專利名稱：：一種基于區(qū)域的室內(nèi)定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及定位技術(shù)，尤其涉及一種基于區(qū)域的室內(nèi)定位系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：定位技術(shù)是一直是人們最希望掌握的科學(xué)技術(shù)之一，它對人們社會(huì)有著特殊的意義和用途，被廣泛使用在軍事、治安、醫(yī)學(xué)、航空航天、環(huán)境檢測等各種領(lǐng)域。隨著人們生存環(huán)境越來越復(fù)雜，人們需要管理和監(jiān)控的對象也日益增多，包括士兵、特工、嬰兒、病人、疑犯、礦工、貴重物品、大型機(jī)械等等。這些對象的活動(dòng)范圍越來越廣，戶外、室內(nèi)、地下、礦井、空中都有可能是他們的活動(dòng)范圍；并且對象移動(dòng)的不確定性也不斷增加，各種移動(dòng)形態(tài)都會(huì)出現(xiàn)。如何對這些對象其進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的定位，成為人們非常關(guān)心的研究方向。[0003]目前，已經(jīng)有很多定位技術(shù)被提出并廣泛使用。最常見也最實(shí)用的方法就是著名的全球定位系統(tǒng)(GPS)。它是由美國建立的一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)，用戶可以在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)全天候、連續(xù)、實(shí)時(shí)的三維導(dǎo)航定位和測速；另外，利用該系統(tǒng)，用戶還能夠進(jìn)行高精度的時(shí)間傳遞和高精度的精密定位。GPS計(jì)劃始于1973年，已于1994年進(jìn)入完全運(yùn)行狀態(tài)。根據(jù)定位所采用的觀測值的不同，可分為偽距定位和載波相位定位。偽距定位所采用的觀測值為GPS偽距觀測值，所采用的偽距觀測值既可以是C/A碼偽距，也可以是P碼偽距。偽距定位的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)處理簡單，對定位條件的要求低，不存在整周模糊度的問題，可以非常容易地實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位；其缺點(diǎn)是觀測值精度低，C/A碼偽距觀測值的精度一般為3米，而P碼偽距觀測值的精度一般也在30個(gè)厘米左右，從而導(dǎo)致定位成果精度低。載波相位定位所采用的觀測值為GPS的載波相位觀測值，即Ll、L2或它們的某種線性組合。載波相位定位的優(yōu)點(diǎn)是觀測值的精度高，一般優(yōu)于2個(gè)毫米。但是，在室內(nèi)、地下等衛(wèi)星信號(hào)接收情況糟糕的環(huán)境里，GPS定位將失去作用。針對室內(nèi)環(huán)境里的定位，隨著射頻識(shí)別(RFID，RadioFrequencyIdentification)技術(shù)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，不少學(xué)者提出了基于這兩種技術(shù)的室內(nèi)定位方法。有一種RFID定位技術(shù)非常簡單，將讀卡器安裝分布在需要定位的環(huán)境里不同位置，而且讀卡器讀卡距離也設(shè)置得很短，大約50100厘米，當(dāng)攜帶RFID卡片的對象出現(xiàn)在其中某個(gè)讀卡器附近時(shí)，讀卡器將會(huì)把卡片里攜帶的信息讀取，并報(bào)告該卡片的位置就在相應(yīng)的讀卡器附近。另一種RFID定位技術(shù)利用了信號(hào)強(qiáng)度的概念，這時(shí)讀卡器將會(huì)被設(shè)置成遠(yuǎn)距離讀卡，讀卡距離為150米，并且讀卡器能夠檢測到所采集信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。與上一種RFID定位不同，這里定位對象攜帶的不是卡片，而是讀卡器，卡片被預(yù)先放置在定位環(huán)境中，并配置有參考坐標(biāo)。讀卡器讀到三個(gè)以上卡片的參考坐標(biāo)以及它們通信的信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，將會(huì)利用信號(hào)強(qiáng)度與距離的關(guān)系，運(yùn)用最小二乘法計(jì)算出自己相對與參考位置的坐標(biāo)，從而達(dá)到自身定位的目的。還有一些基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位方法。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都可以利用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的路由信息、傳輸事件、傳輸時(shí)間、鄰居節(jié)點(diǎn)、信號(hào)強(qiáng)度等信息進(jìn)行定位。