一種混合定位系統及其定位方法
2023-08-04 07:22:11
專利名稱：一種混合定位系統及其定位方法
技術領域：
本發明涉及定位系統，特別是一種混合定位系統及其定位方法。
背景技術：
現在常用的定位系統有ZIGBEE、GPS、GSM/CDMA、RFID定位系統，ZIGBEE定位系統覆蓋範圍窄，GPS定位系統耗電量大，GSM/CDMA定位系統定位精度不高，RFID只能近距離使用。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種由ZIGBEE、GPS、GSM/ CDMA、RFID四個子系統組成的混合定位系統及其定位方法，通過克服四個定位子系統各自的缺點，達到在各種不同環境和要求的情況下實現對物體的準確定位，及時地了解和掌握物體位置變化情況的目的。為解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是一種混合定位系統，包括伺服器和終端，伺服器與終端通信，終端包括GSM/CDMA子系統、GPS子系統、ZIGBEE子系統、RFID 子系統和控制器，GSM/CDMA子系統、GPS子系統、ZIGBEE子系統、RFID子系統與控制器連接。一種混合定位系統的定位方法，該方法為當終端處於ZIGBEE子系統的電子圍牆內時，伺服器判斷終端位置是否異常，終端位置異常是指伺服器讀到終端越過ZIGBEE子系統的電子圍牆信息、GSM/CDMA子系統電子圍牆信息、GPS子系統電子圍牆信息、RFID對終端失去控制的信息，或者終端脫離ZIGBEE子系統、GSM/CDMA子系統、GPS子系統的電子圍牆， 或者終端脫離RFID的控制得不到信號；終端處於ZIGBEE子系統的電子圍牆內時，混合定位系統利用ZIGBEE子系統全天候定位終端，當終端脫離ZIGBEE子系統的電子圍牆時，伺服器立即報警，同時控制器啟用GSM/CDMA子系統，伺服器根據GSM/CDMA子系統三角定位原理計算終端的位置，或者伺服器通過GPRS或CDMAlX網絡下發指令啟動終端上的GPS子系統獲取GPS信息，或者GPS子系統定時周期啟動，將終端的位置信息送給伺服器定位終端，混合定位系統始終定位終端；在運輸終端時，首先伺服器用GPS子系統或GSM/CDMA子系統沿著預定的運輸路線設置電子圍牆，在裝有終端的設備內安裝ID轉發器接收設備內各終端 RFID子系統發出的ID信號，並在伺服器上將ID轉發器與一個或多個終端關聯起來，ID轉發器將各終端的ID信號傳送給伺服器校對，若有錯，則伺服器發出告警。控制器優先選擇啟動ZIGBEE子系統，一旦終端發現ZIGBEE子系統可用，控制器將關閉GSM/CDMA、GPS禾Π RFID子系統。所述伺服器判斷終端位置是否異常的步驟為1)啟動伺服器；2)伺服器計算或者接收終端的位置信息；3)伺服器校對終端位置是否在指定區域內，若終端位置在指定區域內，則伺服器等待一段時間，然後返回幻；若終端位置未在指定區域內，則進入4)；
4)判斷終端是否與ID轉發器相關聯，若相關聯，則判斷終端位置是否在指定區域內，若不相關聯，則伺服器發出告警。5)伺服器根據終端異變的位置信息和時間告警；6)伺服器等待一段時間後返回2)，不斷地循環判斷。混合定位系統伺服器實施監控的方式有兩種一種是被動的監控當被監控終端的位置發生變化時，終端向伺服器發送它的代號及它的地理位置信息，伺服器下指令進行監控；另一種是主動監控方式伺服器認為需要監控被監控終端的位置時，伺服器向終端發出指令，起動終端的定位系統，向伺服器傳送被監控終端的位置信息，由伺服器進行監控。以上兩種監控方式既可達到延長終端中的電池使用時間又可滿足定位監控的要求。混合定位系統由伺服器根據被監控終端的位置的變化可進行主被雙重監控，使監控水平、質量和效果得到大幅的提升，可克服以往各子系統單獨定位監控終端存在的技術單一、精度不高、應用範圍受限制的缺點。本發明的混合定位系統及其定位方法可以廣乏地應用到各部門，如監獄對犯人的管理、學校對學生的管理、物資倉庫的管理、軍火庫的管理、大型汽車行的管理、博物院文物的管理、物流公司對物件的管理、單位對員工上下班的管理、銀行金庫和現全押運的管理、 金店鋪面的管理、大型超市貴重物件的管理、家庭貴重物品的管理、小區居民的安全管理、 各單位財務現金管理、部門和單位人事檔案的管理、單位門衛的管理等；可根據各部門、各單位的需要，做成不同類型、不同形裝、不同規格和不同性能的監控終端，本混合定位系統及其定位方法的應用將使各部門、各單位的安全管理提高到新的水平，對促進經濟發展和和諧社會的建設將起到一定的作用。
