CN103983990A - 一种低功耗定位方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低功耗定位方法及系统，该低功耗定位系统包括：跟踪器，无线通信接收端及至少一射频收发装置；该跟踪器包括：射频模块，GPS模块，移动通信模块，CPU模块以及电池电源模块，该跟踪器通过射频模块与射频收发装置通信，确认跟踪器携带者是否在射频收发装置对应的虚拟围墙内；当跟踪器在虚拟围墙内时，CPU模块、GPS模块以及移动通信模块处于休眠状态，射频收发装置以一预设频率向射频模块发送射频信号，确保跟踪器携带者处于安全区域内；当跟踪器离开虚拟围墙时，射频模块发送第一告警信号给CPU模块，CPU模块唤醒GPS模块以及移动通信模块，GPS模块以预定频率获取跟踪器的位置信息并通过移动通信模块发送给无线通信接收端。

Description

一种低功耗定位方法及系统

技术领域

本发明是关于定位技术及电源管理技术，特别是关于一种低功耗定位方法及系统。

背景技术

近年来，无线通信技术和全球卫星定位系统(GPS)技术越来越广泛的应用于人们的日常生活，如用于车辆的防盗、儿童和失智老人的追踪和监控等。

GPS主要由空间卫星星座、地面监控站和用户设备三部分组成。

空间卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道平面的倾角为55度，卫星的平均高度为20200千米，运行周期为11小时58分钟。卫星通过无线电载波向广大用户持续不断地发送导航定位信号，导航定位信号中包含卫星的位置信息，使得卫星成为一个动态的已知点。在地球的任何地点、任何时刻，在高度15度以上，平均可同时观测到6颗卫星。

地面监控站由一个主控站、5个全球监测站和3个地面控制站组成。监测站均配有精密的时钟和能够持续测量所有可见卫星的接收机。监测站将取得的卫星观测数据，经初步处理后传送到主控站。主控站从各监测站收集跟踪数据，计算出卫星的轨道和时钟参数，然后把结果送到3个地面控制站。地面控制站在每颗卫星运行至上空时，把这些导航数据及主控站指令注入到卫星。

GPS用户设备由GPS接收机、数据处理软件及其终端设备组成。GPS接收机可捕获到一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，对信号进行处理以及相应的计算，可以获得GPS接收机的三维坐标。

目前，内置了GPS模块和移动通信模块的GPS追踪设备已经得到较广泛的应用，由GPS获得的定位信息通过移动通信模块传送到网络上或者以短信的方式发送给特定的手机用户，使得携带了GPS追踪设备的儿童、老人或者财物的行踪能够被掌握，从而达到防止失踪的情况发生。

目前市面上存在的GPS追踪设备存在的一个问题是能够连续使用的时间有限，一般不会超过两天，因而给此类设备的实际使用带来不便。

为了解决上述技术问题，中国专利申请号为201210460839.4公开了一种提高GPS定位器待机和使用时间的方法，其具体公开了如下步骤：首先，使用服务平台向GPS定位器发送用于控制GPS定位器的手机短信；其次，启动控制器；第三，控制器根据手机短信选择控制器本次开机时和下次开机时进入普通定位模式或者精准定位模式，同时选择是否进入用于设定控制器下次开机频率的频率设定模式。该方法通过手机短信远程设定GPS的开机频率，使GPS定位器间隔式开机，每次开机只需持续10分钟以内，这样能够大大节约电源，延长GPS定位器的待机和使用时间。但是，上述技术方案通过手机短信远程控制的方式减少GPS的开机时间，虽然达到延长使用时间的目的。由于远程控制端不知道GPS跟踪器携带者的实际情况，因而当异常情况发生时，远程控制端无法第一时间发现状况。比如一个携带了此类GPS追踪器的儿童，家长远程设置了GPS的开机间隔是30分钟，开机时间是5分钟，犯罪分子刚好在GPS开机时间结束的时候把儿童拐走，那么在最初的30分钟，家长对儿童被拐走的情况一无所知，从而错失最佳的救援时间。

