CN105872951A - 救援装置及设有该装置的低带宽远距离通讯的户外通讯与定位救援系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了救援装置及设有该装置的低带宽远距离通讯的户外通讯与定位救援系统，该救援装置包括微处理器模块、网络通讯模块、电源模块、GPS模块、采集模块及存储模块，网络通讯模块、电源模块、GPS模块、采集模块及存储模块均与微处理器模块的相应端电性连接，GPS模块和采集模块均与存储模块电性连接；采集模块包括用于实现运动状态数据采集的运动状态单元；网络通讯模块包括第一蓝牙芯片和第一RF射频芯片。本发明在不借助公用通信网络的情况下可实现一对一、一对多的短信通讯，位置查询及位置信息推送的功能。同时，还可实现运动状态轨迹的查询，紧急救援信号广播的推送及对移动终端充电的功能。

Description

救援装置及设有该装置的低带宽远距离通讯的户外通讯与定位救援系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其是涉及救援装置及设有该装置的低带宽远距离通讯的户外通讯与定位救援系统。
背景技术
在自然灾害发生或者没有信号覆盖的特殊地区，通常会遇到通信中断的问题。例如，城乡区域网络瘫痪后，相邻区域无法通信；灾后通信网络瘫痪，救援指挥通讯无法快速展开；特殊职业如巡线工、消防员在无信号情况下消息传达困难；在商场、大型体育场等较封闭环境内，因信号不好常造成人员定位与信息传输的失效。又如，户外旅行中手机无信号，同伴间出现交流障碍；户外走失或者遇险后，无法将主机的位置通知同伴；老人、小孩、宠物走失后，无法准确获取其位置信息，无从寻找。目前，为解决上述问题，多是借助卫星通信设备或者对以保持通信需求，但是，前者需要花费昂贵的服务费用，后者不仅笨重且只能支持通话，这无疑让普通大众难以接受以至于仍无法更好地解决特殊地区或者特殊人员的通信中断问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述问题，提供救援装置及设有该装置的低带宽远距离通讯的户外通讯与定位救援系统，在不借助公用通信网络的情况下可实现一对一、一对多的短信通讯，位置查询及位置信息推送的功能。同时，还可实现运动状态轨迹的查询，紧急救援信号广播的推送及对移动终端充电的功能。
本发明的目的主要通过以下技术方案实现：
救援装置，包括微处理器模块、网络通讯模块、电源模块、GPS模块、采集模块及存储模块，网络通讯模块、电源模块、GPS模块、采集模块及存储模块均与微处理器模块的相应端电性连接，GPS模块和采集模块均与存储模块电性连接；
采集模块包括用于实现运动状态数据采集的运动状态单元；网络通讯模块包括第一蓝牙芯片和第一RF射频芯片。
本发明中，GPS模块用于实现救援装置的位置定位功能；运动状态单元用于实现对该装置运动状态及轨迹的采集；存储模块用于存储本装置的位置及运动状态信息。第一RF射频芯片用于实现救援装置间的通信；第一蓝牙芯片用于实现本装置与其他终端设备之间的通信。
进一步地，电源模块包括用于为各个模块供电的电源和用于控制电源充放电的电源管理单元。通过电源管理单元的设置，可实现本装置对手机及其他终端设备的充电功能。
进一步地，还包括用于定向发出紧急求救信息的紧急救援模块，紧急救援模块与所述微处理器模块的相应端电性连接。紧急救援模块的设置，可实现紧急时发送定向广播求救信息。
为便于查看本装置的工作状态，进一步地，还包括用于指示工作模式的指示灯模块，指示灯模块与所述微处理器模块的相应端电性连接。
为便于对本装置进行精准定位及地图标注，进一步地，其具有唯一的身份ID码。
低带宽远距离通讯的户外通讯与定位救援系统，包括移动终端和如前所述的任意一种救援装置，移动终端配置有可与所述第一蓝牙芯片通信的第二蓝牙芯片，移动终端还配置有第一控制器，第一控制器包括用于对救援装置进行参数设置的参数设置模块、用于显示及定位救援装置位置信息的定位功能模块及用于与救援装置进行短信交互的短信息模块。
