CN101237674A - 旅游团通信与定位系统及方法 - Google Patents

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CN101237674A CNA2007100030435A CN200710003043A CN101237674A CN 101237674 A CN101237674 A CN 101237674A CN A2007100030435 A CNA2007100030435 A CN A2007100030435A CN 200710003043 A CN200710003043 A CN 200710003043A CN 101237674 A CN101237674 A CN 101237674A
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Abstract

本发明涉及一种联合使用卫星定位系统和无线自组织网络在旅游团成员和导游间相互定位和通信的装置和方法，属于无线通信领域。该装置由导游便携设备、团成员便携设备和重要物品标签设备组成，包括：导游设备与旅游团成员设备之间、旅游团成员设备与旅游团成员设备之间构成一级网络；重要物品标签设备与附近的旅游团成员设备进行直接通信，它们构成二级通信网络。该方法包括一级网络通信设备方法和二级网络设备通信方法。这项发明解决了旅游人员安全和重要物品保护问题。通过该发明，导游可以知道所有旅游团成员所在的位置，旅游团每一个人可以知道他们携带的重要物品是否已经携带。当出现危险或者需要帮助时，可以向同伴报警和发出请求。

Description

旅游团通信与定位系统及方法
技术领域
本发明涉及一种通信装置和方法，尤其是联合使用卫星定位系统和无线自组织网络在旅游团成员和导游间相互定位和通信的装置和方法，属于数字通信领域。
背景技术
定位技术一向是被热衷研究的技术之一，目前用于位置服务的技术已经发展了几代。其中，卫星导航定位技术能够提供全球全天候定位服务，该技术利用卫星导航定位系统提供位置、速度及时间等信息来完成对各种目标的定位、导航、监测和管理，目前已投入运行的卫星导航定位系统主要有美国的GPS(Global Positioning System)、俄罗斯的GLONASS以及我国的北斗双星系统。其中，使用最广泛的是GPS。GPS系统依靠24颗在轨卫星为全球用户提供位置服务。在野外定位系统中，依赖GPS能够提供野外位置确定和轨迹跟踪。
为了能够将位置信息及时通知给别人以实现援救、定位通知等目的，必须在定位系统的基础上增加通信系统。由于设备是移动的，因此通常采用无线通信技术。在现有定位加通信系统中，最广泛使用的GPS技术与GPRS(General Packet Radio System)相结合。该系统利用公众无线通信网络的广泛覆盖性，将定位信息以短消息的形式发给接收者。这类技术的最广泛应用是车载调度与监控系统，控制中心与每一辆汽车通过GPRS交换位置、通知和报警等信息。
然而，对于一个旅游团，导游经常需要知道所有成员所在的位置，需要了解他们的健康和安全状态、他们的重要物品是否随身携带，以及旅途中是否有成员掉队等信息。因此，需要设计一种系统能够满足上述要求。若使用GPS加GPRS组合实现，在旅游团应用中，其缺点为：(1)无法保证使用一个GPRS模块在多个国家总是能够使用；(2)旅游所到达地点不一定是公众无线通信网络所覆盖的地区；(3)：使用GPRS进行通信存在重复通信成本。
为了克服上述缺点，必须选择能够替代GPRS的无线技术。最适合旅游团应用需求的无线网络技术是无线自组织网络。这种无线网络是不依赖于任何固定通信基础设施的移动节点的互联网络。但是，无线网络包括无线自组织网络网络需要针对特定的应用进行优化设计才能更好的满足应用的需求。因此，需要针对旅游团应用设计恰当的无线通信技术、路由协议以及应用协议才能更好的满足需求。在旅游团应用中，节点功耗是一个主要问题，而一般无线自组织网络大都采用CSMA/CA方式进行介质访问控制。这种介质访问控制协议造成的空闲侦听和发生冲突是造成功耗浪费的主要原因。而对于采用时分复用的介质访问控制协议在网络为多跳时解决节点间的同步问题所造成的开销很大。然而，GPS系统提供了精度不低于200ns的定时信息，利用该定时信息刚好可以解决无线自组织网络的定时问题。在此基础上，需要进一步解决多个旅游团的通信覆盖区域重叠时的相互干扰问题，以及结合旅游团通信应用需求的路由问题。