另外，中国专利申请号为201220434402.9公布了一种GPS定位操作时的功耗控制装置，该装置包括GPS模块、GPRS模块、CPU模块以及电源模块。CPU模块会对于GPS模块的星历数据以及当前GPS模块的运动状态进行读取和保存，且在下一次GPS定位操作时提供给GPS模块作为计算的辅助数据。该装置把时间间隔在3个小时内的星历数据都作为每一次定位操作的辅助计算依据，因而能够大大减少GPS定位时的功耗，从而延长整个装置的使用时间。该方案采用保存的3小时内的星历数据作为每次GPS定位的辅助计算数据，这对于运动状况复杂多变的人的运动来说不适用，事实上，该装置的用途是追踪集装箱的运输。此外，虽然GPS定位的功耗得到降低，但是GPRS发送定位信息的功耗依然比较高，因此整个装置能够延长的使用时间有限。

发明内容

本发明提供一种低功耗定位方法及系统，以降低定位设备进行定位时的功耗，提高定位设备的使用时间。

为了实现上述目的，本发明提供一种低功耗定位系统，所述的低功耗定位系统包括：跟踪器，无线通信接收端及至少一射频收发装置；其中，每一所述射频收发装置的射频通信范围构成一虚拟围墙；

所述跟踪器包括：射频模块，GPS模块，移动通信模块，CPU模块以及电池电源模块，所述的跟踪器通过所述的射频模块与所述的射频收发装置通信，确认跟踪器携带者是否在所述射频收发装置对应的虚拟围墙之内；

当所述的跟踪器在所述虚拟围墙内时，所述的CPU模块、GPS模块以及移动通信模块处于休眠状态，所述的射频收发装置以一预设频率向所述的射频模块发送射频信号，确保所述跟踪器携带者处于安全区域内；

当所述跟踪器离开所述的虚拟围墙时，所述的射频模块发送第一告警信号给所述的CPU模块，所述的CPU模块唤醒所述的GPS模块以及移动通信模块，所述的GPS模块以预定频率获取所述的跟踪器的位置信息并通过所述移动通信模块发送给无线通信接收端，然后一直保持以该预定频率进行GPS定位并将定位信息发送到无线通信接收端。

在一实施例中，当所述的跟踪器从所述虚拟围墙之外进入所述的虚拟围墙时，所述的跟踪器与所述虚拟围墙对应的射频收发装置建立连接，将所述虚拟围墙的信息通过所述移动通信模块发送到所述无线通信接收端，之后，所述的GPS模块、移动通信模块以及CPU模块进入休眠状态，所述射频模块与所述虚拟围墙对应的射频收发装置以所述预设频率保持通信连接。

在一实施例中，当所述跟踪器从一个所述虚拟围墙进入另一所述虚拟围墙时，所述的射频模块发送第二告警信号给所述CPU模块，所述CPU模块激活所述移动通信模块，所述移动通信模块将虚拟围墙变化信息发送到所述无线通信接收端，之后，所述的移动通信模块以及CPU模块进入休眠状态，所述射频模块与另一所述虚拟围墙对应的射频收发装置以所述预设频率保持通信连接。

在一实施例中，射频信号包含虚拟围墙的编号。

在一实施例中，所述无线通信接收端包括：网络服务器及一个或多个移动通信终端。

为了实现上述目的，本发明提供一种低功耗定位方法，应用于一低功耗定位系统，所述的低功耗定位系统包括：跟踪器，无线通信接收端及至少一射频收发装置；每一所述射频收发装置的射频通信范围构成一虚拟围墙；所述跟踪器包括：射频模块，GPS模块，移动通信模块，CPU模块以及电池电源模块；所述的低功耗定位方法包括：

接收所述射频收发装置以一预设频率发送的射频信号，并控制所述的CPU模块、GPS模块以及移动通信模块进入休眠状态；

当在一预定时间内没有接收到射频信号时，发送第一告警信号给所述的CPU模块，通过所述的CPU模块唤醒所述的GPS模块以及移动通信模块并控制所述的GPS模块以预定频率获取本地的位置信息并通过所述移动通信模块发送给无线通信接收端，然后一直保持以该预定频率进行GPS定位并将定位信息发送到无线通信接收端。

在一实施例中，当在所述预定时间内接收到不同虚拟围墙的射频信号时，发送第二告警信号给所述CPU模块，通过所述的CPU模块唤醒所述的移动通信模块并控制所述的移动通信模块将虚拟围墙变化信息发送给所述的无线通信接收端，然后控制所述的CPU模块以及移动通信模块进入休眠状态。

