用于确定与楼层平面图相关的RF传感器性能的系统和方法技术方案

提供了一种用于以图形指示建筑物的楼层平面图的射频(RF)连接的质量的计算机系统，计算机处理器被配置为识别墙壁类型并且确定包括在所述楼层平面图中的多个墙壁的墙壁性质；预测来自位于所述楼层平面图上的特定位置处的RF发送机的RF信号强度；基于信号测量确定预测置信水平；基于对相关联的预测RF信号强度、所述接收机装置的安装倾斜度和取向、与定位在预测RF信号的预期路径中的墙壁相关联的确定墙壁性质和相关联链路余量的分析来确定要被定位在所述楼层平面图的不同区域中的相应RF接收机的RF连接等级，并且在计算机显示器上提供指示所述楼层平面图的区域上的RF连接等级的可视化的GUI。

System and method for determining the performance of a RF sensor related to a floor plan

For RF floor plan of the building to provide a graphical indication (RF) computer system, the quality of the connection, the computer processor is configured to identify and determine the nature of the wall type wall comprises a plurality of walls in the floor plan of the RF; the signal intensity of RF transmitter located at a specific position prediction from the the floor plan of the signal measurement; determine the prediction confidence level based on associated analysis; determine the nature of the wall and the associated link margin is determined to be the corresponding RF positioning receiver in different areas of the floor plan of the RF connection level wall signal strength, the prediction of the RF receiver device on the installation of tilt and orientation, and positioning in the pre phase path prediction of RF signal based on a computer monitor and provide indicative of the flat floor The visual GUI of the RF connection level on the area map.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定与楼层平面图相关的RF传感器性能的系统和方法专利技术背景1.相关应用的交叉引用本申请要求于2015年3月24日提交的且题为“SYSTEMANDMETHODFORDETERMININGRFSENSORPERFORMANCERELATIVETOAFLOORPLAN”的美国临时专利申请序列号62/137,475的权益，其通过引用以其整体并入本文。2.专利
