物联网终端运动状态获取和分析系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种物联网终端状态获取和分析系统，包括：终端,安装在目标体上，设置有识别码，至少内置运动传感器；物联网网关，接收来自终端的包括运动传感器信息在内的数据信息传输到云平台；云平台，存储若干包括运动传感器测量值数据库在内的数据库，所述运动传感器测量值数据库存储了终端的运动传感器数据以及该终端的识别码，以键值输入查询对应数据，进行运动探测运算；应用端，与云平台交互，提取运动状态数据以显示、交互或应用操作,本发明专利技术系统可进行运动状态数据生成、计算和管理，且具有功耗低距离远的优点，适合大规模推广使用；其利用物联网数据链路实时进行数据传输，降低运动状态探测应用的功耗，增加使用范围。

A System and Method for Obtaining and Analyzing the Motion State of Internet of Things Terminals

The invention provides a terminal state acquisition and analysis system of the Internet of Things, which includes: a terminal, installed on the target body, equipped with identification codes and at least built-in motion sensors; an Internet of Things gateway, which receives data information from the terminal, including motion sensor information, and transmits it to the cloud platform; a cloud platform, which stores several databases including the measurement value database of the motion sensor; The motion sensor measurement value database stores the motion sensor data of the terminal and the identification code of the terminal, inputting and querying the corresponding data with the key value, and performing motion detection operation; the application side interacts with the cloud platform, extracts the motion state data for display, interaction or application operation. The system of the present invention can generate, calculate and manage the motion state data, and has low power consumption. The advantage of long distance is suitable for large-scale popularization. It uses the data link of the Internet of Things to transmit data in real time, reduces the power consumption of motion state detection applications, and increases the scope of use.

【技术实现步骤摘要】
物联网终端运动状态获取和分析系统及方法
本专利技术涉及物联网领域，尤其是一种物联网终端运动状态获取和分析系统和方法。
技术介绍
