot基站覆盖区域内进行采样，如图3所示，nb-iot基站向云端数据处理服务器上报采样终端的终端标识及终端上行无线特征，采样终端通过nb-iot网络向云端数据处理服务器上报采样终端位置的位置信息，云端数据处理服务器收集采样终端信息，生成该采样点指纹信息；
在上述方案中，采样终端可以由消息触发进行采样，也可由投入正常使用用途中的采样终端生成指纹。
上述方案中，采样终端由nb-iot通信模块、gps模块、电源模块组成，如图4所示。其中在采样过程中，图9所示，gps模块获取当前采样终端gps信息，nb-iot通信模块可以由按钮触发prach过程，nb-iot各基站所有小区在整个载波上接收prach能量尖峰，并将探测到的信息发送至云端数据处理服务器。采样终端通过nb-iot网络将采样终端gps模块获取到的自身gps(经纬度)信息及采样终端标识发送至云端数据处理服务器。
上述方案中，采样终端的nb-iot通信模块也可以周期性(比如一天)触发prach过程，并通过nb-iot网络向云端数据处理服务器上报当前自身经纬度信息。
上述方案中，云端数据服务器接收各个基站小区发送的对于采样终端prach能量尖峰数值的报文和采样终端的gps信息，并生成采样终端当前位置即当前经纬度下的各个基站小区探测到prach能量尖峰数组的指纹。
上述方案中，根据定位精度的需求不同，区域内采样点的数目可以不同。根据定位精度的需求不同，区域内投入的正常使用用途的采样终端的数目可以不同。
上述方案中，最终生成该区域中各个采样点(带有经纬度信息)上对应的附近nb-iot基站探测的采样终端prach能量尖峰数值的指纹，如图6所示。
定位阶段：普通的nb-iot终端接入该区域，基站上报nb-iot终端的终端标识及无线特征信息，云端数据处理服务器收集终端信息，并根据采样点指纹信息进行匹配，用匹配到的采样点位置计算nb-iot终端的位置信息；
当完成初始的该区域的采样工作后，待定位nb-iot终端，由nb-iot通信模块和电源模块组成，如图5所示，在该区域时，基站各小区向云端数据处理服务器上报nb-iot终端的prach能量尖峰数值，云端数据处理服务器收集待定位终端的信息，如图8所示，然后根据已有的指纹信息通过匹配方法找出最相似的采样点。
上述方案中，各nb-iot基站独立上报探测到的各nb-iot终端prach能量尖峰数值，云端数据处理服务器负责nb-iot基站上报的各终端prach能量尖峰数值的对齐。
上述方案中，云端数据处理服务器匹配方法可以包括但不限于欧式距离相似度，余弦相似度。找出采样点中相似度最高的k个采样点。
上述方案中，在找出待定位终端信息最相似的k个采样点后，根据采样点的经纬度值及以待定位信息和采样点相似度为度量的权重，用wknn方法，计算出待定位终端的位置信息，即经纬度数值。
上述流程中，普通nb-iot终端进入了一个没有指纹采样点的区域，云端数据处理服务器收集待定位终端的信息，如图8所示，将终端的服务小区的nb-iot基站的经纬度数值当作终端的位置输出。同时，云端数据处理服务输出标注，该种场景终端的位置为终端接入基站位置，如需更精确位置，需要完善该区域采样工作。
指纹更新阶段：区域内采样终端周期性上报位置信息，基站上报采样终端无线特征，云端数据处理服务器收集信息以生成新指纹，更新系统内指纹信息。
上述流程中，采样终端驻留在该区域继续完善指纹采样点，云端数据处理服务器周期性更新指纹采样点信息，以提高定位精度。
上述流程中，云端数据处理服务器收集最新的指纹信息，以新指纹信息为基准，通过相似性检查以新指纹经纬度为中心，以r为半径区域内的旧指纹，剔除云端数据处理服务器中相似性低于阈值的旧指纹信息。
实施例二
如图10所示，系统初始化阶段流程：
区域内nb-iot基站部署完成，云端数据处理服务器部署完成。
