CN106595651A - 监控终端、防丢终端、防丢系统和防丢方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了监控终端、防丢终端、防丢系统和防丢方法，所述防丢方法包括：根据监控终端与防丢终端之间的无线信号强度计算监控终端与防丢终端之间的距离；判断监控终端与防丢终端之间的距离是否大于第一距离阈值，如果所述距离大于第一距离阈值，则控制防丢终端开启惯性导航功能；获取防丢终端的惯性导航信息，根据防丢终端的惯性导航信息计算防丢终端的运动轨迹和位移；判断防丢终端的位移的大小是否大于第二距离阈值，如果所述位移大于第二距离阈值，则进行告警并且在监控终端上显示防丢终端的运动轨迹。本发明提供的防丢方案不易受环境影响，可靠性高。

Description

监控终端、防丢终端、防丢系统和防丢方法

技术领域

本发明涉及无线定位技术领域，更具体地，涉及一种监控终端、一种防丢终端、一种防丢系统以及一种防丢方法。

背景技术

近年来市面上出现了很多可由儿童携带的防丢终端(例如防丢手表)，防丢终端中内置有全球卫星定位系统(Globle Positioning System，简称GPS)和通信模块，一方面可以实时与父母携带的监控终端(如智能手机)进行通信，另一方面还可以将GPS提供的具体位置信息上报至父母携带的监控终端，这样当父母发现儿童丢失时，就可以通过GPS提供的具体位置信息找到儿童。但是GPS信号受建筑物遮挡后信号强度会急剧衰减，防丢终端到了室内便不能正常工作，因此，有必要提出一种新的防丢方案。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种新的防丢方案，在室内室外都能够得到应用。

根据本发明的第一方面，提供了一种监控终端，所述监控终端包括第一无线通信模块、第一控制模块、距离计算模块、轨迹计算模块、显示模块、以及第一告警模块；

所述监控终端通过所述第一无线通信模块与防丢终端进行无线传输；

所述距离计算模块，用于根据所述监控终端与所述防丢终端之间的无线信号强度计算所述监控终端与所述防丢终端之间的距离；

所述第一控制模块，用于判断所述监控终端与所述防丢终端之间的距离是否大于第一距离阈值，如果所述距离大于所述第一距离阈值，则通知所述防丢终端开启惯性导航功能；

所述轨迹计算模块，用于根据所述防丢终端发送的惯性导航信息计算所述防丢终端的运动轨迹和位移；

所述第一控制模块，还用于判断所述防丢终端的位移的大小是否大于第二距离阈值，如果所述位移大于所述第二距离阈值，则控制所述第一告警模块进行告警；

所述显示模块，用于显示所述防丢终端的运动轨迹。

可选地，所述第一控制模块，还用于如果所述防丢终端的位移的大小大于所述第二距离阈值，则通知所述防丢终端进行告警。

可选地，所述第一控制模块，还用于在通知所述防丢终端开启惯性导航功能后，如果所述监控终端与所述防丢终端之间的距离小于等于所述第一距离阈值，则通知所述防丢终端关闭惯性导航功能，并且将轨迹计算模块计算出的运动轨迹和位移清零。

可选地，所述第一控制模块，还用于在接收到所述防丢终端发出的告警命令后，控制所述第一告警模块进行告警。

根据本发明的第二方面，提供了一种防丢终端，所述防丢终端包括第二无线通信模块、第二控制模块、以及惯性导航模块；

所述防丢终端通过所述第二无线通信模块与监控终端进行无线传输；

所述第二控制模块，用于在接收到所述监控终端发出的开启惯性导航功能的命令后，控制所述惯性导航模块开始工作，并且将所述惯性导航模块记录的惯性导航信息上报给所述监控终端。

