防丟器系統(tǒng)及基于該系統(tǒng)的距離計(jì)算方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種防丟器系統(tǒng)及基于該系統(tǒng)的距離計(jì)算方法，這種防丟器系統(tǒng)中具有Wi?Fi模塊，與其他具有Wi?Fi模塊的終端基于云服務(wù)下構(gòu)成一種高精度的防丟系統(tǒng)，特點(diǎn)在于這種防丟器設(shè)備組成簡單，且此防丟系統(tǒng)只需利用環(huán)境中海量存在的Wi?Fi基站的信號(hào)資源就可以完成高精度的終端間距離測量工作，無需借助衛(wèi)星或者地圖。
【專利說明】
防丟器系統(tǒng)及基于該系統(tǒng)的距離計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種防丟器系統(tǒng)及基于該系統(tǒng)的距離計(jì)算方法，尤其設(shè)及一種包含云 服務(wù)的防丟器及其方法，屬于定位信息技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技的發(fā)展，人們生活水平得到很大提升，節(jié)奏也變得越來越快，從而遺失東 西的現(xiàn)象經(jīng)常在身邊發(fā)生，甚至丟失兒童和老人，針對(duì)運(yùn)些現(xiàn)象，防丟器產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。
[0003] 目前防丟器方案主要通過防丟器與移動(dòng)終端間通過藍(lán)牙等方式相互連接，在報(bào)警 模式下，防丟器端通過GI^定位、Wi-Fi定位等方式將位置信息報(bào)告給移動(dòng)端，用戶在移動(dòng)端 查看。類似此種方案存在的主要不足結(jié)合現(xiàn)有文獻(xiàn)分別介紹：
[0004] 如文獻(xiàn)CN105185056A(發(fā)明名稱:一種基于定位模塊的防丟器，申請(qǐng)日：20150803, 公布日：20151223)是將移動(dòng)端和防丟器端分為主從設(shè)備，主從設(shè)備基于藍(lán)牙4.0模塊進(jìn)行 無線通訊，當(dāng)兩者距離超過通訊范圍時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警模式，并且通過結(jié)合GPS定位、Wi-Fi定位 及GSM定位的綜合定位方法進(jìn)行定位，然后將主從設(shè)備移動(dòng)至兩者重新建立連接時(shí)，主設(shè)備 通過其尋物模塊尋找從設(shè)備。針對(duì)運(yùn)篇文獻(xiàn)，主要不足是主從設(shè)備通過藍(lán)牙連接，當(dāng)兩者超 過藍(lán)牙通訊范圍會(huì)出現(xiàn)失聯(lián)的情況，即使從設(shè)備進(jìn)行定位，主設(shè)備也無法查看，需要通過人 工的"嘗試性"移動(dòng)將主設(shè)備移動(dòng)到從設(shè)備的通訊范圍內(nèi)，才能通過其定位和尋物模塊找到 物品，運(yùn)種方式明顯效率很低，且成功率不高。
[0005] 如文獻(xiàn)CN203982554U(發(fā)明名稱：一種無線防丟器，申請(qǐng)日：20140401,公布日： 20141203)是提供兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的防丟裝置，每個(gè)防丟裝置都具有無線收發(fā)模塊，兩個(gè)防丟 裝置之間的無線收發(fā)裝置互相匹配通訊，通過通訊信號(hào)的強(qiáng)度來反應(yīng)物品與用戶之間的距 離W及控制報(bào)警方式，用戶通過走動(dòng)，根據(jù)報(bào)警方式來大致判斷丟失物品的距離和方位。針 對(duì)運(yùn)篇文獻(xiàn)，主要不足是沒有提供一個(gè)有效的定位方法，一方面，如果兩個(gè)防丟器距離超過 通訊范圍，也會(huì)出現(xiàn)失聯(lián)的情況，從而無法找到丟失物品，另一方面，根據(jù)用戶的走動(dòng)引起 的通訊強(qiáng)度改變來判斷丟失物品距離和方位要求環(huán)境中運(yùn)種無線信號(hào)非常穩(wěn)定，噪聲干擾 很低，即使如此，定位的誤差也很大，多數(shù)情況下，實(shí)用價(jià)值不高。
[0006] 如文獻(xiàn)CN102523555A(發(fā)明名稱：一種基于移動(dòng)定位技術(shù)的防丟設(shè)備，申請(qǐng)日： 20111128，公布日：20120627)公布的防丟設(shè)備包括子機(jī)和手機(jī)，子機(jī)通過GPS模塊進(jìn)行實(shí)時(shí) 定位，并且通過GPRS無線傳輸模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到GPRS網(wǎng)絡(luò)，手機(jī)通過內(nèi)載軟件，從GPRS網(wǎng)上 下載子機(jī)發(fā)送的位置信息，從而完成防丟定位過程。針對(duì)運(yùn)篇文獻(xiàn)，主要不足是定位方法不 好，民用GPS無法在室內(nèi)定位，在室外的精度也一般，約10m，對(duì)于室內(nèi)導(dǎo)航的要求（Im左右） 則無法使用。