但這些定位方法的前提是，必須在定位環(huán)境內(nèi)建立起無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。[0006]因此，目前的定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)困難、可行性低、定位不準(zhǔn)確，因此，如何提高定位的可行性和準(zhǔn)確性，成為急待解決的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于區(qū)域的室內(nèi)定位系統(tǒng)，使得定位實(shí)現(xiàn)容易、可行性高、定位準(zhǔn)確。為解決本實(shí)用新型的技術(shù)問題，本實(shí)用新型公開一種基于區(qū)域的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其中，包括定位對象攜帶的并存儲(chǔ)有定位對象特征信息的移動(dòng)點(diǎn)；接收移動(dòng)點(diǎn)發(fā)出的包括定位對象ID的信號(hào)，測量信號(hào)強(qiáng)度，并轉(zhuǎn)發(fā)給中心服務(wù)器的參考點(diǎn)；利用區(qū)域定位算法，結(jié)合所述定位對象ID、信號(hào)強(qiáng)度，以及所述參考點(diǎn)的區(qū)域代碼，計(jì)算出每個(gè)定位對象所處的區(qū)域定位信息的中心服務(wù)器；實(shí)現(xiàn)參考點(diǎn)與服務(wù)器通信連接的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備；所述移動(dòng)點(diǎn)按照IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)與參考點(diǎn)通信；所述參考點(diǎn)通過所述網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備與所述中心服務(wù)器通信連接；所述參考點(diǎn)具有固定的坐標(biāo)以及區(qū)域代碼。較優(yōu)的，還包括接收中心服務(wù)器處理后輸出的定位信息的定位結(jié)果顯示裝置，所述定位結(jié)果顯示裝置與所述中心服務(wù)器通信連接。較優(yōu)的，所述定位結(jié)果顯示裝置為臺(tái)式計(jì)算機(jī)，手機(jī)或筆記本電腦。較優(yōu)的，所述移動(dòng)點(diǎn)通過符合802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的無線信號(hào)與所述參考點(diǎn)通信。較優(yōu)的，所述參考點(diǎn)通過LAN或WLAN所述網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備與所述中心服務(wù)器連接。較優(yōu)的，所述網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備為構(gòu)成局域網(wǎng)或因特網(wǎng)的硬件設(shè)備。較優(yōu)的，所述硬件設(shè)備為路由器、交換機(jī)、網(wǎng)線。較優(yōu)的，所述定位對象攜帶的移動(dòng)點(diǎn)是一種定時(shí)向周圍環(huán)境廣播信號(hào)的信號(hào)發(fā)生器，所述信號(hào)中載有該信號(hào)發(fā)生器唯一的所述定位對象ID信息。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果本實(shí)用新型所公開的基于區(qū)域的室內(nèi)定位系統(tǒng)，充分利用建筑物內(nèi)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)置，對被定位對象進(jìn)行信號(hào)采樣，然后使用區(qū)域定位算法對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，從而獲得對象的位置信息。能夠準(zhǔn)確地實(shí)時(shí)地計(jì)算出對象所處的區(qū)域，并在需要的情況下在地圖中顯示給用戶。圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的一種基于區(qū)域的室內(nèi)定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的移動(dòng)點(diǎn)的位置存在于各個(gè)區(qū)域的概率的示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的區(qū)域預(yù)測分布矩陣示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的室內(nèi)空曠區(qū)域示意圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的多點(diǎn)應(yīng)用場景示意圖；圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例的室內(nèi)多個(gè)房間的應(yīng)用場景示意圖；[0031]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例的另一種應(yīng)用場景的示意圖。