本发明中，通过第二蓝牙芯片的设置，可实现移动终端与救援装置之间的数据交互。参数设置模块用于对救援装置进行参数设置，具体地，它将设置界面展示在移动终端屏幕上，这样，用户在移动终端上进行操作即可对救援装置的参数进行设置，完成后，救援装置会将新的参数设置存储起来。定位功能模块用于查询救援装置的位置信息。短信息模块用于实现移动终端与救援装置之间的短信交互功能，具体地，通过移动终端编辑短信，这样，可便于用户将自己的位置信息交互到救援装置上，再通过救援装置发送出去。应用时，通过操作第一控制器，即可发出相应地参数设置、定位查询及短信息交互指令。移动终端可选择智能手机。
进一步地，其能够执行第一无线通信方法及第二无线通信方法；
第一无线通信方法为所述救援装置之间通过所述第一RF射频芯片进行远传通信，且形成第一自组远传网络；
第二无线通信方法为所述移动终端与所述救援装置之间通过第二蓝牙芯片与所述第一蓝牙芯片进行蓝牙通信。
本发明中，第一无线通信方法所实现的点与点之间的通讯距离可达3-5km。在户外空旷环境中可以达到5-10Km。通过第二无线通信方法可实现移动终端与救援装置之间的短信息及位置信息的交互功能。
进一步地，还包括网关、公网基站及与公网基站相互通信的服务器，网关配置有可与第一RF射频芯片通信的第二RF射频芯片，网关和所述移动终端均配置有可与公网基站通信的GPRS模块、3G模块和4G模块中的任意一种或者几种，服务器配置有第二控制器，第二控制器包括用于查询所述救援装置运动轨迹的轨迹查询模块、用于标注救援装置地理位置的地图标注模块、用于响应所述移动终端位置查询请求的位置查询模块、用于计算路线的线路导航模块及用于监控区域范围的告警提醒模块。
本发明中，第二RF射频芯片用于实现网关与救援装置之间的通信。轨迹查询模块用于移动终端查询救援装置的运动状态及轨迹。地图标注模块用于在地图上对救援装置的位置进行标注，具体地，当服务器接收到救援装置的身份ID码，再根据注册表映射出该身份ID码对应的物理地址，最后根据该物理地址在地图上对救援装置进行标注。位置查询模块用于响应移动终端的位置查询请求，具体地，移动终端通过第二蓝牙芯片与救援装置连接以获取该装置的身份ID码，移动终端再将该ID码通过GPRS模块、3G模块和4G模块中的任意一种或者几种经公网基站发送给服务器，服务器再根据该身份ID码判断出救援装置的所处位置，并将标注在地图上的位置信息再反馈给移动终端。线路导航模块应用时，先在地图上定位救援装置的当前位置，再根据地图道路情况的实时状态计算出路线，最后使之显示在移动终端的屏幕上。一个移动终端可以管理多个救援装置，且设置有相应的区域监管范围，当救援装置超过监管范围时，服务器则可通过告警提醒模块向移动终端发送告警短信。应用时，通过操作第二控制器，即可发出相应地轨迹查询、地图标注、位置查询、线路导航及告警短信发送的指令。
进一步地，其能够执行第一无线通信方法、第二无线通信方法、第三无线通信方法、第四无线通信方法、第五无线通信方法及第六无线通信方法；
第一无线通信方法为所述救援装置之间通过所述第一RF射频芯片进行远传通信，且形成第一自组远传网络；
第二无线通信方法为所述移动终端与所述救援装置之间通过第二蓝牙芯片与所述第一蓝牙芯片进行蓝牙通信。
第三无线通信方法为所述网关与所述救援装置之间通过所述第二RF射频芯片与所述第一RF射频芯片进行远传通信，且形成第二自组远传网络；
第四无线通信方法为所述网关与所述公网基站通过所述GPRS模块、所述3G模块和所述4G模块中的任意一种或者几种进行通信；
第五无线通信方法为所述移动终端与所述公网基站通过所述GPRS模块、所述3G模块和所述4G模块中的任意一种或者几种进行通信；
第六无线通信方法为所述公网基站与所述服务器通过以太网进行通信。
本发明中，第三无线通信方法所实现的通讯距离可达3-5km，网关可通过第三无线通信方法收集到指定范围内所有救援装置上的数据信息，包括每个节点自身的身份ID码及位置信息，再通过第四无线通信方法及第六无线通信方法，使得服务器接收到公网基站发送的数据信息，服务器对该数据信息进行存储和计算分析后，再将相关指令下发到相关救援装置上。移动终端可通过第五无线通信方法及第六无线通信方法从服务器获取救援装置的位置信息并叠加到移动终端屏幕上显示成轨迹信息。
本发明具有以下有益效果：
1、救援装置具有运动状态单元，可以实时记录该装置的运动状态及轨迹。
