基于WSN的施工现场人员定位系统技术方案

本实用新型专利技术公开了基于WSN的施工现场人员定位系统，属于监控技术领域，包括监控服务器主机、客户端电脑、锚节点、移动节点和GIS系统，以及定位软件平台系统和施工人员定位APP软件系统。锚节点布置在施工现场，包括定位模块和通信模块，移动节点设备由施工人员随身佩戴，移动节点内设置有个人基本信息；锚节点与移动节点双向通信，定位模块根据预设时间间隔搜集移动节点信息；监控服务器主机连接各个锚节点和移动节点，客户端电脑用于基础数据的录入，对所采集回来的移动节点数据进行查询并显示。本实用新型专利技术利用WSN对施工人员实时定位，在电脑端和手机端都可以对施工现场的人员定位进行实时查看，管理效率大幅度提升。

WSN-based Personnel Location System in Construction Site

The utility model discloses a WSN-based construction site personnel positioning system, which belongs to the field of monitoring technology, including monitoring server host computer, client computer, anchor node, mobile node and GIS system, positioning software platform system and construction personnel positioning APP software system. Anchor nodes are arranged in the construction site, including positioning module and communication module, mobile node equipment is worn by the construction personnel, and personal basic information is set in the mobile node; the two-way communication between the anchor node and the mobile node, the positioning module collects mobile node information according to the preset time interval; the host of the monitoring server connects each anchor node and mobile node, and the client computer is used for the base. Input of basic data, query and display the collected mobile node data. The utility model uses WSN to locate the construction personnel in real time, and can inspect the location of the construction site in real time at the computer end and the mobile terminal, thus greatly improving the management efficiency.