具體實(shí)施方式本實(shí)用新型公開一種基于區(qū)域的室內(nèi)定位系統(tǒng)，使得實(shí)現(xiàn)容易、可行性高、定位準(zhǔn)確。本實(shí)用新型公開的基于區(qū)域的室內(nèi)定位系統(tǒng)是一種實(shí)現(xiàn)容易、可行性高、定位準(zhǔn)確的室內(nèi)定位系統(tǒng)。它充分利用建筑物內(nèi)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)置，例如通過LAN或WLAN，再結(jié)合基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低速率個(gè)人局域網(wǎng)，對被定位對象進(jìn)行信號(hào)采樣，然后使用區(qū)域定位算法對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，從而獲得對象的位置信息。所謂區(qū)域定位算法，計(jì)算結(jié)果并不是定位環(huán)境中的某點(diǎn)坐標(biāo)，而是定位環(huán)境中的某片區(qū)域代碼。因?yàn)樵谑覂?nèi)環(huán)境下，無線電磁波傳輸信道受到的干擾較大，信號(hào)的不確定因素很多，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的坐標(biāo)定位不太現(xiàn)實(shí)。而且人們對定位結(jié)果的需求，也不需要精確到坐標(biāo)，只需要知道對象處于該環(huán)境中的哪個(gè)區(qū)域，例如哪個(gè)房間或者哪個(gè)工作區(qū)。所以本實(shí)用新型公開一種基于區(qū)域的室內(nèi)定位系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確地實(shí)時(shí)地計(jì)算出對象所處的區(qū)域，并在需要的情況下在地圖中顯示給用戶。如圖l所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例的一種基于區(qū)域的室內(nèi)定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)可以包括中心服務(wù)器IO，需要定位的移動(dòng)點(diǎn)ll，至少一個(gè)參考點(diǎn)(例如參考點(diǎn)12a，12b，12c)，至少一個(gè)定位結(jié)果顯示裝置(例如，臺(tái)式計(jì)算機(jī)13a，手機(jī)13b，筆記本電腦13c)，至少一個(gè)路由器14。本實(shí)用新型實(shí)施例的基于區(qū)域的室內(nèi)定位系統(tǒng)在應(yīng)用前，需要將定位環(huán)境劃分為若干個(gè)區(qū)域，區(qū)域形狀或大小沒有限制，然后在每個(gè)區(qū)域中放置若干個(gè)參考點(diǎn)，這種參考點(diǎn)(例如參考點(diǎn)12a)可以接收定位對象發(fā)出的信號(hào)，并通過建筑物內(nèi)某種網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備(例如路由器14)發(fā)送給中心服務(wù)器10。每個(gè)參考點(diǎn)在部署后，將獲得唯一的ID和固定的坐標(biāo)以及區(qū)域代碼。每個(gè)定位對象(即移動(dòng)點(diǎn)11)需攜帶一個(gè)信號(hào)發(fā)生器，它會(huì)定時(shí)通過符合IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低速率個(gè)人局域網(wǎng)向周圍環(huán)境廣播信號(hào)，信號(hào)中載有該信號(hào)發(fā)生器唯一的ID信息。附近的參考點(diǎn)接收到移動(dòng)點(diǎn)(定位對象攜帶的信號(hào)發(fā)生器)發(fā)出的信號(hào)后，檢測其信號(hào)強(qiáng)度，然后傳輸給中心服務(wù)器10。中心服務(wù)器10將會(huì)利用區(qū)域定位算法，結(jié)合移動(dòng)點(diǎn)ID、信號(hào)強(qiáng)度，以及參考點(diǎn)的區(qū)域代碼，計(jì)算出每個(gè)定位對象所處的區(qū)域。下面詳細(xì)介紹區(qū)域定位算法的原理及其實(shí)現(xiàn)，以及在這個(gè)系統(tǒng)下進(jìn)行的應(yīng)用場景和應(yīng)用場景結(jié)果分析。本實(shí)用新型實(shí)施例的基于區(qū)域的室內(nèi)定位系統(tǒng)具有可行性高、精度準(zhǔn)確、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。