2、通过电源模块的设置，不仅可实现对救援装置供电，还可对移动终端进行充电。
3、遇险时，通过紧急救援模块的设置，使得救援装置支持SOS紧急呼救，通过自身网络广播救援信息，同时也支持广播位置信息。
4、救援装置之间通过自身的低带宽远距离网络可进行一对一和一对多地发送短信、通知、位置信息等。
5、救援系统中，移动终端可与救援装置之间进行短信及位置信息的交互。
6、救援系统支持与无线覆盖范围内的网关进行数据传输，并可以通过网络上传救援装置的位置信息，后台也可以通过网关下发相关信息。
7、救援系统中，移动终端可以将救援装置的位置信息上传到服务器，且供具有权限的合法人员进行救援装置的位置及运动轨迹的查询。
附图说明
图1为本发明所述的救援装置的结构框图；
图2为本发明所述的低带宽远距离通讯的户外通讯与定位救援系统的结构框图；
图3为本发明所述的低带宽远距离通讯的户外通讯与定位救援系统中救援装置和移动终端的结构框图；
图4为本发明所述的低带宽远距离通讯的户外通讯与定位救援系统中第一控制器的结构框图；
图5为本发明所述的低带宽远距离通讯的户外通讯与定位救援系统应用时的结构框图；
图6为本发明所述的低带宽远距离通讯的户外通讯与定位救援系统中第二控制器的结构框图。
附图中附图标记所对应的名称为：1、救援装置，11、微处理器模块，12、第一蓝牙芯片，13、电源模块，14、GPS模块，15、运动状态单元，16、存储模块，17、第一RF射频芯片，18、紧急救援模块，19、指示灯模块，2、移动终端，21、第二蓝牙芯片，22、参数设置模块，23、定位功能模块，24、短信息模块，3、网关，31、第二RF射频芯片，4、公网基站，5、服务器，51、轨迹查询模块，52、地图标注模块，53、位置查询模块，54、线路导航模块，55、告警提醒模块。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明做进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1所示，救援装置，包括微处理器模块11、网络通讯模块、电源模块13、GPS模块14、采集模块及存储模块16，网络通讯模块、电源模块13、GPS模块14、采集模块及存储模块16均与微处理器模块11的相应端电性连接，GPS模块14和采集模块均与存储模块16电性连接；
采集模块包括用于实现运动状态数据采集的运动状态单元15；网络通讯模块包括第一蓝牙芯片12和第一RF射频芯片17。
本实施例中，GPS模块14用于实现救援装置1的位置定位功能；运动状态单元15用于实现对该装置运动状态及轨迹的采集；存储模块16用于存储本装置的位置及运动状态信息。第一RF射频芯片17用于实现救援装置1间的通信；第一蓝牙芯片12用于实现本装置与其他终端设备之间的通信。
优选地，电源模块13包括用于为各个模块供电的电源和用于控制电源充放电的电源管理单元。通过电源管理单元的设置，可实现本装置对手机及其他终端设备的充电功能。
优选地，还包括用于定向发出紧急求救信息的紧急救援模块18，紧急救援模块18与所述微处理器模块11的相应端电性连接。紧急救援模块18的设置，可实现紧急时发送定向广播求救信息。
为便于查看本装置的工作状态，优选地，还包括用于指示工作模式的指示灯模块19，指示灯模块19与所述微处理器模块11的相应端电性连接。
为便于对本装置进行精准定位及地图标注，优选地，其具有唯一的身份ID码。
实施例2
如图2至图6所示，低带宽远距离通讯的户外通讯与定位救援系统，包括移动终端2和如实施例1中任意一项所述的救援装置1，移动终端2配置有可与所述第一蓝牙芯片12通信的第二蓝牙芯片21，移动终端2还配置有第一控制器，第一控制器包括用于对救援装置1进行参数设置的参数设置模块22、用于显示及定位救援装置1位置信息的定位功能模块23及用于与救援装置1进行短信交互的短信息模块24。