云端数据处理服务器向区域内各nb-iot基站发送gps请求；
nb-iot基站收到服务器gps请求后，向服务器回复当前基站gps信息；
上述流程中，云端数据处理服务器获取基站gps信息，基站gps信息用于未采样区域nb-iot终端位置大概估计。
本实施例运用在未采样区域，云端数据处理服务器以终端接入基站的gps信息作为终端位置信息输出。
实施例三
如图11所示，采样指纹生成流程：
采样终端在nb-iot覆盖区域内，在一个采样点上，通过消息触发采样终端prach；
采样终端附件nb-iot基站小区在载波上探测prach能量尖峰；
各基站独立将探测到的采样终端的能量尖峰上报云端数据处理服务器；
其中，采样终端接入的nb-iot小区基站上报信息中还包括终端的标识；
采样终端上的gps模块获取终端当前gps信息，并通过终端接入的nb-iot网络将gps信息及终端标识上报云端数据处理服务器；
云端数据处理服务器收集基站和采样终端上报的信息，生成该采样点的指纹信息，如图7所示；
上述流程即完成一个采样点的采样工作，并生成一个采样点上的指纹信息；
然后，将采样终端带到另一个采样点，重复上述采样流程；
上述流程中，可以同时多个采样终端在多个采样点上采样。
如图13所示，nb-iot终端定位流程：
普通nb-iot终端进入到nb-iot基站覆盖区域，普通nb-iot终端周期接入网络，或者nb-iot终端有业务上报时，会触发prach过程；
区域内各nb-iot基站探测nb-iot终端prach能量尖峰；
各nb-iot基站将探测到的nb-iot终端prach能量尖峰数值发送至云端数据处理服务器；
上述流程中，nb-iot终端最终接入的nb-iot小区的基站向云端数据处理服务器上报终端的标识；
云端数据处理服务器收集各nb-iot基站上报的nb-iot终端的prach能量尖峰数值，并做对齐处理；
云端数据服务器在一定时间范围内收集nb-iot终端的各nb-iot基站探测到的prach能量尖峰数值组，作为该nb-iot终端定位输入；
云端数据处理服务器根据nb-iot终端定位输入及采样点指纹信息，根据欧式距离或者余弦相似度来计算nb-iot终端定位输入和采样点指纹之间的相似度；
云端数据处理服务器计算所有相关采样点和nb-iot终端定位输入的相似度后，选择出相似度最高的k个采样点；
云端数据处理服务器根据选出的k个采样点的gps信息及这k个采样点和nb-iot终端定位输入之间相似度w，用wknn算法计算出nb-iot终端的位置信息；
实施例四
图12所示，指纹更新流程：
本系统中，指纹采样终端可以作为普通终端驻留在nb-iot基站覆盖区域内供业务使用；
业务使用中，采样终端的位置发生移动，而这种移动刚好为该区域内指纹完善提供智能途径；
指纹采样终端周期接入nb-iot网络并向云端数据处理服务器上报终端当前gps信息；
云端数据处理服务器不间断收集采样终端信息；
云端数据处理服务器根据采样终端信息生成新的指纹信息；
云端数据处理服务器可以由消息触发更新指纹；
云端数据处理服务器可以定时更新nb-iot基站覆盖区域内指纹；
云端数据处理服务器也可以根据新采样点个数阈值来更新指纹；
云端数据处理服务器以最新指纹为基准，通过相似性检查以新指纹经纬度为中心，以r为半径区域内的旧指纹，剔除云端数据处理服务器中相似性低于阈值的旧指纹信息。
根据本发明实施例提供的方案，采样终端是携带gps模块的，是较为耗电的终端，该终端可以通过电池或其他方式供电或充电。并能够获取普通的nb-iot的位置信息，按照nb-iot的低功耗设计理念，该类型终端可由电池供电数年。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。