CN103714653A - 一种分布式防掉队无线通讯装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分布式防掉队无线通讯装置及方法，包括：信号收发模块，用于以预设周期与同组内的其他无线通讯装置保持心跳信号的收发；计数模块，用于根据所述心跳信号的收发，计算与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量；报警模块，用于当与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量小于阈值时，控制所述信号收发模块向所述同组内保持心跳连接的其他通讯装置发出报警信号。应用本发明的实施例，通过在无线通讯装置中增加心跳信号的收发控制，可有效的防范成员掉队的风险。

Description

一种分布式防掉队无线通讯装置及方法

技术领域

本发明涉及无线通讯技术领域，尤其涉及一种分布式防掉队无线通讯装置及方法。

背景技术

生活中，人们常常有结伴出行的需求，但在一些相对拥挤或偏僻的地方，一起出行的团队成员之间有时候会走散，特别是对于小朋友来说，由于年龄小，集体意识和安全意识都不强，更容易发生个别同学掉队的情况。所以，我们常常看到，小朋友在集体出游时，往往都相互手拉着手，防止有人掉队，而在一旁的老师也是时刻都非常紧张，生怕有人走失。

另一方面，随着科技进步，很多无线通讯装置的功能也越来越强大。但现有的无线通讯装置，要么是借助基站或转发器等中继设备实现远距离通讯，要么是借助蓝牙或WIFI等方式实现近距离的通讯。但对于近距离的通讯装置来说，当超过一定的通讯范围后，相互之间就失去了连接，也就无法实现通讯了。

可见，现有的无线通讯装置尚不能作为一种防止掉队的设备来加以运用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种分布式防掉队无线通讯装置及方法，以解决人们在集体出行时无法有效的防范有成员掉队的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种分布式防掉队无线通讯装置，包括：

信号收发模块，用于以预设周期与同组内的其他无线通讯装置保持心跳信号的收发；

计数模块，用于根据所述心跳信号的收发，计算与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量；

报警模块，用于当与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量小于阈值时，控制所述信号收发模块向所述同组内保持心跳连接的其他通讯装置发出报警信号。

本发明进而还提供一种分布式防掉队无线通讯方法，应用于一无线通讯装置，包括：

以预设周期与同组内的其他无线通讯装置保持心跳信号的收发；

根据所述心跳信号的收发，计算与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量；

当与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量小于阈值时，向所述同组内保持心跳连接的其他通讯装置发出报警信号。

应用本发明的实施例，通过在无线通讯装置中增加心跳信号的收发控制，来确定在同组内多个无线通讯装置之间是否在有效的通讯范围内，同时，无线通讯装置通过计算与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量的增减，可以随时确定自身是否处于与其他通讯装置全部失去联系的风险中，如果发生了这样的风险，则马上报警，再通过尚能保持连接的其他通讯装置将报警转发至全组装置中，如此，可有效的防范成员掉队的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为根据本发明实施例所述的分布式防掉队无线通讯装置的示意图。

图2所示为根据本发明实施例所述的一个报警转发场景示意图

图3所示为根据本发明实施例所述的分布式防掉队无线通讯方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有的无线通讯装置大部分都具有蓝牙或WIFI等支持近距离通讯的无线方式，但这种无线方式基本上仅限于点对点的两个无线装置之间的通讯，无法做到全网互联，不能利用其实现防范掉队的功能。因此，本发明的核心思路即利用现有无线通讯装置中已经提供的无线通讯功能，进行一些必要的扩展，从点对点的通讯扩展到多点对多点的通讯，形成分布式网络，实现防范掉队的作用。具体实现，可以参考以下实施例的描述。

请参考图1，为根据本发明实施例所述的分布式防掉队无线通讯装置的示意图，其包括信号收发模块101，计数模块102，报警模块103，此外，还可以包括报警转发模块104，其中：

信号收发模块101，用于以预设周期与同组内的其他无线通讯装置保持心跳信号的收发；

计数模块102，用于根据所述心跳信号的收发，计算与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量；

报警模块103，用于当与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量小于阈值时，控制所述信号收发模块向所述同组内保持心跳连接的其他通讯装置发出报警信号；