它可以直接利用建筑物內(nèi)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備(例如路由器14)，例如LAN或WLAN，不需要再單獨(dú)施工建立起一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。在需要對對象進(jìn)行定位的室內(nèi)環(huán)境中，大多數(shù)情況下人們只需要知道該對象處于哪個(gè)房間或區(qū)域，那么首先將這個(gè)定位環(huán)境進(jìn)行區(qū)域劃分，每個(gè)區(qū)域有一個(gè)唯一的固定的代碼。在每個(gè)區(qū)域中部署若干個(gè)參考點(diǎn)(例如12a，12b)，參考點(diǎn)是一種同時(shí)具有兩類通信功能的節(jié)點(diǎn)，一方面能夠接收定位對象發(fā)出的符合IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)，另一方面能夠通過建筑物內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備(例如路由器14)跟中心服務(wù)器通信。這些參考點(diǎn)還具有檢測信號(hào)強(qiáng)度的功能，它能夠檢測出它在低速率個(gè)人局域網(wǎng)中收到的每個(gè)信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。每個(gè)參考點(diǎn)在被部署以后，會(huì)被賦予一個(gè)唯一的ID(例如IP地址)，以及它所處區(qū)域的代碼。在這個(gè)環(huán)境中的每個(gè)定位對象需要攜帶一個(gè)移動(dòng)點(diǎn)(例如移動(dòng)點(diǎn)ll)，移動(dòng)點(diǎn)是一種信號(hào)發(fā)生器，能夠定時(shí)向其周圍廣播符合IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)，信號(hào)中包含每個(gè)移動(dòng)點(diǎn)特有的信息(例如ID、電量等)。它周圍的參考點(diǎn)接收到信號(hào)后，檢測該信號(hào)的強(qiáng)度，然后把每個(gè)移動(dòng)點(diǎn)的信息，協(xié)同其信號(hào)強(qiáng)度，一起發(fā)送給中心服務(wù)器10。中心服務(wù)器10是該定位環(huán)境中特有的計(jì)算中心，它通過建筑物內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備(例如路由器14)與每一個(gè)參考點(diǎn)通信。它的主要作用是收集移動(dòng)點(diǎn)信號(hào)，然后運(yùn)行區(qū)域定位算法，利用移動(dòng)點(diǎn)的ID和信號(hào)強(qiáng)度，以及每個(gè)參考點(diǎn)的區(qū)域代碼，計(jì)算出每個(gè)移動(dòng)點(diǎn)所處的區(qū)域。在必要的情況下，它還能夠?qū)γ總€(gè)參考點(diǎn)進(jìn)行配置，保存定位結(jié)果，發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)給定位結(jié)果顯示裝置(例如，臺(tái)式計(jì)算機(jī)13a，手機(jī)13b，筆記本電腦13c)。區(qū)域定位算法正是在以上這種環(huán)境下運(yùn)行的算法，它利用貝葉斯過濾，能夠很大程度地降低室內(nèi)環(huán)境對信號(hào)強(qiáng)度帶來的干擾，從而保證定位結(jié)果的準(zhǔn)確性。本實(shí)用新型實(shí)施例的基于區(qū)域的室內(nèi)定位系統(tǒng)有以下特點(diǎn)1)可行性高，不需要在定位環(huán)境中重新施工搭建網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成簡單有效。2)成本低，各種設(shè)備沒有特殊要求，僅僅具有一些典型的通信功能即可實(shí)現(xiàn)這種技術(shù)，至多在某些設(shè)備中具有信號(hào)強(qiáng)度檢測的功能，這也是一個(gè)要求很低的成熟技術(shù)。3)定位精度高，能夠準(zhǔn)確了解定位對象所處的區(qū)域，當(dāng)區(qū)域大小在5m*5m以上時(shí)，定位準(zhǔn)確性可達(dá)99%。4)抗干擾能力強(qiáng)，室內(nèi)環(huán)境對無線信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度影響較為嚴(yán)重，但該技術(shù)使用的區(qū)域定位算法具有較高的容錯(cuò)性，能夠過濾掉干擾信息。5)系統(tǒng)穩(wěn)定性高，沒有復(fù)雜的路由，沒有高強(qiáng)度的傳輸，網(wǎng)絡(luò)通信都是使用經(jīng)過長期驗(yàn)證的成熟網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。6)對人類干擾小，不需要對人們的正常生活工作環(huán)境做太大改變，定位對象只需攜帶一個(gè)小小的信號(hào)發(fā)生器即可，可以小到2cn^3cm左右。下面將詳細(xì)介紹該技術(shù)的核心部分——區(qū)域定位算法。