[发明专利]一种基于无线传感器网络定位的人员智能看护方法

说明书

技术领域

本发明为基于无线传感器网络定位的人员智能看护方法，主要用来解决家庭成员在老人及儿童看护方面存在的一些问题，如人手不足以及由于不能实时跟踪看护和一时疏忽等造成的意外伤害等。该方法不仅可以减轻看护者的负担，而且能够减少意外的发生，更好为各个家庭服务。该方法属于无线传感器网络技术领域。

背景技术

随着中国社会老龄化人口数量的增多以及相关人口政策等的原因，中年人在老人和儿童看护方面的负担也逐渐的加重。对于那些活泼好动而缺乏安全意识的儿童以及视力退化需要照顾的老年人来说，他们的行动安全问题时常困扰着家人。每年由于疏于看护造成的意外也时有发生，给家人带来极大的痛苦。本发明拟采用无线传感器网络中的定位技术，协助家庭看护这些需要照顾的人群，从而尽可能的减轻家人在看护方面的体力负担，同时能够减少意外的发生。

近年来随着无线通信技术、微电子技术和嵌入式计算技术的进步，具有低功耗、低成本和多功能特点的传感器节点逐渐发展起来，它在微小的体积内集成了信息的采集、处理以及无线通信的功能。WSN(Wireless Sensor Networks，无线传感器网络)是由散布在监测区域内的大量的传感器节点通过自组织的方式形成的网络，它是目前计算机领域的研究热点。

目前已经有许多定位技术，比较著名的有传统的GPS(Global Positioning System,全球定位系统)，但是GPS用于室内定位时，由于射频信号穿透建筑物后，信号会变得非常的弱，室内的障碍物较多，多径现象也会比较的严重，同时考虑到其使用的成本，限制了它在室内定位的使用。传感器网络由于网络规模大，部署迅速，节点的成本低廉，非常适合于室内定位。

因此，本发明针对家庭中老人和儿童看护方面遇到的问题，提出了一种新型的基于无线传感器网络定位的人员智能看护方法，该方法实施简单，适合用于家庭人员智能看护。

发明内容

技术问题： 本发明的目的是通过无线传感器网络中的定位技术解决家庭在老人和儿童看护方面遇到的一些实际难题，从而有助于减轻家人的负担，减少人工

看护因疏忽而造成的意外发生的次数。

技术方案：

首先给出几个定义：

信标节点：坐标位置已知的传感器节点，其位置是固定的，其坐标位置可通过其上的GPS等定位装置获得，信标节点造价较高，不适合大规模部署使用。

盲节点：坐标位置未知的传感器节点，在该方法中其位置也是固定的，它由于没有特殊的定位装置，造价低廉，适合大规模部署使用。

参考节点：该方法中我们将信标节点和盲节点统称为参考节点。

目标节点：坐标位置未知的待测传感器节点，在该方法中目标节点特指附着在移动的人或物体上的传感器节点。

基站：固定在室内各个角落的信号发送接收器，该基站由WiFi模块，信号读取模块以及控制模块组成，如图1。

方法流程

针对盲节点和目标节点所处环境的不同采用不同的定位方法，鉴于盲节点位于天花板平面上，信号在此传播时受障碍物影响较小，因此在盲节点定位中，将盲节点广播请求获得的一系列坐标信息进行算术平均作为盲节点的坐标，该方法简单可行；目标节点的定位中，采用投票、子区域划分、加权的手段提高定位的准确度，具体流程如下：

步骤1）设计基于无线传感器网络定位的人员智能看护系统，该系统主要包括各类无线传感器节点，数据库，环境监测器以及定位服务器；

    步骤2） 首先在天花板平面上建立合适的平面坐标系并将室内存在安全隐患的危险区域的坐标信息通过定位服务器录入到数据库中；

步骤3） 参考节点的安装与配置：初始时，给参考节点分配相应的标识信息                                                ，其中代表节点编号，是节点类型标识字段，该系统是应用在室内的定位人员看护系统，因此将参考节点中的信标节点和盲节点通过人工的方式合理搭配均匀部署在室内的天花板上；

步骤4） 参考节点地理位置的数字化过程：由于参考节点中的信标节点的坐标位置是已知的，该过程仅需要获得盲节点的坐标位置，为后续的目标节点的定位做准备；考虑到信号在天花板平面传播时较少的受到障碍物的影响，在数字化过程中，使用一种简单可行的方法，具体为，盲节点广播一个请求获得自身位置