报警转发模块104，用于在所述信号收发模块接收到同组内任一通讯装置发送的报警信号时，控制所述信号收发模块向同组内保持心跳连接的其他通讯装置转发该报警信号。

其中，所述心跳信号是指互联的双方中的一方，每隔固定的时间向另一方发送一个很小的数据包，另一方根据需要，在确定收到数据包之后回复一个很小的数据包。

通过心跳信号可以确认这样一个事实，即互联的双方在一段时间没有通讯的情况下是否都还在线，或者说存在于互联的双方之间的通讯链路是否已经断开。

例如，一起出游的小朋友加上老师一共有20人，则为每一个人分配一个根据本发明实施例所述的无线通讯装置，既可以是类似于手机一样的便于携带的终端，也可以是目前流行的穿戴设备。

这20个通讯装置即设为同一组通讯装置，根据预先设置的通讯协议，相互之间通过信号收发模块101来进行心跳信号的收发，彼此保持通讯状态。例如，每隔30秒，1号终端即向全组另外19个终端发送一个心跳信号，而这19个终端中，接收到该心跳信号的，则向1号终端返回一个心跳信号。

在出发之前，全组所有的20个终端都会彼此保持连接，例如，对于1号终端来说，通过计数模块102的计数，如果它能收到其他全部19个终端返回的心跳信号，则说明它与其他19个终端均保持着心跳连接，即说明这20个人都在一个较近距离的范围内，彼此无人掉队。

对于其他终端也是同样的情况，例如第20号终端，其同样每隔30秒向同组内其他19个终端发送心跳信号，而在开始时，20号终端也可以收到从其他19个终端返回的心跳信号，说明20号终端与同组内其他19个终端都保持这心跳连接。

但随着出发后队伍的行进，走在前面的人就会逐渐与后面的人拉开距离。以1号终端为例，当其以30秒的周期向其他19个终端发送心跳信号时，由于距离的拉长，其他19个终端中，有些终端可能就超过最远通讯距离而断开通讯链路了，这样也就不能从全部19个终端都能收到反馈的心跳信号。

例如，在某个时刻，计数模块102的计数，1号终端仅收到了10个终端反馈的心跳信号，这时，对应的场景可能是携带1号终端的人走在最前面，他身后跟随着其他团队成员，其中有10个人与1号终端的距离是在通讯装置的最远通讯距离之内的，其他人则超出了所述最远通讯距离。

这时，即可根据预设策略来判断是否需要报警了。如果我们想把团队成员之间的距离控制的更加紧密一些，则可以将保持心跳连接的装置数量设置的高一些，即必须保证较多的装置处于一个固定的范围内；而如果我们想把团队成员之间的距离控制的松散一些，则可以将保持心跳连接的装置数量设置的低一些，即只要有一定数量的成员处于一个固定的范围内即可。这些策略可以根据团队成员的年龄和活动能力进行调整，对于低龄儿童或者活动不便的老人，可以将团队成员之间的距离控制的更加紧密一些，而对于高年级学生或青壮年，则可以将团队成员之间的距离控制的松散一些。

例如，我们将最低连接数量设置为3个，那么，在上述的例子中，由于目前还有10个终端可以保持心跳连接，远小于3个，则可以不做任何处理，继续定期发送心跳信号。

当在某个时刻，1号终端仅收到了同组内的2个终端反馈的心跳信号，这时，对应的场景可能是携带1号终端的人走的太快太靠前了，他身后一定距离范围内只有2个组员了，其他人则超出了最远通讯距离。这时，根据预设策略，必须马上启动报警。

这时，对于报警模块103来说，由于与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量小于阈值3，因此立即控制所述信号收发模块向所述同组内保持心跳连接的其他通讯装置发出报警信号。

对应的场景可能是，在1号终端后面距离最近的尚处于通讯范围内的两个人携带的是2号终端和3号终端，这样，当1号终端发出报警信号后，2号终端和3号终端就可以马上接收到这个信号，如此，当2号终端和3号终端的报警响起时，携带该2号终端和3号终端的人就可以立即与携带1号终端的人联系，让他走慢一点，重新回到大部队中来，即可防止其脱离队伍。

