智慧社區三維監控平臺及智慧社區三維監控方法
2023-04-29 14:24:01 1
智慧社區三維監控平臺及智慧社區三維監控方法
【專利摘要】本發明提供一種智慧社區三維監控平臺及智慧社區三維監控方法，智慧社區三維監控平臺包括：社區管理模塊、三維顯示模塊、老人服務模塊、查詢統計模塊、系統管理模塊和快捷導航模塊；各模塊相互配合，具有監測信息全面並且功能全面的優點，尤其能夠同時定位被監護人室外位置和室內位置，從而向老人提供更好的服務。
【專利說明】智慧社區三維監控平臺及智慧社區三維監控方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及通信【技術領域】，具體涉及一種智慧社區三維監控平臺及智慧社區三維監控方法。
【背景技術】
[0002]隨著老齡化狀況加劇，老年人健康及其生活質量保障問題逐漸成為社會的關注焦點。如何有效保障其日常生活安全，同時向其提供更全面有效的服務，具有重要現實意義。
[0003]現有技術中，雖然出現少量老人監測終端，但其具有功能不全面、監測信息有限等不足，難以滿足目前社會的老人需求。
【發明內容】
[0004]針對現有技術存在的缺陷，本發明提供一種智慧社區三維監控平臺及智慧社區三維監控方法，具有監測信息全面並且功能全面的優點，從而向老人提供更好的服務。
[0005]本發明採用的技術方案如下:
[0006]本發明提供一種智慧社區三維監控平臺，包括:
[0007]社區管理模塊，用於維護社區設備信息及被監控人員信息；
[0008]三維顯示模塊，用於三維形式地圖信息；
[0009]老人服務模塊，用於對被監護人定位，通過定位實時監測被監護人所在的位置，以及回放被監護人歷史軌跡；
[0010]查詢統計模塊，用於查詢社區信息和人員信息；
[0011]系統管理模塊，用於對系統進行全面的管理操作；
[0012]快捷導航模塊，用於快速在地圖上定位儀器讀頭和被監護人員，並顯示定位位置的經緯度信息。
[0013]優選的，所述社區管理模塊包括社區信息維護子模塊、監控跟蹤人員維護子模塊、老人機設備維護子模塊、RFID讀頭設備維護子模塊；
[0014]其中，社區信息維護子模塊，用於維護社區名稱信息、地址信息、聯繫人信息和活動場所信息；
[0015]監控跟蹤人員維護子模塊，用於維護被監護人員的姓名信息、編號信息、性別信息、籍貫信息和電話信息；
[0016]老人機設備維護子模塊，用於維護老人機SN號信息、損壞時間報警間隔信息、定位間隔信息、報警距離信息、老人機設備對應的被監護人員姓名信息；
[0017]RFID讀頭設備維護子模塊，用於維護RFID讀頭設備唯一編號信息、RFID讀頭設備所屬社區信息、RFID讀頭設備類型信息、RFID讀頭設備的IP位址信息以及RFID讀頭設備的埠號信息。
[0018]優選的，所述老人服務模塊包括:老人定位子模塊和軌跡回放子模塊；
[0019]其中，老人定位子模塊，用於通過選擇社區及被監護人姓名對被監護人進行實時定位；並每隔一個時間段對被監護人當前位置進行刷新；
[0020]軌跡回放子模塊，用於對某個歷史時間段的被監護人進行軌跡回放，進而查看被監護人在某個歷史時間段所經過的地方。
[0021]優選的，所述查詢統計模塊包括社區信息報表子模塊和人員信息報表子模塊；
[0022]其中，所述社區信息報表子模塊用於:通過社區名稱查詢與該社區相關的信息，並生成最終的社區報表；
[0023]所述人員信息報表子模塊用於:通過人員姓名查詢與該人員相關的信息，並生成最終的人員報表。
[0024]優選的，所述系統管理模塊包括用戶信息管理子模塊、角色管理子模塊、模塊管理子模塊和權限管理子模塊；