[0007] 基于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種定位精確的防丟設(shè)備及其精確定位的方 法，成為了一項(xiàng)迫切的市場需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 目前，無線城市理念的不斷推進(jìn)使得各城市Wi-Fi覆蓋面積日趨擴(kuò)大，國際上主要 大都市如紐約、東京等覆蓋比例甚至超過90%。國內(nèi)多個(gè)城市也提出建設(shè)無線城市的口號(hào)。 如北京自2007年加速建設(shè)無線環(huán)境W來，目前主干道上均被覆蓋，加上道路周邊私人無線 網(wǎng)絡(luò)，一般有人員流動(dòng)的地點(diǎn)也能夠采集到Wi-Fi無線信號(hào)。尤其在在大型公共場合，都能 探測到足夠豐富的Wi-Fi信號(hào)。運(yùn)種日漸全覆蓋的Wi-Fi信號(hào)場就為定位提供了一種新型的 手段。
[0009] 本發(fā)明不需要終端之間相互連接，僅僅需要兩個(gè)定位的終端具有Wi-Fi掃描能力 (一般Wi-Fi模塊都具備），終端將采集的Wi-Fi信息上傳到云端，用戶從云端下載處理過的 距離信息，因此不會(huì)出現(xiàn)設(shè)備之間失聯(lián)的情況，而且本發(fā)明使用Wi-Fi技術(shù)實(shí)現(xiàn)終端間（包 括防丟器、移動(dòng)終端等)相對(duì)距離估計(jì)，不需要衛(wèi)星和地圖資源，具有設(shè)備簡單，成本較低， 測距精確等優(yōu)勢(shì)。解決了上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題。具體而言，本發(fā)明提供了 W下的 技術(shù)方案：
[0010] 本發(fā)明首先提供了一種防丟器系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括至少一個(gè)防丟器端，至少一個(gè) 移動(dòng)終端W及云端服務(wù)器;所述的Wi-Fi AP可W是各種能夠提供Wi-Fi信號(hào)的設(shè)備或裝置， 例如商家的無線網(wǎng)絡(luò)、通信基站、手機(jī)熱點(diǎn)無線網(wǎng)絡(luò)等等；
[0011] 所述防丟器端包括:Wi-Fi模塊、GSM無線傳輸模塊、控制模塊和電源模塊；
[0012] 所述Wi-Fi模塊用于掃描環(huán)境中的Wi-Fi信息，所述Wi-Fi信息至少包括:所有掃描 到的Wi-Fi AP集合及其信號(hào)強(qiáng)度集合;所述Wi-Fi信息通過所述GSM無線傳輸模塊存儲(chǔ)至云 端服務(wù)器；
[0013] 所述控制模塊用于控制電源模塊，W及設(shè)置所有掃描到的Wi-Fi模塊掃描信號(hào)的 頻率。
[0014] 優(yōu)選地，所述移動(dòng)終端掃描周圍環(huán)境中的Wi-Fi信息，并將所述Wi-Fi信息存儲(chǔ)至 云端服務(wù)器;所述Wi-Fi信息至少包括:所有掃描到的Wi-Fi AP集合及其信號(hào)強(qiáng)度集合。當(dāng) 然，該Wi-Fi信息也可W再添加其他的信息集合，例如信號(hào)源的類型、信號(hào)變化等等，可W根 據(jù)具體的判斷要求和判斷精度，添加類似的Wi-Fi信息。
[0015] 優(yōu)選地，為了能夠更加精確地確定距離，并且確保在終端存在移動(dòng)的情況下的實(shí) 時(shí)更新，本發(fā)明中，存儲(chǔ)至云端服務(wù)器的各所述Wi-Fi信息，W各自的上傳時(shí)間作為時(shí)間標(biāo) 尺。
[0016] 優(yōu)選地，當(dāng)所述云端服務(wù)器接收距離估計(jì)請(qǐng)求時(shí)，且所述防丟器端的時(shí)間標(biāo)尺與 所述移動(dòng)終端的時(shí)間標(biāo)尺的差滿足闊值要求時(shí)，則進(jìn)行距離計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果傳輸至所 述移動(dòng)終端。
[0017] 優(yōu)選地，所述云端服務(wù)器還包含時(shí)間標(biāo)尺窗口單元，用于設(shè)定時(shí)間標(biāo)尺的差的闊 值；W及當(dāng)所述時(shí)間標(biāo)尺的差小于或等于該闊值時(shí)，進(jìn)行所述防丟器端與所述移動(dòng)終端的 距離計(jì)算；當(dāng)所述時(shí)間標(biāo)尺的差大于該闊值時(shí)，則不進(jìn)行距離計(jì)算。該闊值的設(shè)定可W根據(jù) 精度要求或者計(jì)算頻率等需要而更改。
[0018] 優(yōu)選地，所述云端服務(wù)器還包含距離計(jì)算單元，用于在一連通區(qū)域中，依據(jù)防丟器 端及移動(dòng)終端上傳的所述Wi-Fi信息，計(jì)算丟器端和移動(dòng)終端之間的距離；
[0019] 所述連通區(qū)域，是指在一信號(hào)場區(qū)域內(nèi)，任意兩觀察點(diǎn)A和B，總可W找到一系列的 觀察點(diǎn)，使得相鄰的觀察點(diǎn)進(jìn)行Wi-F巧描的AP集合總是存在交集，即存在一些AP在相鄰的 兩個(gè)觀察點(diǎn)都能被掃描到。
[0020] 優(yōu)選地，所述電源模塊分別與所述Wi-Fi模塊、控制模塊、GSM無線傳輸模塊電性連 接;所述控制模塊中分別與Wi-Fi模塊、GSM無線傳輸模塊之間進(jìn)行數(shù)據(jù)與控制信息的交互 傳輸;所述控制模塊分別與Wi-Fi模塊、GSM無線傳輸模塊電性連接。
[0021] 優(yōu)選地，所述Wi-Fi模塊、GSM無線傳輸模塊分別包含有天線模塊，用于接收及傳輸 數(shù)據(jù)。
[0022] 優(yōu)選地，所述控制模塊、Wi-Fi模塊、GSM無線傳輸模塊共用接地端。
[0023] 在另一個(gè)方面，本發(fā)明還提供了一種基于防丟器系統(tǒng)距離計(jì)算方法，該系統(tǒng)包括 至少一個(gè)防丟器端，至少一個(gè)移動(dòng)終端，W及云端服務(wù)器，所述方法包括W下步驟：
