防丟器系統(tǒng)及基于該系統(tǒng)的距離計算方法
【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，針對運些現(xiàn)象，防丟器產(chǎn)品應(yīng)運而生。
[0003] 目前防丟器方案主要通過防丟器與移動終端間通過藍牙等方式相互連接，在報警 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告給移動端，用戶在移動端 查看。類似此種方案存在的主要不足結(jié)合現(xiàn)有文獻分別介紹：
[0004] 如文獻CN105185056A(發(fā)明名稱:一種基于定位模塊的防丟器，申請日：20150803, 公布日：20151223)是將移動端和防丟器端分為主從設(shè)備，主從設(shè)備基于藍牙4.0模塊進行 無線通訊，當兩者距離超過通訊范圍時，啟動報警模式，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行定位，然后將主從設(shè)備移動至兩者重新建立連接時，主設(shè)備 通過其尋物模塊尋找從設(shè)備。針對運篇文獻，主要不足是主從設(shè)備通過藍牙連接，當兩者超 過藍牙通訊范圍會出現(xiàn)失聯(lián)的情況，即使從設(shè)備進行定位，主設(shè)備也無法查看，需要通過人 工的"嘗試性"移動將主設(shè)備移動到從設(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，運種方式明顯效率很低，且成功率不高。
[0005] 如文獻CN203982554U(發(fā)明名稱：一種無線防丟器，申請日：20140401,公布日： 20141203)是提供兩個結(jié)構(gòu)相同的防丟裝置，每個防丟裝置都具有無線收發(fā)模塊，兩個防丟 裝置之間的無線收發(fā)裝置互相匹配通訊，通過通訊信號的強度來反應(yīng)物品與用戶之間的距 離W及控制報警方式，用戶通過走動，根據(jù)報警方式來大致判斷丟失物品的距離和方位。針 對運篇文獻，主要不足是沒有提供一個有效的定位方法，一方面，如果兩個防丟器距離超過 通訊范圍，也會出現(xiàn)失聯(lián)的情況，從而無法找到丟失物品，另一方面，根據(jù)用戶的走動引起 的通訊強度改變來判斷丟失物品距離和方位要求環(huán)境中運種無線信號非常穩(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，實用價值不高。
[0006] 如文獻CN102523555A(發(fā)明名稱：一種基于移動定位技術(shù)的防丟設(shè)備，申請日： 20111128，公布日：20120627)公布的防丟設(shè)備包括子機和手機，子機通過GPS模塊進行實時 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)，手機通過內(nèi)載軟件，從GPRS網(wǎng)上 下載子機發(fā)送的位置信息，從而完成防丟定位過程。針對運篇文獻，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，對于室內(nèi)導航的要求（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使得各城市Wi-Fi覆蓋面積日趨擴大，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)多個城市也提出建設(shè)無線城市的口號。 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)，一般有人員流動的地點也能夠采集到Wi-Fi無線信號。尤其在在大型公共場合，都能 探測到足夠豐富的Wi-Fi信號。運種日漸全覆蓋的Wi-Fi信號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)實現(xiàn)終端間（包 括防丟器、移動終端等)相對距離估計，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。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)包括至少一個防丟器端，至少一個 移動終端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信號的設(shè)備或裝置， 例如商家的無線網(wǎng)絡(luò)、通信基站、手機熱點無線網(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集合及其信號強度集合;所述Wi-Fi信息通過所述GSM無線傳輸模塊存儲至云 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模塊掃描信號的 頻率。
[0014] 優(yōu)選地，所述移動終端掃描周圍環(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集合及其信號強度集合。當 然，該Wi-Fi信息也可W再添加其他的信息集合，例如信號源的類型、信號變化等等，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的情況下的實 時更新，本發(fā)明中，存儲至云端服務(wù)器的各所述Wi-Fi信息，W各自的上傳時間作為時間標 尺。
[0016] 優(yōu)選地，當所述云端服務(wù)器接收距離估計請求時，且所述防丟器端的時間標尺與 所述移動終端的時間標尺的差滿足闊值要求時，則進行距離計算，并將計算結(jié)果傳輸至所 述移動終端。
