本發(fā)明屬于通信技術領域，具體涉及一種老人室內(nèi)定位預警和消息推送的方法。
背景技術：
隨著物聯(lián)網(wǎng)智慧社區(qū)的迅速普及，社區(qū)室內(nèi)定位和基于定位的老人安全監(jiān)護變得越來越火熱。目前，社區(qū)內(nèi)WiFi熱點信號的分布越來越廣，使得基于WiFi指紋的定位系統(tǒng)具有先天的優(yōu)勢。但是也有一些不可避免的缺點。首先，室內(nèi)環(huán)境的復雜性大，同時室內(nèi)可能已存在多個WiFi熱點，而發(fā)射這些信號的WiFi節(jié)點的位置是未知的，不滿足定位算法的要求。其次，單純基于WiFi指紋信號的定位，精度要求以較多的參考點采樣為基礎，而參考點的采樣增加了系統(tǒng)搭建的復雜性。再次，WiFi信號的穩(wěn)定性相比短距離藍牙信號來說，相對較差。最后，隨著現(xiàn)代社區(qū)管理的開放化和空巢老人動向的模糊化，年輕人對老人的現(xiàn)場監(jiān)護越來越少，致使老人在社區(qū)中的安全問題日益突出。
如果社區(qū)管理中心能避免視頻監(jiān)控系統(tǒng)帶來的老人隱私得不到尊重的問題，隨時隨地的清楚老人的位置情況，一旦老人出現(xiàn)在某些異常區(qū)域或者處于長期靜止的位置狀態(tài)，則可以根據(jù)異常情況立即作出判斷，采取相應的響應措施避免老人意外事故的發(fā)生。另外，在物聯(lián)網(wǎng)社區(qū)娛樂環(huán)境下，如果社區(qū)管理中心能根據(jù)老人在某個區(qū)域逗留的時間和運動軌跡，分析老人的喜好，進而推送老人感興趣的話題和消息。因此為了滿足對老人更加安全化、人性化監(jiān)護需求，一套可靠的老人室內(nèi)定位預警和消息推送系統(tǒng)亟需產(chǎn)生。
技術實現(xiàn)要素：
為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種老人室內(nèi)定位預警和消息推送的方法，在研究當下的基于WiFi指紋庫的定位系統(tǒng)基礎上，融合Beacon技術，提出了一套老人室內(nèi)定位預警和消息推送系統(tǒng)，該系統(tǒng)以WiFi指紋定位為主，Beacon指紋定位為輔，使得系統(tǒng)的定位精度更高，及時掌握老人的安全隱患問題，推送老人在社區(qū)中更加感興趣的活動和消息，以解決社區(qū)室內(nèi)老人的定位問題，方便社區(qū)管理人員對老人安全的照顧，減少老人意外情況的發(fā)生，并推送老人感興趣的話題和消息。
為達到以上目的，本發(fā)明的技術方案包括如下：
一種老人室內(nèi)定位預警和消息推送的方法，包括以下步驟：
步驟1)在室內(nèi)區(qū)域部署WiFi節(jié)點和Beacon節(jié)點，WiFi節(jié)點可以根據(jù)室內(nèi)面積的大小進行布置，大約100平米內(nèi)布置一個，Beacon節(jié)點要根據(jù)離WiFi節(jié)點的遠近而定，在離WiFi節(jié)點較遠時，Beacon節(jié)點的密度分布較大，在離WiFi節(jié)點較近時，Beacon節(jié)點的密度分布較??；
步驟2)線下采集WiFi節(jié)點和Beacon節(jié)點的指紋數(shù)據(jù)，存于指紋訓練數(shù)據(jù)庫中：
a、選取K個參考點，在各個參考點采集各個WiFi節(jié)點發(fā)出的接收信號強度值并保存數(shù)據(jù)到矩陣H1：
式中：
K為參考點的總個數(shù)；
WKi為在參考點K處采集到第i個WiFi節(jié)點的接收信號強度值；
xK為參考點K處的橫坐標；
yK為參考點K處的縱坐標；
b)選取K個參考點，在各個參考點采集各個Beacon節(jié)點發(fā)出的接收信號強度值并保存數(shù)據(jù)到矩陣H2：
式中：
BKj為在參考點K處采集到第j個Beacon節(jié)點的接收信號強度值；
xK為參考點K處的橫坐標；
yK為參考點K處的縱坐標；
步驟3)線上測試階段，采集用戶端收到的WiFi節(jié)點和Beacon節(jié)點發(fā)出的接收信號強度值；
a、用戶處于室內(nèi)定位區(qū)域內(nèi)，在用戶所在位置點收集各個Beacon節(jié)點發(fā)出的接收信號強度值并保存數(shù)據(jù)到矩陣h1：