[0024] 步驟1、收集環(huán)境中的AP集合{APm及AP之間的鄰居關(guān)系{APu}，儲(chǔ)存于所述云端 服務(wù)器；
[0025] 步驟2、所述防丟器端及所述移動(dòng)終端掃描周圍環(huán)境的Wi-Fi信息，上傳至云端服 務(wù)器存儲(chǔ)，W各自上傳的Wi-Fi信息的上傳時(shí)間作為時(shí)間標(biāo)尺；
[0026] 步驟3、所述云端服務(wù)器接收到終端距離估計(jì)請(qǐng)求，當(dāng)所述防丟器端的時(shí)間標(biāo)尺與 所述移動(dòng)終端的時(shí)間標(biāo)尺的差滿足闊值要求時(shí)，進(jìn)行距離計(jì)算；
[0027] 步驟4、所述云端服務(wù)器將距離計(jì)算結(jié)果傳輸至所述移動(dòng)終端。
[0028] 優(yōu)選地，所述步驟1中的收集的環(huán)境為一個(gè)連通區(qū)域，所述連通區(qū)域，是指在一信 號(hào)場區(qū)域內(nèi)，任意兩觀察點(diǎn)A和B，總可W找到一系列的觀察點(diǎn)，使得相鄰的觀察點(diǎn)進(jìn)行Wi? Fi 掃描的 AP 集合總是存在交集，即存在一些 AP 在相鄰的兩個(gè)觀察點(diǎn)都能被掃描到。
[0029] 優(yōu)選地，所述步驟1中的收集環(huán)境中的AP集合{AP}W及AP之間的鄰居關(guān)系{APij}， 通過人工采集或者用戶眾包采集的方式獲取。
[0030] 優(yōu)選地，所述步驟2中的Wi-Fi信息，包括所有掃描到的Wi-Fi AP集合及其信號(hào)強(qiáng) 度集合。
[0031] 優(yōu)選地，所述步驟3中進(jìn)一步包含：
[0032] 3-1、所述云端服務(wù)器接收距離估計(jì)請(qǐng)求；
[0033] 3-2、W-預(yù)設(shè)的時(shí)間標(biāo)尺差闊值TO為窗口，對(duì)所述防丟器端上傳的時(shí)間標(biāo)尺TAW 及所述移動(dòng)終端上傳的時(shí)間標(biāo)尺TB進(jìn)行掃描;更為優(yōu)選地，該TO的設(shè)定可W根據(jù)精度要求 或者計(jì)算頻率等需要而更改。
[0034] 3-3、若TA與TB的差值小于或等于T0,則進(jìn)行距離計(jì)算;若TA與TB的差值大于ΤΟ,βυ 不進(jìn)行距離計(jì)算。
[0035] 優(yōu)選地，所述步驟3中的距離計(jì)算，可W根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，依據(jù)已收集及上傳的Wi-Fi信 息進(jìn)行判斷，建立起一判斷函數(shù)，并依據(jù)該判斷函數(shù)W及防丟器端和移動(dòng)終端上傳的信息， 進(jìn)行距離計(jì)算。該距離計(jì)算方法可W是多種多樣的，更為優(yōu)選地，可W采用如下的幾種算 法：
[0036] 更為優(yōu)選地，所述步驟3中的距離計(jì)算，采用W下方式：
[0037] 設(shè)所述防丟器端及所述移動(dòng)終端掃描獲得的AP集合分別為{ap}A和{ap}B，兩個(gè)集 合中各有N和Μ個(gè)AP，相同的AP數(shù)量為:MacNum，定義相同AP比例參數(shù)
則距離計(jì)算公式為：
[003引 Dist = Dsim-min+Pdif-new*(Dsim-max-Dsim-min)
[0039] 其中，Dist是終端之間的距離，Dsim-min和Dsim-max由相同AP比例參數(shù)Psim來決定， Dsim-min是Psim所屬區(qū)間對(duì)應(yīng)白勺足巨罔取小值，Dsim-max是Psim所屬區(qū)間對(duì)應(yīng)白勺足巨罔取大值，Pdif-new 是根據(jù){ap}A和{ap}B中不同AP所占比例換算得到的權(quán)重因子;優(yōu)選地，所述pdif-new的計(jì)算 公式如下：
[0040]
[0041 ]其中，pdif是指{ap}A和{ap}B中不同AP所占比例;pdif-min是指將0-100%的范圍分 為若干個(gè)區(qū)間，Pdif所在區(qū)間范圍的最小值;Pdif-max是指將0-100 %的范圍分為若干個(gè)區(qū)間， Pdif所在區(qū)間范圍的最大值；
[0042] 進(jìn)一步優(yōu)選地，所述Pdif的計(jì)算公式如下：
[0043]
[0044] 或者，更為優(yōu)選地，所述步驟3中的距離計(jì)算，采用W下方式：
[0045] 通過機(jī)器學(xué)習(xí)，獲得距離計(jì)算函數(shù)；
[0046] 基于所述防丟器端獲得的Wi-Fi信息{ap}A，{rssi}A，及所述移動(dòng)終端獲得的Wi- Fi信息{ap}B，{rSSi}B，提取特征向量X(X1，x2，···，xN)，所述特征向量的每一維代表一種統(tǒng) 計(jì)特征；同時(shí)，對(duì)于每一個(gè)特征向量Xk，記錄其相應(yīng)的觀測值Yk，化表示兩個(gè)觀測地點(diǎn)的實(shí) 際距離，形成訓(xùn)練特征對(duì)(Xk，化）；其中，K=1，2，···，N，{ap}表示AP集合，{rssi}表示AP信號(hào) 強(qiáng)度集合。
[0047] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：
[0048] 1、本發(fā)明不需要終端之間相互連接，僅僅需要兩個(gè)定位的終端具有Wi-Fi掃描能 力(一般Wi-Fi模塊都具備），不會(huì)出現(xiàn)設(shè)備之間失聯(lián)的情況；
