固定场区内的人员精确定位系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种固定场区内的人员精确定位系统，其包括一套或者多套包含连接在两条漏泄电缆两端的四个定位控制主机、两条平行的漏泄电缆和电子标签在内的前端定位设备和包括数据库服务器、管理服务器和终端计算机的监控管理设备；定位控制主机包括同步时钟、高频放大器、控制器、处理器和RFID阅读器；电子标签携带在监控目标上。本实用新型专利技术可实时感知特定区域内人员的具体位置，并在电子地图中标定被检人员的定位信息以及运动轨迹；且可同时感知特定区域内多个人员的位置信息，具备密集人员定位功能，其独立运行，不依赖于外界辅助信号或辅助设备，解决了卫星定位信号无法完整覆盖的室内、室外区域的监控，且监控范围广。可用于监控列车检车作业场的人员定位。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种固定场区内的人员精确定位系统。
技术介绍
GPS是目前应用最为广泛的定位技术，当GPS接收机在建筑群等遮挡严重的环境中工作时，由于信号受建筑物的影响而大大衰减，定位信号到达地面时较弱，不能穿透建筑物，而且定位精度也很低。由GPS技术决定着被定位目标只能标定自身的位置，系统如需获取目标位置还要另外加装与系统之间的通信模块，如此将导致定位器终端的成本较高、体积较大，在日后使用中还需另外支付通信费用。红外线定位技术。红外线定位技术主要应用于室内，不能应用于露天的开放场所， 其定位原理是，红外线顶标识发射调制的红外射线，通过安装在室内的光学传感器接收进行定位。虽然红外线具有相对较高的室内定位精度，但是由于光线不能穿过障碍物，使得红外射线仅能视距传播。直线视距和传输距离较短这两大主要缺点使其室内定位的效果很差。当标识放在口袋里或者有墙壁及其他遮挡时就不能正常工作，需要在每个房间、走廊安装接收天线，造价较高。因此，红外线只适合短距离传播，而且容易被荧光灯或者房间内的灯光干扰，在精确定位上有局限性。超声波定位技术。超声波测距主要采用反射式测距法，通过三角定位等算法确定物体的位置，即发射超声波并接收由被测物产生的回波，根据回波与发射波的时间差计算出待测距离，有的则采用单向测距法。超声波定位系统可由若干个应答器和一个主测距器组成，主测距器放置在被测物体上，在微机指令信号的作用下向位置固定的应答器发射同频率的无线电信号，应答器在收到无线电信号后同时向主测距器发射超声波信号，得到主测距器与各个应答器之间的距离。当同时有3个或3个以上不在同一直线上的应答器做出回应时，可以根据相关计算确定出被测物体所在的二维坐标系下的位置。超声波定位整体定位精度较高，结构简单，但超声波受多径效应和非视距传播影响很大，同时需要大量的底层硬件设施投资，成本太高。蓝牙室内定位技术最大的优点是设备体积小、易于集成在PDA、PC以及手机中，因此很容易推广普及。理论上，对于持有集成了蓝牙功能移动终端设备的用户，只要设备的蓝牙功能开启，蓝牙室内定位系统就能够对其进行位置判断。采用该技术作室内短距离定位时容易发现设备且信号传输不受视距的影响。其不足在于蓝牙器件和设备的价格比较昂贵，而且对于复杂的空间环境，蓝牙系统的稳定性稍差，受噪声信号干扰大，且不能较大的范围内做定位应用。射频识别技术。射频识别技术利用射频方式进行非接触式双向通信交换数据以达到识别和定位的目的。这种技术作用距离短，一般最长为几十米。可以在几毫秒内得到厘米级定位精度的信息，且传输范围很大，成本较低。同时由于其非接触和非视距等优点，可望成为优选的室内定位技术。目前，射频识别研究的热点和难点在于理论传播模型的建立、 用户的安全隐私和国际标准化等问题。优点是标识的体积比较小，造价比较低，但是作用距离近，不具有通信能力，而且不便于整合到其他系统之中。UWB超宽带技术。超宽带技术是一种全新的、与传统通信技术有极大差异的通信新技术。它不需要使用传统通信体制中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，从而具有GHz量级的带宽。超宽带可用于室内精确定位，但超宽带技术不适用室外环境和远距离通信，无法实现较大范围的定位。Wi-Fi技术。无线局域网络(WLAN)是一种全新的信息获取平台，可以在广泛的应用领域内实现复杂的大范围定位、监测和追踪任务，而网络节点自身定位是大多数应用的基础和前提。当前比较流行的Wi-Fi定位是无线局域网络系列标准之IEEE802. 11的一种定位解决方案。该系统采用经验测试和信号传播模型相结合的方式，易于安装，需要很少基站，能采用相同的底层无线网络结构，系统总精度高。芬兰的mcahau公司开发了能够利用Wi-Fi进行室内定位的软件。Wi-Fi绘图的精确度大约在1米至20米的范围内，总体而言，它比蜂窝网络三角测量定位方法更精确。