可选地，所述防丢终端还包括第二告警模块；所述第二控制模块，还用于在接收到所述监控终端发出的告警命令时，控制所述第二告警模块进行告警。

可选地，所述第二控制模块，还用于在接收到所述监控终端发出的关闭惯性导航功能的命令时，控制所述惯性导航模块停止工作，并且将所述惯性导航模块已记录的惯性导航信息清零。

可选地，所述惯性导航模块包括三轴加速度传感器、三轴陀螺仪传感器、和三轴地磁传感器。

根据本发明的第三方面，还提供了一种防丢系统，包括前述任一项所述的监控终端和前述任一项所述的防丢终端。

根据本发明的第四方面，提供了一种防丢方法，包括以下步骤：

根据监控终端与防丢终端之间的无线信号强度计算所述监控终端与所述防丢终端之间的距离；

判断所述监控终端与所述防丢终端之间的距离是否大于第一距离阈值，如果所述距离大于所述第一距离阈值，则控制所述防丢终端开启惯性导航功能；

获取所述防丢终端的惯性导航信息，根据所述防丢终端的惯性导航信息计算所述防丢终端的运动轨迹和位移；

判断所述防丢终端的位移的大小是否大于第二距离阈值，如果所述位移大于所述第二距离阈值，则进行告警并且在监控终端上显示所述防丢终端的运动轨迹。

本发明提供的防丢方案不易受环境影响，可靠性高，与内置有GPS和通信模块的防丢终端相比，在室内环境下仍可使用。另外，本发明的防丢方案还可以提供防丢终端的运动轨迹，便于监护人员寻找监护对象。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理；

图1示出了根据本发明一个实施例的防丢方法的流程示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的防丢方法的实际应用示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的防丢方法的流程示意图；

图4示出了根据本发明一个实施例的监控终端的结构框图；

图5示出了根据本发明一个实施例的防丢终端的结构框图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明提供的防丢方案适用于监护人员对监护对象的监控，监护对象可以例如是儿童、老人、宠物、物品等。本发明的防丢方案的技术思路是：由监护对象随身携带防丢终端，监护人员利用监控终端对防丢终端进行定位以寻找监护对象，因此本发明实施例提供的防丢终端不仅可用于儿童、老人的防丢追踪，还可用于宠物或者物品的防丢追踪。防丢终端的体现形式可以为智能手表、智能手环、智能手机、其它类型的可穿戴设备等。监控终端的体现形式可以为智能手表、智能手环、智能手机、智能电脑、其它类型的可穿戴设备等。

参考图1介绍本发明实施例提供的防丢方法，包括以下步骤：

S1、根据监控终端与防丢终端之间的无线信号强度计算监控终端与防丢终端之间的距离。具体的，在监控终端和防丢终端中内置同种类型的无线通信模块以建立无线连接，根据两者之间的无线信号强度计算两者之间的距离。无线通信模块可以例如是WIFI通信模块或蓝牙通信模块。以监控终端和防丢终端中内置WIFI模块为例，根据WIFI信号强度估算防丢终端和监控终端之间的距离d_RSSI，公式例如为：

其中，RSSI为WIFI信号强度，单位为dBm；A为监控终端与防丢终端相隔1m时，监控终端接收到的防丢终端的信号的强度；n为环境因子。

S2、判断步骤S1计算出的监控终端与防丢终端之间的距离是否大于第一距离阈值d₁，如果监控终端与防丢终端之间的距离大于第一距离阈值d₁，则控制防丢终端开启惯性导航功能。步骤S2的作用是，只有在监控到防丢终端离开监控终端超过一定距离时，才开启防丢终端的惯性导航功能，从而解决防丢终端的惯性导航模块长时间工作引入误差累计的问题，保证惯性导航模块的定位与跟踪精度。第一距离阈值d₁可以经由人为设定。

S3、根据防丢终端的惯性导航信息计算防丢终端的运动轨迹和位移。惯性导航信息可以包括防丢终端的加速度信息、角速度信息及方向信息，利用这些信息，就可以计算出防丢终端的轨迹和位移，例如可以通过航迹推算定位法、卡尔曼滤波定位法、或其他智能定位算法计算防丢终端的运动轨迹和位移。本发明中所指的位移是向量，包括大小和方向。