[0017] 優(yōu)選地，所述云端服務(wù)器還包含時間標尺窗口單元，用于設(shè)定時間標尺的差的闊 值；W及當所述時間標尺的差小于或等于該闊值時，進行所述防丟器端與所述移動終端的 距離計算；當所述時間標尺的差大于該闊值時，則不進行距離計算。該闊值的設(shè)定可W根據(jù) 精度要求或者計算頻率等需要而更改。
[0018] 優(yōu)選地，所述云端服務(wù)器還包含距離計算單元，用于在一連通區(qū)域中，依據(jù)防丟器 端及移動終端上傳的所述Wi-Fi信息，計算丟器端和移動終端之間的距離；
[0019] 所述連通區(qū)域，是指在一信號場區(qū)域內(nèi)，任意兩觀察點A和B，總可W找到一系列的 觀察點，使得相鄰的觀察點進行Wi-F巧描的AP集合總是存在交集，即存在一些AP在相鄰的 兩個觀察點都能被掃描到。
[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] 在另一個方面，本發(fā)明還提供了一種基于防丟器系統(tǒng)距離計算方法，該系統(tǒng)包括 至少一個防丟器端，至少一個移動終端，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，W各自上傳的Wi-Fi信息的上傳時間作為時間標尺；
[0026] 步驟3、所述云端服務(wù)器接收到終端距離估計請求，當所述防丟器端的時間標尺與 所述移動終端的時間標尺的差滿足闊值要求時，進行距離計算；
[0027] 步驟4、所述云端服務(wù)器將距離計算結(jié)果傳輸至所述移動終端。
[0028] 優(yōu)選地，所述步驟1中的收集的環(huán)境為一個連通區(qū)域，所述連通區(qū)域，是指在一信 號場區(qū)域內(nèi)，任意兩觀察點A和B，總可W找到一系列的觀察點，使得相鄰的觀察點進行Wi? Fi 掃描的 AP 集合總是存在交集，即存在一些 AP 在相鄰的兩個觀察點都能被掃描到。
[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集合及其信號強 度集合。
[0031] 優(yōu)選地，所述步驟3中進一步包含：
[0032] 3-1、所述云端服務(wù)器接收距離估計請求；
[0033] 3-2、W-預設(shè)的時間標尺差闊值TO為窗口，對所述防丟器端上傳的時間標尺TAW 及所述移動終端上傳的時間標尺TB進行掃描;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,則進行距離計算;若TA與TB的差值大于ΤΟ,βυ 不進行距離計算。
[0035] 優(yōu)選地，所述步驟3中的距離計算，可W根據(jù)經(jīng)驗值，依據(jù)已收集及上傳的Wi-Fi信 息進行判斷，建立起一判斷函數(shù)，并依據(jù)該判斷函數(shù)W及防丟器端和移動終端上傳的信息， 進行距離計算。該距離計算方法可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中的距離計算，采用W下方式：
[0037] 設(shè)所述防丟器端及所述移動終端掃描獲得的AP集合分別為{ap}A和{ap}B，兩個集 合中各有N和Μ個AP，相同的AP數(shù)量為:MacNum，定義相同AP比例參數(shù)
則距離計算公式為：
[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)間對應(yīng)白勺足巨罔取小值，Dsim-max是Psim所屬區(qū)間對應(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 %的范圍分為若干個區(qū)間， Pdif所在區(qū)間范圍的最大值；
[0042] 進一步優(yōu)選地，所述Pdif的計算公式如下：
[0043]
[0044] 或者，更為優(yōu)選地，所述步驟3中的距離計算，采用W下方式：
[0045] 通過機器學習，獲得距離計算函數(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) 計特征；同時，對于每一個特征向量Xk，記錄其相應(yīng)的觀測值Yk，化表示兩個觀測地點的實 際距離，形成訓練特征對(Xk，化）；其中，K=1，2，···，N，{ap}表示AP集合，{rssi}表示AP信號 強度集合。
[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，僅僅需要兩個定位的終端具有Wi-Fi掃描能 力(一般Wi-Fi模塊都具備），不會出現(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)實現(xiàn)終端間（包括防丟器、移動終端等)相對距離估計，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；
[0050] 3、本發(fā)明將具體的距離計算設(shè)置在云端服務(wù)器中，不會給終端造成大量數(shù)據(jù)處理 的負擔。
【附圖說明】
[0051] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(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)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W 根據(jù)運些附圖獲得其它的附圖。
[0052] 圖1為本發(fā)明實施例的防丟器設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖；
[0053] 圖2為本發(fā)明實施例的測距流程示意圖；