所公开的实施方案通常涉及建筑物系统，且更具体地涉及确定分布式建筑物系统中的RF传感器性能。3.相关技术的描述建筑物内部的无线射频(RF)装置的性能例如范围、数据速率、包错误率等都在建筑物或建筑物内的位置之间变化。建筑物特性影响RF传播。用于分析建筑物内的无线装置的性能的现有自动化解决方案包括使用建筑物楼层平面图的可视检查(例如，二维(2D)或三维(3D)几何形状表示)和关于用于预测无线信号的室内传播的建筑物材料性质的信息。(见美国专利号7,711,371，其通过引用以其整体并入本文。)对于一般用户，通过这种可视检查难以推断建筑物材料类型，这可导致严重预测误差。(见2004年的IEEE军事通信会议的论文中的Beneat等人的“Optimizationofbuildingmaterialpropertiesforaccurateindoorraytracingmodels”，其通过引用以其整体并入本文)。一些现有解决方案提供材料校准优化方法，该方法利用建筑物中进行的无线信号测量来提高预测的准确性。可考虑选定的墙壁和材料之间的大量可能组合来选择提供最小预测误差的最佳组合。处理时间根据组合数量而增加，并且可能需要在现场进行的设计和安装应用的快速解决方案。此外，将现场测量分配给楼层平面图上的各个位置的手动过程可能很乏味且容易出错。此外，属于技术性质的性能结果对于不熟悉无线技术的建筑物自动化安装人员来说可能难以解释。除了与现场和安装位置特定的传感器性能相关的参数外，传感器性能、无线电范围和电池消耗都是时变的，其可使初始估计无效，并使长期预测不准确。考虑到建筑物几何形状、材料性质、时变和电池消耗的建筑物系统性能的估计可能乏味且耗时。在非居住建筑物中，无线电性能主要受建筑物几何形状(例如墙壁)的影响，建筑物几何形状可衰减无线电信号，并使无线电信号由于衍射和反射而穿过多条路径。接收机装置可感知由于经过多个路径的若干衰减、延迟和相移信号副本的时变组合而引起的慢信号衰落。在不同建筑物中，几何形状可能由于不同障碍物分布而不同地影响无线电信号，从而改变类似部署的无线电性能。此外，在不同安装位置，装置可不同地接收无线电信号，因为它们的天线增益将取决于天线方向图主瓣和旁瓣关于无线电信号的入射角度的取向。此外，大多数建筑物是通过移动可影响安装后的无线电性能的人和障碍物(例如门和窗)而占据。图7J示出随着时间的接收信号强度变化的图，其中接收机装置感知到可引起波传播路径的动态变化并且使初始部署计划无效的大而快速的信号衰落。无线电性能估计技术通常采用建筑物几何形状和材料来预测无线信号的波传播特性。(见2009年的WirelessCommunicationsandNetworking(无线通信和网络)上的EURASIP杂志，2009：415736doi：10.1155/2009/415736http：//jwcn.eurasipjournals.com/content/2009/1/415736，其通过引用以其整体并入本文)。可基于确定性、经验或混合方法构建典型模型。确定性模型利用控制波传播的规律来确定特定位置处的接收信号功率。典型实例是有限元和光线跟踪方法。另一方面，经验模型可采用来自先前测量操作的概率理论和数据来预测信号功率。确定性波传播模型可能够通过预测小尺度衰落参数(诸如延迟分布)来捕获来自建筑物几何形状的信号方差。经验模型可能够通过在长时间内测量接收信号并采用概率回归模型捕获信号方差。现有自动化系统规划解决方案可采用平均信号强度并且通过系统特定的链路余量值表示时间变化。高链路余量值可增加系统的成本，而低值可限制无线电连接，从而导致系统性能较差。建筑物系统传感器通常也由电池供电，以提供低安装成本和更灵活的放置位置。建筑物系统传感器的能源供应有限，且通常在系统的寿命结束前消耗。因此，电池消耗是建筑物系统性能估计的另一重要传感器参数。在空建筑物中，电池消耗主要是由于定期监控操作(诸如感测和发送定期无线电心跳引起)。然而，对于居住的建筑物，电池耗尽取决于几个附加因素，诸如成功传送无线电心跳所需的重新发送的次数、正在检测的事件的频率和警报通信的频率。电池寿命预测模型通常仅考虑平均传感器通信、处理和感测要求(见http：//dl.acm.org/citation.cfm？id＝1031518，其通过引用以其整体并入本文)。考虑到上述场地和位置特定因素的电池寿命预测模型的现场调谐对于安装人员来说可能是一个耗时任务。为了补偿缺乏现场调谐，安装传感器寿命估计可能被限于系统寿命期间发生的常见事件(例如，在电池供电锁定系统中预期的刷卡次数)。