[0049] 2、本發(fā)明使用Wi-Fi技術(shù)實(shí)現(xiàn)終端間（包括防丟器、移動(dòng)終端等)相對(duì)距離估計(jì)，不 需要衛(wèi)星和地圖資源，具有設(shè)備簡單，成本較低，測距精確等優(yōu)勢(shì)；
[0050] 3、本發(fā)明將具體的距離計(jì)算設(shè)置在云端服務(wù)器中，不會(huì)給終端造成大量數(shù)據(jù)處理 的負(fù)擔(dān)。
【附圖說明】
[0051] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可W 根據(jù)運(yùn)些附圖獲得其它的附圖。
[0052] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的防丟器設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖；
[0053] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的測距流程示意圖；
[0054] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例的防丟器設(shè)備電路結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0055] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例一種應(yīng)用程序推薦方法及裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng) 明確，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的 實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都 屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0056] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知曉，下述具體實(shí)施例或【具體實(shí)施方式】，是本發(fā)明為進(jìn)一步 解釋具體的
【發(fā)明內(nèi)容】
而列舉的一系列優(yōu)化的設(shè)置方式，而該些設(shè)置方式之間均是可W相互 結(jié)合或者相互關(guān)聯(lián)使用的，除非在本發(fā)明明確提出了其中某些或某一具體實(shí)施例或?qū)嵤┓?式無法與其他的實(shí)施例或?qū)嵤┓绞竭M(jìn)行關(guān)聯(lián)設(shè)置或共同使用。同時(shí)，下述的具體實(shí)施例或 實(shí)施方式僅作為最優(yōu)化的設(shè)置方式，而不作為限定本發(fā)明的保護(hù)范圍的理解。
[0化7]實(shí)施例1:
[0058] 在一個(gè)具體的實(shí)施例中，本發(fā)明的防丟器系統(tǒng)由終端、云端共同組成，終端包括防 丟器端和其他移動(dòng)終端(如手機(jī)、平板電腦等)構(gòu)成，云端由后臺(tái)服務(wù)器構(gòu)成。本實(shí)施例給出 了一種新的防丟器設(shè)備和整個(gè)防丟器系統(tǒng)工作方案。
[0059] 防丟器端
[0060] 如圖1所示，本發(fā)明的防丟器端組成包括:Wi-Fi模塊、GSM無線傳輸模塊、控制模塊 和電源模塊。
[0061] 本發(fā)明的防丟器端主要功能就是通過Wi-Fi模塊掃描其周圍環(huán)境中的Wi-Fi信息， 所述Wi-Fi信息包括所有掃描到的Wi-Fi AP集合及其信號(hào)強(qiáng)度集合{rssi}，作為當(dāng)前的位 置的信息特征，利用GSM無線傳輸模塊上傳至云端服務(wù)器存儲(chǔ)。因此不需要額外的定位模 塊。
[0062] 在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，Wi-Fi模塊可W選擇例如BCM5356忍片，相對(duì)比同類別 解決方案，BCM5356需要更少的外部器件，實(shí)現(xiàn)極小的路由器設(shè)計(jì)，進(jìn)而可W在保證性能的 基礎(chǔ)上降低設(shè)備的總成本。
[0063] 控制模塊組要由中央控制器構(gòu)成，主要用于控制防丟器設(shè)備的電源開關(guān)狀態(tài)W及 設(shè)置Wi-Fi模塊掃描信號(hào)的頻率?？刹捎没贑ICS架構(gòu)的80巧1的8位微控制器。
[0064] GSM無線傳輸模塊，主要用來進(jìn)行無線通信，例如用于與云端服務(wù)器之間的無線通 信。在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，該GSM無線傳輸模塊可W采用華為MG323模塊作為主要部件。
[0065] 結(jié)合圖3,本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施方式中，防丟器終端設(shè)備組成主要包括Wi-Fi 模塊、GSM無線傳輸模塊、電源模塊W及中央控制器。
[0066] 電源模塊，采用紐扣電池作為電源，可減小設(shè)備體積，當(dāng)然，在其他的實(shí)施例中，也 可采用如裡電池、干電池等電源，雖然體積較大，但可大大提高設(shè)備續(xù)航能力。
[0067] 在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，如圖3所示，電源模塊為Wi-Fi模塊、控制模塊、GSM無線 傳輸模塊提供電源，分別與上述Ξ個(gè)模塊電性連接;控制模塊中的中央控制器分別與Wi-Fi 模塊、GSM無線傳輸模塊的核屯、GSM忍片之間進(jìn)行數(shù)據(jù)與控制信息的交互傳輸，并且控制模 塊中的中央控制器分別與Wi-Fi模塊、GSM無線傳輸模塊的粉。GSM忍片電性連接。