发明内容
为了解决旅游定位和重要物品保护问题，本发明提出一种联合使用卫星定位系统和无线自组织网络在旅游团成员和导游间相互定位和通信的装置和方法。通过该系统，导游可以知道所有旅游团成员所在的位置；旅游团每一个人可以知道他们携带的重要物品是否已经携带；当出现危险或者需要帮助时，可以向同伴报警和发出请求；导游可以向团成员广播和发送通知和其它辅助信息。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该系统由导游便携设备、团成员便携设备和重要物品标签设备构成。其中：导游设备与旅游团成员设备之间、旅游团成员设备与旅游团成员设备之间构成一级网络。重要物品标签设备与附近的旅游团成员设备进行直接通信，它们构成二级通信网络。
所述的一种联合使用卫星定位系统和无线自组织网络在旅游团成员和导游间相互定位和通信的装置，其特征在于：所述的导游便携设备包括与公众无线移动通信网络通信的GPRS模块，与旅游团成员设备通信的短距离无线网络模块，与重要物品标签设备通信的无线接收模块，以及处理导游旅游应用信息的模块。
处理导游旅游应用信息的模块根据接收到的导游信息在屏幕上显示旅游团所有成员的相对位置，旅游团总人数；显示需要帮助的旅游团成员的具体经纬度坐标等。
所述的卫星定位系统和无线自组织网络结合的旅游团应用装置，其特征在于：所述的团成员便携设备包括与旅游团成员设备通信的短距离无线网络模块，与重要物品标签设备通信的无线接收模块，以及处理成员旅游应用信息的模块。
处理成员旅游应用信息的模块能够向旅游团其它成员发送求救和报警信号，显示旅游团所有成员和导游的位置，重要物品是否随身携带以及其它辅助信息。
上述方法中，所述的联合使用卫星定位系统和无线自组织网络在旅游团成员和导游间相互定位和通信的装置，其特征在于：所述的重要物品标签设备具有一个短距离无线发射模块。
一种联合使用卫星定位系统和无线自组织网络在旅游团成员和导游间相互定位和通信的方法，包括一级网络通信设备方法和二级网络设备通信方法。
上述方法中，所述的联合使用卫星定位系统和无线自组织网络在旅游团成员和导游间相互定位和通信的方法，其特征在于：所述的方法一级网络设备通信方法是一级网络通信设备方法实现导游便携设备和团成员便携设备之间的通信，该方法利用卫星定位系统提供的授时信息实现全网同步，所有导游便携设备和团成员便携设备周期的在同一时间打开其用于在一级网络中通信的发射和接收无线模块，在较短时间内进行通信后关闭。在一级网络中通信的发射和接收无线模块打开的时间段内，所有一级网络设备之间进行通信的方法，包括以下步骤：(1)导游便携设备作为网络中心节点向网络广播导游应用信息；(2)旅游团成员便携设备根据接收到的导游应用信息计算与导游便携设备进行无线通信的路由；(3)旅游团成员便携设备依据步骤(2)计算的路由向导游便携设备发送旅游团成员应用信息。
上述方法中，所述的联合使用卫星定位系统和无线自组织网络在旅游团成员和导游间相互定位和通信的方法，其特征在于：导游便携设备作为网络中心节点向网络广播旅游导游应用信息包括以下内容：(1)转发导游应用信息的设备的编号；(2)转发导游应用信息的设备距离导游便携设备的跳数；(2)到指定地点的集合指令；(3)所有导游便携设备的报警信息和求助信息；(4)本旅游团的标识符；(5)本旅游团的人数；(6)辅助信息，包括广告，旅游景点的介绍等；(7)所有导游便携设备和旅游团成员设备所在的地理位置。
上述方法中，所述的联合使用卫星定位系统和无线自组织网络在旅游团成员和导游间相互定位和通信的方法，其特征在于：旅游团成员便携设备向导游便携设备发送的旅游团成员应用信息包括以下内容：(1)发送设备的编号；(2)接收设备的编号；(3)用户发出的报警信息和求助信息；(4)本旅游团的标识符；(5)发送设备的地理位置；(6)接收到的来自其它旅游团成员设备的应用信息；