[0025]其中，用戶信息管理子模塊，用於管理用戶基本信息；
[0026]角色管理子模塊，用於添加、編輯、刪除和查詢角色信息；
[0027]模塊管理子模塊，用於增加、修改、刪除和查詢模塊信息；
[0028]權限管理子模塊，用於對角色進行授權，通過角色對系統模塊進行管理；角色包括超級管理員角色和普通管理員角色。
[0029]優選的，所述快捷導航模塊包括定位儀器讀頭子模塊和人員信息子模塊；
[0030]其中，定位儀器讀頭子模塊，用於在地圖上對定位儀器讀頭進行定位，並在地圖上顯示該讀頭的基本信息；
[0031]人員信息子模塊，用於在地圖上對人員進行定位，並在地圖上顯示該人員的基本信息。
[0032]優選的，所述三維顯示模塊具體用於:在三維地形多解析度模型中加入多解析度的紋理，即將圖像分成多級解析度，然後根據視點的變化選擇其中的解析度，最終顯示所得的三維地圖。
[0033]本發明還提供一種智慧社區三維監控方法，包括以下步驟:
[0034]SI，被監護人攜帶手持式行動裝置，其中，該手持式行動裝置配置有RFID標籤和GPS定位裝置；在社區室內活動區域裝配RFID讀頭設備；
[0035]S2，當被監護人處於室外時，智慧社區三維監控平臺通過GPS定位裝置獲取被監護人當前位置信息，然後執行S3 ；
[0036]當被監護人處於室內時，距RFID標籤一定距離的特定RFID讀頭設備讀取到該RFID標籤發出的攜帶有RFID標籤標識的射頻信息，然後特定RFID讀頭設備向所述智慧社區三維監控平臺發送響應消息，其中，該響應消息攜帶有RFID標籤標識以及特定RFID讀頭設備的IP位址；所述智慧社區三維監控平臺解析特定RFID讀頭設備的IP位址，獲取特定RFID讀頭設備的位置信息，該位置信息即為攜帶有RFID標籤的被監護人的當前位置信息，然後執行S3 ；
[0037]S3，所述智慧社區三維監控平臺基於GIS原理將所述當前位置信息顯示到三維地圖的對應位置。
[0038]本發明提供的智慧社區三維監控平臺及智慧社區三維監控方法，具有以下優點:
[0039](I)能夠同時定位被監護人室外位置和室內位置，具有監控全面的優點；
[0040](2)能在電子地圖中直觀展示被監護人的實時位置，並可對歷史軌跡信息進行回放，具有電子地圖顯示逼真的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0041]圖1為本發明提供的智慧社區三維監控平臺的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0042]以下結合附圖對本發明進行詳細說明:
[0043]如圖1所示，本發明提供一種智慧社區三維監控平臺，包括:社區管理模塊、三維顯示模塊、老人服務模塊、查詢統計模塊、系統管理模塊和快捷導航模塊；各模塊相互配合，從而向被監護人提供更全面的服務。本發明提供的平臺底層採用C++開發，具備運行效率高的特點，在解決海量數據調度與顯示方面有很強的優勢。平臺具備完善靈活的消息機制，在模塊與模塊之間、分布式服務與服務之間、平臺與分布式服務之間、模塊與平臺之間、模塊與分布式服務之間，可進行無中心化服務的方式進行通信。同時平臺支持分式計算、服務組件化，實現三維地理信息系統與仿真計算的結合。以下對各模塊功能分別詳細說明:
[0044](一 )社區管理模塊
[0045]社區管理模塊用於維護社區設備信息及被監控人員信息。具體的，社區管理模塊包括社區信息維護子模塊、監控跟蹤人員維護子模塊、老人機設備維護子模塊、RFID讀頭設備維護子模塊；
[0046]其中，社區信息維護子模塊，用於維護社區名稱信息、地址信息、聯繫人信息和活動場所信息；
