CN105578617A - 一种基于无线技术的游客安全监护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于无线技术的游客安全局监护系统,属于通信技术领域，该系统包括PC机1、位于监护中心的上位机2、智能手机3、可佩戴监护终端5和Zigbee组网，可佩戴监护终端5通过Zigbee组网传递信号到上位机2，上位机2网络连接PC机1和智能手机3。本发明中通过Internet网络可以将数据传输相关的景区游客安全服务中心的医务工作人员，从而实现对游客身体健康的远程实时监护。或者通过GPRS网络将数据发送给导游，由导游采取应急措施，从而实现对游客及时有效的监护，降低事故发生的概率，解决了现有技术中游客监护设备的使用不灵活/成本高，不能很好的保护游客安全的问题。
Description
技术领域
本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种基于ZigBee无线网络技术的旅游景区游客安全局监护系统。
背景技术
随着国民经济的发展，人民生活水平的提高，五一、国庆以及寒暑假期间随旅行团旅游逐渐成为一种潮流。但是在节假日旅游高峰期，各个景点的人流量极具增大，许多景点环境嘈杂，易于发生游客与旅行团走失，摔倒或者突发身体不适等情况。由于导游的个人精力有限，难以对每一位游客精心照料。致使每一位游客的安全，尤其是旅游景点内游客与小孩的安全得不到很好的保障。以往也存在一些安全监护系统，其解决方案是采用有线方式或简单的无线数据发射接收方式，在被监护者身上安装的传感设备难以自由灵活地移动和接入，系统没有扩展性，成本高，且没有针对旅游景区内存在的情况专门设计。
发明内容
为了更好地保障节假日旅游高峰期广大游客的安全，解决现有技术中游客监护设备的使用不灵活/成本高的问题。本发明专利设计了一种基于无线技术的游客安全监护系统。在保证舒适的前提下，游客可以将其佩戴在腕部。导游通过手持终端可以检测每一位游客所处的位置信息与生命体征信息，从而对每一位游客实施实时监护，减少游客突发疾病或者走失的概率，极大的保障的随团旅行的每一位游客的安全，极具实用性与社会价值。
本发明的技术方案是：一种基于无线技术的游客安全监护系统，该系统包括PC机1、位于监护中心的上位机2、智能手机3、可佩戴监护终端5和Zigbee组网，可佩戴监护终端5通过Zigbee组网传递信号到上位机2，上位机2网络连接PC机1和智能手机3。
所述的Zigbee组网包括Zigbee节点、Zigbee协调器4和Zigbee中继器6，Zigbee节点安装在可佩戴监护终端5内，可佩戴监护终端5通过Zigbee协调器4和Zigbee中继器6传递信号。所述的可佩戴监护终端5采用Zigbee技术将所采集到的数据经过Zigbee中继器6发送给Zigbee协调器4或者直接发送给Zigbee协调器4。所述的上位机2和智能手机3通过GPRS方式传递信号。
所述的可佩戴终端5中设有Zigbee模块8、微处理器9、GPS模块10和键盘输入模块14，Zigbee模块8、GPS模块10和键盘输入模块14均连接微处理器9。所述的可佩戴终端5还包括体温检测模块11、意外摔倒检测模块12和心率检测模块13，体温检测模块11、意外摔倒检测模块12和心率检测模块13均连接到微处理器9。所述的可佩戴监护终端5中采用ARM9S3C2440作为微处理器。所述的心率检测模块13包括人体导联输入、放大电路、滤波电路和AD转换电路构成，采集到的心电信号被放大电路、滤波电路、A/D转换之后送入微处理器9。
本发明有如下积极效果：由PC机上的上位机软件对数据进行分析并给出相应的建议，并通过Internet网络可以将数据传输相关的景区游客安全服务中心的医务工作人员，从而实现对游客身体健康的远程实时监护。或者通过GPRS网络将数据发送给导游，由导游采取应急措施，从而实现对游客及时有效的监护，降低事故发生的概率。必要的时候，导游也可以通过智能手机终端，向旅游景区的服务器发送请求信号，查询所在团体各位游客的位置信息与生命体征信息，降低事故发生的概率。本发明专利中采用Zigbee无线方式进行通信，具有低功耗、低成本、时延短、网络容量大、可靠和安全的特点。
附图说明