不过，对于低龄的小朋友来说，即便他收到了报警信号，可能也没有意识去处理，或者在一些比较嘈杂的场合，高年级同学收到报警信号可能也不能及时听到。这时，根据本发明的实施例，还可以在所述通讯装置中增加报警转发模块104，在所述信号收发模块接收到同组内任一通讯装置发送的报警信号时，控制所述信号收发模块向同组内保持心跳连接的其他通讯装置转发该报警信号。

例如，对于2号终端来说，当其接收到1号终端发送的报警信号后，可以立即控制2号终端中的信号收发模块向同组内与2号终端保持心跳连接的其他通讯装置转发该报警信号。

与此对应的场景，可能是1号终端仅与2号终端和3号终端保持连接，但2号终端仍保持着与3、4、5、6、7、8号终端的心跳连接，如图2所示，为根据本发明实施例所述的一个报警转发场景示意图。

在此场景下，2号终端接收到1号终端的报警后，会同时向3、4、5、6、7、8号终端转发该报警信号，这样，除3号终端直接从1号终端获得报警信号外，3、4、5、6、7、8号终端也从2号终端那里获得了1号终端的报警信号。

同理，6号终端也保持者与2、9、10、11、12号终端的心跳连接，这样，6号终端也立即向2、9、10、11、12号终端转发该报警信号。

假设老师携带的是12号终端，那么通过这种分布式的报警转发，则很快就可以将1号终端的报警信号上报到老师那里，老师就可以马上作出处理。

此外，考虑到团队中的成员的活动有时候是临时性的脱离队伍，例如系鞋带，或者买东西等，如果一旦检测到保持连接的装置数量小于阈值就马上报警，则可能会引起不必要的紧张，因为掉队的组员可能很快就回到安全范围之内了。

为此，根据本发明的实施例，所述报警模块，可以在与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量小于阈值时，延迟一预设时间后，再控制所述信号收发模块向所述同组内保持心跳连接的其他通讯装置发出报警信号。

优先的，所述报警模块所延迟的预设时间应大于所述心跳信号的收发周期。

例如，所述报警模块，如果在连续N个心跳信号周期内，计数模块计算的与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量持续小于所述阈值，则控制所述信号收发模块向所述同组内保持心跳连接的其他通讯装置发出报警信号，其中，N大于等于2。

也就是说，如果在多个心跳信号收发周期经过后仍然持续小于阈值，则说明该掉队的通讯装置并不是临时脱团，过了一段时间仍没有回到安全范围，这时再启动报警就会是比较准确的。

此外，还考虑到团队组员有时候即便脱离队伍的时间较长，但其自身还是有集体观念，在办完事情后及时回到了队伍中，这时，可能已经引发了报警，且正在全网上报过程中。如果这个时候，之前脱离队伍的装置重新回到队伍中，根据本发明的实施例，还提供报警解除功能，即所述报警模块，可以在当与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量从低于阈值恢复到大于等于该阈值时，控制所述信号收发模块向所述同组内保持心跳连接的其他通讯装置发出报警解除信号。

同样，所述报警转发模块，也可以相应的在所述信号收发模块接收到同组内其他通讯装置发送的报警解除信号时，控制所述信号收发模块向同组内保持心跳连接的其他通讯装置转发该报警解除信号。

如此，可以很快将报警解除信号发送至全网。

如果将报警信号的发送和转发的启动设置延迟时间，而报警解除信号的发送和转发的启动不设置延迟时间，那么则很可能在报警信号还未转发至全网的时候，就已经通过报警解除信号把原报警信号停止了，如此可进一步的防止误报或造成不必要的紧张。