該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法多種多樣，但核心算法不會(huì)變，正是它保證了該技術(shù)的有效性。在無線通信過程中，信號(hào)強(qiáng)度將會(huì)隨著距離的增加而減弱，這將作為一個(gè)公理成為該算法的基礎(chǔ)。在上面描述的基于區(qū)域的室內(nèi)定位系統(tǒng)中，每個(gè)參考點(diǎn)在收到移動(dòng)點(diǎn)信號(hào)的同時(shí)，將會(huì)檢測該信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，而每個(gè)參考點(diǎn)都具有一個(gè)固定的區(qū)域代碼，那么理論上講，在參考點(diǎn)均勻部署的前提下，哪個(gè)區(qū)域的參考點(diǎn)收到的某移動(dòng)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度最強(qiáng)，那么該移動(dòng)點(diǎn)就位于這個(gè)區(qū)域內(nèi)。但是在實(shí)際情況下并非如此，參考點(diǎn)檢測到的信號(hào)強(qiáng)度實(shí)際上會(huì)受到外界環(huán)境的影響，例如突然有一個(gè)人經(jīng)過移動(dòng)點(diǎn)與參考點(diǎn)之間，將會(huì)使信號(hào)強(qiáng)度大大減弱。為了減少個(gè)別次數(shù)的突然噪聲影響，引入概率統(tǒng)計(jì)方法與必要的噪聲過濾器。在這個(gè)算法中，將使用貝葉斯過濾算法。在任意時(shí)刻下，信號(hào)的強(qiáng)弱狀態(tài)由本次的采樣統(tǒng)計(jì)結(jié)果，上一時(shí)刻的狀態(tài)分布，以及根據(jù)上次結(jié)果對本次的預(yù)測分布，三者共同決定，數(shù)學(xué)描述公式如下P(st|z1:t)=aP(Zt|St)P(st|St—》P(st—Jzw—卩(1)其中，P(st|z1:t)指t時(shí)刻的采樣狀態(tài)分布，P(st—」Zw—》是指t-l時(shí)刻的狀態(tài)分布，P(st|st—》是指按照某種移動(dòng)模型由t-l時(shí)刻的狀態(tài)分布推測出的t時(shí)刻的狀態(tài)分布，—40%io%-—20%10%—20%30%—30%40%_—8%1%_6%12%—P(zt|st)是指在t時(shí)刻測量取樣的狀態(tài)分布，a是歸一化參數(shù)。狀態(tài)分布矩陣，用來描述某個(gè)移動(dòng)點(diǎn)的位置存在于各個(gè)區(qū)域的概率，例如如圖2所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例的移動(dòng)點(diǎn)的位置存在于各個(gè)區(qū)域的概率的示意圖?；谒俣鹊膮^(qū)域預(yù)測模型，假設(shè)移動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向符合平均分布，并對移動(dòng)點(diǎn)的移動(dòng)速度進(jìn)行概率評估。然后根據(jù)區(qū)域劃分的大小和上次移動(dòng)點(diǎn)的位置，設(shè)置區(qū)域預(yù)測分布矩陣。假設(shè)上次移動(dòng)點(diǎn)的位置在13區(qū)，可假設(shè)有如圖3所示的區(qū)域預(yù)測分布矩陣，為本實(shí)用新型實(shí)施例的區(qū)域預(yù)測分布矩陣示意圖。狀態(tài)分布轉(zhuǎn)換，是指舊的狀態(tài)向新的狀態(tài)的過渡，表現(xiàn)為兩個(gè)概率分布的疊加，忽略噪聲的影響，轉(zhuǎn)換過程為一種修改過的矩陣乘法。公式如下———一40%*20%10%*10%20%*30%30%*40%」j_o7。"7?！?2)最低概率限度m，每個(gè)區(qū)域的概率不能為0，因?yàn)橐坏?將永遠(yuǎn)為O，所以假設(shè)一個(gè)概率值作為0概率。例如m=0.5%基于信號(hào)強(qiáng)度的狀態(tài)統(tǒng)計(jì)分布。根據(jù)RSSI，計(jì)算出的移動(dòng)點(diǎn)在各個(gè)區(qū)域出現(xiàn)的概率。例如收到以下幾個(gè)數(shù)據(jù)包(區(qū)域號(hào)，RSSI):(13,40)(13,10)(12,20)(18,30)。那么在這個(gè)狀態(tài)分布矩陣中，區(qū)域13的概率為(40+10)/(40+10+20+30)，區(qū)域12的概率為20/(40+10+20+30)，區(qū)域18的概率為30/(40+10+20+30)。其他區(qū)域均為m。信號(hào)強(qiáng)度依賴度，本次取樣的狀態(tài)分布對RSSI的依賴程度p?；趨⒖紨?shù)量的狀態(tài)分布，根據(jù)各個(gè)區(qū)域的收到某移動(dòng)點(diǎn)廣播的參考點(diǎn)的數(shù)量，計(jì)算該移動(dòng)點(diǎn)在各個(gè)區(qū)域出現(xiàn)的概率。