S4、判断防丢终端的位移的大小是否大于第二距离阈值d₂，如果防丢终端的位移的大于第二距离阈值d₂，则进行告警并在监控终端上显示防丢终端的运动轨迹。也就是说，一旦防丢终端的位移的大小大于第二距离阈值d₂，就开始告警。例如，第二距离阈值d₂是30米，一旦防丢终端的移动位移大于30米，就开始进行告警。在监控终端上显示防丢终端的运动轨迹，可以帮助监护人确定监护对象的位置，尽快找到监护对象。第二距离阈值d₂可以经由人为设定。

在一个实施例中，告警可以是指防丢终端进行告警，例如防丢终端发出巨大的警示音，方便监护人进行寻找。在另一个实施例中，告警可以是指监控终端报警，例如监控终端发出语音提示“监护对象走远可能丢失”，在第一时间提示监护人寻找监护对象。在再一个实施例中，告警可能同时包括防丢终端的告警和监控终端的告警。

本发明提供的防丢方法不易受环境影响，可靠性高，与内置有GPS和通信模块的防丢终端相比，在室内环境下仍可使用。可选地，本发明的防丢方案还可以提供防丢终端的运动轨迹，便于监护人员寻找监护对象。另外，本发明的防丢方法在考虑是否进行告警时，即判断防丢终端的位移的大小是否大于第二距离阈值d₂时，是利用根据惯性导航信息计算出的位移进行判断，而不是利用防丢终端和监控终端的无线信号强度估算出来的距离进行判断，这是因为利用惯性导航信息计算出的位移相对比较准确，而通过无线信号强度估算距离只有在短距离内才较为准确，在受障碍物遮挡时衰减比较大导致估算的距离不够准确。

参考图2介绍本发明提供的防丢方法，儿童携带防丢终端100，父母携带监控终端200，该监控终端上运行防丢APP 300。

当父母和儿童一同进入一个场所(例如，大型商场、超市等)时，进入该场所之前或者之后，儿童携带的防丢终端自建WIFI热点，父母携带的监控终端200启动防丢APP 300，并与防丢终端100建立WIFI连接；或者也可以通过外部公共无线网络，在防丢终端100和监控终端200之间建立无线连接。

在监控终端200的防丢APP 300上设置第一距离阈值d₁为1.5m，设置第二距离阈值d₂为10m，本发明实施例示出的第一距离阈值d₁和第二距离阈值d₂的数值仅仅作为一个示例，对本发明并不造成任何限定。

防丢APP 300根据监控终端200和防丢终端100之间的WIFI信号强度估算得出防丢终端100与监控终端200之间的距离d_RSSI。如果防丢终端100与监控终端200之间的距离d_RSSI小于等于第一距离阈值d₁，说明儿童位于距离父母第一距离阈值d₁的安全范围以内，防丢APP 300不做特别反应。如果防丢终端100与监控终端200之间的距离d_RSSI大于第一距离阈值d₁，则防丢APP通知防丢终端100开启惯性导航功能。例如，在图2中，监控终端200停留在A点，而防丢终端100从A点运动到B点，防丢终端100和监控终端200之间的距离d_RSSI大于第一距离阈值d₁，则防丢APP 300通知防丢终端100开启惯性导航功能。

防丢终端100的惯性导航功能开启后，将记录的惯性导航信息发送至监控终端的防丢APP 300。

防丢APP 300接收到惯性导航信息后，根据惯性导航信息计算防丢终端100的运动轨迹和位移例如，在图2中，根据惯性导航信息计算出的防丢终端100的运动轨迹是从起点(B点)经位移位移...、位移到达终点(C点)，则防丢终端100的位移其中都是向量，是向量相加。防丢APP 300检测到当根据惯性导航信息计算出的防丢终端100的运动位移的大小大于第二距离阈值时，发出语音提示告警，同时通知防丢终端100进行告警。防丢APP 300将运动轨迹显示在监控终端200的屏幕上，方便父母查找儿童。