本实施例中，通过第二蓝牙芯片21的设置，可实现移动终端2与救援装置1之间的数据交互。参数设置模块22用于对救援装置1进行参数设置，具体地，它将设置界面展示在移动终端2屏幕上，这样，用户在移动终端2上进行操作即可对救援装置1的参数进行设置，完成后，救援装置1会将新的参数设置存储起来。定位功能模块23用于查询救援装置1的位置信息。短信息模块24用于实现移动终端2与救援装置1之间的短信交互功能，具体地，通过移动终端2编辑短信，这样，可便于用户将自己的位置信息交互到救援装置1上，再通过救援装置1发送出去。应用时，通过操作第一控制器，即可发出相应地参数设置、定位查询及短信息交互指令。移动终端2可选择智能手机。
优选地，其能够执行第一无线通信方法及第二无线通信方法；
第一无线通信方法为所述救援装置1之间通过所述第一RF射频芯片17进行远传通信，且形成第一自组远传网络；
第二无线通信方法为所述移动终端2与所述救援装置1之间通过第二蓝牙芯片21与所述第一蓝牙芯片12进行蓝牙通信。
本实施例中，第一无线通信方法所实现的点与点之间的通讯距离可达3-5km。在户外空旷环境中可以达到5-10Km。通过第二无线通信方法可实现移动终端与救援装置之间的短信息及位置信息的交互功能。
实施例3
本实施例在实施例2的基础上作出了如下进一步限定：还包括网关3、公网基站4及与公网基站4相互通信的服务器5，网关3配置有可与第一RF射频芯片17通信的第二RF射频芯片31，网关3和所述移动终端2均配置有可与公网基站4通信的GPRS模块、3G模块和4G模块中的任意一种或者几种，服务器5配置有第二控制器，第二控制器包括用于查询所述救援装置1运动轨迹的轨迹查询模块51、用于标注救援装置1地理位置的地图标注模块52、用于响应所述移动终端2位置查询请求的位置查询模块53、用于计算路线的线路导航模块54及用于监控区域范围的告警提醒模块55。
本实施例中，第二RF射频芯片31用于实现网关3与救援装置1之间的通信。轨迹查询模块51用于移动终端查询救援装置1的运动状态及轨迹。地图标注模块52用于在地图上对救援装置1的位置进行标注，具体地，当服务器接5收到救援装置1的身份ID码，再根据注册表映射出该身份ID码对应的物理地址，最后根据该物理地址在地图上对救援装置进行标注。位置查询模块53用于响应移动终端1的位置查询请求，具体地，移动终端1通过第二蓝牙芯片21与救援装置1连接以获取该装置的身份ID码，移动终端2再将该ID码通过GPRS模块、3G模块和4G模块中的任意一种或者几种经公网基站4发送给服务器5，服务器5再根据该身份ID码判断出救援装置1的所处位置，并将标注在地图上的位置信息再反馈给移动终端2。线路导航模块54应用时，先在地图上定位救援装置1的当前位置，再根据地图道路情况的实时状态计算出路线，最后使之显示在移动终端2的屏幕上。一个移动终端2可以管理多个救援装置1，且设置有相应的区域监管范围，当救援装置1超过监管范围时，服务器5则可通过告警提醒模块55向移动终端2发送告警短信。应用时，通过操作第二控制器，即可发出相应地轨迹查询、地图标注、位置查询、线路导航及告警短信发送的指令。
优选地，其能够执行第一无线通信方法、第二无线通信方法、第三无线通信方法、第四无线通信方法、第五无线通信方法及第六无线通信方法；
第一无线通信方法为所述救援装置1之间通过所述第一RF射频芯片17进行远传通信，且形成第一自组远传网络；
第二无线通信方法为所述移动终端2与所述救援装置1之间通过第二蓝牙芯片21与所述第一蓝牙芯片12进行蓝牙通信。
第三无线通信方法为所述网关3与所述救援装置1之间通过所述第二RF射频芯片31与所述第一RF射频芯片17进行远传通信，且形成第二自组远传网络；
第四无线通信方法为所述网关3与所述公网基站4通过所述GPRS模块、所述3G模块和所述4G模块中的任意一种或者几种进行通信；
第五无线通信方法为所述移动终端2与所述公网基站4通过所述GPRS模块、所述3G模块和所述4G模块中的任意一种或者几种进行通信；
第六无线通信方法为所述公网基站4与所述服务器5通过以太网进行通信。