例如收到[0023]中定義的幾個(gè)數(shù)據(jù)包，那么在這個(gè)狀態(tài)分布矩陣中，區(qū)域13的概率為2/4，區(qū)域12的概率為1/4，區(qū)域18的概率為1/4，其他區(qū)域均為m。參考數(shù)量依賴度，本次取樣的狀態(tài)分布對參考點(diǎn)數(shù)量的依賴程度q。由于對采樣過程只關(guān)注信號(hào)強(qiáng)度和參考點(diǎn)數(shù)量兩個(gè)因素，所以P+q=1。狀態(tài)分布矩陣歸一化，由于在狀態(tài)分布轉(zhuǎn)換過程中忽略了噪聲，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換結(jié)果所有狀態(tài)的和有可能不等于1。歸一化是指把狀態(tài)分布矩陣變換成為所有狀態(tài)和為1的矩陣。公式如下>/02%—?dú)w一化>-腦20%—3%4%—30%40%-下面介紹算法，本實(shí)用新型實(shí)施例中只描述對一個(gè)移動(dòng)點(diǎn)的定位，每個(gè)移動(dòng)點(diǎn)都按照此方法計(jì)算。步驟l，根據(jù)區(qū)域劃分狀況，初始化歷史狀態(tài)分布矩陣Eh。每個(gè)區(qū)域都賦值為1;步驟2，根據(jù)區(qū)域劃分狀況，初始化區(qū)域預(yù)測分布矩陣Ep。每個(gè)區(qū)域都賦值為1;步驟3，初始化定值m，p，q;步驟4，本次定位開始，首先把每個(gè)參考點(diǎn)三個(gè)相同ID、相同序號(hào)的數(shù)據(jù)包的RSSI做平均，作為此參考點(diǎn)收到該ID的移動(dòng)點(diǎn)信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度；步驟5，取出來自不同參考點(diǎn)的相同ID、相同序號(hào)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析，得到基于信號(hào)強(qiáng)度的狀態(tài)分布矩陣Es;步驟6，用第4步中的數(shù)據(jù)，進(jìn)行參考點(diǎn)數(shù)量分析，得到基于參考數(shù)量的狀態(tài)分布矩陣Er;步驟7，根據(jù)上次定位結(jié)果，以及區(qū)域?qū)嶋H劃分和移動(dòng)速度，得到區(qū)域預(yù)測分布矩陣Ep步驟8，按照如下公式計(jì)算狀態(tài)分布E0=(pEs+qEr)XEpXEh(4)步驟9，找出矩陣E。中，概率值最大的區(qū)域。該區(qū)域即為此次定位結(jié)果。步驟10，令Eh=E。，并將Eh歸一化，跳轉(zhuǎn)到第4步。下面將介紹本實(shí)用新型實(shí)施例的基于區(qū)域的室內(nèi)定位系統(tǒng)的工作過程。參考點(diǎn)12a通過Ethernet與中心服務(wù)器10通信，中心服務(wù)器10會(huì)收集所有參考點(diǎn)(例如12a，12b，12c)覆蓋范圍內(nèi)的移動(dòng)點(diǎn)信息，并利用區(qū)域定位算法進(jìn)行計(jì)算，把計(jì)算結(jié)果實(shí)時(shí)發(fā)送給各種定位結(jié)果顯示裝置(例如，臺(tái)式計(jì)算機(jī)13a，手機(jī)13b，筆記本電腦13c)。這個(gè)顯示界面程序可以是運(yùn)行在任意平臺(tái)下面的，能夠與中心服務(wù)器10通信的軟件。因此，整個(gè)系統(tǒng)的靈活性和穩(wěn)定性相當(dāng)高。為了實(shí)現(xiàn)這種系統(tǒng)架構(gòu)，需要一種超低功耗射頻電路板，作為該系統(tǒng)的移動(dòng)點(diǎn)。每塊電路板具有一個(gè)唯一的IEEE地址，作為它的唯一ID。移動(dòng)點(diǎn)11能夠定時(shí)向它周圍的環(huán)境廣播符合IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)，信號(hào)中包含的數(shù)據(jù)有IEEE地址、該移動(dòng)點(diǎn)剩余電量、以及其它一些協(xié)議數(shù)據(jù)。參考點(diǎn)12a，是一個(gè)基于CC2430芯片射頻電路板和一個(gè)基于ARM7芯片的具有Ethernet接口的電路板有機(jī)結(jié)合而成，它能夠接收符合IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的無線信號(hào)，并能夠把這些數(shù)據(jù)通過Ethernet發(fā)送給中心服務(wù)器10。中心服務(wù)器10就是一臺(tái)功能完備的中小型計(jì)算機(jī)，上面運(yùn)行著以區(qū)域定位算法為核心的服務(wù)器程序。本實(shí)用新型實(shí)施例還公開了兩個(gè)室內(nèi)定位應(yīng)用場景，第一個(gè)應(yīng)用場景是在某一大片辦公區(qū)進(jìn)行，第二個(gè)應(yīng)用場景是在大小不同的幾個(gè)相鄰的房間里進(jìn)行，下面將分別描述這兩個(gè)應(yīng)用場景及其應(yīng)用場景結(jié)果。應(yīng)用場景一室內(nèi)空曠區(qū)域首先測量該空曠區(qū)域，繪制出大致地圖。