参考图3所示，以一个具体实施例对本发明提供的防丢方法作进一步说明。该方法包括步骤S802至步骤S822。在这一实施例中，儿童携带有防丢终端，父母携带有监控终端，该监控终端上运行有防丢APP。

执行步骤S802，启动监控终端上的防丢APP。

执行步骤S804，在防丢终端和监控终端之间建立无线连接。在后续步骤中，可以利用防丢终端和监控终端之间的无线信号强度计算防丢终端和监控终端之间的距离，还可以利用防丢终端和监控终端之间的无线连接，将防丢终端的惯性导航信息发送至防丢APP。

执行步骤S806，在防丢APP上设定第一距离阈值d₁和第二距离阈值d₂。第一距离阈值d₁为防丢终端上的惯性导航模块启动工作的前提条件，第二距离阈值d₂为设定的安全警示距离。在其它实施例中，可以省略这一步，监控终端本身已经存储有第一距离阈值d₁和第二距离阈值d₂。

执行步骤S808，防丢APP根据防丢终端和监控终端之间的无线信号强度计算防丢终端和监控终端之间的距离，判断防丢终端和监控终端之间的距离是否大于设定的第一距离阈值d₁，以及如果防丢终端和监控终端之间的距离大于第一距离阈值d₁，则通知防丢终端执行步骤S810。如果防丢终端和监控终端之间的距离小于等于第一距离阈值d₁，则防丢APP继续执行步骤S808。

防丢终端在接收到监控终端的通知后，执行步骤S810，控制防丢终端内置的惯性导航模块开始工作。

执行步骤812，防丢终端将惯性导航模块记录的惯性导航信息发送给监控终端的防丢APP。

监控终端上的防丢APP在接收到惯性导航信息之后，执行步骤S814，根据接收到的惯性导航信息计算防丢终端的运动轨迹和位移，并且在屏幕上显示防丢终端的运动轨迹和位移。在其它实施例中，在没有发生告警时，监控终端不需要显示防丢终端的运动轨迹和位移，只有在发生告警时，监控终端才会在屏幕上显示防丢终端的运动轨迹和位移。

在惯性导航模块的工作过程中，需要实时对防丢终端和监控终端之间的距离进行监测，执行步骤S816，判断防丢终端和监控终端之间的距离是否小于等于第一距离阈值d₁，如果防丢终端和监控终端之间的距离小于第于第一距离阈值d₁，说明儿童回到距离父母第一距离阈值d₁的安全范围以内，则执行步骤S818。在步骤S818中，将防丢APP计算出的防丢终端的运动轨迹和位移清零，通知防丢终端关闭惯性导航功能，防丢终端将记录的惯性导航信息清零，然后返回步骤S808。步骤S816的主要作用是防止发生错误报警，另一个作用在于及时清除以前的惯性导航信息、移动轨迹、和位移数据，防止累积误差。

如果步骤S816的执行结果是防丢终端和监控终端之间的距离仍然大于第一距离阈值d₁，则执行步骤S820。

步骤S820，防丢APP判断防丢终端的位移的大小是否大于第二距离阈值d₂，如果防丢终端的位移的大小大于第二距离阈值d₂，则执行步骤822。步骤S822，监控终端进行告警，并且通知防丢终端进行告警。

需要说明的是，图3示出的步骤S816的执行顺序位于步骤S814之后，实际上，步骤S816的执行过程可以贯穿于防丢终端的惯性导航模块的整个工作过程，图3仅仅作为一个示例，对本发明并不造成任何限定。

对于本领域技术人员来说，可以通过硬件方式、软件方式或软硬件结合的方式实现上述防丢方案。基于同一发明构思，参考图4和图5介绍本发明实施例的防丢终端和监控终端，以执行前述防丢方案。具体来说，

