一种设备空间定位方法及系统
阅读说明：本技术 一种设备空间定位方法及系统 (Equipment space positioning method and system ) 是由 王斌 王英超 赵丰 张超 于 2021-08-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种设备空间定位系统,包括智能设备、设置在各个房间的无线接入点、无线路由和内主机,智能设备与无线接入点无线连接且通过无线接入点接入无线路由器,内主机与无线路由通信连接并用于接受无线路由传输来的信号强度数据,智能设备、无线接入点和无线路由组成无线局域网络,智能设备发送探测包,无线接入点接收探测包并将探测包通过无线路由发送至内主机,内主机内内置有算法模块,算法模块通过对探测包的射频信号强度进行逻辑处理并确定智能设备位置。还公开了基于此系统的定位方法,能对空间内的设备进行快速定位。(The invention discloses an equipment space positioning system which comprises intelligent equipment, wireless access points arranged in each room, a wireless router and an internal host, wherein the intelligent equipment is wirelessly connected with the wireless access points and is accessed into the wireless router through the wireless access points, the internal host is in communication connection with the wireless router and is used for receiving signal intensity data transmitted by the wireless router, the intelligent equipment, the wireless access points and the wireless router form a wireless local area network, the intelligent equipment sends a detection packet, the wireless access points receive the detection packet and send the detection packet to the internal host through the wireless router, an algorithm module is arranged in the internal host, and the algorithm module logically processes the radio frequency signal intensity of the detection packet and determines the position of the intelligent equipment. The positioning method based on the system is also disclosed, and can be used for quickly positioning the equipment in the space.)
技术领域
本发明专利涉及一种设备空间定位方法及系统，具体应用于智能设备在室内的空间定位。
背景技术
室内定位技术提出早、发展快且成果显著。室内定位技术相比而言起步较晚，该领域还有很多空白，但人们对室内定位技术的关注从未中断。美国联邦通信委员会FCC(FederalCommunicationsCommission)在1996年制定了E-911定位标准，然后在各行业应用需求的推动下，室内定位技术得到了快速的发。目前，国内外研究者们提出了蓝牙、红外线、RFID、WLAN、超宽带、超声波等室内定位技术及应用系统，但是不同的室内定位技术根据其定位性能有一定的应用局限，还没有一种普适化技术能满足当前所有的室内定位服务需求。
近年来，面向需求越来越迫切的室内位置服务，室内定位技术发展迅速，是移动互联时代的研究热点，逐步在各行各业发挥作用，给人们的日常生活带来了一定的影响。随着基于用户位置信息的相关技术的应用和发展，位置服务(LBS)已经成为人们日常工作、生活所必须的一项基本服务需求，尤其在大型复杂的室内环境中，如博物馆、机场、超市、医院、地下矿井等区域，人们对位置服务有迫切需求。在移动互联网迅速发展和位置服务应用需求的推动下，当前室内定位技术处于较快的发展阶段，研究者们提出了众多室内定位技术的理论与方法。
然而，在占人类日常生活时间80％的室内环境中，受到建筑物的遮挡和多径效应的影响，GNSS定位精度急剧降低，无法满足室内位置服务需要，但室内定位在一些特定场合的迫切需求已经日趋显著。室内定位存在以下难点：1)室内定位环境的复杂性，室内空间布局复杂多变，障碍物多，干扰源多等因素对室内定位的精度和稳定性影响较大；2)能耗与成本因素，当前室内定位环境的建设成本较高，稳定性较差，能耗较大等因素都限制了室内定位技术的应用。
发明内容
为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种设备空间定位系统，能对空间内的设备进行快速定位。
为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种设备空间定位系统，其特征在于：包括智能设备、设置在各个房间的无线接入点、无线路由和内主机，所述智能设备与无线接入点无线连接且通过无线接入点接入无线路由器，所述内主机与无线路由通信连接并用于接受无线路由传输来的信号强度数据，所述智能设备、无线接入点和无线路由组成无线局域网络，所述智能设备发送探测包，所述无线接入点接收探测包并将探测包通过无线路由发送至内主机，所述内主机内内置有算法模块，所述算法模块通过对探测包的射频信号强度进行逻辑处理并确定智能设备位置。