在一实施例中，当GPS模块以及移动通信模块处于唤醒状态后重新接收到射频信号时，将重新接收到的所述射频信息对应的虚拟围墙的信息通过所述移动通信模块发送到所述无线通信接收端，然后控制所述的CPU模块、GPS模块以及移动通信模块进入休眠状态。

在一实施例中，射频信号包含虚拟围墙的编号。

在一实施例中，所述无线通信接收端包括：网络服务器及一个或多个移动通信终端。

通过本发明，可以使得跟踪器中的大功耗模块在多数时间处于休眠状态，大大减少了能耗，从而给定位系统的实际应用带来很大的便利。另外，通过本发明，使用者能够第一时间掌握定位对象的行踪，及时采取相应的行动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例的低功耗定位系统的结构示意图；

图2为本发明另一实施例的低功耗定位系统的结构示意图；

图3为本发明实施例的低功耗定位方法流程图；

图4为本发明实施例的儿童跟踪定位系统示意图。

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。

如图1所示，本发明实施例一种低功耗定位系统，该低功耗定位系统包括：跟踪器101，无线通信接收端102及射频收发装置103。

图1的实施例中只有一个射频收发装置103，该射频收发装置103的射频通信范围构成一虚拟围墙104，如图1中的虚线框所示。

如图1所示，跟踪器101包括：射频模块105，GPS模块106，移动通信模块107，CPU模块108以及电池电源模块109。

CPU模块108与射频模块105，GPS模块106及移动通信模块107分别连接。电池电源模块109连接射频模块105，GPS模块106，移动通信模块107及CPU模块108，可以为射频模块105，GPS模块106，移动通信模块107及CPU模块108提供电源。移动通信模块107为无线通信模块，可以与无线通信接收端102进行通信。

当跟踪器101在虚拟围墙104中时，跟踪器101可以通过射频模块105与该虚拟围墙104对应的射频收发装置103通信。射频收发装置103可以以预设频率向射频模块105发送射频信号，确认跟踪器携带者是否在射频收发装置103对应的虚拟围墙104之内。如果射频模块105能够接收到射频收发装置103发来的射频信号，则确认跟踪器携带者在射频收发装置103对应的虚拟围墙104之内；否则，跟踪器携带者不在射频收发装置103对应的虚拟围墙之内。

射频收发装置103包括射频模块112和电池及电源模块113，射频模块112以预设频率发送射频信号。电池及电源模块113连接射频模块112，为射频模块112提供电源。

具体实施时，当跟踪器101在虚拟围墙104内时，CPU模块108、GPS模块106以及移动通信模块107处于休眠状态。射频收发装置103的射频模块112以上述预设频率发送射频信号，该预设频率可以根据具体情况设定，例如每0.1秒发送一次射频信号，射频模块每隔一段时间，如5秒钟，接收一次射频信号，本发明不以此为限。

当跟踪器101在虚拟围墙104内时，CPU模块108、GPS模块106以及移动通信模块107都处于休眠状态，只有射频模块105以上述预设频率接收射频收发装置103发来的射频信号。CPU模块108、GPS模块106以及移动通信模块107几乎不耗费电能，只有射频模块105耗电工作，而射频模块105为低功耗射频模块，本身的功耗很低，因而大大减少了功耗，从而给定位系统的实际应用带来很大的便利。

如果射频模块105能够以设定频率不断的接收到射频信号，则说明跟踪器101在虚拟围墙104之内，确保了跟踪器携带者处于安全区域内，否则跟踪器携带者将在虚拟围墙104之外，不在安全区域内。

当跟踪器离开虚拟围墙104时，射频模块105发送第一告警信号给CPU模块108，唤醒处于休眠状态的CPU模块108。CPU模块108被唤醒后，将唤醒GPS模块106以及移动通信模块107，控制GPS模块106接收卫星星座信号并进行处理，得到跟踪器101的三维空间坐标(即跟踪器101的位置信息)，然后通过移动通信模块107将该位置信息发送给无线通信接收端102。具体地，CPU模块108进行GPS模块106以及移动通信模块107唤醒操作时，可以通过I/O接口发送唤醒指令进行唤醒。

需要说明的是，射频信号可以是虚拟围墙的ID，包括虚拟围墙的编号，也可以是虚拟围墙的名称、地理位置等信息，本发明不限于此。同时，在初次使用时，需要在跟踪器中设定虚拟围墙对应的射频收发装置的物理地址，从而保证跟踪器只有在收到虚拟围墙对应的射频收发装置的信号时才确定其处于虚拟围墙内，避免其他射频装置发射信号的干扰和影响。