[w1 w2 ... wi ... wm]
式中：wi為用戶所在位置處采集到第i個WiFi節(jié)點的接收信號強度值；
b、用戶處于室內(nèi)定位區(qū)域內(nèi)，在用戶所在位置點收集各個Beacon節(jié)點發(fā)出的接收信號強度值并保存數(shù)據(jù)到矩陣h2：
[b1 b2 ... bj ... bn]
式中：bj為用戶所在位置處采集到第j個Beacon節(jié)點的接收信號強度值；i為WiFi節(jié)點的編號，j為Beacon節(jié)點的編號，n為Beacon節(jié)點的總數(shù)，m為WiFi節(jié)點的總數(shù)，m＜n，i∈[1,m]，j∈[1,n]；
步驟4)比較線下指紋數(shù)據(jù)和線上用戶數(shù)據(jù)，得到用戶的真實位置；
a、采用KNN算法計算WiFi節(jié)點歐式距離并構(gòu)成矩陣D1：
D1＝[DW1 DW2 ... DWi ... Dwm]
式中:
wi為用戶端收到第i個WiFi節(jié)點的接收信號強度值；
WKi為第K個參考點收集到第i個WiFi節(jié)點的接收信號強度值；
b、采用KNN算法計算Beacon節(jié)點歐式距離并構(gòu)成矩陣D2：
D2＝[DB1 DB2 ... DBj ... DBn]
式中:
bi為用戶收到第j個Beacon節(jié)點的接收信號強度值；
BKj為第K個參考點收集到第j個Beacon節(jié)點的接收信號強度值；
c、給矩陣D1補零元素，使得D1和D2的元素個數(shù)相同，再將矩陣D1和D2相加得到歐式距離矩陣D：
D＝[D1 D2 ... Di ... Dn]
其中:
d、取出歐式矩陣D中較小的6個元素，這6個元素所對應的參考點即為最接近用戶端的6個參考點，對6個參考點的橫縱坐標分別取算術平均值，得到用戶的真實位置；
步驟5)顯示用戶坐標位置和發(fā)布預警信息；
a、根據(jù)用戶的真實位置，調(diào)入室內(nèi)地圖，將用戶的真實位置顯示在手機終端或者電腦PC端；
b、當用戶的真實位置出現(xiàn)在地圖中指定區(qū)域時，系統(tǒng)啟動定時模塊，開始計時，直到用戶的位置離開指定區(qū)域時，定時模塊關閉，計時結(jié)束；
c、計算用戶在指定區(qū)域的時間，若此時間超過系統(tǒng)預設值時，服務器發(fā)送預警信息給社區(qū)管理人員，用以看護老人，防止老人意外情況的發(fā)生，若用戶的位置在非正常區(qū)域長期處于靜止狀態(tài)，同樣服務器發(fā)送預警信息給社區(qū)管理人員；
步驟6)根據(jù)顯示的老人的軌跡信息，分析多位老人的軌跡共性，系統(tǒng)推送相關的老人感興趣的消息，由手機終端或者PC端顯示的老人軌跡信息，分析多位老人的軌跡信息共性，當出現(xiàn)多人長時間處于某一區(qū)域時，系統(tǒng)默認老人會對此區(qū)域的活動感興趣，從而推送相關的消息。
本發(fā)明的有益效果是：
第一，本發(fā)明的創(chuàng)新點在于將WiFi指紋庫和Beacon指紋庫相結(jié)合，并應用于社區(qū)老人定位系統(tǒng)中；
第二，本發(fā)明引入Beacon技術，使得相對單純基于WiFi指紋庫的室內(nèi)定位，更加穩(wěn)定，定位精度更高；
第三，本發(fā)明在社區(qū)老人定位的同時，記錄老人特殊區(qū)域的逗留時間，超過預設時間則進行報警，方便社區(qū)管理人員對老人的照顧，減少老人意外情況的發(fā)生；
第四，本發(fā)明對多位老人的運動軌跡進行分析，尋找共性，系統(tǒng)進而推送老人感興趣的相關話題和消息，使得推廣更加精準化和人性化。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的流程示意圖；
具體實施方式
如圖1所示，一種老人室內(nèi)定位預警和消息推送的方法，包括以下步驟：
步驟1)在室內(nèi)區(qū)域部署WiFi節(jié)點和Beacon節(jié)點，WiFi節(jié)點可以根據(jù)室內(nèi)面積的大小進行布置，大約100平米內(nèi)布置一個，Beacon節(jié)點要根據(jù)離WiFi節(jié)點的遠近而定，在離WiFi節(jié)點較遠時，Beacon節(jié)點的密度分布較大，在離WiFi節(jié)點較近時，Beacon節(jié)點的密度分布較小；