[0054] 圖3為本發(fā)明實施例的防丟器設(shè)備電路結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0055] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例一種應(yīng)用程序推薦方法及裝置進行詳細描述。應(yīng)當 明確，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的 實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都 屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0056] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當知曉，下述具體實施例或【具體實施方式】，是本發(fā)明為進一步 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施例或?qū)嵤┓?式無法與其他的實施例或?qū)嵤┓绞竭M行關(guān)聯(lián)設(shè)置或共同使用。同時，下述的具體實施例或 實施方式僅作為最優(yōu)化的設(shè)置方式，而不作為限定本發(fā)明的保護范圍的理解。
[0化7]實施例1:
[0058] 在一個具體的實施例中，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 丟器端和其他移動終端(如手機、平板電腦等)構(gòu)成，云端由后臺服務(wù)器構(gòu)成。本實施例給出 了一種新的防丟器設(shè)備和整個防丟器系統(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集合及其信號強度集合{rssi}，作為當前的位 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。因此不需要額外的定位模 塊。
[0062] 在一個具體的實施方式中，Wi-Fi模塊可W選擇例如BCM5356忍片，相對比同類別 解決方案，BCM5356需要更少的外部器件，實現(xiàn)極小的路由器設(shè)計，進而可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。在一個具體的實施方式中，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)明的一個具體的實施方式中，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，當然，在其他的實施例中，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] 在一個具體的實施方式中，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無線傳輸模塊實現(xiàn)對周圍AP數(shù)據(jù)的收集，W及無線通信需 求，在一個具體的實施方式中，上述兩個模塊還分別設(shè)置有天線，用于接收及傳輸數(shù)據(jù)。
[0069] 在一個具體的實施方式中，控制模塊、Wi-Fi模塊、GSM無線傳輸模塊共用一個接地 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] 實施過程:需要定位的終端(包括防丟器端和其他移動終端)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，云端服務(wù)器計算出終端間的距 離，用戶在移動終端下載查看。通過我們的實驗，本發(fā)明的距離精確度可達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終端）的高精度的 距離估計，用戶可在移動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終端)掃描周圍環(huán)境的Wi-Fi信 息，作為其當前位置的信息特征，上傳至云端服務(wù)器存儲，W各自信息上傳的時間化作為時 間標尺；
[0076] 3)云端服務(wù)器如果接收到類似"A，B終端距離估計"請求，在時間標尺差滿足一定 范圍內(nèi)，即可進行距離計算；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終 端)；
[0077] 4)用戶在移動終端通過下載云端計算的距離值就可查看距離信息；
[0078] 系統(tǒng)中的云端服務(wù)器負責進行距離的具體計算：
[0079] 本測距方案主要用來估計一個連通區(qū)域內(nèi)兩點A，B之間的距離，若A，B不在一個連 通區(qū)域內(nèi)，則可W認為A，B距離較遠，在防丟系統(tǒng)中一般不會出現(xiàn)運么遠的距離，如果出現(xiàn) 運種情況可采用基于移動通信基站定位的方法來估計二者的距離。
[0080] 所謂連通區(qū)域，是指在某一信號場區(qū)域內(nèi)，任意兩觀察點A和B，總可W找到一系列 的觀察點，使得相鄰的觀察點進行Wi-Fi掃描的AP集合{APl-i}總是存在交集，即存在一些 AP在相鄰的兩個觀察點都能被掃描到。
[0081 ] 實施例2:
[0082] 如圖2所示，為本發(fā)明所提供的距離計算方法的一示例性實施例，其中點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終端。終端(包括防丟器端和其他移 動終端)之間距離估計方法：
[0083] A)收集環(huán)境中的AP信息，儲存于云端服務(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 及其信號強度集合 {rssi}A，作為當前的位置的信息特征，并上傳至云端服 務(wù)器存儲，W當前時間TA作為該條信息的時間標尺。