无线通信接收端102可以包括网络服务器110和一个或多个移动通信终端111等设备。网络服务器110作为无线通信接收端102时，用户可以通过计算机登录到相关软件查看移动通信模块107发送的信息。移动通信终端111可以为手机等其它便携式终端，手机作为无线通信接收端102时，用户可以通过登录手机中安装的软件查看移动通信模块107发送的信息，也可以通过阅读短信的形式查看移动通信模块107发送的信息。

如果跟踪器101某一时刻在虚拟围墙104之外，GPS模块106需要以预定频率(如每10秒钟)获取跟踪器101的位置信息并通过移动通信模块107发送给无线通信接收端102，直到跟踪器101进入虚拟围墙104范围内。当跟踪器101进入虚拟围墙104时，跟踪器101与射频收发装置103建立通信连接，将虚拟围墙的信息(可以包括虚拟围墙的编号、名称及地理位置等信息)通过移动通信模块107发送到无线通信接收端102。之后，GPS模块106、移动通信模块107以及CPU模块108将进入休眠状态，几乎不耗费电力。射频模块105与射频收发装置103以预设频率保持通信连接，大大减少了功耗，从而给定位系统的实际应用带来很大的便利。GPS模块106及移动通信模块107进入休眠状态可以通过CPU模块108通过发出休眠指令实现，CPU模块108可以自行进入休眠状态，本发明不限于此。

上述图1所示的实施例中仅说明了低功耗定位系统只有一个射频收发装置103的情况。在另一实施例中，低功耗定位系统也可以设有多个射频收发装置103。如图2所示，本发明实施例提供了一种低功耗定位系统，该低功耗定位系统包括：跟踪器101，无线通信接收端102及多个射频收发装置。射频收发装置包括N个，每一个射频收发装置的射频通信范围构成一虚拟围墙，如图2所示，射频收发装置1对应虚拟围墙201，射频收发装置2对应虚拟围墙202，射频收发装置N对应虚拟围墙203。该多个射频收发装置的物理地址都有在跟踪器中进行登记，从而确保跟踪器与这些射频收发装置的通信和判定不会受到其他射频发射装置的影响。

如图2所示，跟踪器101包括：射频模块105，GPS模块106，移动通信模块107，CPU模块108以及电池电源模块109。

CPU模块108与射频模块105，GPS模块106及移动通信模块107分别连接。电池电源模块109连接射频模块105，GPS模块106，移动通信模块107及CPU模块108，可以为射频模块105，GPS模块106，移动通信模块107及CPU模块108提供电源。移动通信模块107为无线通信模块，可以与无线通信接收端102进行通信。

当跟踪器101在某一个虚拟围墙中时，跟踪器101可以通过射频模块105与该虚拟围墙对应的射频收发装置通信。例如，当跟踪器101在虚拟围墙201中时，跟踪器101可以通过射频模块105与该虚拟围墙201对应的射频收发装置1通信。射频收发装置1可以以预设频率发送射频信号，射频模块105根据能否收到射频信号确认跟踪器携带者是否在射频收发装置对应的虚拟围墙之内。如果射频模块105能够以上述预设频率接收到该射频收发装置1发来的射频信号，则确认跟踪器携带者在射频收发装置1对应的虚拟围墙201之内；否则，跟踪器携带者不在射频收发装置1对应的虚拟围墙201之内。

多个射频收发装置均包括射频模块112和电池及电源模块113，射频模块112连接射频模块105，并以预设频率发送射频信号。电池及电源模块113连接射频模块112，为射频模块112提供电源。

具体实施时，当跟踪器101在图2中的某一虚拟围墙104内(为了说明方便，假设跟踪器101虚拟围墙202内)，CPU模块108、GPS模块106以及移动通信模块107处于休眠状态。射频收发装置2的射频模块112以上述预设频率发送射频信号，该预设频率可以根据具体情况设定，例如每0.1秒发送一次射频信号，本发明不以此为限。

当跟踪器101在虚拟围墙202内时，CPU模块108、GPS模块106以及移动通信模块107都处于休眠状态，只有射频模块105以上述预设频率接收到射频收发装置2发来的射频信号。CPU模块108、GPS模块106以及移动通信模块107几乎不耗费电能，只有射频模块105耗电工作，且该射频模块为低功耗射频模块，本身功耗很低，因而大大减少了能耗，从而给定位系统的实际应用带来很大的便利。