然后將該辦公區(qū)均勻劃分成四個(gè)小區(qū)域，將參考點(diǎn)(又叫定點(diǎn))均勻分布在每個(gè)區(qū)域中，每個(gè)區(qū)域四個(gè)，放置位置在區(qū)域邊界等距離的地方，具體情況如下圖4所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例的室內(nèi)空曠區(qū)域示意圖。在這種環(huán)境下，應(yīng)用場景又分為單點(diǎn)應(yīng)用場景和多點(diǎn)應(yīng)用場景。單點(diǎn)應(yīng)用場景中，只有一個(gè)移動(dòng)點(diǎn)在定位范圍內(nèi)活動(dòng)，其活動(dòng)方式也多種多樣。移動(dòng)點(diǎn)每8秒廣播一次信號(hào)，應(yīng)用場景步驟與每步結(jié)果可以如下各個(gè)表所述(其中8s丟失率指中心服務(wù)器應(yīng)該收到移動(dòng)點(diǎn)信號(hào)的次數(shù)中，沒有收到的次數(shù)的比例。同理，24s丟失率是指中心服務(wù)器連續(xù)24s沒有收到移動(dòng)點(diǎn)數(shù)據(jù)的次數(shù)，占總廣播次數(shù)的比例；定位正確延遲是指移動(dòng)點(diǎn)在移動(dòng)前最后一次定位正確與移動(dòng)后第一次定位正確之間的時(shí)間間隔)。1.在每個(gè)區(qū)的中心處放置移動(dòng)點(diǎn)表1<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>5.在區(qū)域內(nèi)部隨機(jī)移動(dòng)表5<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>6.從兩個(gè)區(qū)的分界處的一邊到另一邊表6<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>多點(diǎn)應(yīng)用場景是對多個(gè)移動(dòng)點(diǎn)進(jìn)行同時(shí)定位的應(yīng)用場景，應(yīng)用場景步驟與每步結(jié)果如下。1.多個(gè)特殊位置的同時(shí)定位測試，在地圖中選定多個(gè)特殊位置，如區(qū)域中心、區(qū)域邊緣、相鄰邊界、對角邊界等特殊位置，將多個(gè)移動(dòng)點(diǎn)同時(shí)放置在這些位置，并進(jìn)行定位應(yīng)用場景，如下圖5所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例的多點(diǎn)應(yīng)用場景示意圖，結(jié)果可以如各個(gè)表所述。表7<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>[0105]2.100個(gè)點(diǎn)放置在一個(gè)區(qū)的中心表8<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>3.100個(gè)點(diǎn)在兩個(gè)區(qū)的分界處表9<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>4.100個(gè)在四個(gè)區(qū)的臨界處放置移動(dòng)點(diǎn)表10<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>5.100個(gè)點(diǎn)分布在四個(gè)區(qū)域中心，每個(gè)區(qū)25個(gè)表ll<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>[0117]6.IOO個(gè)點(diǎn)從一個(gè)區(qū)中心移動(dòng)到另一個(gè)區(qū)中心表12<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>[0120]7.IOO個(gè)從兩個(gè)區(qū)的分界處的一邊到另一邊表13<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>[0130]2.107個(gè)點(diǎn)分布在各個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域大約25個(gè)表15<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>[0133]3.106個(gè)點(diǎn)在1號(hào)區(qū)域，1個(gè)點(diǎn)從一個(gè)區(qū)中心移動(dòng)到另一個(gè)區(qū)中心表16<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>4.107個(gè)點(diǎn)從一個(gè)區(qū)中心移動(dòng)到另一個(gè)區(qū)中心表17<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>5.103個(gè)點(diǎn)在1號(hào)區(qū)域，4個(gè)人各帶一個(gè)點(diǎn)在某個(gè)區(qū)域隨機(jī)移動(dòng)表18