[0047]監控跟蹤人員維護子模塊，用於維護被監護人員的姓名信息、編號信息、性別信息、籍貫信息和電話信息；
[0048]老人機設備維護子模塊，用於維護老人機SN號信息、損壞時間報警間隔信息、定位間隔信息、報警距離信息、老人機設備對應的被監護人員姓名信息；
[0049]RFID讀頭設備維護子模塊，用於維護RFID讀頭設備唯一編號信息、RFID讀頭設備所屬社區信息、RFID讀頭設備類型信息、RFID讀頭設備的IP位址信息以及RFID讀頭設備的埠號信息。
[0050]( 二)三維顯示模塊
[0051]三維顯示模塊，用於三維形式地圖信息。具體用於:在三維地形多解析度模型中加入多解析度的紋理，即將圖像分成多級解析度，然後根據視點的變化選擇其中的解析度，最終顯示所得的三維地圖。
[0052]三維顯示是智慧社區三維監控平臺設計過程中最重要的環節，通過三維建模軟體(creator或3d max)和圖像處理軟體，建立三維矢量模型。由於城市面積較大，環境又很複雜，所以根據其自然特點分為地面、建築、小品三個方面來製作。
[0053]隨著計算機硬體和軟體水平的不斷提高，人們對三維地形的真實要求也越來越高。本發明中，一方面，利用光照技術使三維地形有明暗顯示，另一方面，為了提高三維地形的真實性，還添加圖像紋理(如疊加衛星照片、彩色地形圖等)、分形紋理(利用分形產生植被和水系等)和疊加地表地物(道路、河流、建築物等)。
[0054]在已有的三維地形表面上疊加圖像紋理，是提高三維地形真實性的有效方法。但卻存在內存與速度之間的矛盾問題。由於加入了圖像紋理，使得找色算法變得複雜化，明顯影響了三維地形的現實速度。本發明中，在三維地形多解析度模型中加入多解析度的紋理，即將圖像分成了多級解析度，然後根據視點的變化來選擇其中的解析度，從而有效提高顯示速度。
[0055]將圖像的紋理疊加在三維地形的表面，雖然可以增加三維地形顯示的真實性，但在三維地理信息系統中，對地形中的建築物、道路、河流、橋梁等需要進行三維空間構造，以生成空間三維實體。只有這樣，才能進行空間信息查詢和層的管理。對於比較複雜的建築物，一般先用(creator或3d max)來建模，然後在導入到三位地形可視化及其實時顯示系統中。對於簡單的建築物，可以將其多邊形先用三角剖分方法進行剖分，然後將其拉伸到一定的高度，就形成三維實體。
[0056]利用creator (或3d max)軟體作圖最重要的一步就是建模，即建築物的立體模型。通常有三種建模方法，即多邊形、面片和NULBS建模。一般情況下，建築物使用多邊形建模最簡便快捷，事實上，沒有多少事物不能使用多邊形建模，只要使用足夠的細節，可以創建任何表面，建築模型是常見的多邊形模型。在這，只說明在此過程中遇到的問題和需要注意的問題。
[0057]I) Low polygon模型製作為主
[0058]一般在動畫和效果圖製作中，所使用的模型具有很高的解析度，我們稱之為highpolygon。在實時場景中必須使用有很低面數的模型,稱之為Low polygon,因為在實時場景中，運行時必須保證其運算速度的流暢，所以對多邊形的數目規格有很高的限制要求，只有達到要求，才能製作出更符合實際應用的模型來。我們對小區流域中建築的建模時，總是儘可能的除去一些不必要的面來減少數據量。
[0059]2)精確度
[0060]要想使最終的場景具有更高的協調性，其模型的比例尺寸精確度也是不能少的，尤其是遇到像日照分析、測量面積與尺寸的需求時更是如此。在進行日照分析的這類情況下，場景必須符合實際的坐標位置，太陽與場景的相對位置才能正確，從而得到精確的日照計算。