如果射频模块105能够以设定频率不断的接收到射频信号，则说明跟踪器101在某一虚拟围墙之内，确保了跟踪器携带者处于安全区域内，否则跟踪器携带者将在所有虚拟围墙之外，不在安全区域内。

当跟踪器101离开虚拟围墙时(此时跟踪器101不在任何虚拟围墙中)，射频模块105发送第一告警信号给CPU模块108，唤醒处于休眠状态的CPU模块108。CPU模块108被唤醒后，将唤醒GPS模块106以及移动通信模块107，控制GPS模块106接收卫星星座信号并进行处理，得到跟踪器101的三维空间坐标(即跟踪器101的位置信息)，然后通过移动通信模块107将该位置信息发送给无线通信接收端102。具体地，CPU模块108进行GPS模块106以及移动通信模块107唤醒操作时，可以通过I/O接口发送唤醒指令进行唤醒。

需要说明的是，射频信号可以是虚拟围墙的ID，包括虚拟围墙的编号，也可以是虚拟围墙的名称、地理位置等信息，本发明不限于此。

无线通信接收端102可以包括网络服务器110和一个或多个移动通信终端111等设备。网络服务器110作为无线通信接收端102时，用户可以通过计算机登录到相关软件查看移动通信模块107发送的信息。移动通信终端111可以为手机等其它便携式终端，手机作为无线通信接收端102时，用户可以通过登录手机中安装的软件查看移动通信模块107发送的信息，也可以通过阅读短信的形式查看移动通信模块107发送的信息。

如果跟踪器101某一时刻在图2的所有虚拟围墙之外，GPS模块106需要以预定频率(如每10秒钟)获取跟踪器101的位置信息并通过移动通信模块107发送给无线通信接收端102，直到跟踪器101进入某一虚拟围墙之内。当跟踪器101进入某一虚拟围墙(为了说明方便，此处仍假设虚拟围墙为虚拟围墙202内)时，跟踪器101可以与射频收发装置2建立通信连接，将虚拟围墙的信息(可以包括虚拟围墙的编号、名称及地理位置等信息)通过移动通信模块107发送到无线通信接收端102。之后，GPS模块106、移动通信模块107以及CPU模块108将进入休眠状态，几乎不耗费电力。射频模块105与射频收发装置2以预设频率进行通信连接，大大减少了功耗，从而给定位系统的实际应用带来很大的便利。

GPS模块106及移动通信模块107进入休眠状态可以通过CPU模块108通过发出休眠指令实现，CPU模块108可以自行进入休眠状态，本发明不限于此。

图2中的定位系统包括多个虚拟围墙，当跟踪器101离开当前所在的虚拟围墙后，除了可能进入所有虚拟围墙以外的区域，也可能进入其他的虚拟围墙。当跟踪器101从当前虚拟围墙(假设当前虚拟围墙为201)进入另一所述虚拟围墙(假设进入的虚拟围墙为203)时，跟踪器101的射频模块105发送第二告警信号给CPU模块108，激活CPU模块108。CPU模块108激活移动通信模块107，控制移动通信模块107将虚拟围墙变化信息发送到所述无线通信接收端102，告知用户跟踪器101从虚拟围墙为201进入虚拟围墙为203。之后，移动通信模块107以及CPU模块108进入休眠状态，射频模块105与虚拟围墙203对应的射频收发装置N以上述预设频率保持通信连接，大大减少了功耗，从而给定位系统的实际应用带来很大的便利。

移动通信模块107进入休眠状态可以通过CPU模块108控制实现，CPU模块108可以自行进入休眠状态，本发明不限于此。

如图3所示，本发明实施例提供一种低功耗定位方法，应用于图1或图2所示的低功耗定位系统，该低功耗定位方法包括：

步骤301：接收所述射频收发装置以一预设频率发送的射频信号，并控制所述的CPU模块、GPS模块以及移动通信模块进入休眠状态；

步骤302：当在一预定时间内没有接收到射频信号时，发送第一告警信号给所述的CPU模块，通过所述的CPU模块唤醒所述的GPS模块以及移动通信模块并控制所述的GPS模块以预定频率获取本地的位置信息并通过所述移动通信模块发送给无线通信接收端，然后一直保持以该预定频率进行GPS定位以及把定位信息发送给无线通信接收端直到跟踪器重新进入某一个虚拟围墙。