<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>權(quán)利要求一種基于區(qū)域的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，包括定位對象攜帶的并存儲(chǔ)有定位對象特征信息的移動(dòng)點(diǎn)；接收移動(dòng)點(diǎn)發(fā)出的包括定位對象ID的信號(hào)，測量信號(hào)強(qiáng)度，并轉(zhuǎn)發(fā)給中心服務(wù)器的參考點(diǎn)；利用區(qū)域定位算法，結(jié)合所述定位對象ID、信號(hào)強(qiáng)度，以及所述參考點(diǎn)的區(qū)域代碼，計(jì)算出每個(gè)定位對象所處的區(qū)域定位信息的中心服務(wù)器；實(shí)現(xiàn)參考點(diǎn)與服務(wù)器通信連接的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備；所述移動(dòng)點(diǎn)按照IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)與參考點(diǎn)通信；所述參考點(diǎn)通過所述網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備與所述中心服務(wù)器通信連接；所述參考點(diǎn)具有固定的坐標(biāo)以及區(qū)域代碼。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括接收中心服務(wù)器處理后輸出的定位信息的定位結(jié)果顯示裝置，所述定位結(jié)果顯示裝置與所述中心服務(wù)器通信連接。3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述定位結(jié)果顯示裝置為臺(tái)式計(jì)算機(jī)，手機(jī)或筆記本電腦。4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述移動(dòng)點(diǎn)通過符合802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的無線信號(hào)與所述參考點(diǎn)通信。5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述參考點(diǎn)通過LAN或WLAN所述網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備與所述中心服務(wù)器連接。6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備為構(gòu)成局域網(wǎng)或因特網(wǎng)的硬件設(shè)備。7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述硬件設(shè)備為路由器、交換機(jī)、網(wǎng)線。8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述定位對象攜帶的移動(dòng)點(diǎn)是一種定時(shí)向周圍環(huán)境廣播信號(hào)的信號(hào)發(fā)生器，所述信號(hào)中載有該信號(hào)發(fā)生器唯一的所述定位對象ID信息。專利摘要本實(shí)用新型公開一種基于區(qū)域的室內(nèi)定位系統(tǒng)，包括定位對象攜帶的并存儲(chǔ)有定位對象特征信息的移動(dòng)點(diǎn)；接收移動(dòng)點(diǎn)發(fā)出的包括定位對象ID的信號(hào)，測量信號(hào)強(qiáng)度，并轉(zhuǎn)發(fā)給中心服務(wù)器的參考點(diǎn)；利用區(qū)域定位算法，結(jié)合所述定位對象ID、信號(hào)強(qiáng)度，以及所述參考點(diǎn)的區(qū)域代碼，計(jì)算出每個(gè)定位對象所處的區(qū)域定位信息的中心服務(wù)器；實(shí)現(xiàn)參考點(diǎn)與服務(wù)器通信連接的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備；所述移動(dòng)點(diǎn)按照IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)與參考點(diǎn)通信；所述參考點(diǎn)通過所述網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備與所述中心服務(wù)器通信連接；所述參考點(diǎn)具有固定的坐標(biāo)以及區(qū)域代碼。通過本實(shí)用新型，使得定位實(shí)現(xiàn)容易、可行性高、定位準(zhǔn)確。文檔編號(hào)G01S5/02GK201535817SQ200920205388公開日2010年7月28日申請日期2009年9月30日優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日發(fā)明者廖湘慶申請人:深圳市新元素醫(yī)療技術(shù)開發(fā)有限公司