[0068] 為便于Wi-Fi模塊、GSM無線傳輸模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)周圍AP數(shù)據(jù)的收集，W及無線通信需 求，在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，上述兩個(gè)模塊還分別設(shè)置有天線，用于接收及傳輸數(shù)據(jù)。
[0069] 在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，控制模塊、Wi-Fi模塊、GSM無線傳輸模塊共用一個(gè)接地 玉山 乂而。
[0070] 云端服務(wù)器：
[0071] 可W選用阿里云云服務(wù)ECS產(chǎn)品。
[0072] 實(shí)施過程:需要定位的終端(包括防丟器端和其他移動(dòng)終端)采集周圍環(huán)境的AP信 息，作為其位置的信息特征，將其上傳到云端服務(wù)器存儲(chǔ)，云端服務(wù)器計(jì)算出終端間的距 離，用戶在移動(dòng)終端下載查看。通過我們的實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明的距離精確度可達(dá)3m左右。
[0073] 本發(fā)明基于云服務(wù)提供一種終端間（包括防丟器端和其他移動(dòng)終端）的高精度的 距離估計(jì)，用戶可在移動(dòng)終端查看物品與自己的距離，適用環(huán)境不限于室內(nèi)或室外，只需要 環(huán)境中部署大量的Wi-Fi基站。系統(tǒng)在具體的工作過程中：
[0074] 1)收集環(huán)境中的Wi-Fi AP信息，儲(chǔ)存于云端服務(wù)器；
[0075] 2)環(huán)境中各位置的終端(包括防丟器端和其他移動(dòng)終端)掃描周圍環(huán)境的Wi-Fi信 息，作為其當(dāng)前位置的信息特征，上傳至云端服務(wù)器存儲(chǔ)，W各自信息上傳的時(shí)間化作為時(shí) 間標(biāo)尺；
[0076] 3)云端服務(wù)器如果接收到類似"A，B終端距離估計(jì)"請(qǐng)求，在時(shí)間標(biāo)尺差滿足一定 范圍內(nèi)，即可進(jìn)行距離計(jì)算；該A，B分別代表系統(tǒng)中的終端（包括防丟器端和其他移動(dòng)終 端)；
[0077] 4)用戶在移動(dòng)終端通過下載云端計(jì)算的距離值就可查看距離信息；
[0078] 系統(tǒng)中的云端服務(wù)器負(fù)責(zé)進(jìn)行距離的具體計(jì)算：
[0079] 本測距方案主要用來估計(jì)一個(gè)連通區(qū)域內(nèi)兩點(diǎn)A，B之間的距離，若A，B不在一個(gè)連 通區(qū)域內(nèi)，則可W認(rèn)為A，B距離較遠(yuǎn)，在防丟系統(tǒng)中一般不會(huì)出現(xiàn)運(yùn)么遠(yuǎn)的距離，如果出現(xiàn) 運(yùn)種情況可采用基于移動(dòng)通信基站定位的方法來估計(jì)二者的距離。
[0080] 所謂連通區(qū)域，是指在某一信號(hào)場區(qū)域內(nèi)，任意兩觀察點(diǎn)A和B，總可W找到一系列 的觀察點(diǎn)，使得相鄰的觀察點(diǎn)進(jìn)行Wi-Fi掃描的AP集合{APl-i}總是存在交集，即存在一些 AP在相鄰的兩個(gè)觀察點(diǎn)都能被掃描到。
[0081 ] 實(shí)施例2:
[0082] 如圖2所示，為本發(fā)明所提供的距離計(jì)算方法的一示例性實(shí)施例，其中點(diǎn)A，B分別 代表了系統(tǒng)中的終端，該終端包括防丟器端和其他移動(dòng)終端。終端(包括防丟器端和其他移 動(dòng)終端)之間距離估計(jì)方法：
[0083] A)收集環(huán)境中的AP信息，儲(chǔ)存于云端服務(wù)器;即，通過人工采集或者用戶眾包采集 的方式，獲得整個(gè)區(qū)域的AP集合{AP似及AP之間的鄰居關(guān)系{APij}。
[0084] B)在區(qū)域中某一點(diǎn)A的終端掃描周圍環(huán)境中的Wi-Fi信息，包括所有掃描到的Wi? Fi AP 集合 {ap}A 及其信號(hào)強(qiáng)度集合 {rssi}A，作為當(dāng)前的位置的信息特征，并上傳至云端服 務(wù)器存儲(chǔ)，W當(dāng)前時(shí)間TA作為該條信息的時(shí)間標(biāo)尺。
[0085] C)在區(qū)域中某一點(diǎn)B的終端掃描周圍環(huán)境中的Wi-Fi信息，包括所有掃描到的Wi? Fi AP 集合 {ap}B 及其信號(hào)強(qiáng)度集合 {rssi}B，作為其位置的信息特征，并上傳至云端服務(wù)器 存儲(chǔ)，W當(dāng)前時(shí)間TB作為該條信息的時(shí)間標(biāo)尺。