图1是本发明安全监护系统的系统示意图；
图2是本发明安全监护系统的中的可佩带监护终端结构框图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
一种基于无线技术的游客安全监护系统，如图1所示，包括：PC机1、位于监护中心的上位机2、智能手机3；、Zigbee协调器4、可佩戴监护终端5、Zigbee中继器6。Zigbee节点、Zigbee协调器4和Zigbee中继器6形成Zigbee组网，Zigbee节点安装在可佩戴监护终端5内，可佩戴监护终端5通过Zigbee协调器4和Zigbee中继器6传递信号，可佩戴监护终端5采用Zigbee技术将所采集到的数据经过Zigbee中继器6发送给Zigbee协调器4或者直接发送给Zigbee协调器4。所述的上位机2和智能手机3通过GPRS方式传递信号。
本旅游景区游客监护系统由可佩戴监护终端5、Zigbee中继器6、Zigbee协调器4以及位于旅游景区监控中心内的上位机组成一个微型监护网络。可佩戴终端5采集被监护游客的心率数据、体温数据、所处地理位置、以及有无意外摔倒四方面信息，将所采集到的数据经过Zigbee中继器6或者直接发送给Zigbee协调器4，Zigbee协调器4将数据发送给位于旅游景区内的监护中心的上位机2上。位于上位机2上的PC机软件将对传送过来的数据进行分析与处理，并通过Internet网络可以将数据传输相关的景区游客安全服务中心的医务工作人员。或者通过GPRS网络将数据发送到导游的智能手机3上，由导游尽早采取应急措施，从而实现对游客及时有效的监护，降低事故发生的概率。
在本系统中，经Zigbee协调器建立一个网络后，可佩戴监护终端开机后自动加入网络，并通过绑定的方式和协调器建立连接，启动可佩戴监护终端，开始进行身体状态的监测，并将状态信息发给协调器，协调器将这些数据信息发送给监控中心，监控中心对数据进行分析和显示，并对游客的异常状态做出及时响应，可通过Internet及GPRS网络与外界取得联系，提醒监控人对紧急状态采取相应的措施。游客状态监测系统整体构架如图1所示
每个Zigbee传感器节点可以自由加入或者离开网络，该系统具有极大的灵活性和扩展性。Zigbee节点有几十米的覆盖范围，且可以增加路由节点，扩展覆盖范围，因此可以覆盖整个旅游景区。同时由于生理监护信号的数据传输流量不大，传输速率为250kbps的Zigbee满足生理数据传输要求。Zigbee传感节点可自由灵活地加入和离开网络，相对具有低功耗、低成本和支持大量节点的特点。同时，将该系统接入Internet网络，可以形成更大的监护网络。
如图2所示，是游客监护系统种的可佩带监护终端2的结构框图，可佩带监护终端2由以下及部分组成：时间显示模块7、Zigbee模块8、微处理器9、GPS模块10、体温检测模块11、意外摔倒检测模块12、心率检测模块13和键盘输入模块14。时间显示模块7、Zigbee模块8、GPS模块10、体温检测模块11、意外摔倒检测模块12、心率检测模块13和键盘输入模块14均连接微处理器9。
时间显示模块7可以为游客提供准确的时间，避免游客因为忘记时间而造成损失。体温检测模块11可以检测到游客体温是否出现异常，如有异常位于监控中心的上位机会通过GPRS网络发送短信提醒导游采取应急措施。当情况严重时位于监控中心的上位机会通过Internet网络通知旅游景区的医务人员，避免游客出现生命危险。该模块由红外温度传感器、信号调理电路、A/D转换电路依次相连构成，由红外温度传感器测得的温度信号经过信号调理电路放大滤波之后，再经过A/D转换之后被转换成数字量。被转换成的数字温度信号被送入S3C2440处理器9，对被测结果进行线性补偿与温度补偿，进一步提高测量结果。
意外摔倒检测模块12检测到游客有无意外摔倒时，异常位于监控中心的上位机2会通过GPRS网络发送短信提醒导游采取应急措施。当情况严重时位于监控中心的上位机2会通过Internet网络通知旅游景区的医务人员，为游客提供帮助。该模块采用三轴、数字输出的ADXL3451传感器。在人的姿态转变过程中，重力将成为影响这一运动过程的主要因素。在正常运动和跌倒过程中，人的加速度、速度和位移三种矢量均发生了变化。三轴加速度传感器，实时检测到使用对象运动中身体的三个轴向的加速度，取在一定时间域的叠加，再经过数据处理模块进行绝对量、相对变化以及相关的运算后，判断出使用对象的运动状态和跌倒信息。如果发生意外摔倒，该装置通过无线网络将信息传输给监控中心，监控中心会和游客联系，并且进一步制定医疗措施。