[0061]3)模型的拓撲結構與優化
[0062]模型的拓撲結構技術是在建模中最底層的技術，在製作過程中它經常被忽略，但它意義很重大，在建築模型中它能起到簡潔、美觀、優化又便於貼圖的作用。標準的圓柱體和球體網格的拓撲結構比較規整。優化是我們在製作實時場景中必須考慮的因素，它可以使你製作的場景有更少的數據和更快的運行速度，也能達到很好的模型拓撲結構，儘量給生成的物體更少的段數，不要高解析度製作後再進行優化，那樣會浪費無謂的時間，效果也不好。
[0063]4)模型組合結構
[0064]好多時候不同的人製作的模型在外表上看起來是差不多的，但模型的組合結構卻有很大的不同，它會影響到系統的運行效率和顯示效果，以下有兩點建議:首先，兩個在一起的模型之間不要穿插，它不但會浪費一些顯示資源，而且距離模型很遠時可能出現鋸齒現象。其次，當兩個物體的面比較接近時，會出現共同的閃爍現象，這種情況建議將大面模型共面區域掏空。
[0065]5)光滑顯示
[0066]由於計算機中的模型物體都是由若干個三角面構成的，兩個相連的面之間若不是180°的平面，就會出現一條硬邊，這在製作一些比較圓滑的物體時，顯示上會受到影響，這就需要用到光滑組，彼此相連，同一光滑組的面都會以光滑顯示處理，一個面上也可以有若干個光滑組存在，這樣即使用很少的面數，模型也能達到很好的光滑效果。
[0067]在三維顯示過程中，本發明應用以下關鍵技術:
[0068](I)基於時間維、空間維、業務維的時空仿真結合技術
[0069]基於時間維的三維展示技術(TimeGIS)與基於空間維的業務模型融合技術(SpaceGIS)，將時空仿真技術整合應用，從而實現三維地理信息系統與仿真計算的完美結八口 ο
[0070](2)基於模型的數據製作與下載的三維建模技術
[0071]基於索引的三維引擎數據結構的內核。以模型為構造單元，能快速地建立三維頂點坐標數組，並分別將同一模型單元的頂點坐標組織成適合D3D(Direct3D)高速渲染的三角形列表或三角形條(TriangleStrips)。該數據結構易於擴展,可以容納紋理坐標、法向量和模型變換矩陣，可以添加、變換和刪除模型，具有很大的靈活性；在容納海量數據的同時，也能夠提高D3D渲染速度。
[0072](3)海量遙感影像數據建模與優化技術
[0073]採用了虛擬紋理、分塊調度、金字塔索引等關鍵技術解決了基於遙感影像數據和DEM的海量三維實時漫遊問題。
[0074](三)老人服務模塊
[0075]老人服務模塊，用於對被監護人定位，通過定位實時監測被監護人所在的位置，以及回放被監護人歷史軌跡。老人服務模塊包括:老人定位子模塊和軌跡回放子模塊。
[0076]其中，老人定位子模塊，用於通過選擇社區及被監護人姓名對被監護人進行實時定位；並每隔一個時間段對被監護人當前位置進行刷新；
[0077]軌跡回放子模塊，用於對某個歷史時間段的被監護人進行軌跡回放，進而查看被監護人在某個歷史時間段所經過的地方。
[0078]本發明中，老人定位子模塊對老人進行定位的過程為:
[0079]SI，被監護人攜帶手持式行動裝置，其中，該手持式行動裝置配置有RFID標籤和GPS定位裝置；在社區室內活動區域裝配RFID讀頭設備；
[0080]S2，當被監護人處於室外時，智慧社區三維監控平臺通過GPS定位裝置獲取被監護人當前位置信息；
[0081]當被監護人處於室內時，距RFID標籤一定距離的特定RFID讀頭設備讀取到該RFID標籤發出的攜帶有RFID標籤標識的射頻信息，然後特定RFID讀頭設備向所述智慧社區三維監控平臺發送響應消息，其中，該響應消息攜帶有RFID標籤標識以及特定RFID讀頭設備的IP位址；所述智慧社區三維監控平臺解析特定RFID讀頭設備的IP位址，獲取特定RFID讀頭設備的位置信息，該位置信息即為攜帶有RFID標籤的被監護人的當前位置信息。