但是，如果定位的测算仅仅依赖于哪个Wi-Fi的接入点最近，而不是依赖于合成的信号强度图，那么在楼层定位上很容易出错。目前，它应用于小范围的室内定位，成本较低。但无论是用于室内还是室外定位，Wi-Fi收发器都只能覆盖半径90米以内的区域，而且很容易受到其他信号的干扰，从而影响其精度，定位器的能耗也较高。ZigBee技术，ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，它介于射频识别和蓝牙之间，也可以用于室内定位。它有自己的无线电标准，在数千个微小的传感器之间相互协调通信以实现定位。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器。但其在室内大范围应用时通讯效率较低，定位精度不高，且定位延时很大。以上各种定位技术在不同程度上存在着抗干扰能力差、定位精度低、大范围定位成本高、无法进行身份识别、产品体积较大等缺点，无法满足室内、室外监控范围广，定位精度高，对GPS信号不易到达的场所的目标快速定位及目标身份识别的要求。
技术实现思路
本技术的目的就是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种能满足室内、 室外监控范围广，定位精度高，对GPS信号不易到达的场所的目标快速定位及目标身份识别的要求的固定场区内的人员精确定位系统。为实现上述目的，本技术的技术解决方案是一种固定场区内的人员精确定位系统，其包括一套或者多套前端定位设备和监控管理设备；前端定位设备包括连接在两条漏泄电缆两端的四个定位控制主机、两条平行的漏泄电缆和电子标签；监控管理设备包括数据库服务器、管理服务器和终端计算机；定位控制主机包括同步时钟、高频放大器、控制器、处理器和RFID阅读器；漏泄电缆的信号输入输出端连接高频放大器的信号输入输出端，高频放大器的信号输入输出端连接控制器的第一信号输入输出端，高频放大器的信号输出端连接RFID阅读器的信号输入端，RFID阅读器的信号输出端连接处理器的信号输入端；处理器的信号输入输出端连接控制器的另一信号输入输出端，控制器的第三信号输入输出端通过网络接口与交换机相连接；同步时钟的输出端连接控制器的输入端；定位控制主机采用POE电源为同步时钟、高频放大器、控制器、处理器、RFID阅读器供电；电子标签携带在监控目标上；管理服务器、数据库服务器、终端计算机分别通过以太网口与交换机相连接，并与定位控制主机组成星型以太网。上述所述的两条漏泄电缆浅埋于地面以下。上述所述的电子标签采用由硅芯片标签和专用天线组成的电池供电的RFID有源标签。RFID有源标签采用功耗设计，电池供电，其体积小巧，携带方便，高防护等级，适用于各种作业环境。上述所述的监控管理设备还包括打印机，其连接在终端计算机的输出端。由于本技术采用了上述方案，定位控制主机将漏泄电缆接收到电子标签的射频信号通过高频放大器进行放大，放大后的射频信号同时进入控制器与RFID阅读器；RFID 阅读器接收并阅读接收到的射频信号后，将信号内所携带的电子标签ID解析出来，送至定位控制主机的处理器，处理器将其处理成为适合网络输送的数据包，交控制器向监控管理设备发送。放大后的射频信号通过控制器进行选频与衰减分析后计算电子标签与定位控制主机之间的相对距离，并将接收信号时的时间信息与电子标签的ID信息通过以太网端口送回监控管理设备的管理服务器与数本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种固定场区内的人员精确定位系统，其特征在于：其包括一套或者多套前端定位设备和监控管理设备；前端定位设备包括连接在两条漏泄电缆两端的四个定位控制主机、两条平行的漏泄电缆和电子标签；监控管理设备包括数据库服务器、管理服务器和终端计算机；定位控制主机包括同步时钟、高频放大器、控制器、处理器和ＲＦＩＤ阅读器；漏泄电缆的信号输入输出端连接高频放大器的信号输入输出端，高频放大器的信号输入输出端连接控制器的第一信号输入输出端，高频放大器的信号输出端连接ＲＦＩＤ阅读器的信号输入端，ＲＦＩＤ阅读器的信号输出端连接处理器的信号输入端；处理器的信号输入输出端连接控制器的另一信号输入输出端，控制器的第三信号输入输出端通过网络接口与交换机相连接；同步时钟的输出端连接控制器的输入端；定位控制主机采用ＰＯＥ电源为同步时钟、高频放大器、控制器、处理器、ＲＦＩＤ阅读器供电；电子标签携带在监控目标上；管理服务器、数据库服务器、终端计算机分别通过以太网口与交换机相连接，并与定位控制主机组成星型以太网。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆亮，
申请(专利权)人：保定市天河电子技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：13