步驟2)線下采集WiFi節(jié)點和Beacon節(jié)點的指紋數(shù)據(jù)，存于指紋訓練數(shù)據(jù)庫中：
a、選取K個參考點，在各個參考點采集各個WiFi節(jié)點發(fā)出的接收信號強度值并保存數(shù)據(jù)到矩陣H1：
式中：
K為參考點的總個數(shù)；
WKi為在參考點K處采集到第i個WiFi節(jié)點的接收信號強度值；
xK為參考點K處的橫坐標；
yK為參考點K處的縱坐標；
b)選取K個參考點，在各個參考點采集各個Beacon節(jié)點發(fā)出的接收信號強度值并保存數(shù)據(jù)到矩陣H2：
式中：
BKj為在參考點K處采集到第j個Beacon節(jié)點的接收信號強度值；
xK為參考點K處的橫坐標；
yK為參考點K處的縱坐標；
步驟3)線上測試階段，采集用戶端收到的WiFi節(jié)點和Beacon節(jié)點發(fā)出的接收信號強度值；
a、用戶處于室內(nèi)定位區(qū)域內(nèi)，在用戶所在位置點收集各個Beacon節(jié)點發(fā)出的接收信號強度值并保存數(shù)據(jù)到矩陣h1：
[w1 w2 ... wi ... wm]
式中：wi為用戶所在位置處采集到第i個WiFi節(jié)點的接收信號強度值；
b、用戶處于室內(nèi)定位區(qū)域內(nèi)，在用戶所在位置點收集各個Beacon節(jié)點發(fā)出的接收信號強度值并保存數(shù)據(jù)到矩陣h2：
[b1 b2 ... bj ... bn]
式中：
bj為用戶所在位置處采集到第j個Beacon節(jié)點的接收信號強度值；
i為WiFi節(jié)點的編號，j為Beacon節(jié)點的編號，n為Beacon節(jié)點的總數(shù)，m為WiFi節(jié)點的總數(shù)，m＜n，i∈[1,m]，j∈[1,n]；
步驟4)比較線下指紋數(shù)據(jù)和線上用戶數(shù)據(jù)，得到用戶的真實位置；
a、采用KNN算法計算WiFi節(jié)點歐式距離并構(gòu)成矩陣D1：
D1＝[DW1 DW2 ... DWi ... Dwm]
式中:
wi為用戶端收到第i個WiFi節(jié)點的接收信號強度值；
WKi為第K個參考點收集到第i個WiFi節(jié)點的接收信號強度值；
b、采用KNN算法計算Beacon節(jié)點歐式距離并構(gòu)成矩陣D2：
D2＝[DB1 DB2 ... DBj ... DBn]
式中:
bi為用戶收到第j個Beacon節(jié)點的接收信號強度值；
BKj為第K個參考點收集到第j個Beacon節(jié)點的接收信號強度值；
c、給矩陣D1補零元素，使得D1和D2的元素個數(shù)相同，再將矩陣D1和D2相加得到歐式距離矩陣D：
D＝[D1 D2 ... Di ... Dn]
其中:
d、取出歐式矩陣D中較小的6個元素，這6個元素所對應的參考點即為最接近用戶端的6個參考點，對6個參考點的橫縱坐標分別取算術平均值，得到用戶的真實位置；
步驟5)顯示用戶坐標位置和發(fā)布預警信息；
a、根據(jù)用戶的真實位置，調(diào)入室內(nèi)地圖，將用戶的真實位置顯示在手機終端或者電腦PC端；
b、當用戶的真實位置出現(xiàn)在地圖中指定區(qū)域時，系統(tǒng)啟動定時模塊，開始計時，直到用戶的位置離開指定區(qū)域時，定時模塊關閉，計時結(jié)束；
c、計算用戶在指定區(qū)域的時間，若此時間超過系統(tǒng)預設值時，服務器發(fā)送預警信息給社區(qū)管理人員，用以看護老人，防止老人意外情況的發(fā)生，若用戶的位置在非正常區(qū)域長期處于靜止狀態(tài)，同樣服務器發(fā)送預警信息給社區(qū)管理人員；
步驟6)根據(jù)顯示的老人的軌跡信息，分析多位老人的軌跡共性，系統(tǒng)推送相關的老人感興趣的消息，由手機終端或者PC端顯示的老人軌跡信息，分析多位老人的軌跡信息共性，當出現(xiàn)多人長時間處于某一區(qū)域時，系統(tǒng)默認老人會對此區(qū)域的活動感興趣，從而推送相關的消息。