[0082](四)查詢統計模塊
[0083]查詢統計模塊，用於查詢社區信息和人員信息。查詢統計模塊包括社區信息報表子模塊和人員信息報表子模塊；
[0084]其中，所述社區信息報表子模塊用於:通過社區名稱查詢與該社區相關的信息，並生成最終的社區報表；
[0085]所述人員信息報表子模塊用於:通過人員姓名查詢與該人員相關的信息，並生成最終的人員報表。
[0086](五)系統管理模塊
[0087]系統管理模塊，用於對系統進行全面的管理操作。系統管理模塊包括用戶信息管理子模塊、角色管理子模塊、模塊管理子模塊和權限管理子模塊；
[0088]其中，用戶信息管理子模塊，用於管理用戶基本信息；
[0089]角色管理子模塊，用於添加、編輯、刪除和查詢角色信息；
[0090]模塊管理子模塊，用於增加、修改、刪除和查詢模塊信息；
[0091]權限管理子模塊，用於對角色進行授權，通過角色對系統模塊進行管理；角色包括超級管理員角色和普通管理員角色。
[0092](六)快捷導航模塊
[0093]快捷導航模塊，用於快速在地圖上定位儀器讀頭和被監護人員，並顯示定位位置的經緯度信息。快捷導航模塊包括定位儀器讀頭子模塊和人員信息子模塊；
[0094]其中，定位儀器讀頭子模塊，用於在地圖上對定位儀器讀頭進行定位，並在地圖上顯示該讀頭的基本信息；
[0095]人員信息子模塊，用於在地圖上對人員進行定位，並在地圖上顯示該人員的基本信息。
[0096]綜上所述，本發明提供的智慧社區三維監控平臺及智慧社區三維監控方法，將社區信息、已部署的RFID射頻識別設備、被跟蹤人員及與其綁定的老人機設備信息進行登記後，系統通過實時採集數據進行老人定位跟蹤服務。室外:通過GPS老人手機跟蹤定位，該手機集成GPS和GSM，並具備SOS報警按鈕，在緊急情況下通過SOS不間斷髮送定位報警信號。室內:通過RFID射頻識別定位；老人在室內無GPS信號的情況下，通過老人機射頻標籤，被部署在100米範圍內的射頻讀頭感應，系統獲取射頻讀頭位置信息作為老人當前實時位置。當系統用戶需要獲取老人當前位置信息時，系統自動依據採集的老人機及RFID設備數據進行定位識別。用戶查看關注老人位置時，系統將採集的實時位置信息標記到社區平面圖中。具有以下優點:
[0097](I)能夠同時定位被監護人室外位置和室內位置，具有監控全面的優點；
[0098](2)能在電子地圖中直觀展示被監護人的實時位置，並可對歷史軌跡信息進行回放，具有電子地圖顯示逼真的優點。
[0099]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種智慧社區三維監控平臺，其特徵在於，包括: 社區管理模塊，用於維護社區設備信息及被監控人員信息； 三維顯示模塊，用於三維形式地圖信息； 老人服務模塊，用於對被監護人定位，通過定位實時監測被監護人所在的位置，以及回放被監護人歷史軌跡； 查詢統計模塊，用於查詢社區信息和人員信息； 系統管理模塊，用於對系統進行全面的管理操作； 快捷導航模塊，用於快速在地圖上定位儀器讀頭和被監護人員，並顯示定位位置的經緯度信息。