[0086] D)云端服務(wù)器若接收到"終端距離估計(jì)"請(qǐng)求，如需計(jì)算終端A和終端B的距離，貝U 服務(wù)器計(jì)算程序W-定的時(shí)間長度TO為窗口，對(duì)終端A和終端B上傳的信息進(jìn)行距離計(jì)算： 即若時(shí)間標(biāo)尺ΤΑ與TB的時(shí)差小于TO，則進(jìn)行距離計(jì)算，若ΤΑ與TB的時(shí)差大于TO，則不進(jìn)行計(jì) 算。如果不進(jìn)行計(jì)算，后續(xù)可W進(jìn)行其他的操作，例如等待終端上傳新的Wi-Fi信息，直到窗 口闊值滿足要求，再進(jìn)行計(jì)算，或者重新進(jìn)行窗口掃描等等，該些后續(xù)處理均屬于常規(guī)的設(shè) 置方式，只要能夠滿足上述方法的完整運(yùn)行即可，本實(shí)施例并不W此作為保護(hù)范圍的限定； [0087] E)在服務(wù)器端，距離計(jì)算可W表示成Dist = function( {ap}A，{rssi}A，{ap}B， {rssi}B，{AP}，{APu})，即A，B點(diǎn)的終端距離的計(jì)算需要基于兩個(gè)終端掃描獲得的周邊AP信 息{ap}A，{rssi}A，{ap}B，{rssi}B，W及該區(qū)域的整個(gè)區(qū)域的AP信息{AP}，{APij}。
[0088] 計(jì)算函數(shù)化nction的實(shí)現(xiàn)可W有多種方案，只要能夠通過已捜集到的Wi-Fi信息， W及時(shí)間標(biāo)尺，進(jìn)行距離的判定即可，例如，可W采用通過經(jīng)驗(yàn)比例判斷的方式，或者其他 的能夠獲得一較準(zhǔn)確的計(jì)算函數(shù)的方式等。
[0089] 在一具體的實(shí)施方式中，可W通過W下方式實(shí)現(xiàn)：
[0090] 規(guī)則法，即通過對(duì)大量的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察、統(tǒng)計(jì)、分析后，采用一些口檻值、經(jīng)驗(yàn) 參數(shù)來設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的化nction。如:兩個(gè)終端掃描獲得AP集合為，{ap}A和{ap}B，兩個(gè)集合中 各有N和Μ個(gè)AP，相同的AP數(shù)量為:MacNum，定義相同AP比例參數(shù)
則 距離計(jì)算公式為：
[0091 ] Dist 二Dsim-min+Pdif-new* (Dsim-max-Dsim-min),其中：
[0092] Di St是終?而之間的距罔，Dsim-min和Dsim-max由相問AP比例參數(shù)Psim來決走,Dsim-min是 Psim所屬區(qū)間對(duì)應(yīng)的距離最小值，Dsim-max是Psim所屬區(qū)間對(duì)應(yīng)的距離最大值;例如可W采用 如下表所示的經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行區(qū)分：
[0093]
[0094] Pdif-new是根據(jù){ap}A和{ap}B不同AP所占比例換算得到的權(quán)重因子。作為本實(shí)施的 優(yōu)選實(shí)施方式，所述Pdif-new的計(jì)算公式如下：
[0095]
[0096] 其中，pdif是指{ap}A和{ap}B中不同AP所占比例;pdif-min是指將0-100%的范圍分 為若干個(gè)區(qū)間，Pdif所在區(qū)間范圍的最小值;Pdif-max是指將0-100 %的范圍分為若干個(gè)區(qū)間， Pdif所在區(qū)間范圍的最大值；
[0097] 進(jìn)一步優(yōu)選地，所述Pdif的計(jì)算公式如下：
[009引
[0099]其中根據(jù)實(shí)驗(yàn)值，將Pdif分成4個(gè)區(qū)間，對(duì)應(yīng)的范圍為（0，20 % )，（ 20 %，40 % )， (40 %，80 % )，（ 80 %，1 )，Pdif-min是指區(qū)間范圍的最小值，Pdif-max則為區(qū)間范圍的最大值。如 下表所示：
[0100]
[0101] ~在又一具體的實(shí)施方式中，還可W通過W下方式獲得計(jì)算函數(shù): '
[0102] 機(jī)器學(xué)習(xí)方法，即采用機(jī)器學(xué)習(xí)的思路，基于大量的實(shí)際數(shù)據(jù)，采用一些機(jī)器學(xué)習(xí) 模型進(jìn)行學(xué)習(xí)，獲得的化nction。如：
[0103] 基于兩個(gè)地點(diǎn)獲得的AP信息{ap}A，{rssi}A，{ap}B，{rssi}B提取特征向量X(xl， x2，···，xN)，該特征向量的每一維代表一種統(tǒng)計(jì)特征，如xl代表相同AP的數(shù)量，x2代表相同 AP的比例，x3代表不同AP的數(shù)量，x4代表不同AP的比例，巧代表相同AP的信號(hào)強(qiáng)度差值，x6 代表兩個(gè)觀察點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)過渡時(shí)需要的最小鄰居個(gè)數(shù)等等，具體特征維數(shù)及其物理含義可 根據(jù)實(shí)際采用的機(jī)器學(xué)習(xí)方法進(jìn)行特征提取、特征選擇。同時(shí)，對(duì)于每一個(gè)特征向量Xk，記 錄其相應(yīng)的觀測值化，Yk表示兩個(gè)觀測地點(diǎn)的實(shí)際距離。運(yùn)樣就形成訓(xùn)練特征對(duì)(Xk，化）。 采集一批大量的運(yùn)樣的數(shù)據(jù)，則可W形成足夠多的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，對(duì)該訓(xùn)練數(shù)據(jù)利用機(jī)器學(xué)習(xí) 方法進(jìn)行訓(xùn)練。