进一步来说，所述算法模块首先对接收到的射频信号强度与内置的阈值进行比较，当射频信号强度大于或等于阈值时，所述接受到的射频信号强度最大的无线接入点的位置即为智能设备所在位置；当射频信号信号强度小于所述阈值时，计算每个所述无线接入点的多次射频信号的均值比较各个均值的大小，其中所述均值最大的无线接入点所在的位置即为智能设备的定位依据。
进一步来说，所述智能设备和无线接入点、无线路由和内主机均采用2.4G无线通信。
本发明的有益效果在于：在室内的各个房间内铺设有无线接入点，智能设备均通过无线接入点接入无线局域网，当需要智能设备定位时，智能设备直接发送探测包，内主机通过无线路由和无线接入点接收探测包，再由内主机通过对探测包的射频信号强度进行逻辑处理来确定智能设备位置。无线接入点的布置，能满足复杂的室内定位环境，精度和稳定性高，且大大节约了建设成本。
本发明还于提供一种设备空间定位方法，能对空间内的设备进行快速定位。
为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种设备空间定位方法，包括如下步骤：
步骤1、智能设备发送探测包，数据包为射频信号；
步骤2、无线接入点接收探测包并将探测包通过无线路由发送至内主机；
步骤3、内主机通过内置的算法模块通过对探测包的射频信号强度进行逻辑处理并确定智能设备位置。
进一步来说，所述步骤3包括如下步骤：
步骤3.1、内主机对接收到的射频信号强度与内置的阈值进行比较，当射频信号强度大于或等于阈值时，执行步骤3.2，否则执行步骤3.3；
步骤3.2、所述接受到的射频信号强度最大的无线接入点的位置即为智能设备所在位置；
步骤3.3、计算每个所述无线接入点的多次射频信号的均值比较各个均值的大小，其中所述均值最大的无线接入点所在的位置即为智能设备的定位依据。
进一步来说，所述智能设备和无线接入点、无线路由和内主机均采用2.4G无线通信。
本发明的有益效果在于：当需要智能设备定位时，智能设备直接发送探测包，内主机通过无线路由和无线接入点接收探测包，再由内主机通过对探测包的射频信号强度进行逻辑处理来确定智能设备位置。内主机对接收到的射频信号强度与内置的阈值进行比较，通过比较结果进行快速的智能判断，提高了定位效率。无线接入点的布置，能满足复杂的室内定位环境，精度和稳定性高，且大大节约了建设成本。
附图说明
图1为本发明中定位系统的示意图；
图2为本发明中定位方法的流程图；
图3为本发明实施例1的系统分布图。
图中：
1、智能设备 2、无线接入点；3、无线路由；4、内主机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参见附图1所示，本发明的一种设备空间定位系统，包括智能设备1、无线接入点2、无线路由3和内主机4，无线接入点2分布在空间的各个房间内。在各个房间的所述无线接入点2和智能设备1对应设置，所述智能设备1通过对应设置的无线接入点2接入无线路由3。所述内主机4与无线路由3通信连接并用于接受无线路由3传输来的信号强度数据，所述智能设备1、无线接入点2和无线路由3组成无线局域网络。所述智能设备1发送探测包，每个无线接入点2均能接收该探测包，并将探测包通过无线路由3发送至内主机4，所述内主机4内内置有算法模块，所述算法模块通过对探测包的射频信号强度进行逻辑处理并确定智能设备1位置。
所述算法模块首先对接收到的射频信号强度与内置的阈值进行比较，当射频信号强度大于或等于阈值时，所述接受到的射频信号强度最大的无线接入点2的位置即为智能设备1所在位置。当射频信号信号强度小于所述阈值时，计算每个所述无线接入点2的多次射频信号的均值,比较各个均值的大小，其中所述均值最大的无线接入点2所在的位置即为智能设备1的定位依据。
所述智能设备1和无线接入点2、无线路由3和内主机4均采用2.4G无线通信。
在室内的各个房间内铺设有无线接入点2，智能设备1均通过无线接入点2接入无线局域网，当需要智能设备1定位时，智能设备1直接发送探测包，内主机4通过无线路由3和无线接入点2接收探测包，再由内主机4通过对探测包的射频信号强度进行逻辑处理来确定智能设备1位置。无线接入点2的布置，能满足复杂的室内定位环境，精度和稳定性高，且大大节约了建设成本。
参见附图2所示，本发明还提供一种设备空间定位方法，能对空间内的设备进行快速定位。包括如下步骤：
步骤1、智能设备1发送探测包，数据包为射频信号。
步骤2、无线接入点2接收探测包并将探测包通过无线路由3发送至内主机4。
步骤3、内主机4通过内置的算法模块通过对探测包的射频信号强度进行逻辑处理并确定智能设备1位置。步骤3包括如下步骤
步骤3.1、内主机4对接收到的射频信号强度与内置的阈值进行比较，当射频信号强度大于或等于阈值时，执行步骤3.2，否则执行步骤3.3。
步骤3.2、所述接受到的射频信号强度最大的无线接入点2的位置即为智能设备1所在位置。
步骤3.3、计算每个所述无线接入点2的多次射频信号的均值,比较各个均值的大小，其中所述均值最大的无线接入点2所在的位置即为智能设备1的定位依据。
所述智能设备1和无线接入点2、无线路由3和内主机4均采用2.4G无线通信。
实施例1
参照附图3所示，在某家庭内部，有多个房间都装有无线接入点2(厨房和卫生间除外，现分如下两种情景进行智能设备1的空间定位分析。
情景1
假设智能设备1为智能空调，智能空调在装有无线接入点2的房间1～4内，此时为了对其进行空间定位，则由智能空调在2.4G频段网络的公共信道发送探测包，处在不同房间内的无线接入点2所接受到的射频信号的强度E必然有所不同。由于智能空调处于有无线接入点2的房间内，因而会有某个无线接入点2所接收到的信号强度E必然大于其他几个，因而此时只需按照步骤3.2进行空间定位的判定即可，即比较E1～E4(En为AP所收到信号的强度值)的数值大小，假设E1的值最大则判定空调位于房间1内。
情景2
假设智能空调未在装有AP的房间内，即位于厨房或卫生间内，此时为了对其进行空间定位，则由智能空调在2.4G频段网络的公共信道发送探测包，处在不同房间内的无线接入点2所接受到的射频信号的强度E必然有所不同。由于智能空调未处于有无线接入点2的房间内，由于墙壁的阻隔，导致无线接入点2所接受到的信号强度会被削弱，因而房间内部的无线接入点2所接收到的信号强度E可能都会比较小，因而此时只需按步骤3.3进行空间定位的判定即可，即多次采样求取信号强度的均值，再比较(为多次信号强度的均值)的数值大小，假设的值最大。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
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