2.根據權利要求1所述的智慧社區三維監控平臺，其特徵在於，所述社區管理模塊包括社區信息維護子模塊、監控跟蹤人員維護子模塊、老人機設備維護子模塊、RFID讀頭設備維護子模塊； 其中，社區信息維護子模塊，用於維護社區名稱信息、地址信息、聯繫人信息和活動場所信息； 監控跟蹤人員維護子模塊，用於維護被監護人員的姓名信息、編號信息、性別信息、籍貫信息和電話信息； 老人機設備維護子模塊，用於維護老人機SN號信息、損壞時間報警間隔信息、定位間隔信息、報警距離信息、老人機設備對應的被監護人員姓名信息； RFID讀頭設備維護子模塊，用於維護RFID讀頭設備唯一編號信息、RFID讀頭設備所屬社區信息、RFID讀頭設備類型信息、RFID讀頭設備的IP位址信息以及RFID讀頭設備的埠號信息。
3.根據權利要求1所述的智慧社區三維監控平臺，其特徵在於，所述老人服務模塊包括:老人定位子模塊和軌跡回放子模塊； 其中，老人定位子模塊，用於通過選擇社區及被監護人姓名對被監護人進行實時定位；並每隔一個時間段對被監護人當前位置進行刷新； 軌跡回放子模塊，用於對某個歷史時間段的被監護人進行軌跡回放，進而查看被監護人在某個歷史時間段所經過的地方。
4.根據權利要求1所述的智慧社區三維監控平臺，其特徵在於，所述查詢統計模塊包括社區信息報表子模塊和人員信息報表子模塊； 其中，所述社區信息報表子模塊用於:通過社區名稱查詢與該社區相關的信息，並生成最終的社區報表； 所述人員信息報表子模塊用於:通過人員姓名查詢與該人員相關的信息，並生成最終的人員報表。
5.根據權利要求1所述的智慧社區三維監控平臺，其特徵在於，所述系統管理模塊包括用戶信息管理子模塊、角色管理子模塊、模塊管理子模塊和權限管理子模塊； 其中，用戶信息管理子模塊，用於管理用戶基本信息； 角色管理子模塊，用於添加、編輯、刪除和查詢角色信息； 模塊管理子模塊，用於增加、修改、刪除和查詢模塊信息； 權限管理子模塊，用於對角色進行授權，通過角色對系統模塊進行管理；角色包括超級管理員角色和普通管理員角色。
6.根據權利要求1所述的智慧社區三維監控平臺，其特徵在於，所述快捷導航模塊包括定位儀器讀頭子模塊和人員信息子模塊； 其中，定位儀器讀頭子模塊，用於在地圖上對定位儀器讀頭進行定位，並在地圖上顯示該讀頭的基本信息； 人員信息子模塊，用於在地圖上對人員進行定位，並在地圖上顯示該人員的基本信息。
7.根據權利要求1所述的智慧社區三維監控平臺，其特徵在於，所述三維顯示模塊具體用於:在三維地形多解析度模型中加入多解析度的紋理，即將圖像分成多級解析度，然後根據視點的變化選擇其中的解析度，最終顯示所得的三維地圖。
8.一種智慧社區三維監控方法，其特徵在於，包括以下步驟: SI，被監護人攜帶手持式行動裝置，其中，該手持式行動裝置配置有RFID標籤和GPS定位裝置；在社區室內活動區域裝配RFID讀頭設備； S2，當被監護人處於室外時，智慧社區三維監控平臺通過GPS定位裝置獲取被監護人當前位置信息，然後執行S3 ； 當被監護人處於室內時，距RFID標籤一定距離的特定RFID讀頭設備讀取到該RFID標籤發出的攜帶有RFID標籤標識的射頻信息，然後特定RFID讀頭設備向所述智慧社區三維監控平臺發送響應消息，其中，該響應消息攜帶有RFID標籤標識以及特定RFID讀頭設備的IP位址；所述智慧社區三維監控平臺解析特定RFID讀頭設備的IP位址，獲取特定RFID讀頭設備的位置信息，該位置信息即為攜帶有RFID標籤的被監護人的當前位置信息，然後執行S3 ； S3，所述智慧社區三維監控平臺基於GIS原理將所述當前位置信息顯示到三維地圖的對應位置。
【文檔編號】G06Q50/22GK104281991SQ201310401444
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年9月6日 優先權日:2013年9月6日
【發明者】孫世友, 姚新, 劉海英, 孔祥軍, 賈春浩, 楊奕 申請人:北京宇圖天下軟體有限公司