【技术实现步骤摘要】
基于WSN的施工现场人员定位系统
本技术涉及监控
，具体地说是基于WSN的施工现场人员定位系统。
技术介绍
在建筑施工现场，管理人员需要实时了解人员分布情况，以方便对施工现场的管理。传统的人员管理模式，由于区域比较分散，需要多人对现场进行管理，无法实时知悉人员分布情况，不能确定人员的具体位置，很难知晓是否存在工作中擅自离开的情况；且当人员遇到危险情况时，不能及时有效确定人员的位置，无法查看人员的历史轨迹信息等存在一系列问题。传统的人员管理模式不仅在管理效率方面较低，而且不能从根本上解决监管到每位人员的问题。目前的定位系统绝大多数是采用UWB或者是ZigBee网络，虽然也能够实现人员定位功能，但是存在的问题也比较突出：UWB的频谱使用不灵活，频谱利用效率不高，信息传输速率不高等缺点比较明显；而ZigBee则是成本比较高，通信距离短，穿透性不好等问题也不容忽视。
技术实现思路
本技术的技术任务是针对以上不足之处，提供基于WSN的施工现场人员定位系统，利用WSN对施工人员实时定位，对施工现场人员进行全方位的检测，为施工人员提供保障。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：基于WSN的施工现场人员定位系统，包括监控服务器主机、客户端电脑、锚节点、移动节点和GIS系统，以及定位软件平台系统和施工人员定位APP软件系统；锚节点布置在施工现场，是用于转发信息的中间站，根据施工现场的具体情况进行合理布局，安装固定，锚节点包括定位模块和通信模块；移动节点设备由施工人员随身佩戴，随施工人员移动而移动，移动节点内设置有个人基本信息如姓名、性别、年龄、工种等；锚节点与移动节点双向通信，定位模块根据预设时间间隔搜集移动节点信息，通信模块发出锚节点采集到的信息，转发别人信息和对其他命令的响应；通过移动节点与锚节点的双向通讯进行人员信息采集；监控服务器主机连接各个锚节点和移动节点，用于对锚节点进行轮流巡查，保证锚节点的正常运行，并对移动节点的数据信息进行实时采集和控制；客户端电脑用于基础数据的录入，例如姓名、性别、年龄、工种等信息，并与GIS系统相连，GIS系统可以实时显示施工现场中的施工人员数量、工种、具体位置，工地上的重要机械设备、设施等数据信息；客户端电脑连接监控服务器主机，接收采集的移动节点数据信息，对所采集回来的移动节点数据进行查询并显示；定位软件平台系统设置有显示器，锚节点对移动节点信息接收整理后，以无线方式发送至协调器，协调器将数据经过交换机发送至总控，通过总控将数据信息发送至监控服务器主机，定位信息在显示器上以地图形式显示；在WSN传感器网络中，锚节点与施工人员佩戴的移动节点是双向通讯的，在施工现场每个锚节点的位置是固定的，并且每个锚节点的编号是唯一的，每个锚节点都有各自的传输距离，当施工人员佩戴移动节点经过时，锚节点能够读取到移动节点中的信息，根据编写且优化的RSSI（ReceivedSignalStrengthIndication定位算法）就可以定位人员的位置。每个锚节点都有自己的监测区域，利用一个锚节点监测施工人员位置会有误差，而利用多个相邻的锚节点同时对施工人员进行监测时，通过相邻锚节点的交集情况就可以准确的定位人员的位置；施工人员定位APP软件系统包括云数据库和移动终端设备，监控服务器主机设置有云平台，云平台连接移动终端设备，移动终端设备通过云平台接收云数据库中的人员定位数据信息；在施工现场的监测区域，通过总控利用协调器将各个锚节点的信息进行汇总，通过TCP/IP协议将数据传输到云平台，然后通过云平台到各级领导和管理人员的手机端；在手机端安装APP应用软件，手机端APP应用软件由软件系统和云端数据库构成，软件系统在施工现场厂区对施工人员以及重要设备进行详细位置的定位，包括对人员的考勤管理和施工人员在接近危险区域时进行报警提醒，便于管理人员对现场各工种进行辅导调度；人员定位系统所形成的历史数据都存储在云平台数据库中，便于对数据库进行统计分析。优选的，各锚节点之间间隔60～150米均匀分布。根据施工现场的具体情况，结合客户的实际需求，遵循节约成本，便于施工的原则，在施工现场的空旷场所，间隔60～150米距离均匀分布合理布置锚节点。优选的，不同的施工工种人员佩戴的移动节点设置不同的颜色标志，不同施工工种人员在地图上以不同的颜色展示。由于移动节点包含不同颜色的施工工种信息，如木工、瓦工、钢筋工、混凝土工及信号工等，地图上展现不同的颜色，方便管理人员对施工人员位置、施工现场人员分布情况实时掌握。优选的，定位软件平台系统还设置有红外及人体被动检测装置。在锚节点采集移动节点信息的基础上，结合红外及被动人体检测技术，对人员定位的精度会大大的提升。对于没有佩戴移动节电设备的外来人员可以及时监测到，对外来人员进行定位，防止外来人员靠近危险区域或禁止区域。