[0085] C)在區(qū)域中某一點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 及其信號強度集合 {rssi}B，作為其位置的信息特征，并上傳至云端服務(wù)器 存儲，W當前時間TB作為該條信息的時間標尺。
[0086] D)云端服務(wù)器若接收到"終端距離估計"請求，如需計算終端A和終端B的距離，貝U 服務(wù)器計算程序W-定的時間長度TO為窗口，對終端A和終端B上傳的信息進行距離計算： 即若時間標尺ΤΑ與TB的時差小于TO，則進行距離計算，若ΤΑ與TB的時差大于TO，則不進行計 算。如果不進行計算，后續(xù)可W進行其他的操作，例如等待終端上傳新的Wi-Fi信息，直到窗 口闊值滿足要求，再進行計算，或者重新進行窗口掃描等等，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行即可，本實施例并不W此作為保護范圍的限定； [0087] E)在服務(wù)器端，距離計算可W表示成Dist = function( {ap}A，{rssi}A，{ap}B， {rssi}B，{AP}，{APu})，即A，B點的終端距離的計算需要基于兩個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)域的整個區(qū)域的AP信息{AP}，{APij}。
[0088] 計算函數(shù)化nction的實現(xiàn)可W有多種方案，只要能夠通過已捜集到的Wi-Fi信息， W及時間標尺，進行距離的判定即可，例如，可W采用通過經(jīng)驗比例判斷的方式，或者其他 的能夠獲得一較準確的計算函數(shù)的方式等。
[0089] 在一具體的實施方式中，可W通過W下方式實現(xiàn)：
[0090] 規(guī)則法，即通過對大量的實際數(shù)據(jù)進行觀察、統(tǒng)計、分析后，采用一些口檻值、經(jīng)驗 參數(shù)來設(shè)計實現(xiàn)的化nction。如:兩個終端掃描獲得AP集合為，{ap}A和{ap}B，兩個集合中 各有N和Μ個AP，相同的AP數(shù)量為:MacNum，定義相同AP比例參數(shù)
則 距離計算公式為：
[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)間對應(yīng)的距離最小值，Dsim-max是Psim所屬區(qū)間對應(yīng)的距離最大值;例如可W采用 如下表所示的經(jīng)驗值進行區(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。作為本實施的 優(yōu)選實施方式，所述Pdif-new的計算公式如下：
[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 %的范圍分為若干個區(qū)間， Pdif所在區(qū)間范圍的最大值；
[0097] 進一步優(yōu)選地，所述Pdif的計算公式如下：
[009引
[0099]其中根據(jù)實驗值，將Pdif分成4個區(qū)間，對應(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] ~在又一具體的實施方式中，還可W通過W下方式獲得計算函數(shù): '
[0102] 機器學習方法，即采用機器學習的思路，基于大量的實際數(shù)據(jù)，采用一些機器學習 模型進行學習，獲得的化nction。如：
[0103] 基于兩個地點獲得的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的信號強度差值，x6 代表兩個觀察點之間實現(xiàn)過渡時需要的最小鄰居個數(shù)等等，具體特征維數(shù)及其物理含義可 根據(jù)實際采用的機器學習方法進行特征提取、特征選擇。同時，對于每一個特征向量Xk，記 錄其相應(yīng)的觀測值化，Yk表示兩個觀測地點的實際距離。運樣就形成訓練特征對(Xk，化）。 采集一批大量的運樣的數(shù)據(jù)，則可W形成足夠多的訓練數(shù)據(jù)，對該訓練數(shù)據(jù)利用機器學習 方法進行訓練。
[0104] 此訓練過程可W采用一些經(jīng)典機器學習方法進行模型訓練，比如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學習方 法或支持向量機(SVM)等。支持向量機的輸入是采集到的訓練特征對(XkJk)，輸出是一個 SVM模型Y = function(X)。
[0105] 獲得了化nction后，在實際應(yīng)用時，對于從兩個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理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分流程，是可W 通過計算機程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì) 中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質(zhì)可為磁 碟、光盤、只讀存儲記憶體（Read-Only Memoir，ROM)或隨機存儲記憶體（Random Access Memory，RAM)等。
