[发明专利]一种基于红外人体传感器阵列的室内人员定位系统及方法

摘要

本发明提供一种基于红外人体传感器阵列的室内人员定位系统及方法，该系统包括若干探测节点、一个基站节点和上位机；所述探测节点部署在室内不同位置，基站节点通过串口连接线与上位机相连；探测节点与基站节点无线连接。本发明的每个红外人体传感器阵列包括4个红外人体传感器，每个红外人体传感器负责探测90度的范围，从而实现360度的全方位探测，每个探测节点将探测结果通过ZigBee网络传输给基站节点计算出人员的位置。不需要被定位人员佩戴任何标签或信号源，完全被动式定位。定位精度较高，由于红外人体传感器的探测半径在6米左右，使用3个以上探测节点的信息能够实现1米左右的定位精度，该定位精度完全能够实现室内人员定位的需求。

主权项

1.一种基于红外人体传感器阵列的室内人员定位系统，包括：若干探测节点、一个基站节点和上位机；所述探测节点用于通过红外人体感应传感器阵列对室内人员进行检测，当检测到室内人员时发送信号给基站节点；所述基站节点用于将接收到的探测节点检测到室内人员的信号及该探测节点的探测信息发送至上位机；所述上位机用于根据探测节点位置及各检测到室内人员的探测节点的探测信息估计出室内人员的位置；所述探测节点部署在室内不同位置，基站节点通过串口连接线与上位机相连；探测节点与基站节点无线连接；所述探测节点包括：第一电源模块，用于为第一控制器、第一无线模块和红外人体传感器阵列提供电源；红外人体传感器阵列，用于对室内人员进行红外检测，在红外人体传感器阵列中的红外人体传感器探测半径内有人员存在时向第一控制器发送一个高电平信号；第一控制器，在接收到红外人体传感的高电平信号后将该探测节点的ID号和该红外人体传感器的ID号经第一无线模块传输至基站节点；第一状态指示灯，用于在第一控制器检测到第一电源模块电量不足时进行闪烁警示；红外人体传感器阵列的信号输出端连接第一控制器的输入端，第一控制器的输出端分别连接第一无线模块的输入端和第一状态指示灯的输入端，第一无线模块通过ZigBee多跳传输的方式与基站节点建立无线通信；其特征在于，所述红外人体传感器阵列包括4个红外人体感应传感器，相邻两个传感器成90度安装在阵列板上，4个红外人体感应传感器的信号输出端分别连接第一控制器的信号输入端；所述探测节点向通信半径内的邻居探测节点发送信息唤醒邻居节点进行协同探测；所述探测节点具有两种唤醒机制，第一种：当一个探测节点探测到人员出现后，会迅速通过无线通信的方式唤醒一跳通信半径范围内的周围邻居节点，被唤醒探测节点迅速参与探测工作；第二种：当网络管理人员需要对某个区域内进行监测时，可以通过基站节点向该区域内的探测节点发送唤醒指令，进而唤醒该区域内的所有探测节点；探测节点上每个红外人体传感器负责90°的区域，探测节点能够实现360°的探测；在监测区域内部署了n个探测节点，当监测区域内出现人员以后，上位机会收到探测信息，上位机根据几何方法计算出n个探测节点的负责的区域之间的交点的坐标，如下公式的结果作为最终的人员估计位置(x_r，y_r)：