该低功耗定位方法的执行主体可以是射频模块105或者跟踪器101，根据上述低功耗定位方法，当跟踪器101在虚拟围墙之内时，射频模块105可以接收射频收发装置105发送的射频信号，并可以控制CPU模块108、GPS模块106以及移动通信模块107进入休眠状态。如果在一预定时间内没有接收到射频信号，射频模块105可以发送第一告警信号给CPU模块108，通过CPU模块108唤醒GPS模块106以及移动通信模块107，并控制GPS模块106以预定频率获取本地的位置信息并通过移动通信模块107发送给无线通信接收端102，然后一直保持以该预定频率进行GPS定位以及把定位信息发送给无线通信接收端直到跟踪器重新进入某一个虚拟围墙。通过上述方法，可以使得CPU模块108、GPS模块106以及移动通信模块107多数时间处于休眠状态，大大减少了功耗，从而给定位系统的实际应用带来很大的便利。

步骤301具体实施时，当跟踪器101在某一虚拟围墙内时，CPU模块108、GPS模块106以及移动通信模块107处于休眠状态。射频收发装置的射频模块112以上述预设频率发送射频信号，该预设频率可以根据具体情况设定，例如每0.1秒发送一次射频信号，本发明不以此为限。

如果射频模块105能够以设定频率不断的接收到射频信号，则说明跟踪器101在某一虚拟围墙之内，确保了跟踪器携带者处于安全区域内。

步骤302具体实施时，如果在一预定时间内没有接收到射频信号，说明跟踪器101处于所有的虚拟围墙之外，跟踪器携带者没有处于安全区域内。射频模块105发送第一告警信号给CPU模块108，唤醒CPU模块108。CPU模块108可以唤醒所述的GPS模块106以及移动通信模块107，控制GPS模块106以预定频率获取本地的位置信息并移动通信模块107发送给无线通信接收端102，然后一直保持以该预定频率进行GPS定位以及把定位信息发送给无线通信接收端直到跟踪器101重新进入某一个虚拟围墙内。

具体地，CPU模块108进行GPS模块106以及移动通信模块107唤醒操作时，可以通过I/O接口发送控制信号进行唤醒。GPS模块106及移动通信模块107进入休眠状态可以通过CPU模块108通过发出控制信号实现，CPU模块108可以自行进入休眠状态，本发明不限于此。

图3中的低功耗定位方法应用到图2中的低功耗定位系统时，如果在上述预定时间内接收到不同虚拟围墙的射频信号，射频模块105需要发送第二告警信号给CPU模块108，通过CPU模块108唤醒移动通信模块107并控制移动通信模块107将虚拟围墙变化信息发送给无线通信接收端102，然后控制CPU模块108以及移动通信模块进入休眠状态。具体地，CPU模块108进行移动通信模块107唤醒操作时，可以通过I/O接口发送控制信号进行唤醒。移动通信模块107进入休眠状态可以通过CPU模块108通过发出控制信号实现，CPU模块108可以自行进入休眠状态，本发明不限于此。

如果跟踪器101某一时刻在图1的虚拟围墙104之外或在图2的所有虚拟围墙之外，射频模块105将无法接收到任何射频收发装置的射频信号，若超过预定时间(可以为30秒)仍不能接收到任何射频收发装置的射频信号，GPS模块106需要以一定的频率(如每10秒钟)获取跟踪器101的位置信息并通过移动通信模块107发送给无线通信接收端102。

当跟踪器101从虚拟围墙外进入某一虚拟围墙时，跟踪器101可以与虚拟围墙对应的射频收发装置建立通信连接，将重新接收到射频信号。移动通信模块107可以将进入的该虚拟围墙的信息(可以包括虚拟围墙的编号、名称及地理位置等信息)通过发送到无线通信接收端102，以告知用户跟踪器101进入哪一虚拟围墙。在此之后，GPS模块106、移动通信模块107以及CPU模块108将进入休眠状态，几乎不耗费电力。射频模块105与该射频收发装置以预设频率保持通信连接，大大减少了功耗，从而给定位系统的实际应用带来很大的便利。

本发明应用了低功耗射频技术，射频模块仅在“唤醒”后进行数据收发，然后很快进入功耗极低的“睡眠”状态。由于低功耗定位系统绝大部分时间都处于很低功耗的“睡眠”状态，因而与传统射频技术相比，其功耗极大的降低了，而低功耗定位系统的电池使用时间也大大延长了。