参见图4所示，监控终端200包括第一无线通信模块220、第一控制模块210、距离计算模块230、轨迹计算模块240、显示模块250、以及第一告警模块250。第一控制模块210分别与第一无线通信模块220、距离计算模块230、轨迹计算模块240、显示模块250、以及第一告警模块250连接，以控制监控终端200的各工作模块的工作。

参见图5所示，防丢终端100包括第二无线通信模块120、第二控制模块110、惯性导航模块130、第二告警模块140、以及按键模块150。第二控制模块110分别与第二无线通信模块120、惯性导航模块130、第二告警模块140、以及按键模块150连接，以控制防丢终端100的各工作模块的工作。在一个实施例中，惯性导航模块130可以包括三轴加速度传感器、三轴陀螺仪传感器、和三轴地磁传感器。

监控终端200的第一无线通信模块220与防丢终端的第二无线通信模块120建立无线连接，使得监控终端200和防丢终端100可以接收对方发送的信息以及向对方发送信息。

监控终端200的距离计算模块230根据监控终端200与防丢终端100之间的无线信号强度计算监控终端200与防丢终端100之间的距离。

监控终端200的第一控制模块210，判断监控终端200与防丢终端100之间的距离是否大于第一距离阈值，如果监控终端200与防丢终端100之间的距离大于第一距离阈值，说明防丢终端100位于距离监控终端200第一距离阈值d₁的安全范围以内，则通知防丢终端100开启惯性导航功能。

防丢终端100的第二控制模块110，在防丢终端100接收到监控终端200发出的开启惯性导航功能的命令后，控制惯性导航模块130开始工作，并且将惯性导航模块130记录的惯性导航信息上报给监控终端200。

监控终端200的轨迹计算模块240，根据防丢终端100发送的惯性导航信息计算防丢终端100的运动轨迹和位移。

监控终端200的第一控制模块210，判断防丢终端100的位移的大小是否大于第二距离阈值，如果防丢终端100的位移大于第二距离阈值，则控制第一告警模块250进行告警；进一步的，还以通知防丢终端100进行告警。第一告警模块250例如是扬声器，发出“监护对象已走远可能丢失”的语音播报提示监护人员。

监控终端200的显示模块250，用于显示防丢终端100的运动轨迹，方便监护人员对监护对象进行寻找。

防丢终端100的第二控制模块110，在防丢终端100接收到监控终端200发出的告警命令时，控制第二告警模块140进行告警。第二告警模块140例如是扬声器，可以发出巨大警示音，方便监护人员寻找监护对象。

在另一个实施例中，监控终端200的第一控制模块210，在通知防丢终端100开启惯性导航功能后，如果监测到监控终端200与防丢终端100之间的距离小于等于第一距离阈值，说明防丢终端100回到距离监控终端200第一距离阈值的安全范围以内，则通知防丢终端100关闭惯性导航功能，并且将轨迹计算模块240计算出的运动轨迹和位移清零。防丢终端100的第二控制模块110，在防丢终端100接收到监控终端200发出的关闭惯性导航功能的命令时，控制惯性导航模块130停止工作，并且将惯性导航模块130已记录的惯性导航信息清零。也就是说在惯性导航模块130的工作过程中，一旦检测出防丢终端和监控终端之间的距离小于等于第一距离阈值，则惯性导航模块130停止工作，并且惯性导航信息被清零，惯性导航模块130处于等待启动的状态，这样能够保证防丢终端的具体位置与运动轨迹的准确性。

在另一个实施例中，防丢终端100的第二控制模块110，在检测到按键模块150被按下时，向监控终端200发送告警命令，并且控制第二告警模块140进行告警。监控终端200的第一控制模块210，在监控终端200接收到防丢终端100发出的告警命令后，控制第一告警模块250进行告警。