专利技术概述描述了一种用于生成指示建筑物的楼层平面图的射频(RF)连接的质量的图形用户界面(GUI)的计算机系统。计算机系统包括存储器，其被配置为存储指令；和处理器，其设置为与存储器通信。处理器在执行指令时被配置为识别包括在楼层平面图中的多个墙壁中的每个的墙壁类型，并根据每个墙壁的确定建造材料来确定每个识别墙壁类型的墙壁性质。处理器在执行指令时还被配置为预测来自位于楼层平面图上的特定位置处的无线RF发送机的RF信号强度；并在选定位置处测量来自定位在特定位置处的RF发送机的RF信号强度。处理器在执行指令时还被配置为根据选定位置处的测量信号强度和预测信号强度之间的差来确定预测置信水平。处理器在执行指令时还被配置为基于对相关联的预测RF信号强度、接收机装置的安装倾斜度和取向、与定位在预测RF信号的预期路径中的墙壁相关联的确定墙壁性质和相关联链路余量的分析来确定要位于楼层平面图的不同区域中的相应RF接收机的RF连接等级，RF连接等级指示在定位在楼层平面图的不同区域处时的RF接收机处从位于楼层平面图上的特定位置处的RF发送机的成功包接收发送的可能性。处理器在执行指令时还被配置为在计算机显示器上提供指示楼层平面图的每个区域上的确定RF连接等级的可视化的GUI。在实施方案中，识别墙壁类型包括将大型物体建模为墙壁的集合。大型物体可包括楼梯和天花板高的结构中的至少一种。在某些实施方案中，RF连接等级的确定包括从计算机数据库检索RF发送机和相关联RF接收机的包错误率阈值。处理器还可被配置为根据与楼层平面图的确定的建筑物类型和RF发送机和相关联RF接收机的安装位置相关的信息来调整包错误率阈值。识别墙壁类型可包括分析建筑物楼层平面图的几何表示以识别建筑物内的不同墙壁和天花板。在实施方案中，识别墙壁类型包括将每个识别墙壁分类为内部墙壁、隔断墙壁或周边墙壁。另一方面，确定墙壁性质包括利用与建筑物所定位的地理区域有关的信息。在实施方案中，确定墙壁性质包括利用与楼层平面图的确定的建筑物类型有关的信息。确定墙壁性质可包括利用与楼层平面图的确定建筑物年龄有关的信息。确定每个墙壁的建造材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生成指示建筑物的楼层平面图的无线射频(RF)连接的质量的图形用户界面(GUI)的计算机系统，其包括：存储器，其被配置为存储指令；处理器，其设置为与所述存储器通信，其中所述处理器在执行所述指令时被配置为：识别包括在所述楼层平面图中的多个墙壁中的每个的墙壁类型，并根据每个所述墙壁的确定建造材料来确定每个所述识别墙壁类型的墙壁性质；预测来自位于所述楼层平面图上的特定位置处的无线RF发送机的RF信号强度；在选定位置处测量来自定位在所述特定位置处的所述RF发送机的RF信号强度；根据所述选定位置处的所述测量信号强度和所述预测信号强度之间的差来确定预测置信水平；基于对所述相关联的预测RF信号强度、与定位在预测RF信号的预期路径中的墙壁相关联的确定墙壁性质、所述RF接收机的安装倾斜度和取向和相关联链路余量的分析来确定要位于所述楼层平面图的不同区域中的相应无线RF接收机的RF连接等级，所述RF连接等级指示在定位在所述楼层平面图的所述不同区域中时的所述RF接收机处从位于所述楼层平面图上的所述特定位置处的所述RF发送机的成功包接收发送的可能性；和在计算机显示器上提供指示所述楼层平面图的每个区域上的所述确定RF连接等级的可视化的GUI。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.24 US 62/1374751.