[0104] 此訓(xùn)練過程可W采用一些經(jīng)典機(jī)器學(xué)習(xí)方法進(jìn)行模型訓(xùn)練，比如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)方 法或支持向量機(jī)(SVM)等。支持向量機(jī)的輸入是采集到的訓(xùn)練特征對(duì)(XkJk)，輸出是一個(gè) SVM模型Y = function(X)。
[0105] 獲得了化nction后，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，對(duì)于從兩個(gè)終端提交上來的兩組數(shù)據(jù)，提取其 特征向量X，帶入Υ =化nction(x)即可獲得兩者之間的距離Y。
[0106] 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可W理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分流程，是可W 通過計(jì)算機(jī)程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì) 中，該程序在執(zhí)行時(shí)，可包括如上述各方法的實(shí)施例的流程。其中，所述的存儲(chǔ)介質(zhì)可為磁 碟、光盤、只讀存儲(chǔ)記憶體（Read-Only Memoir，ROM)或隨機(jī)存儲(chǔ)記憶體（Random Access Memory，RAM)等。
[0107] W上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何 熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明掲露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng) 涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)W權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種防丟器系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)包括至少一個(gè)防丟器端，至少一個(gè)移動(dòng)終端 以及云端服務(wù)器； 所述防丟器端包括:Wi-Fi模塊、GSM無線傳輸模塊、控制模塊和電源模塊； 所述Wi-Fi模塊用于掃描環(huán)境中的Wi-Fi信息，所述Wi-Fi信息至少包括:所有掃描到的 Wi-Fi AP集合及其信號(hào)強(qiáng)度集合;所述Wi-Fi信息通過所述GSM無線傳輸模塊存儲(chǔ)至云端服 務(wù)器； 所述控制模塊用于控制電源模塊，以及設(shè)置所有掃描到的Wi-Fi模塊掃描信號(hào)的頻率。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述移動(dòng)終端掃描周圍環(huán)境中的Wi-Fi信 息，并將所述Wi-Fi信息存儲(chǔ)至云端服務(wù)器;所述Wi-Fi信息至少包括:所有掃描到的Wi-Fi AP集合及其信號(hào)強(qiáng)度集合。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于：存儲(chǔ)至云端服務(wù)器的各所述Wi-Fi信 息，以各自的上傳時(shí)間作為時(shí)間標(biāo)尺。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于：當(dāng)所述云端服務(wù)器接收距離估計(jì)請(qǐng)求時(shí)， 且所述防丟器端的時(shí)間標(biāo)尺與所述移動(dòng)終端的時(shí)間標(biāo)尺的差滿足閾值要求，則進(jìn)行距離計(jì) 算，并將計(jì)算結(jié)果傳輸至所述移動(dòng)終端。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于：所述云端服務(wù)器還包含時(shí)間標(biāo)尺窗口單 元，用于設(shè)定時(shí)間標(biāo)尺的差的閾值；以及 當(dāng)所述時(shí)間標(biāo)尺的差小于或等于該閾值時(shí)，進(jìn)行所述防丟器端與所述移動(dòng)終端的距離 計(jì)算;當(dāng)所述時(shí)間標(biāo)尺的差大于該閾值時(shí)，則不進(jìn)行距離計(jì)算。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述云端服務(wù)器還包含距離計(jì)算單元，用 于在一連通區(qū)域中，依據(jù)防丟器端及移動(dòng)終端上傳的所述Wi-Fi信息，計(jì)算丟器端和移動(dòng)終 端之間的距離； 所述連通區(qū)域，是指在一信號(hào)場區(qū)域內(nèi)，任意兩觀察點(diǎn)A和B，總可以找到一系列的觀察 點(diǎn)，使得相鄰的觀察點(diǎn)進(jìn)行Wi-Fi掃描的AP集合總是存在交集，即存在一些AP在相鄰的兩個(gè) 觀察點(diǎn)都能被掃描到。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述電源模塊分別與所述Wi-Fi模塊、控制 模塊、GSM無線傳輸模塊電性連接;所述控制模塊中分別與Wi-Fi模塊、GSM無線傳輸模塊之 間進(jìn)行數(shù)據(jù)與控制信息的交互傳輸;所述控制模塊分別與Wi-Fi模塊、GSM無線傳輸模塊電 性連接。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述Wi-Fi模塊、GSM無線傳輸模塊分別包 含有天線模塊，用于接收及傳輸數(shù)據(jù)。