为了更清楚的说明本发明的具体实施方式，结合儿童跟踪定位的具体的实施例，对本发明进行详细说明如下。

如图4所示，本实施例提供一种儿童跟踪定位系统，该儿童跟踪定位系统包括一个跟踪器401，4个虚拟围墙(4虚拟围墙的编号分别为1，2，3，4)，一个网络服务器402及多个手机403。

跟踪器401可以做成手环的形状，佩戴在儿童的手腕上。4个虚拟围墙中一个固定覆盖儿童的家(编号为1)，一个固定覆盖儿童学校(编号为2)，一个移动覆盖儿童上学的校巴(编号为3)，还有一个移动覆盖儿童的接送者(保姆)周围一定区域，即保姆佩戴该虚拟围墙的射频收发装置(编号为4)。

跟踪器401包括低功耗射频模块、GPS模块、无线通信模块、CPU模块以及电池电源模块，图中未示出。

其中，低功耗射频模块与各个虚拟围墙的射频收发装置可以通过低功耗蓝牙(采用蓝牙4.0协议)进行通信。

图4的儿童跟踪定位系统的具体应用如下：

早上，儿童在家时，其佩戴的跟踪器401与安装于家中的射频收发装置通过低功耗蓝牙进行射频通信，通信的频率为每10秒通信一次，通信的方式为射频收发装置每0.05秒发送一次射频信号，射频信号包含虚拟围墙的编号，跟踪器的射频模块每10秒钟接收一次数据，接收数据的时间不多于0.05秒，其他时间都处于睡眠状态。

跟踪器401接收射频收发装置发送的射频信号，跟踪器401的GPS模块、无线通信模块以及CPU模块均处于休眠状态。若跟踪器401连续30秒没有收到家中的射频收发装置的信号，但是接收到保姆佩戴的射频收发装置的射频信号，则表明跟踪器从虚拟围墙1进入了虚拟围墙4，跟踪器401的低功耗蓝牙模块发送信号给CPU模块，CPU模块激活无线通信模块，无线通信模块将虚拟围墙变化信息发送到网络服务器402，同时发送移动信息到儿童监护人的手机403，儿童监护人根据信息可以判断儿童由保姆带领出门了，根据时间可以估计是保姆送儿童去校巴站上学了。

若跟踪器401连续30秒没有收到保姆佩戴的低功耗蓝牙的信号，但是收到校巴上安装的低功耗蓝牙的信号，跟踪器401同样把虚拟围墙变化情况(即从虚拟围墙4进入虚拟围墙3)发送到网络服务器，并通过手机短信通知监护人。

佩戴了跟踪器401的儿童到达学校后，跟踪器401同样把虚拟围墙(从虚拟围墙3进入虚拟围墙2)变更的信息发送到网络服务器402以及监护人手机403，从而监护人知道儿童已经顺利抵达学校。这样，在跟踪器401消耗很少能量的基础上，监护人能够掌握儿童的行踪，使得跟踪器电池的使用时间得到极大的提高。

若跟踪器401连续30秒收不到所述的任何虚拟围墙的低功耗蓝牙的信号，则低功耗蓝牙模块发送信号给CPU模块，CPU模块使得GPS模块以及无线通信模块进入“激活”状态，GPS模块每隔一定时间(如10秒)进行一次定位，并把跟踪器401的位置信息通过无线通信模块发送给网络服务器402以及监护人手机403。从而在儿童独自离开安全区域后，监护人能够第一时间掌握儿童的行踪并且采取相应的行动，避免儿童走失或者被拐骗。

当GPS模块以及无线通信模块处于休眠状态，比如保姆携带儿童外出时，监护人也可以通过手机短信或者网络服务器控制跟踪器激活GPS模块以及无线通信模块，使得监护人在需要的时候都能够掌握儿童的绝对位置信息。监护人也能够通过手机403或者网络服务器402控制跟踪器401使得GPS模块以及无线通信模块重新进入休眠状态。GPS模块以及无线通信模块在处于激活状态时以一定的时间间隔进行定位和发送位置信息，使得激活状态下的功耗依然保持较低的水平，延长了电池的使用时间。

