CN106820482A - 基于ble定位技术的手环 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于BLE定位技术的手环，包括手环带和设置在手环带上的手环本体，所述手环本体内还设有BLE通讯模块、感应器、控制单元和执行器，所述BLE通讯模块用于与外部设备进行通信；所述感应器用于将收集到的信息传送给所述BLE通讯模块；控制单元用于接收外部设备的控制信号，并控制执行器启动；其效果是：管理者可以快速地对手环佩戴者进行实时蓝牙定位，并且手环采用BLE的通讯方式，使手环的功耗低、待机时间更长。
Description
技术领域
本发明涉及手环技术领域，具体涉及一种基于BLE定位技术的手环。
背景技术
在现代社会当中，随着经济的高速发展，人们的生活水平不断提高，手环被广泛地应用于人们的日常生活中，随着电子技术不断地发展进步，手环正逐渐地被赋予越来越多的电子功能。
在一些企业和单位中，需要对特定人群在指定范围内进行连续定位监控，以及对突发状况的响应，比如病人在医院、老人在养老院、工作人员在危险工作区域内，都需要对他们进行定位监控；传统的手环功能单一，不具备定位功能，虽然近年来也出现了具体定位功能的手环，但大多采用GPS定位或是WIFI定位，GPS定位的缺点是在室内无法接收卫星信号，WIFI定位的缺点是区域内只有接入时的一个固定地址，信号稳定性差，功耗高，定位精度低，并且如果佩戴者故意不佩戴手环，则使这些手环失去了原有意义。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种能够对佩戴者进行蓝牙定位，并且功率消耗低的基于BLE定位技术的手环。
本发明采取的技术方案为：一种基于BLE定位技术的手环，包括手环带和设置在手环带上的手环本体，所述手环本体内还设有BLE通讯模块、感应器、控制单元和执行器，所述BLE通讯模块用于与外部设备进行通信；所述感应器用于将收集到的信息传送给所述BLE通讯模块；控制单元用于接收外部设备的控制信号，并控制执行器启动。
所述感应器包括防摘套件、体温传感器和9轴陀螺仪，所述防摘套件用于检测手环是否被摘除；所述体温传感器用于检测佩戴者的体温；所述9轴陀螺仪用于检测手环的加速度信息和位置信息。
所述手环带上设有开口，所述防摘套件包括多个沿着手环带的延伸方向设置的卡口和设置在手环带开口处端部上能够卡接在卡口内的膨胀卡扣；手环带中预埋有金属埋线；控制单元还用于在检测到金属埋线断开时，生成报警信号发送给外部设备。
进一步地，为了及时地给佩戴者相应的提示和反馈，所述执行器包括LED指示灯和震动马达。
进一步地，为了使手环和服务器之间能进行双向反馈，所述手环本体上还设置有多功能按钮，当控制单元检测到多功能按钮被按下时，驱动所述BLE通讯模块发出求救信号至外部设备；当控制单元检测到多功能按钮被按下且按下时间达到预设的配对时长时，驱动所述BLE通讯模块发出请求配对信号给外部设备。
所述手环带由弹性硅胶材料组成，方便使用者佩戴并且质量轻，具有抗撕拉性。
基于BLE定位技术的手环的定位系统，包括服务器、由多个蓝牙AP组成的蓝牙网络和权利要求1所述的手环；
所述手环通过BLE通讯模块与所述蓝牙AP连接，并周期性地向外发送固定信号强度的蓝牙信号和感应器检测到的感应器数据；
所述蓝牙AP用于接收所述手环发出的蓝牙信号和手环的感应器数据，并将接收到的蓝牙信号和手环的感应器数据打包，实时上传到服务器；
所述服务器包括定位服务器、数据库服务器和显示终端，所述定位服务器用于接收上传的蓝牙信号，对收到的蓝牙信号进行过滤，并结合过滤后的蓝牙信号与感应器数据计算出当前手环的定位信息；所述数据库服务器用于存储实时上传的感应器数据；所述显示终端用于实时显示手环的定位信息和上传的感应器数据。
进一步地，所述感应器数据包括佩戴者的体温信息、报警信号、求救信号、配对信号、手环的加速度信息和手环的位置信息。
进一步地，所述体温信息包括手环的ID和当前体温值，这样就可以使每个手环的ID与具体的佩戴人员相对应，在服务器中，生成历史温度曲线，便于管理人员掌握佩戴者的正常温度值范围。
进一步地，所述配对信号包括手环的ID、当前手环佩戴者的性别和年龄信息，通过对配对信号的上传，有助于在佩戴者发生异常情况时，管理员能根据佩戴者的性别和年龄信息，采取合理的应对措施。
本发明的显著效果是：
本发明的一种基于BLE定位技术的手环，通过在所述手环内设置有BLE通讯模块和9轴陀螺仪，对手环进行蓝牙通信和定位，管理者可以快速地对手环佩戴者进行实时蓝牙定位，并且手环采用BLE的通讯方式，使手环的功耗低、待机时间更长。