随着移动互联网、云计算、微机电传感器等技术的发展,正从今天的“物联网”(IoT)走入“万物互联”(IoE)的时代，通过将成千上万的传感器接入到物联网平台，能实现集合十亿甚至万亿连接的网络。而这些连接所带来的数据、信息也将被视为能有效带动传统产业转型升级和新兴产业发展,助推经济发展的重要内在动力。“位置”是物联网系统的一个核心属性。有了位置标签，才能有效地将数据与其他数据建立连接，从而实现与空间信息相关的服务。对于特定行业的应用来说，“运动”是另一个重要信息。以现代畜牧业为例，需要知道牲畜(如牛、羊、猪、家禽)在各时刻的运动状态，才可以实现实时的牲畜的智能健康监测和管理，进而将科学的大数据分析和养殖管理体系和传统养殖技术和管理经验结合，实现智慧畜牧业。一方面，运动信息和位置信息有一定联系。得到了目标的位置数据，即可使用公式计算目标的部分运动状态，如速度、运动方向等。另一方面，还有部分运动状态需要用特定运动传感器测量或者由特定传感器数据分析得到。例如，目标运动的脚步信息需要分析加速度计或者陀螺数据来得到。随着微机电传感器技术的发展，运动传感器(如加速度计、陀螺、视觉传感器、距离传感器、速度传感器、磁传感器等)已经普及到生活的方方面面，如智能手机、可穿戴设备、虚拟/增强显示设备等。典型应用如通过加速度计和/或陀螺进行脚步探测、运动模式识别；使用视觉传感器和/或陀螺和/或加速度计来进行目标定位定姿、增强/虚拟显示场景构建；使用陀螺、加速度计、磁强计进行九轴数据融合提供目标姿态信息；利用陀螺、加速度计、里程计数据跟踪车辆的运动，或者更进一步与视觉传感器组合进行车辆的自动泊车等。但是，目前的运动识别应用多针对个体，即为了满足个体的应用需求，如个人日常运动量监测、无人机位置姿态确定、增强现实游戏等。综上所述，在现有的当前万物互联的大趋势下，迫切需要一个机制一个完整的系统和方法，可以方便可靠地获取大量、甚至多个种类的目标的运动数据，并对其进行管理和利用。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种物联网终端运动状态获取和分析系统和方法,方便可靠地获取大量、多个种类的目标的运动数据，并对其进行管理和利用。本专利技术旨在提供上述问题的一个解决方案,本专利技术中技术方案中终端可以置于多种目标上，例如行人、物品、车辆，或者畜牧,若将终端以耳标的形式装在畜牧身上，则可以为现代畜牧业提供系统的针对广域、大量畜牧终端的运动状态数据生成、计算和管理流程。依据上述目的，本专利技术提供一种物联网终端运动状态获取系统，该系统地使用运动传感器测量值数据库、终端运动传感器模型数据库、运动模型数据库，以及运动状态数据库管理物联网终端各个环节的数据，从而提供一种适用于广域大量终端的运动状态数据生成、计算和管理流程。即:一种物联网终端状态获取和分析系统，其包括：终端,安装在目标体上，设置有识别码，至少内置运动传感器；物联网网关，接收来自终端的包括运动传感器信息在内的数据信息传输到云平台；云平台，存储若干包括运动传感器测量值数据库在内的数据库，所述运动传感器测量值数据库存储了终端的运动传感器数据以及该终端的识别码，以键值输入查询对应数据，进行运动探测运算；应用端，与云平台交互，提取运动状态数据以显示、交互或应用操作。优选的，所述物联网终端状态获取和分析系统，其所述云平台存储的数据库包括运动传感器测量值数据库、终端运动传感器模型数据库、运动模型数据库及运动状态数据库的数据库。优选的，述物联网终端状态获取和分析系统，其所述云平台对运动传感器数据进行预处理，并存储至运动传感器测量值数据库；所述预处理包括多传感器数据对准和平滑处理；其中，多传感器数据对准使用共同的时间，对多种类型的传感器数据进行插值来完成。优选的，所述物联网终端状态获取和分析系统，其所述物联网网关通过低功耗广域网络数据链路实时进行低功耗长距离传输，将运动传感器数据发送到服务器并存储至运动传感器测量值数据库。优选的，所述物联网终端状态获取和分析系统，其所述云平台从运动传感器测量值数据库获取运动传感器数据，从终端运动传感器模型数据库获取终端运动传感器误差模型参数，用终端运动传感器误差模型参数对运动传感器数据进行补偿；用运动传感器数据进行运动状态探测，将运动状态保存至运动状态数据库，从运动状态数据库中获取运动状态。本专利技术还提供一种物联网终端状态获取和分析方法，其包括如下步骤：终端采集其内置的传感器数据信息，发送至网关；网关接收传感器数据信息并传输至云平台；云平台对传感器数据进行预处理，并存储至数据库；用处理后的传感器数据进行终端运动探测，并将终端设有的识别码、运动探测结果和对应的时间存储至数据库形成运动状态数据库；自运动状态数据库提取运动状态数据，进行统计分析。优选的，所述的物联网终端状态获取和分析方法，其所述云平台存储的数据库包括运动传感器测量值数据库、终端运动传感器模型数据库、运动模型数据库及运动状态数据库；所述运动传感器测量值数据库存储了多个终端的运动传感器数据，用终端识别码作为键值，查询获取该终端的运动传感器数据；所述运动状态数据库存储了多个终端的识别码和运动状态数据。优选的，所述的物联网终端状态获取和分析方法，其所述终端运动传感器模型数据库存储了多个终端的识别码以及运动传感器误差模型参数；所述运动模型数据库中存储多个参考指纹向量和其对应的运动状态，一个参考指纹向量对应一个运动状态，所述的参考指纹向量是由终端的运动特征组成的向量，所述的运动特征包括姿态、脚步、速度、位置。优选的，所述的物联网终端状态获取和分析方法，其所述的终端识别码为终端的唯一编码，可为终端MAC地址、UUID或者特定规则的编号；所述终端运动传感器数据库存储的误差模型参数至少包括零偏，并可选地包含比例因子、交轴耦合以及传感器测量随机误差统计量。