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述控制模塊、Wi-Fi模塊、GSM無線傳輸模 塊共用接地端。10. -種基于防丟器系統(tǒng)的距離計(jì)算方法，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)防丟器端，至少一個(gè)移 動(dòng)終端，以及云端服務(wù)器，其特征在于，所述方法包括以下步驟： 步驟1、收集環(huán)境中的AP集合{AP}以及AP之間的鄰居關(guān)系{AP^}，儲(chǔ)存于所述云端服務(wù) 器； 步驟2、所述防丟器端及所述移動(dòng)終端掃描周圍環(huán)境的Wi-Fi信息，上傳至云端服務(wù)器 存儲(chǔ)，以各自上傳的Wi-Fi信息的上傳時(shí)間作為時(shí)間標(biāo)尺； 步驟3、所述云端服務(wù)器接收到終端距離估計(jì)請(qǐng)求，當(dāng)所述防丟器端的時(shí)間標(biāo)尺與所述 移動(dòng)終端的時(shí)間標(biāo)尺的差滿足閾值要求時(shí)，進(jìn)行距離計(jì)算； 步驟4、所述云端服務(wù)器將距離計(jì)算結(jié)果傳輸至所述移動(dòng)終端。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于:所述步驟1中的收集的環(huán)境為一個(gè)連通 區(qū)域，所述連通區(qū)域，是指在一信號(hào)場區(qū)域內(nèi)，任意兩觀察點(diǎn)A和B，總可以找到一系列的觀 察點(diǎn)，使得相鄰的觀察點(diǎn)進(jìn)行Wi-Fi掃描的AP集合總是存在交集，即存在一些AP在相鄰的兩 個(gè)觀察點(diǎn)都能被掃描到。12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于：所述步驟1中的收集環(huán)境中的AP集合 {AP}以及AP之間的鄰居關(guān)系{APj，通過人工采集或者用戶眾包采集的方式獲取。13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于:所述步驟2中的Wi-Fi信息，包括所有掃 描到的Wi-Fi AP集合及其信號(hào)強(qiáng)度集合。14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于:所述步驟3中進(jìn)一步包含： 3-1、所述云端服務(wù)器接收距離估計(jì)請(qǐng)求； 3-2、以一預(yù)設(shè)的時(shí)間標(biāo)尺差閾值T0為窗口，對(duì)所述防丟器端上傳的時(shí)間標(biāo)尺TA以及所 述移動(dòng)終端上傳的時(shí)間標(biāo)尺TB進(jìn)行掃描； 3-3、若TA與TB的差值小于或等于T0，則進(jìn)行距離計(jì)算;若TA與TB的差值大于T0，則不進(jìn) 行距離計(jì)算。15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于:所述步驟3中的距離計(jì)算，采用以下方 式： 設(shè)所述防丟器端及所述移動(dòng)終端掃描獲得的AP集合分別為{ap}A和{ap}B，兩個(gè)集合中 各有N和Μ個(gè)AP，相同的AP數(shù)量為:MacNum，定義相同AP比例參數(shù)則距 離計(jì)算公式為： Dl St - Dsim-min+Pdif-new* ( Dsim-max_Dsim-min) 其中，Dist是終端之間的距離，Dsim-min和Dsim-max由相同AP比例參數(shù)Psim來決定，Dsim-min是 Psim所屬區(qū)間對(duì)應(yīng)的距離最小值，0心-111￡?是?5：11 11所屬區(qū)間對(duì)應(yīng)的距離最大值，Pdif-new是根據(jù) {ap}A和{ap}B中不同AP所占比例換算得到的權(quán)重因子;優(yōu)選地，所述p dlf-new的計(jì)算公式如 下：其中，Pdif是指{ap}A和{ap}B中不同AP所占比例;pdif-min是指將0-100%的范圍分為若干 個(gè)區(qū)間，pdlf所在區(qū)間范圍的最小值;pdlf-·χ是指將0-100%的范圍分為若干個(gè)區(qū)間，？冊(cè)所 在區(qū)間范圍的最大值； 進(jìn)一步優(yōu)選地，所述Pdif的計(jì)算公式如下：16. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于:所述步驟3中的距離計(jì)算，采用以下方 式： 通過機(jī)器學(xué)習(xí)，獲得距離計(jì)算函數(shù)； 基于所述防丟器端獲得的Wi-Fi信息{ap}A，{rSSi}A，及所述移動(dòng)終端獲得的Wi-Fi信 息{ap}B，{rssi}B，提取特征向量X(X1，x2，…，xN)，所述特征向量的每一維代表一種統(tǒng)計(jì)特 征；同時(shí)，對(duì)于每一個(gè)特征向量Xk，記錄其相應(yīng)的觀測值Yk，Yk表示兩個(gè)觀測地點(diǎn)的實(shí)際距 離，形成訓(xùn)練特征對(duì)(Xk，Yk);其中，K = 1，2，…，N，{ap}表示AP集合，{rssi}表示AP信號(hào)強(qiáng)度 集合。
【文檔編號(hào)】H04W64/00GK105872975SQ201610319997
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年5月13日
【發(fā)明人】劉軍發(fā)
【申請(qǐng)人】中科勁點(diǎn)（北京）科技有限公司