附图说明
图1为本发明的结构图；
图2为本发明的剖视图；
图3为本发明的基于BLE定位技术的手环结构原理图；
图4为本发明的系统原理图；
图5为本发明的蓝牙AP网络示意图。
附图标记说明：
1—手环带；2—手环本体；11—卡口；12—膨胀卡扣；13—金属埋线；21—多功能按钮；22—BLE通讯模块；23—LED指示灯；24—电源；25—震动马达；26—体温传感器。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1至图3所示，一种基于BLE定位技术的手环，包括手环带1和设置在手环带上的手环本体2，所述手环带1由弹性硅胶材料组成，极大地方便了使用者的佩戴，并且质量轻、具有抗撕拉性，不易被破坏的特点，所述手环本体2内还设有BLE通讯模块22、感应器、电源24、控制单元和执行器；
所述BLE通讯模块22用于与外部设备进行蓝牙通信；
所述感应器包括防摘套件、体温感应器26和9轴陀螺仪，所述防摘套件用于检测手环是否被摘除；所述体温感应器26用于检测佩戴者的体温；所述9轴陀螺仪用于检测手环的加速度信息和位置信息；控制单元用于接收外部设备的控制信号，并控制执行器启动；所述执行器包括LED指示灯23和震动马达25；所述手环的电源24采用可充电的锂电池供电，使该手环更加经济、环保。
如图1所示，所述基于BLE定位技术的手环还具体防摘取的功能，在所述手环带上设有开口，所述防摘套件包括多个沿着手环带的延伸方向设置的卡口11和设置在手环带开口处端部上能够卡接在卡口内的膨胀卡扣12；手环带1中预埋有金属埋线13，控制单元在检测到金属埋线13断开时，生成报警信号发送给外部设备。
如图1所示，所述基于BLE定位技术的手环还设置有多功能按钮21，当控制单元检测到多功能按钮21被按下时，驱动所述BLE通讯模块22发出求救信号至外部设备；当控制单元检测到多功能按钮21被按下且按下时间达到预设的配对时长时，驱动所述BLE通讯模块22发出请求配对信号给外部设备，这里所说的外部设备即为服务器。
如图4所示，基于BLE定位技术的手环的定位系统，包括服务器、由多个蓝牙AP组成的蓝牙网络和手环；
所述手环通过BLE无线通讯与所述蓝牙AP连接，并周期性地向外发送固定信号强度的蓝牙信号和感应器检测到的感应器数据；
所述蓝牙AP用于接收所述手环发出的蓝牙信号和手环的感应器数据，并将接收到的蓝牙信号和手环的感应器数据打包，经大功率AP进行汇总实时上传到服务器，也可以直接通过所述蓝牙AP实时上传到服务器；
所述服务器包括定位服务器、数据库服务器和显示终端，所述定位服务器用于接收上传的蓝牙信号，并将接收的蓝牙信号与定位服务器中的预设值做比较，对收到的蓝牙信号进行过滤，保留信号强度大于预设值的蓝牙AP作为定位蓝牙AP，并根据同一时间收到的多个蓝牙AP上报的同一手环的蓝牙强度信号和感应器数据，计算出信号传播损耗，并将该传播损耗转换为距离，与定位服务器内预先设定好的蓝牙强度信号所对应的蓝牙AP坐标相结合，计算出所述手环的具体位置；
所述定位服务器对收到的蓝牙信号进行过滤时，也可以只保留蓝牙信号最强的蓝牙AP作为定位蓝牙AP，并结合手环上传的感应器数据，计算出信号传播损耗，并将该传播损耗转换为距离，与定位服务器内预先设定好的蓝牙强度信号所对应的蓝牙AP坐标相结合，计算出所述手环的具体位置；
所述数据库服务器用于存储实时上传的感应器数据；所述显示终端用于实时显示手环的具体位置和上传的感应器数据。
进一步地，所述感应器数据包括佩戴者的体温信息、报警信号、求救信号、配对信号、手环的加速度信息和手环的位置信息。
其中，体温信息包括手环的ID和当前体温值，产生报警信号时，会将佩戴者的手环ID号、手环当前的位置信息上传到服务器；求救信号包括佩戴者的手环ID号、佩戴者的体温值、佩戴者的性别、年龄，以及手环当前的加速度信息和位置信息；配对信号包括手环的ID、当前手环佩戴者的性别和年龄信息。
如图5所示，蓝牙AP网络与蓝牙模块连接，通过蓝牙天线与所述蓝牙设备进行通信，通过WIFI模块可以与5G频段的WIFI设备通信或是2.4G频段的WIFI设备通信，通过有线网络模块可以通过LAN口与局域网中的以太网设备连接，也可以通过WAN口接入互联网，进行上一级连接，并且所述蓝牙AP还具有操作按钮和状态指示灯。