另外，CPU模块还会对电池的电量进行监控，若电池的电量处于较低水平，如电池的SOC低于30％，则跟踪器401会定时(如每2小时)发送信息给监护人手机403，提醒监护人对电池进行更换或者进行充电。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本发明中应用了具体实施例对本发明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发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，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发明的限制。

Claims (10)

1.一种低功耗定位系统，其特征在于，所述的低功耗定位系统包括：跟踪器，无线通信接收端及至少一射频收发装置；其中，每一所述射频收发装置的射频通信范围构成一虚拟围墙；

所述跟踪器包括：射频模块，GPS模块，移动通信模块，CPU模块以及电池电源模块，所述的跟踪器通过所述的射频模块与所述的射频收发装置通信，确认跟踪器携带者是否在所述射频收发装置对应的虚拟围墙之内；

当所述的跟踪器在所述虚拟围墙内时，所述的CPU模块、GPS模块以及移动通信模块处于休眠状态，所述的射频收发装置以一预设频率向所述的射频模块发送射频信号，确保所述跟踪器携带者处于安全区域内；

当所述跟踪器离开所述的虚拟围墙时，所述的射频模块发送第一告警信号给所述的CPU模块，所述的CPU模块唤醒所述的GPS模块以及移动通信模块，所述的GPS模块以预定频率获取所述的跟踪器的位置信息并通过所述移动通信模块发送给无线通信接收端。

2.根据权利要求1所述的低功耗定位系统，其特征在于，当所述的跟踪器从所述虚拟围墙之外进入所述的虚拟围墙时，所述的跟踪器与所述虚拟围墙对应的射频收发装置建立连接，将所述虚拟围墙的信息通过所述移动通信模块发送到所述无线通信接收端，之后，所述的GPS模块、移动通信模块以及CPU模块进入休眠状态，所述射频模块与所述虚拟围墙对应的射频收发装置以所述预设频率保持通信连接。

3.根据权利要求1所述的低功耗定位系统，其特征在于，当所述跟踪器从一个所述虚拟围墙进入另一所述虚拟围墙时，所述的射频模块发送第二告警信号给所述CPU模块，所述CPU模块激活所述移动通信模块，所述移动通信模块将虚拟围墙变化信息发送到所述无线通信接收端，之后，所述的移动通信模块以及CPU模块进入休眠状态，所述射频模块与另一所述虚拟围墙对应的射频收发装置以所述预设频率保持通信连接。

4.根据权利要求1所述的低功耗定位系统，其特征在于，射频信号包含虚拟围墙的编号。

5.根据权利要求1所述的低功耗定位系统，其特征在于，所述无线通信接收端包括：网络服务器及一个或多个移动通信终端。

6.一种低功耗定位方法，应用于一低功耗定位系统，其特征在于，所述的低功耗定位系统包括：跟踪器，无线通信接收端及至少一射频收发装置；每一所述射频收发装置的射频通信范围构成一虚拟围墙；所述跟踪器包括：射频模块，GPS模块，移动通信模块，CPU模块以及电池电源模块；所述的低功耗定位方法包括：

接收所述射频收发装置以一预设频率发送的射频信号，并控制所述的CPU模块、GPS模块以及移动通信模块进入休眠状态；

当在一预定时间内没有接收到射频信号时，发送第一告警信号给所述的CPU模块，通过所述的CPU模块唤醒所述的GPS模块以及移动通信模块并控制所述的GPS模块以预定频率获取本地的位置信息并通过所述移动通信模块发送给无线通信接收端。

7.根据权利要求6所述的低功耗定位方法，其特征在于，当在所述预定时间内接收到不同虚拟围墙的射频信号时，发送第二告警信号给所述CPU模块，通过所述的CPU模块唤醒所述的移动通信模块并控制所述的移动通信模块将虚拟围墙变化信息发送给所述的无线通信接收端，然后控制所述的CPU模块以及移动通信模块进入休眠状态。

8.根据权利要求6所述的低功耗定位方法，其特征在于，当重新接收到射频信号时，将重新接收到的所述射频信息对应的虚拟围墙的信息通过所述移动通信模块发送到所述无线通信接收端，然后控制所述的CPU模块、GPS模块以及移动通信模块进入休眠状态。

9.根据权利要求6所述的低功耗定位方法，其特征在于，射频信号包含虚拟围墙的编号。

10.根据权利要求6所述的低功耗定位方法，其特征在于，所述无线通信接收端包括：网络服务器及一个或多个移动通信终端。