心率检测模块13主要由人体导联输入、放大电路、滤波网络、AD转换电路构成，被传感器采集到的心电信号被放大、滤波、A/D转换之后送入S3C2440微处理器，进行线性化处理与温度补偿，然后数据被传送到Zigbee发送模块8。GPS模块10是SIRF三代芯片组的GPS模块，其通道数量为16，以S3C2440作为其CPU定位信息。位置信息可经Zigbee模块传送到监控中心。键盘输入模块14由独立按键构成，可以完成对监护终端的开机、关机操作，时间的设置，完成终端的复位操作以及通过组合键实现紧急求救，可以在遇到危险时向监护中心发出求救信号。
ZigBee模块支持IEEE802.15.4协议。以CC2530芯片实现无线收发功能。其主要负责实现串口和ZigBee网络协议的双向数据转换。便于控制器对数据的查询。终端监测节点由传感器单元、微处理器单元和无线传输单元组成通过无线射频信号发射给协调器节点，保证了系统的稳定性安全性。本发明专利通过传感器、微处理器、A/D转换电路、Zigbee收发模块共同构成Zigbee可佩戴监护终端，其是一个Zigbee传感器节点，采集被监护者的心率数据、体温数据、有无摔倒、所处位置数据。多个Zigbee传感器节点与位于旅游景区内的监护基站设备构成监护网络。Zigbee传感器节点通过Zigbee无线通信方式将数据经Zigbee协调器发送至监控中心的PC机。
上面结合附图对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的技术方案进行各种该进，或未经改进应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于无线技术的游客安全监护系统，其特征在于：该系统包括PC机（1）、位于监护中心的上位机（2）、智能手机（3）、可佩戴监护终端（5）和Zigbee组网，可佩戴监护终端（5）通过Zigbee组网传递信号到上位机（2），上位机（2）网络连接PC机（1）和智能手机（3）。
2.根据权利要求1所述的基于无线技术的游客安全监护系统，其特征在于：所述的Zigbee组网包括Zigbee节点、Zigbee协调器（4）和Zigbee中继器（6），Zigbee节点安装在可佩戴监护终端（5）内，可佩戴监护终端（5）通过Zigbee协调器（4）和Zigbee中继器（6）传递信号。
3.根据权利要求2所述的基于无线技术的游客安全监护系统，其特征在于：所述的可佩戴监护终端（5）采用Zigbee技术将所采集到的数据经过Zigbee中继器（6）发送给Zigbee协调器（4）或者直接发送给Zigbee协调器（4）。
4.根据权利要求1所述的基于无线技术的游客安全监护系统，其特征在于：所述的上位机（2）和智能手机（3）通过GPRS方式传递信号。
5.根据权利要求1所述的基于无线技术的游客安全监护系统，其特征在于：所述的可佩戴终端（5）中设有Zigbee模块（8）、微处理器（9）、GPS模块（10）和键盘输入模块（14），Zigbee模块（8）、GPS模块（10）和键盘输入模块（14）均连接微处理器（9）。
6.根据权利要求5所述的基于无线技术的游客安全监护系统，其特征在于：所述的可佩戴终端（5）还包括体温检测模块（11）、意外摔倒检测模块（12）和心率检测模块（13），体温检测模块（11）、意外摔倒检测模块（12）和心率检测模块（13）均连接到微处理器（9）。
7.根据权利要求5所述的基于无线技术的游客安全监护系统，其特征在于：所述的可佩戴监护终端（5）中采用ARM9S3C2440作为微处理器。
8.根据权利要求6所述的基于无线技术的游客安全监护系统，其特征在于：所述的心率检测模块（13）包括人体导联输入、放大电路、滤波电路和AD转换电路构成，采集到的心电信号被放大电路、滤波电路、A/D转换之后送入微处理器（9）。
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