优选的，所述的物联网终端状态获取和分析方法，其所述网关网关将一段时间内收到的运动传感器数据打包、压缩并发送至云平台，所述发送过程通过物联网数据链路、WiFi或通讯运营商网络进行数据传输；所述预处理包括多传感器数据对准和平滑处理。优选的，所述的物联网终端状态获取和分析方法，其所述用处理后的传感器数据进行终端运动探测包括利用运动传感器数据、运动模型数据库进行终端运动探测：首先用运动传感器数据计算终端的运动特征，然后用运动特征构成指纹向量，然后结合运动模型数据库，确定终端的运动状态。优选的，所述的物联网终端状态获取和分析方法，其所述终端的运动特征可选用终端三维姿态角和/或有无脚步的标识；所述指纹向量结合运动模型数据库确定运动状态，包括：首先，在运动模型数据库中查找与指纹向量最接近的参考指纹向量，然后，以所选参考指纹向量作为键值，在运动模型数据库中查询对应的运动状态。优选的，所述的物联网终端状态获取和分析方法，其所述查找与指纹向量最接近的参考指纹向量的方式包括：选择与指纹向量间欧式距离最小的参考指纹向量。本专利技术通过低功耗广域网络数据链路实时进行低功耗长距离传输，将运动传感器数据发送到服务器并存储至运动传感器测量值数据库，从运动传感器测量值数据库获取运动传感器数据，从终端运动传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物联网终端状态获取和分析系统，其特征在于，包括：终端,安装在目标体上，设置有识别码，至少内置运动传感器；物联网网关，接收来自终端的包括运动传感器信息在内的数据信息传输到云平台；云平台，存储包括运动传感器测量值数据库、运动模型数据库在内的若干数据库，所述运动传感器测量值数据库存储终端的运动传感器数据以及该终端的识别码，以键值输入查询该终端的运动传感器数据，计算终端的运动特征，用运动特征构成指纹向量；所述运动模型数据库中存储由终端的运动特征组成的参考指纹向量和其对应的运动状态，在运动模型数据库中查找与指纹向量最接近的参考指纹向量，进行运动探测运算，确定终端的运动状态；应用端，与云平台交互，提取运动状态数据以显示、交互或应用操作。

【技术特征摘要】
1.一种物联网终端状态获取和分析系统，其特征在于，包括：终端,安装在目标体上，设置有识别码，至少内置运动传感器；物联网网关，接收来自终端的包括运动传感器信息在内的数据信息传输到云平台；云平台，存储包括运动传感器测量值数据库、运动模型数据库在内的若干数据库，所述运动传感器测量值数据库存储终端的运动传感器数据以及该终端的识别码，以键值输入查询该终端的运动传感器数据，计算终端的运动特征，用运动特征构成指纹向量；所述运动模型数据库中存储由终端的运动特征组成的参考指纹向量和其对应的运动状态，在运动模型数据库中查找与指纹向量最接近的参考指纹向量，进行运动探测运算，确定终端的运动状态；应用端，与云平台交互，提取运动状态数据以显示、交互或应用操作。2.如权利要求1所述物联网终端状态获取和分析系统，其特征在于：所述云平台存储的数据库包括运动传感器测量值数据库、终端运动传感器模型数据库、运动模型数据库及运动状态数据库的数据库；在运动模型数据库中查找与指纹向量最接近的参考指纹向量，以所选参考指纹向量作为键值，在运动模型数据库中查询对应的运动状态。3.如权利要求2所述物联网终端状态获取和分析系统，其特征在于：所述云平台对运动传感器数据进行预处理，并存储至运动传感器测量值数据库；所述预处理包括多传感器数据对准和平滑处理；其中，多传感器数据对准使用共同的时间，对多种类型的传感器数据进行插值来完成。4.如权利要求2所述物联网终端状态获取和分析系统，其特征在于：所述物联网网关通过低功耗广域网络数据链路实时进行低功耗长距离传输，将运动传感器数据发送到服务器并存储至运动传感器测量值数据库。5.如权利要求2所述物联网终端状态获取和分析系统，其特征在于：所述云平台从运动传感器测量值数据库获取运动传感器数据，从终端运动传感器模型数据库获取终端运动传感器误差模型参数，用终端运动传感器误差模型参数对运动传感器数据进行补偿；用运动传感器数据进行运动状态探测，将运动状态保存至运动状态数据库，从运动状态数据库中获取运动状态。6.一种物联网终端状态获取和分析方法，其特征在于，其包括如下步骤：终端采集其内置的传感器数据信息，发送至网关；网关接收传感器数据信息并传输至云平台；云平台对传感器数据进行预处理，并存储至数据库；用处理后的传感器数据进行终端运动探测，并将终端设有的识别码、运动探测结果和对应的时间存储至数据库形成运...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺喆，李由，徐洪亮，陈跃，陈腾，袁智慧，金妮妮，
申请(专利权)人：上海奥孛睿斯科技有限公司，奥孛睿斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：上海,31