上述方法中，所述的联合使用卫星定位系统和无线自组织网络在旅游团成员和导游间相互定位和通信的方法，其特征在于：所述的方法二级网络设备通信方法实现导游便携设备和重要物品标签设备之间、团成员便携设备和重要物品标签设备之间的通信。导游便携设备和重要物品标签设备之间的通信方法，与团成员便携设备和重要物品标签设备之间的通信方法相同。二级网络设备通信方法中团成员便携设备和重要物品标签设备之间的通信方法，包括以下步骤：(1)重要物品标签设备随机的发送标签识别信息；(2)团成员便携设备接收重要物品标签设备发送的标签识别信息；(3)团成员便携设备的使用者设定所要识别的重要物品标签设备的个数、签识别信息、最大允许标签缺失时长；(4)团成员便携设备实时监测接收到的签识别信息。如果在最大允许标签缺失时间内没有收到某一个标签发送的信息，则向团成员便携设备的使用者发出报警信息。
上述方法中，所述的二级网络设备通信方法中团成员便携设备和重要物品标签设备之间的通信方法，其特征在于：所述的标签识别信息包括以下内容：(1)本旅游团的标识符；(2)本重要物品标签设备的编号。(2)需要接收本重要物品标签信息的团成员便携设备的编号。
附图说明
图1是根据本发明的旅游团通信与定位系统的构成与网络架构框图。
图2是根据本发明的旅游团通信与定位系统一级网络的信道占用示意图。
图3根据本发明的两个旅游团通信与定位系统共享信道示意图。
图4是根据本发明的导游应用信息帧格式。
图5是根据本发明的旅游团成员应用信息帧格式。
图6是根据本发明的标签识别信息帧格式。
具体实施方式
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该系统由导游便携设备、团成员便携设备和重要物品标签设备构成。其中：导游设备与旅游团成员设备之间、旅游团成员设备与旅游团成员设备之间构成一级网络。重要物品标签设备与附近的旅游团成员设备进行直接通信，它们构成二级通信网络。图1是根据本发明的旅游团通信与定位系统的构成与网络架构框图。在图1中，设备a11为导游便携设备，设备a12-15是成员便携设备，a11-15构成一级网络。设备a16-a20为重要物品标签设备，他们构成二级网络。无论在一级网络中还是在二级网络中，每一个设备都有一个独特的编号。
所述的联合使用卫星定位系统和无线自组织网络在旅游团成员和导游间相互定位和通信的装置，其特征在于：
所述的导游便携设备包括与公众无线移动通信网络通信的GPRS模块，与旅游团成员设备通信的短距离无线网络模块，与重要物品标签设备通信的无线接收模块，以及处理导游旅游应用信息的模块。处理导游旅游应用信息的模块根据接收到的导游信息在屏幕上显示旅游团所有成员的相对位置，旅游团总人数；显示需要帮助的旅游团成员的具体经纬度坐标等。
所述的团成员便携设备包括与旅游团成员设备通信的短距离无线网络模块，与重要物品标签设备通信的无线接收模块，以及处理成员旅游应用信息的模块。处理成员旅游应用信息的模块能够向旅游团其它成员发送求救和报警信号，在屏幕上显示旅游团所有成员包括导游的相对位置，重要物品是否就在身边等。
所述的重要物品标签设备具有一个短距离无线发射模块。
一种将卫星定位系统和无线自组织网络结合的旅游团应用通信方法，包括一级网络通信设备方法和二级网络设备通信方法。
上述方法中，所述的联合使用卫星定位系统和无线自组织网络在旅游团成员和导游间相互定位和通信的方法，其特征在于：所述的方法一级网络设备通信方法是一级网络通信设备方法实现导游便携设备和团成员便携设备之间的通信，该方法利用卫星定位系统提供的授时信息实现全网同步，所有导游便携设备和团成员便携设备周期的在同一时间打开其用于在一级网络中通信的发射和接收无线模块，在较短时间内进行通信后关闭。图2是根据本发明的旅游团通信与定位系统一级网络的信道占用示意图。旅游团通信与定位系统一级网络中的设备包括导游便携设备和成员便携设备。如图2所示，一级网络设备周期的打开和关闭，一则达到省电的目的，二则让其它旅游团的设备占用关闭期的信道时间。图3根据本发明的两个旅游团通信与定位系统共享信道示意图。如图3所示，由于采用了GPS授时信息，两个旅游团之间可以实现精确的同步。当两个旅游团通信覆盖区域开始交叠时，后开机的旅游团2的导游设备将根据先开机的旅游团1的导游设备的信道占用情况，将旅游团2的打开期调整到旅游团1的关闭期，从而避免了两个旅游团的相互干扰。