优选的，大型设备上安装有RFID（RadioFrequencyIdentification，射频识别）标签，将设备的基本信息录入，当需要保养维护时，可以清楚明了的知道是哪台机器需要保养维护，也可以对设备进行定位及监控，防止设备被盗窃。进一步的，定位软件平台系统包括用户登录模块、用户管理模块、权限管理模块、移动节点管理模块、数据处理模块、界面显示人员实时定位模块和历史记录模块；用户登录模块，在定位软件平台的登录界面，输入账号密码，登录定位软件平台；用户管理模块，属于管理员权限，管理员对平台上的人员基本信息进行查看、增加、删除和修改等操作；权限管理模块，根据工作职能的不同，不同的管理员拥有不同的权限；防止超越权限误操作；移动节点管理模块，管理员对移动节点进行统一管理，对移动节点列表进行查看、添加、修改及删除移动节点信息，在移动节点根据不同工种设置不同颜色标志的情况下，在显示的主界面，可根据颜色的不同对施工现场的工种进行区分；数据处理模块，接收来自上位机发送过来实时的人员定位数据信息，对这些数据信息进行统计分析；界面显示人员实时定位模块，在界面的显示区域显示每一楼层内的施工人员具体位置，在移动节点根据不同工种设置不同颜色标志的情况下，可根据不同颜色清楚的获悉各个工种的工作区域，便于调度管理；历史记录模块，对施工现场每位人员的移动轨迹进行回放，查看有无违章，对发生的问题处理有据可依。进一步的，施工人员定位APP软件系统包括登录模块、定位检测模块、用户管理模块、消息管理模块和历史模块；登录模块，首先进行账号注册，这个账号密码可以与电脑端一致，电脑端注册完成后在手机端直接登录即可，用户在移动端登录界面输入账号与密码进行登录；定位检测模块，在显示界面实时刷新显示人员定位情况，在移动节点根据不同工种设置不同颜色标志的情况下，根据颜色的不同能够轻易的区分出不同的工种分布情况，通过点击显示界面上的某一颜色的具体的点，可以查看施工人员的基本信息；用户管理模块，属于管理员权限，对用户进行信息的修改、增加和删除；消息管理模块，当施工人员出现违章时进行消息推送；并对系统的通知消息进行管理；历史模块，对人员轨迹进行回放，将历史数据提取并查看。施工人员定位APP软件系统的开发实现，可以使管理人员更加高效的、更加方便快捷的对施工现场的施工人员的情况快速清楚掌握，对人员的具体调度更加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于WSN的施工现场人员定位系统，其特征在于包括监控服务器主机、客户端电脑、锚节点、移动节点和GIS系统，以及定位软件平台系统和施工人员定位APP软件系统；锚节点布置在施工现场，包括定位模块和通信模块，各锚节点之间间隔60～150米均匀分布；移动节点设备由施工人员随身佩戴，移动节点内设置有个人基本信息；锚节点与移动节点双向通信，定位模块根据预设时间间隔搜集移动节点信息；监控服务器主机连接各个锚节点和移动节点，用于对锚节点进行轮流巡查，并对移动节点的数据信息进行实时采集和控制；客户端电脑用于基础数据的录入，并与GIS系统相连；客户端电脑连接监控服务器主机，接收采集的移动节点数据信息，对所采集回来的移动节点数据进行查询并显示；定位软件平台系统设置有显示器，锚节点对移动节点信息接收整理后，以无线方式发送至协调器，协调器将数据经过交换机发送至总控，通过总控将数据信息发送至监控服务器主机，定位信息在显示器上以地图形式显示；定位软件平台系统还设置有红外及人体被动检测装置，在锚节点采集移动节点信息的基础上结合红外及被动人体检测技术，对人员定位的进度进行提升；施工人员定位APP 软件系统包括云数据库和移动终端设备，监控服务器主机设置有云平台，云平台连接移动终端设备，移动终端设备通过云平台接收云数据库中的人员定位数据信息。...

【技术特征摘要】
1.基于WSN的施工现场人员定位系统，其特征在于包括监控服务器主机、客户端电脑、锚节点、移动节点和GIS系统，以及定位软件平台系统和施工人员定位APP软件系统；锚节点布置在施工现场，包括定位模块和通信模块，各锚节点之间间隔60～150米均匀分布；移动节点设备由施工人员随身佩戴，移动节点内设置有个人基本信息；锚节点与移动节点双向通信，定位模块根据预设时间间隔搜集移动节点信息；监控服务器主机连接各个锚节点和移动节点，用于对锚节点进行轮流巡查，并对移动节点的数据信息进行实时采集和控制；客户端电脑用于基础数据的录入，并与GIS系统相连；客户端电脑连接监控服务器主机，接收采集的移动节点数据信息，对所采集回来的移动节点数据进行查询并显示；定位软件平台系统设置有显示器，锚节点对移动节点信息接收整理...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘著国，殷利庆，王帅，霍宝玉，田广鑫，
申请(专利权)人：中建八局第二建设有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37