[发明专利]一种基于信标和定位网元的三维位置定位系统及方法

权利要求书

1.一种基于信标和定位网元的三维位置定位系统，其特征在于，包括：ID发射信标、定位网元和云服务器，所述ID发射信标周期性发送自身ID信息，所述定位网元接收到ID发射信标的ID信息后，将ID信息、定位网元本身的经纬度信息以及定位网元所在环境信息打包传输至云服务器，所述云服务器通过收到的信息进而得到各个ID发射信标和定位网元的地理位置信息并加以存储；

所述定位网元包括固定网元和移动网元；所述固定网元和移动网元之间通过互联网和RF中继实现自动组网；所述固定网元为设置于室内的家庭固定网元，所述移动网元为设置于汽车上的车载移动网元；所述移动网元在断网或者被屏蔽的情况下通过RF中继完成数据通讯；

所述ID发射信标包括第一传感器信标、第一定位信标、第二传感器信标和第二定位信标，其中，所述第一传感器信标只连接与之配套的固定网元，所述第二传感器信标只连接与之配套的移动网元，所述第一定位信标和第二定位信标均连接至任意一个通讯范围内的固定网元和移动网元；

所述基于信标和定位网元的三维位置定位系统的位置计算的过程如下：首先查询数据库，找到相关时间点ID发射信标的定位网元所上报的位置信息；根据不同的定位网元数量和对应的时间点位置信息计算出ID发射信标的位置信息，具体为：通过参考捕获到ID发射信标的定位网元的经纬度信息进而解析该ID发射信标的位置；并通过时间数据计算出该ID发射信标的移动轨迹，当有一个定位网元捕获到某个ID发射信标的ID信号，那么该ID发射信标在这个时间点的位置就在该定位网元的发射范围内；当有多个定位网元同时捕获到某个ID发射信标的ID信号时，云服务器会结合这几个定位网元的经纬度数据和楼层数据，根据多边形定位算法并加入信号强度变量计算出该ID发射信标的精确空间位置，而随着时间的推移，ID发射信标会在不同的定位网元中留下自身的ID信息记录，从而可以结合数据包中的时间值计算出该ID发射信标的移动轨迹。

2.根据权利要求1所述的基于信标和定位网元的三维位置定位系统，其特征在于，所述固定网元用于检测其固定设置之处的经纬度信息和网元所在环境信息，所述网元所在环境信息包括楼层、温度、高度、湿度、噪音和空气质量中至少一种。

3.根据权利要求2所述的基于信标和定位网元的三维位置定位系统，其特征在于，在断电情况下，所述固定网元切换至紧急状态下实现安防数据的传输。

4.根据权利要求1所述的基于信标和定位网元的三维位置定位系统，其特征在于，所述固定网元和移动网元之间通过RF中继实现自动组网时，通过硬件加密装置和软件自定义加密算法进行双重加密。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的基于信标和定位网元的三维位置定位系统，其特征在于，ID发射信标通过无线通信芯片单向发射其ID信息或发射其ID信息和传感器信息。

6.根据权利要求1至3任意一项所述的基于信标和定位网元的三维位置定位系统，其特征在于，所述定位网元接收到ID发射信标的ID信息后，还将ID发射信标和定位网元本身的设备工作状态信息发送至云服务器，用户通过访问所述云服务器查询其权限内的设备工作状态。

7.一种基于信标和定位网元的三维位置定位方法，其特征在于，应用于如权利要求1至6任意一项所述的基于信标和定位网元的三维位置定位系统，并包括以下步骤：

步骤S1，ID发射信标发送自身ID信号和/或传感器信号；

步骤S2，定位网元接收到ID发射信标的信号；

步骤S3，定位网元将ID信号、传感器信号、定位网元自身的经纬度数据以及网元环境数据打包发送到云服务器；

步骤S4，云服务器根据接收到的数据包，解析出对应ID发射信标的时间信息、位置信息和环境数据信息，并存储到数据库；

步骤S5，用户通过客户端访问云服务器的数据库，显示相关信息到地图，并通过相应的操作查询数据库里的时间、位置和环境信息，同时对定位网元的开关机周期、频率、外接开关量、外接模拟量和工作模式等进行远程控制。

8.根据权利要求7所述的基于信标和定位网元的三维位置定位方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述定位网元接收并执行云服务器下发的网元配置信息和用户控制信息；所述步骤S4中，通过参考捕获到ID发射信标的定位网元的经纬度信息进而解析该ID发射信标的位置；并通过时间数据计算出该ID发射信标的移动轨迹。