在一级网络中通信的发射和接收无线模块打开的时间段内，所有一级网络设备之间进行通信的方法，包括以下步骤：(1)导游便携设备作为网络中心节点向网络广播旅游导游应用信息；(2)旅游团成员便携设备根据接收到的导游应用信息计算与导游便携设备进行无线通信的路由；(3)旅游团成员便携设备依据步骤(2)计算的路由向导游便携设备发送旅游团成员应用信息。
上述方法中，所述的联合使用卫星定位系统和无线自组织网络在旅游团成员和导游间相互定位和通信的方法，其特征在于：导游便携设备作为网络中心节点向网络广播旅游导游应用信息包括以下内容：(1)转发导游应用信息的设备的编号；(2)转发导游应用信息的设备距离导游便携设备的跳数；(2)集合地点的坐标地理位置；(3)所有成员便携设备的报警信息和求助信息；(4)本旅游团的标识符；(5)本旅游团的人数；(6)辅助信息，包括广告，旅游景点的介绍等；(7)所有导游便携设备和旅游团成员设备所在的地理位置坐标。图4是根据本发明的导游应用信息帧格式。如图4所示，导游应用信息帧包括以下字段：(1)转发导游应用信息的设备的编号长2字节；(2)转发导游应用信息的设备距离导游便携设备的跳数长1字节；(2)集合地点的坐标地理位置长16字节；(3)所有成员便携设备的报警信息和求助信息，可变长度；(4)本旅游团的标识符长1字节；(5)本旅游团的人数长2字节；(6)所有导游便携设备和旅游团成员设备所在的地理位置坐标，可变长度；(7)辅助信息，包括广告、旅游景点的介绍等，可变长度；
上述方法中，所述的联合使用卫星定位系统和无线自组织网络在旅游团成员和导游间相互定位和通信的方法，其特征在于：旅游团成员便携设备向导游便携设备发送的旅游团成员应用信息包括以下内容：(1)发送设备的编号；(2)接收设备的编号；(3)用户发出的报警信息和求助信息；(4)本旅游团的标识符；(5)发送设备的地理位置；(6)接收到的来自其它旅游团成员设备的应用信息；图5是根据本发明的旅游团成员应用信息帧格式。如图5所示，旅游团成员应用信息帧包括以下字段：(1)发送设备的编号，长2字节；(2)接收设备的编号，长2字节；(3)本设备以及接收到的其它设备发出的报警信息和求助信息，可变长度；(4)本旅游团的标识符，长2字节；(5)发送设备的地理位置，长16字节；(6)本设备以及接收到的来自其它旅游团成员设备的应用信息，可变长度。
上述方法中，所述的联合使用卫星定位系统和无线自组织网络在旅游团成员和导游间相互定位和通信的方法，其特征在于：所述的方法二级网络设备通信方法实现导游便携设备和重要物品标签设备之间、团成员便携设备和重要物品标签设备之间的通信。导游便携设备和重要物品标签设备之间的通信方法，与团成员便携设备和重要物品标签设备之间的通信方法相同。二级网络设备通信方法中团成员便携设备和重要物品标签设备之间的通信方法，包括以下步骤：(1)重要物品标签设备随机的发送标签识别信息；(2)团成员便携设备接收重要物品标签设备发送的标签识别信息；(3)团成员便携设备的使用者设定所要识别的重要物品标签设备的个数、签识别信息、最大允许标签缺失时长；(4)团成员便携设备实时监测接收到的签识别信息。如果在最大允许标签缺失时间内没有收到某一个标签发送的信息，则向团成员便携设备的使用者发出报警信息。
上述方法中，所述的二级网络设备通信方法中团成员便携设备和重要物品标签设备之间的通信方法，其特征在于：所述的标签识别信息包括以下内容：(1)本旅游团的标识符，长2字节；(2)发送该标签信息的物品标签设备的编号，长2字节。(2)需要接收本重要物品标签信息的团成员便携设备的编号，长2字节。图6是根据本发明的标签识别信息帧格式，如图6所示，标签识别信息帧包括以下字段：(1)本旅游团的标识符，长2字节；(2)发送标签设备的编号，长2字节。(2)接收团成员便携设备的编号，长2字节。

Claims (10)

1. 联合使用卫星定位系统和无线自组织网络在旅游团成员和导游间相互定位和通信的装置，该装置有导游便携设备、团成员便携设备和重要物品标签设备，其特征在于包括：导游设备与旅游团成员设备之间、旅游团成员设备与旅游团成员设备之间构成一级网络；重要物品标签设备与附近的旅游团成员设备进行直接通信，它们构成二级通信网络。