此外，根据本发明的实施例，还可以进一步包括：

GPS模块，用于定期计算所述通讯装置与同组内其他通讯装置的距离；

所述计数模块，用于根据与同组内其他通讯装置的距离，计算与自身处于预设安全范围内的其他通讯装置的数量；

所述报警模块，用于当所述处于预设安全范围内的其他通讯装置的数量小于阈值时，控制所述信号收发模块向所述同组内保持心跳连接的其他通讯装置发出报警信号。

举例来说，可以在本发明所述的无线通讯装置中加载一个GPS定位系统，以所述心跳频率计算自身的坐标并进而计算在通讯范围内其他设备的距离，当与自己在特定安全距离内的终端数量小于一个阀值时，就广播报警信号，所述报警信号可以把自身坐标作为信号的一个参数，该报警信号会最终发送到监控者（例如老师）的通讯装置上。

更进一步的，本发明实施例还可以包括：

位置发送模块，用于定期将所述通讯装置自身的标识和坐标，以及接收到的其他通讯装置的标识和坐标，向同组内其他通讯装置进行发送；

位置分析模块，用于根据接收到的所述同组内的通讯装置的各自的标识和坐标，对相互之间的距离进行分析计算，如果超过预设的距离阈值，则控制所述报警模块进行报警。

举例来说，同组内所有的防掉队无线通讯装置都按照心跳频率实时发送自身装置的标识（ID）和对应坐标，并转发收到的范围内其他装置的标识和对应坐标，这些数据既可以在每个防掉队装置中进行分析，也可以最终汇总到监控者的装置中进行分析，在满足条件时，即可触发报警。

请参考图3，为根据本发明实施例所述的分布式防掉队无线通讯方法流程图，应用于一无线通讯装置，包括如下步骤：

步骤301：以预设周期与同组内的其他无线通讯装置保持心跳信号的收发；

步骤302：根据所述心跳信号的收发，计算与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量；

步骤303：当与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量小于阈值时，向所述同组内保持心跳连接的其他通讯装置发出报警信号；

此外，还可以包括：

步骤304：在接收到同组内任一其他通讯装置发送的报警信号时，向同组内保持心跳连接的其他通讯装置转发该报警信号。

根据上述实施例，一组内可以包括20个通讯装置，分别配备给20个组员，其中包括老师。每个通讯装置都会以预设的无线方式定期向其他同组内的通讯装置发送心跳信号，而收到同组内其他通讯装置发送的心跳信号后，会回复一个心跳信号，以此保持彼此之间的心跳连接。

在发送心跳信号并保持心跳连接的同时，可对当前仍保持心跳连接的通讯装置的数量进行计数，当这个数字小于一个预设的阈值时，就说明当前在安全范围内的其他组员的人数已经低于临界值，马上就要掉队了，这时即可利用尚保持连接的其他通讯装置，向这些装置发出报警信号，如此可及时让尚处于安全范围内的组员注意到有人就要掉队了，并提醒他回到队伍中。

同样，为了向全组范围上报这个报警信号，所述通讯装置可以在接收到同组内任一其他通讯装置发送的报警信号时，向同组内保持心跳连接的其他通讯装置转发该报警信号。通过这种方式，即可分布式的逐级将一个即将掉队的通讯装置的报警信号迅速的发送至全网，全网中的任何一个人，包括老师在收到报警信号后都可以马上处理。

此外，出于容错或偶发事件处理的需要，所述向所述同组内保持心跳连接的其他通讯装置发出报警信号的步骤，可以包括：当与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量小于阈值时，延迟一预设时间后，向所述同组内保持心跳连接的其他通讯装置发出报警信号。

优先的，所述延迟的预设时间，大于所述心跳信号的收发周期。

例如，如果在连续N个心跳信号周期内，与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量持续小于所述阈值，则向所述同组内保持心跳连接的其他通讯装置发出报警信号，其中，N大于等于2。

而考虑到组员的自主活动范围较大时，本发明实施例还可以进一步包括：当与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量从低于阈值恢复到大于等于该阈值时，向所述同组内保持心跳连接的其他通讯装置发出报警解除信号；

在接收到同组内其他通讯装置发送的报警解除信号时，向同组内保持心跳连接的其他通讯装置转发该报警解除信号。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请的实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (14)