本发明中，第三无线通信方法所实现的通讯距离可达3-5km，网关3可通过第三无线通信方法收集到指定范围内所有救援装置1上的数据信息，包括每个节点自身的身份ID码及位置信息，再通过第四无线通信方法及第六无线通信方法，使得服务器5接收到公网基站4发送的数据信息，服务器5对该数据信息进行存储和计算分析后，再将相关指令下发到相关救援装置1上。移动终端2可通过第五无线通信方法及第六无线通信方法从服务器5获取救援装置1的位置信息并叠加到移动终端2屏幕上显示成轨迹信息。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.救援装置，其特征在于：包括微处理器模块（11）、网络通讯模块、电源模块（13）、GPS模块（14）、采集模块及存储模块（16），网络通讯模块、电源模块（13）、GPS模块（14）、采集模块及存储模块（16）均与微处理器模块（11）的相应端电性连接，GPS模块（14）和采集模块均与存储模块（16）电性连接；
采集模块包括用于实现运动状态数据采集的运动状态单元（15）；网络通讯模块包括第一蓝牙芯片（12）和第一RF射频芯片（17）。
2.根据权利要求1所述的救援装置，其特征在于：所述电源模块（13）包括用于为各个模块供电的电源和用于控制电源充放电的电源管理单元。
3.根据权利要求1所述的救援装置，其特征在于：还包括用于定向发出紧急求救信息的紧急救援模块（18），紧急救援模块（18）与所述微处理器模块（11）的相应端电性连接。
4.根据权利要求1所述的救援装置，其特征在于：还包括用于指示工作模式的指示灯模块（19），指示灯模块（19）与所述微处理器模块（11）的相应端电性连接。
5.根据权利要求1所述的救援装置，其特征在于：其具有唯一的身份ID码。
6.低带宽远距离通讯的户外通讯与定位救援系统，其特征在于：包括移动终端（2）和如权利要求1~5中任意一项所述的救援装置（1），移动终端（2）配置有可与所述第一蓝牙芯片（12）通信的第二蓝牙芯片（21），移动终端（2）还配置有第一控制器，第一控制器包括用于对救援装置（1）进行参数设置的参数设置模块（22）、用于显示及定位救援装置（1）位置信息的定位功能模块（23）及用于与救援装置（1）进行短信交互的短信息模块（24）。
7.根据权利要求6所述的低带宽远距离通讯的户外通讯与定位救援系统，其特征在于：其能够执行第一无线通信方法及第二无线通信方法；
第一无线通信方法为所述救援装置（1）之间通过所述第一RF射频芯片（17）进行远传通信，且形成第一自组远传网络；
第二无线通信方法为所述移动终端（2）与所述救援装置（1）之间通过第二蓝牙芯片（21）与所述第一蓝牙芯片（12）进行蓝牙通信。
8.根据权利要求6所述的低带宽远距离通讯的户外通讯与定位救援系统，其特征在于：还包括网关（3）、公网基站（4）及与公网基站（4）相互通信的服务器（5），网关（3）配置有可与第一RF射频芯片（17）通信的第二RF射频芯片（31），网关（3）和所述移动终端（2）均配置有可与公网基站（4）通信的GPRS模块、3G模块和4G模块中的任意一种或者几种，服务器（5）配置有第二控制器，第二控制器包括用于查询所述救援装置（1）运动轨迹的轨迹查询模块（51）、用于标注救援装置（1）地理位置的地图标注模块（52）、用于响应所述移动终端（2）位置查询请求的位置查询模块（53）、用于计算路线的线路导航模块（54）及用于监控区域范围的告警提醒模块（55）。
9.根据权利要求8所述的低带宽远距离通讯的户外通讯与定位救援系统，其特征在于：其能够执行第一无线通信方法、第二无线通信方法、第三无线通信方法、第四无线通信方法、第五无线通信方法及第六无线通信方法；
第一无线通信方法为所述救援装置（1）之间通过所述第一RF射频芯片（17）进行远传通信，且形成第一自组远传网络；
第二无线通信方法为所述移动终端（2）与所述救援装置（1）之间通过第二蓝牙芯片（21）与所述第一蓝牙芯片（12）进行蓝牙通信；
第三无线通信方法为所述网关（3）与所述救援装置（1）之间通过所述第二RF射频芯片（31）与所述第一RF射频芯片（17）进行远传通信，且形成第二自组远传网络；
第四无线通信方法为所述网关（3）与所述公网基站（4）通过所述GPRS模块、所述3G模块和所述4G模块中的任意一种或者几种进行通信；
第五无线通信方法为所述移动终端（2）与所述公网基站（4）通过所述GPRS模块、所述3G模块和所述4G模块中的任意一种或者几种进行通信；
第六无线通信方法为所述公网基站（4）与所述服务器（5）通过以太网进行通信。
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