2. 根据权利要求1所述的联合使用卫星定位系统和无线自组织网络在旅游团成员和导游间相互定位和通信的装置，其特征在于：所述的导游便携设备包括与公众无线移动通信网络通信的GPRS模块，与旅游团成员设备通信的短距离无线网络模块，与重要物品标签设备通信的无线接收模块，以及处理导游旅游应用信息的模块。处理导游旅游应用信息的模块根据接收到的导游信息在屏幕上显示旅游团所有成员的相对位置，旅游团总人数；显示需要帮助的旅游团成员的具体经纬度坐标等。
3. 根据权利要求1所述的卫星定位系统和无线自组织网络结合的旅游团应用装置，其特征在于：所述的团成员便携设备包括与旅游团成员设备通信的短距离无线网络模块，与重要物品标签设备通信的无线接收模块，以及处理成员旅游应用信息的模块。
4. 根据权利要求1所述的卫星定位系统和无线自组织网络结合的旅游团应用装置，其特征在于：所述的重要物品标签设备具有一个短距离无线发射模块。
5. 一种将卫星定位系统和无线自组织网络结合的旅游团应用通信方法，包括一级网络通信设备方法和二级网络设备通信方法。
6. 如权利要求书5所述的将卫星定位系统和无线自组织网络结合的旅游团应用通信方法其特征在于：所述的方法一级网络设备通信方法是一级网络通信设备方法实现导游便携设备和团成员便携设备之间的通信，该方法利用卫星定位系统提供的授时信息实现全网同步，所有导游便携设备和团成员便携设备周期的在同一时间打开其用于在一级网络中通信的发射和接收无线模块，在较短时间内进行通信后关闭。在一级网络中通信的发射和接收无线模块打开的时间段内，所有一级网络设备之间进行通信的方法，包括以下步骤：(1)导游便携设备作为网络中心节点向网络广播旅游导游应用信息；(2)旅游团成员便携设备根据接收到的导游应用信息计算与导游便携设备进行无线通信的路由；(3)旅游团成员便携设备依据步骤(2)计算的路由向导游便携设备发送旅游团成员应用信息。
7. 如权利要求书6所述的将卫星定位系统和无线自组织网络结合的旅游团应用通信方法，其特征在于：导游便携设备作为网络中心节点向网络广播旅游导游应用信息包括以下内容：(1)转发导游应用信息的设备的编号；(2)转发导游应用信息的设备距离导游便携设备的跳数；(2)到指定地点的集合指令；(3)所有导游便携设备的报警信息和求助信息；(4)本旅游团的标识符；(5)本旅游团的人数；(6)辅助信息，包括广告，旅游景点的介绍等；(7)所有导游便携设备和旅游团成员设备所在的地理位置。
8. 如权利要求书6所述的将卫星定位系统和无线自组织网络结合的旅游团应用通信方法，其特征在于：旅游团成员便携设备向导游便携设备发送的旅游团成员应用信息包括以下内容：(1)发送设备的编号；(2)接收设备的编号；(3)用户发出的报警信息和求助信息；(4)本旅游团的标识符；(5)发送设备的地理位置；(6)接收到的来自其它旅游团成员设备的应用信息；
9. 如权利要求书5所述的将卫星定位系统和无线自组织网络结合的旅游团应用通信方法其特征在于：所述的方法二级网络设备通信方法实现导游便携设备和重要物品标签设备之间、团成员便携设备和重要物品标签设备之间的通信。导游便携设备和重要物品标签设备之间的通信方法，与团成员便携设备和重要物品标签设备之间的通信方法相同。二级网络设备通信方法中团成员便携设备和重要物品标签设备之间的通信方法，包括以下步骤：(1)重要物品标签设备随机的发送标签识别信息；(2)团成员便携设备接收重要物品标签设备发送的标签识别信息；(3)团成员便携设备的使用者设定所要识别的重要物品标签设备的个数、签识别信息、最大允许标签缺失时长；(4)团成员便携设备实时监测接收到的签识别信息。如果在最大允许标签缺失时间内没有收到某一个标签发送的信息，则向团成员便携设备的使用者发出报警信息。
10. 如权利要求书9所述的二级网络设备通信方法中团成员便携设备和重要物品标签设备之间的通信方法，其特征在于：所述的标签识别信息包括以下内容：(1)本旅游团的标识符；(2)本重要物品标签设备的编号。(2)需要接收本重要物品标签信息的团成员便携设备的编号。
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20080806