一种用于生成指示建筑物的楼层平面图的无线射频(RF)连接的质量的图形用户界面(GUI)的计算机系统，其包括：存储器，其被配置为存储指令；处理器，其设置为与所述存储器通信，其中所述处理器在执行所述指令时被配置为：识别包括在所述楼层平面图中的多个墙壁中的每个的墙壁类型，并根据每个所述墙壁的确定建造材料来确定每个所述识别墙壁类型的墙壁性质；预测来自位于所述楼层平面图上的特定位置处的无线RF发送机的RF信号强度；在选定位置处测量来自定位在所述特定位置处的所述RF发送机的RF信号强度；根据所述选定位置处的所述测量信号强度和所述预测信号强度之间的差来确定预测置信水平；基于对所述相关联的预测RF信号强度、与定位在预测RF信号的预期路径中的墙壁相关联的确定墙壁性质、所述RF接收机的安装倾斜度和取向和相关联链路余量的分析来确定要位于所述楼层平面图的不同区域中的相应无线RF接收机的RF连接等级，所述RF连接等级指示在定位在所述楼层平面图的所述不同区域中时的所述RF接收机处从位于所述楼层平面图上的所述特定位置处的所述RF发送机的成功包接收发送的可能性；和在计算机显示器上提供指示所述楼层平面图的每个区域上的所述确定RF连接等级的可视化的GUI。2.如权利要求1所述的计算机系统，其中识别墙壁类型包括将大型物体建模为墙壁的集合。3.如权利要求1所述的计算机系统，其中大型物体包括楼梯和天花板高的结构中的至少一种。4.如权利要求1所述的计算机系统，其中所述RF连接等级的确定包括从计算机数据库检索所述RF发送机和所述相关联RF接收机的包错误率阈值。5.如权利要求4所述的计算机系统，其中所述处理器还被配置为根据与所述楼层平面图的确定的建筑物类型和所述RF发送机和所述相关联RF接收机的安装位置相关的信息来调整所述包错误率阈值。6.如权利要求1所述的计算机系统，其中识别墙壁类型包括分析所述建筑物楼层平面图的几何表示以识别建筑物内的不同墙壁和天花板。7.如权利要求1所述的计算机系统，其中识别墙壁类型还包括将每个识别墙壁分类为内部墙壁、隔断墙壁或周边墙壁。8.如权利要求1所述的计算机系统，其中确定墙壁性质包括利用与所述建筑物所定位的地理区域有关的信息。9.如权利要求1所述的计算机系统，其中确定墙壁性质包括利用与所述楼层平面图的确定的建筑物类型有关的信息。10.如权利要求1所述的计算机系统，其中确定墙壁性质包括利用与所述楼层平面图的确定建筑物年龄有关的信息。11.如权利要求1所述的计算机系统，其中确定每个所述墙壁的建造材料包括用户规定每个所述墙壁的材料类型和厚度。12.如权利要求1所述的计算机系统，其中预测RF信号强度包括分析发送信号的信号路径以及为了在所述建筑物中放置而考虑的RF装置的安装方向性和发送机和接收机特性。13.如权利要求12所述的计算机系统，其中所述发送机特性包括发送输出功率、发送频率、天线方向图和内部电路损耗。14.如权利要求12所述的计算机系统，其中所述接收机特性包括接收机灵敏度、接收机频率、天线方向图和内部电路损耗。15.如权利要求1所述的计算机系统，其中预测RF信号强度包括应用RF传播模型以获得从位于所述楼层平面图上的所述特定位置处的所述RF发送机发送的在所述楼层平面图上的各个位置处接收的RF信号的估计。16.如权利要求15所述的计算机系统，其中所述RF传播模型考虑以下中的一种或多种：所述建筑物的几何模型表示；每个所述墙壁的材料类型和厚度；RF发送机硬件特性；RF发送机位置和一个或多个RF接收机位置。17.如权利要求1所述的计算机系统，其中通过校准RF墙壁性质来增加预测置信水平包括校准所述RF墙壁性质，校准所述RF墙壁性质包括比较来自所述楼层平面图上的各个位置的RF信号测量与相同位置处的估计信号强度值，以便计算预测误差。18.如权利要求17所述的计算机系统，校准所述RF墙壁还包括确定将使预测误差最小化的墙壁材料类型和厚度值。19.如权利要求18所述的计算机系统，其中确定墙壁材料类型和厚度值包括：改变墙壁材料类型和墙壁厚度；从RF传播模型获得新预测估计；计算预测误差；和如果预测误差值小于先前确定的预测误差值，则在存储器中保存墙壁材料类型和墙壁厚度值。20.如权利要求1所述的计算机系统，其中所述处理器还被配置为通过比较所述预测RF信号强度与实际RF信号测量来计算所述楼层平面图上的每个房间的预测误差，由此房间的预测误差越高，所述房间的所述预测置信水平越低。21.如权利要求20所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：A蒂瓦里，RDP阿尔贝罗拉，BC比拉贝尔德，P阿拉瓦尔，VR拉卡姆拉朱，K穆赫吉，M拉穆塔，
申请(专利权)人：开利公司，
类型：发明
国别省市：美国,US