圖1為本發明一實施例系統結構示意圖；圖2為本發明一實施例終端組成結構圖；圖3為本發明一實施例終端登錄步驟流程圖；圖4為本發明一實施例伺服器識別終端位置是否異常的步驟流程圖；圖5為本發明終端電量監測步驟流程圖。
具體實施例方式如圖1和圖2所示，本發明一實施例包括伺服器和終端，伺服器與終端通信，終端包括GSM/CDMA子系統、GPS子系統、ZIGBEE子系統、RFID子系統和控制器，GSM/CDMA子系統、GPS子系統、ZIGBEE子系統、RFID子系統與控制器連接。如圖3所示，終端登錄的過程為終端加電後開始啟動，判斷是否發現ZIGBEE網絡，若發現ZIGBEE網絡，則加入ZIGBEE網絡，並向伺服器發送登錄信息；若未發現ZIGBEE 網絡，則判斷是否發現GPRS或者CDMAlX網絡，若發現了 GPRS或者CDMAlX網絡，則加入GPRS 或者CDMAlX網絡，並向伺服器發送登錄信息；反之則返回，重新判斷是否發現ZIGBEE網絡； 向伺服器發送登錄信息後，判斷是否登錄成功，若登錄成功，則定時向伺服器發送信息，並循環等待伺服器的指令；若登錄失敗，則返回，重新檢測是否發現ZIGBEE網絡。在混合定位系統中終端的定位是根據終端所處的環境和狀況決定的，終端通過控制器自動啟動或終止ZIGBEE、GPS、GSM/CDMA、RFID四個定位子系統，控制器從ZIGBEE、GPS、 GSM/CDMA、RFID選擇一個或多個可用的子系統定位終端。終端處於ZIGBEE子系統時，混合定位系統利用ZIGBEE子系統M小時全天候定位終端。當控制器讀不到終端ZIGBEE子系統的信息時(終端脫離ZIGBEE子系統)，控制器啟用GSM/CDMA子系統，伺服器根據GSM/ CDMA子系統三角定位的原理計算終端的位置來定位終端，或者伺服器通過GPRS/CDMAIX網絡下發指令啟動終端上的GPS子系統獲取GPS信息定位終端，GPS子系統也可定時周期啟動將終端的位置信息送給伺服器定位終端，混合定位系統始終跟綜定位終端。混合定位系統為節省電源，控制器選擇子系統定位給予ZIGBEE子系統優先權，當終端進入ZIGBEE子系統時，無論終端工作在那個子系統，控制器會重新選擇ZIGBEE子系統定位終端。當終端離開原地脫離ZIGBEE子系統時，伺服器立即報警，GPS或GSM/CDMA子系統跟綜定位終端，伺服器並根據終端不斷發回的位置信息進行追綜。運輸終端時，首先伺服器用GPS或GSM/CDMA子系統沿著預定的運輸路線設置電子圍牆，在運輸設備內安裝ID轉發器接受設備內各終端RFID子系統發出的ID信號，設備內停放的終端沒有離開時，ID轉發器始終能收到每個終端的ID信號。當在設備內的任何一個終端離開後，ID轉發器立即收不到該終端的ID信號，並將此信息轉送伺服器校對，伺服器發出告警。例如銀行為了防運鈔被劫，可用混合定位系統在押鈔設備(汽車、火車、輪船)運行路線上通過GPS或GSM/CDMA子系統設置電子圍牆，在設備內安放ID轉發器，在裝現鈔的箱內安放定位終端。在押鈔設備運行途中如果人為改變運行路線或因運輸線路的彎曲而使終端脫離GPS或GSM/CDMA子系統的電子圍牆時，終端立即向伺服器發出它已脫離GPS或 GSM/CDMA子系統電子圍牆的告警指令。同時伺服器啟動運輸設備內的ID轉發器，ID轉發器接受到的ID信號送伺服器校對無誤時，表明沒有任何終端離開運輸設備，仍在ID轉發器的控制範圍，伺服器不發出第二次告警。當ID轉發器接收到的ID信號個數少於原來的個數或完全收不到ID信號時，伺服器即時向有關部門告警。如果押鈔運輸設備遭劫，只要裝現炒的箱子離開了運輸設備，ID轉發器就會少讀或完全讀不到設備內終端的ID信號，此時伺服器發出告警。如果竊匪竊走現炒箱逃跑，終端會不斷地向伺服器發送終端不斷變化的位置信息，伺服器將告警信號和終端所處的位置、終端的代號、當時的時間等信息發送給有關部門和追蹤人員的手機上以便追蹤竊賊。伺服器判斷終端位置是否異常的步驟如圖4所示。如圖5所示，終端電量檢測流程為終端加電後，等待一段時間(N秒)，判斷電量是否低於閾值，若是，則向伺服器發送電量不足告警；若否，則返回重新等待N秒；若伺服器發送了電量不足告警，則返回重新等待N秒，繼續下面的步驟。混合定位系統採用ZIGBEE、GPS和GSM/CDMA、RFID四個子系統混合定位。