[0107] W上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，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)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)W權(quán)利要求的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1. 一種防丟器系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)包括至少一個防丟器端，至少一個移動終端 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集合及其信號強度集合;所述Wi-Fi信息通過所述GSM無線傳輸模塊存儲至云端服 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集合及其信號強度集合。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于：存儲至云端服務(wù)器的各所述Wi-Fi信 息，以各自的上傳時間作為時間標尺。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于：當所述云端服務(wù)器接收距離估計請求時， 且所述防丟器端的時間標尺與所述移動終端的時間標尺的差滿足閾值要求，則進行距離計 算，并將計算結(jié)果傳輸至所述移動終端。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)器還包含時間標尺窗口單 元，用于設(shè)定時間標尺的差的閾值；以及 當所述時間標尺的差小于或等于該閾值時，進行所述防丟器端與所述移動終端的距離 計算;當所述時間標尺的差大于該閾值時，則不進行距離計算。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)器還包含距離計算單元，用 于在一連通區(qū)域中，依據(jù)防丟器端及移動終端上傳的所述Wi-Fi信息，計算丟器端和移動終 端之間的距離； 所述連通區(qū)域，是指在一信號場區(qū)域內(nèi)，任意兩觀察點A和B，總可以找到一系列的觀察 點，使得相鄰的觀察點進行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 觀察點都能被掃描到。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)的距離計算方法，該系統(tǒng)包括至少一個防丟器端，至少一個移 動終端，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^}，儲存于所述云端服務(wù) 器； 步驟2、所述防丟器端及所述移動終端掃描周圍環(huán)境的Wi-Fi信息，上傳至云端服務(wù)器 存儲，以各自上傳的Wi-Fi信息的上傳時間作為時間標尺； 步驟3、所述云端服務(wù)器接收到終端距離估計請求，當所述防丟器端的時間標尺與所述 移動終端的時間標尺的差滿足閾值要求時，進行距離計算； 步驟4、所述云端服務(wù)器將距離計算結(jié)果傳輸至所述移動終端。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)境為一個連通 區(qū)域，所述連通區(qū)域，是指在一信號場區(qū)域內(nèi)，任意兩觀察點A和B，總可以找到一系列的觀 察點，使得相鄰的觀察點進行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 個觀察點都能被掃描到。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集合及其信號強度集合。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中進一步包含： 3-1、所述云端服務(wù)器接收距離估計請求； 3-2、以一預設(shè)的時間標尺差閾值T0為窗口，對所述防丟器端上傳的時間標尺TA以及所 述移動終端上傳的時間標尺TB進行掃描； 3-3、若TA與TB的差值小于或等于T0，則進行距離計算;若TA與TB的差值大于T0，則不進 行距離計算。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中的距離計算，采用以下方 式： 設(shè)所述防丟器端及所述移動終端掃描獲得的AP集合分別為{ap}A和{ap}B，兩個集合中 各有N和Μ個AP，相同的AP數(shù)量為:MacNum，定義相同AP比例參數(shù)則距 離計算公式為： 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)間對應(yīng)的距離最小值，0心-111￡?是?5：11 11所屬區(qū)間對應(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%的范圍分為若干個區(qū)間，？冊所 在區(qū)間范圍的最大值； 進一步優(yōu)選地，所述Pdif的計算公式如下：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中的距離計算，采用以下方 式： 通過機器學習，獲得距離計算函數(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)計特 征；同時，對于每一個特征向量Xk，記錄其相應(yīng)的觀測值Yk，Yk表示兩個觀測地點的實際距 離，形成訓練特征對(Xk，Yk);其中，K = 1，2，…，N，{ap}表示AP集合，{rssi}表示AP信號強度 集合。
【文檔編號】H04W64/00GK105872975SQ201610319997
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】劉軍發(fā)
【申請人】中科勁點（北京）科技有限公司