1.一种分布式防掉队无线通讯装置，其特征在于，包括：

信号收发模块，用于以预设周期与同组内的其他无线通讯装置保持心跳信号的收发；

计数模块，用于根据所述心跳信号的收发，计算与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量；

报警模块，用于当与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量小于阈值时，控制所述信号收发模块向所述同组内保持心跳连接的其他通讯装置发出报警信号。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括：

报警转发模块，用于在所述信号收发模块接收到同组内任一通讯装置发送的报警信号时，控制所述信号收发模块向同组内保持心跳连接的其他通讯装置转发该报警信号。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述报警模块，用于当与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量小于阈值时，延迟一预设时间后，控制所述信号收发模块向所述同组内保持心跳连接的其他通讯装置发出报警信号。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述报警模块，如果在连续N个心跳信号周期内，计数模块计算的与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量持续小于所述阈值，则控制所述信号收发模块向所述同组内保持心跳连接的其他通讯装置发出报警信号，其中，N大于等于2。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述报警模块，用于当与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量从低于阈值恢复到大于等于该阈值时，控制所述信号收发模块向所述同组内保持心跳连接的其他通讯装置发出报警解除信号；

所述报警转发模块，用于在所述信号收发模块接收到同组内其他通讯装置发送的报警解除信号时，控制所述信号收发模块向同组内保持心跳连接的其他通讯装置转发该报警解除信号。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括：GPS模块，用于定期计算所述通讯装置与同组内其他通讯装置的距离；

所述计数模块，用于根据与同组内其他通讯装置的距离，计算与自身处于预设安全范围内的其他通讯装置的数量；

所述报警模块，用于当所述处于预设安全范围内的其他通讯装置的数量小于阈值时，控制所述信号收发模块向所述同组内保持心跳连接的其他通讯装置发出报警信号。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括：位置发送模块，用于定期将所述通讯装置自身的标识和坐标，以及接收到的其他通讯装置的标识和坐标，向同组内其他通讯装置进行发送；

位置分析模块，用于根据接收到的所述同组内的通讯装置的各自的标识和坐标，对相互之间的距离进行分析计算，如果超过预设的距离阈值，则控制所述报警模块进行报警。

8.一种分布式防掉队无线通讯方法，应用于一无线通讯装置，其特征在于，包括：

以预设周期与同组内的其他无线通讯装置保持心跳信号的收发；

根据所述心跳信号的收发，计算与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量；

当与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量小于阈值时，向所述同组内保持心跳连接的其他通讯装置发出报警信号。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括：

在接收到同组内任一其他通讯装置发送的报警信号时，向同组内保持心跳连接的其他通讯装置转发该报警信号。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述向所述同组内保持心跳连接的其他通讯装置发出报警信号的步骤，包括：当与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量小于阈值时，延迟一预设时间后，向所述同组内保持心跳连接的其他通讯装置发出报警信号。

11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述向所述同组内保持心跳连接的其他通讯装置发出报警信号的步骤，包括：如果在连续N个心跳信号周期内，与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量持续小于所述阈值，则向所述同组内保持心跳连接的其他通讯装置发出报警信号，其中，N大于等于2。

12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括：当与同组内保持心跳连接的其他通讯装置的数量从低于阈值恢复到大于等于该阈值时，向所述同组内保持心跳连接的其他通讯装置发出报警解除信号；

在接收到同组内其他通讯装置发送的报警解除信号时，向同组内保持心跳连接的其他通讯装置转发该报警解除信号。

13.如权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括：

定期计算所述通讯装置与同组内其他通讯装置的距离；

根据与同组内其他通讯装置的距离，计算与自身处于预设安全范围内的其他通讯装置的数量；

当所述处于预设安全范围内的其他通讯装置的数量小于阈值时，向所述同组内保持心跳连接的其他通讯装置发出报警信号。

14.如权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括：

定期将所述通讯装置自身的标识和坐标，以及接收到的其他通讯装置的标识和坐标，向同组内其他通讯装置进行发送；

根据接收到的所述同组内的通讯装置的各自的标识和坐标，对相互之间的距离进行分析计算，如果超过预设的距离阈值，则控制所述报警模块进行报警。

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