充分利用ZIGBEE子系統定位精確又能在室內使用的特點，克服了 GPS子系統不適用於建築物內使用，而GSM/CDMA子系統定位又不準確的缺點。因GPS、GSM/CDMA子系統有在室外使用不受範圍限制的特點，又克服了 ZIGBEE子系統復蓋範圍窄、RFID子系統只能近巨離使用的不足。GPS、GSM/CDMA在室外定位誤差大，對於在室外局部範圍定位精度要求高時RFlD子系統又可發揮其重要作用。利用ZIGBEE、GPS、和GSM/CDMA、RFID四個子系統混合定位、互補的結果，可實用於不同環境、不同要求的定位。成為一種先進的定位系統，從而較好地解決了當前單純使用GPS定位系統誤差大、耗電大，GSM/CDMA定位系統定位精度不高，ZIGBEE定位系統復蓋範圍窄，RFID定位系統只適用近巨離的缺點。同時解決了當前很多單位使用的監控設施只適用於較小的範圍，監控對像離開了原定範圍就無能為力的問題。
混合定位系統具有以下功能主動監控物體位置變化的功能；電子圍牆功能；追蹤功能；監督功能；清點物件數量異常告警動能；押運物件安全管理功能；物件出入管理功能；保衛考勤管理功能；遠程監控的功能等。
權利要求
1.一種混合定位系統，包括伺服器和終端，伺服器與終端通信，終端包括GSM/CDMA子系統、GPS子系統、ZIGBEE子系統、RFID子系統和控制器，其特徵在於，GSM/CDMA子系統、GPS 子系統、ZIGBEE子系統、RFID子系統與控制器連接。
2.如權利要求1所述的混合定位系統的定位方法，其特徵在於，該方法為當終端處於ZIGBEE子系統的電子圍牆內時，伺服器判斷終端位置是否異常，終端位置異常是指伺服器讀到終端越過ZIGBEE子系統的電子圍牆信息、GSM/CDMA子系統電子圍牆信息、GPS子系統電子圍牆信息、RFID對終端失去控制的信息，或者終端脫離ZIGBEE子系統、GSM/CDMA 子系統、GPS子系統的電子圍牆，或者終端脫離RFID的控制得不到信號；終端處於ZIGBEE 子系統的電子圍牆內時，混合定位系統利用ZIGBEE子系統全天候定位終端，當終端脫離 ZIGBEE子系統的電子圍牆時，伺服器立即報警，同時控制器啟用GSM/CDMA子系統，伺服器根據GSM/CDMA子系統三角定位原理計算終端的位置，或者伺服器通過GPRS或CDMAlX網絡下發指令啟動終端上的GPS子系統獲取GPS信息，或者GPS子系統定時周期啟動，將終端的位置信息送給伺服器定位終端，混合定位系統始終定位終端；在運輸終端時，首先伺服器用 GPS子系統或GSM/CDMA子系統沿著預定的運輸路線設置電子圍牆，在裝有終端的設備內安裝ID轉發器接收設備內各終端RFID子系統發出的ID信號，並在伺服器上將ID轉發器與一個或多個終端關聯起來，ID轉發器將各終端的ID信號傳送給伺服器校對，若有錯，則伺服器發出告警。
3.根據權利要求2所述的混合定位系統的定位方法，其特徵在於，控制器優先選擇啟動ZIGBEE子系統，一旦終端發現ZIGBEE子系統可用，控制器關閉GSM/CDMA、GPS和RFID子系統。
4.根據權利要求2所述的混合定位系統的定位方法，其特徵在於，所述伺服器判斷終端位置是否異常的步驟為1)啟動伺服器；2)伺服器計算或者接收終端的位置信息；3)伺服器校對終端位置是否在指定區域內，若終端位置在指定區域內，則伺服器等待一段時間，然後返回2)；若終端位置未在指定區域內，則進入4)；4)判斷終端是否與ID轉發器相關聯，若相關聯，則判斷終端位置是否在指定區域內， 若終端位置在指定區域內，則進入6)；若終端位置不在指定區域內，則進入5)；5)伺服器根據終端異變的位置信息和時間告警；6)伺服器等待一段時間後返回2)，不斷地循環判斷。
全文摘要
本發明公開了一種混合定位系統及其定位方法，混合定位系統包括伺服器和終端，伺服器與終端通信，終端包括GSM/CDMA子系統、GPS子系統、ZIGBEE子系統、RFID子系統和控制器，GSM/CDMA子系統、GPS子系統、ZIGBEEZ系統、RFID子系統與控制器連接，混合定位系統採用ZIGBEE、GPS、GSM/CDMA和RFID四個子系統混合定位，充分利用ZIGBEE定位精確又能在室內使用的特點，克服了GPS不適用於建築物內使用，而GSM/CDMA定位又不準確的缺點。
文檔編號G06K7/00GK102395199SQ20111035640
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月11日 優先權日2011年11月11日
發明者張秀髮 申請人:張秀髮