本发明还提供了一种防丢系统，包括前述任一项所述的监控终端和前述任一项所述的防丢终端。

本发明提供的防丢方案不易受环境影响，可靠性高，与内置有GPS和通信模块的防丢终端相比，在室内环境下仍可使用。可选地，本发明的防丢方案还可以提供防丢终端的运动轨迹，便于监护人员寻找监护对象。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种监控终端，其特征在于，所述监控终端包括第一无线通信模块、第一控制模块、距离计算模块、轨迹计算模块、显示模块、以及第一告警模块；

所述监控终端通过所述第一无线通信模块与防丢终端进行无线传输；

所述距离计算模块，用于根据所述监控终端与所述防丢终端之间的无线信号强度计算所述监控终端与所述防丢终端之间的距离；

所述第一控制模块，用于判断所述监控终端与所述防丢终端之间的距离是否大于第一距离阈值，如果所述距离大于所述第一距离阈值，则通知所述防丢终端开启惯性导航功能；

所述轨迹计算模块，用于根据所述防丢终端发送的惯性导航信息计算所述防丢终端的运动轨迹和位移；

所述第一控制模块，还用于判断所述防丢终端的位移的大小是否大于第二距离阈值，如果所述位移大于所述第二距离阈值，则控制所述第一告警模块进行告警；

所述显示模块，用于显示所述防丢终端的运动轨迹。

2.根据权利要求1所述的监控终端，其特征在于，所述第一控制模块，还用于如果所述防丢终端的位移的大小大于所述第二距离阈值，则通知所述防丢终端进行告警。

3.根据权利要求1所述的监控终端，其特征在于，所述第一控制模块，还用于在通知所述防丢终端开启惯性导航功能后，如果所述监控终端与所述防丢终端之间的距离小于等于所述第一距离阈值，则通知所述防丢终端关闭惯性导航功能，并且将轨迹计算模块计算出的运动轨迹和位移清零。

4.根据权利要求1所述的监控终端，其特征在于，所述第一控制模块，还用于在接收到所述防丢终端发出的告警命令后，控制所述第一告警模块进行告警。

5.一种防丢终端，其特征在于，所述防丢终端包括第二无线通信模块、第二控制模块、以及惯性导航模块；

所述防丢终端通过所述第二无线通信模块与监控终端进行无线传输；

所述第二控制模块，用于在接收到所述监控终端发出的开启惯性导航功能的命令后，控制所述惯性导航模块开始工作，并且将所述惯性导航模块记录的惯性导航信息上报给所述监控终端。

6.根据权利要求5所述的防丢终端，其特征在于，所述防丢终端还包括第二告警模块；

所述第二控制模块，还用于在接收到所述监控终端发出的告警命令时，控制所述第二告警模块进行告警。

7.根据权利要求5所述的防丢终端，其特征在于，所述第二控制模块，还用于在接收到所述监控终端发出的关闭惯性导航功能的命令时，控制所述惯性导航模块停止工作，并且将所述惯性导航模块已记录的惯性导航信息清零。

8.根据权利要求5所述的防丢终端，其特征在于，所述惯性导航模块包括三轴加速度传感器、三轴陀螺仪传感器、和三轴地磁传感器。

9.一种防丢系统，其特征在于，包括根据权利要求1-4任一项所述的监控终端和根据权利要求5-8任一项所述的防丢终端。

10.一种防丢方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据监控终端与防丢终端之间的无线信号强度计算所述监控终端与所述防丢终端之间的距离；

判断所述监控终端与所述防丢终端之间的距离是否大于第一距离阈值，如果所述距离大于所述第一距离阈值，则控制所述防丢终端开启惯性导航功能；

获取所述防丢终端的惯性导航信息，根据所述防丢终端的惯性导航信息计算所述防丢终端的运动轨迹和位移；

判断所述防丢终端的位移的大小是否大于第二距离阈值，如果所述位移大于所述第二距离阈值，则进行告警并且在监控终端上显示所述防丢终端的运动轨迹。