在本实施例中，该手环采用BLE通讯模块22进行实时蓝牙定位，定位精度高、功耗低、待机时间长、佩戴使用方便，从而能在移动中实现突发状况的响应，快速将佩戴者的求助信息及位置信息上报，提高救援效率，缩短救援时间，通过佩戴检测判断以及体温监测，判断手环是否正常被佩戴；通过连续的轨迹分析，可用来分析佩戴者的行为是否异常，并实现行为分析和报警，提高管理效率，节约管理成本，保障了人的生命财产安全。
本发明的工作原理为：一种基于BLE定位技术的手环，手环通过BLE通讯模块22周期性地向外发出固定信号强度的蓝牙信号和手环的感应器数据，由多个蓝牙AP组成的蓝牙网络将接收到的蓝牙强度信号和手环的感应器数据打包，实时上传到服务器，定位服务器通过定位服务器算法过滤掉信号差的蓝牙AP，仅保留信号强的蓝牙AP作为定位AP；
手环上配置了9轴陀螺仪，当所述手环周期性向蓝牙AP发出蓝牙信号时，9轴陀螺仪的XYZ三维数据及加速度，也会一同上传，由于手环的蓝牙信号，在三维空间的各个方向信号强度是不一致的，定位服务器算法会结合9轴陀螺仪的三维数据和手环的三维空间信号强度进行换算，定位服务器根据接同一时间收到的多个蓝牙AP上报的同一手环的信号强度计算出信号传播损耗，将传播损耗转换为距离，定位算法根据定位服务器内事先设定好的蓝牙强度信号所对应的蓝牙AP坐标相结合，计算出手环佩戴者的具体位置，并在显示终端上显示，同时，该手环能通过蓝牙AP实现与服务器之间进行双向通讯，所述手环可以向服务器发出信息，定位服务器也可以向该手环发出指令，通过LED指示灯23的熄灭/点亮的情况，震动马达25的启动/停止，给手环佩戴者相应的提示和反馈。
最后需要说明的是，上述描述为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于BLE定位技术的手环，包括手环带和设置在手环带上的手环本体，其特征在于，所述手环本体内还设有BLE通讯模块、感应器、控制单元和执行器，所述BLE通讯模块用于与外部设备进行通信；所述感应器用于将收集到的信息传送给所述BLE通讯模块；控制单元用于接收外部设备的控制信号，并控制执行器启动。
2.根据权利要求1所述的基于BLE定位技术的手环，其特征在于，所述感应器包括防摘套件、体温传感器和9轴陀螺仪，所述防摘套件用于检测手环是否被摘除；所述体温传感器用于检测佩戴者的体温；所述9轴陀螺仪用于检测手环的加速度信息和位置信息。
3.根据权利要求2所述的基于BLE定位技术的手环，其特征在于，所述手环带上设有开口，所述防摘套件包括多个沿着手环带的延伸方向设置的卡口和设置在手环带开口处端部上能够卡接在卡口内的膨胀卡扣；手环带中预埋有金属埋线；控制单元还用于在检测到金属埋线断开时，生成报警信号发送给外部设备。
4.根据权利要求1所述的基于BLE定位技术的手环，其特征在于，所述执行器包括LED指示灯和震动马达。
5.根据权利要求1所述的基于BLE定位技术的手环，其特征在于，所述手环本体上还设置有多功能按钮，当控制单元检测到多功能按钮被按下时，驱动所述BLE通讯模块发出求救信号至外部设备；当控制单元检测到多功能按钮被按下且按下时间达到预设的配对时长时，驱动所述BLE通讯模块发出请求配对信号给外部设备。
6.根据权利要求1所述的基于BLE定位技术的手环，其特征在于，所述手环带由弹性硅胶材料组成。
7.基于BLE定位技术的手环的定位系统，其特征在于，包括服务器、由多个蓝牙AP组成的蓝牙网络和权利要求1所述的手环；
所述手环通过BLE通讯模块与所述蓝牙AP连接，并周期性地向外发送固定信号强度的蓝牙信号和感应器检测到的感应器数据；
所述蓝牙AP用于接收所述手环发出的蓝牙信号和手环的感应器数据，并将接收到的蓝牙信号和手环的感应器数据打包，实时上传到服务器；
所述服务器包括定位服务器、数据库服务器和显示终端，所述定位服务器用于接收上传的蓝牙信号，对收到的蓝牙信号进行过滤，并结合过滤后的蓝牙信号与感应器数据计算出当前手环的定位信息；所述数据库服务器用于存储实时上传的感应器数据；所述显示终端用于实时显示手环的定位信息和上传的感应器数据。
8.根据权利要求7所述的基于BLE定位技术的手环的定位系统，其特征在于，所述感应器数据包括佩戴者的体温信息、报警信号、求救信号、配对信号、手环的加速度信息和手环的位置信息。
9.根据权利要求8所述的基于BLE定位技术的手环的定位系统，其特征在于，所述体温信息包括手环的ID和当前体温值。
10.根据权利要求8所述的基于BLE定位技术的手环的定位系统，其特征在于，所述配对信号包括手环的ID、当前手环佩戴者的性别和年龄信息。
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