CN108257363A - 一种可植入衣物的定位装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种可植入衣物的定位装置，包括：外壳、主板、电池、天线、按键，所述电池为所述天线、所述主板和主板上所有硬件供电，其中主板、天线、电池、按键组成机芯，所述外壳完全包裹在机芯外面，其特征在于，所述外壳为柔性绝缘材料制成，其中按键能够通过无线通讯对主板中控制模块进行编程，使得按键实现多种功能。本发明的优点在于：(1)装置成条形，柔软、轻薄、可弯曲。其中，条状外形，给天线预留了很大的空间，有效的增强了信号的采集能力。(2)机芯被完全包裹，使得机芯与外界完全隔离，具有很高的防水性。(3)能插入衣物的夹层内，隐藏性强。(4)本装置具有按键并可通过按键实现多功能。

Description

一种可植入衣物的定位装置及方法

技术领域

本发明涉及定位装置领域，特别是涉及一种可植入衣物的定位装置，用于对需要保护对象进行位置监控。

背景技术

目前，国内外定位技术成熟，大到飞机、汽车、小到手机甚至智能手表都可以实现非常精确的定位功能，定位技术已经被广泛的应用到各行各业，现在市面上已经出现了很多可以放置于衣物内的定位装置。

然而，市场上的定位装置一般功能比较单一，且没有对定位装置作细致考虑，总结其缺点如下：

1)封装形式单一，基本采用硬塑料封装，不可弯曲，且体积大。

2)采用有线或触点的充电方式，防水性能差，不可随衣服一起清洗。

3)功能单一，仅具有定位功能。

4)安装部位单一，容易丢失、容易被发现。

5)没有考虑被定位者的感受，不具备检测恶意关闭定位装置、一键呼救的功能。

6)由于主机占用了大量体积，使得天线预留空间不足，牺牲了天线尺寸大小，导致信号接收能力差。

在中国专利申请公开说明书CN205427197U中针对定位装置不防水的问题，公开了一种无线充电防水定位装置，通过所述定位器通过将上壳体与定位器下壳体通过超声密封连接的方式达到了IP68的防尘放水要求，并且也通过采用了无线充电方式进一步确保防水功能，但是所述装置仍然存在装置不可弯曲、体积大、功能单一、携带不方便等问题。

发明内容

针对现有定位装置的问题，本发明公开了一种可植入衣物的定位装置，通过使用柔性绝缘材料包裹成条形，使得发明具有可弯曲、防水等特性，使得装置可插入衣物的夹层内，包括衣领、衣肩、胸前口袋、衣侧等部位。采用了集成式的定位通讯模块，使得定位装置体积更加小巧，佩戴更为舒适。采用了无线充电方式，既保证了装置的防水性，又增加了装置的隐蔽性，且不用频繁取出，破坏衣物。增加了按键，本装置添加的按键具有三个功能：一是开关机功能；二是识别恶意关闭功能；三是呼救功能，在佩戴人遇到危险的时候，可以通过这个按键进行呼救。

具体的，根据本发明的一个方面，公开了一种可植入衣物的定位装置，包括：

外壳、主板、电池、天线、按键，所述电池为所述天线、所述主板和主板上所有硬件供电，其中主板、天线、电池、按键组成机芯，所述外壳完全包裹在机芯外面，其特征在于，所述外壳为柔性绝缘材料制成，其中按键能够通过无线通讯对主板中控制模块进行编程，使得按键实现多种功能。

优选的，机芯的包裹方式为：所述外壳是通过模具、利用浇注的方式将整个定位装置硬件包裹在其中，所述外壳为条形。

优选的，所述主板包括：主控模块、定位通讯模块、充电模块，所述主控模块、定位通讯模块、与所述主控模块连接，所述充电模块与电池相连接。

更优选的，所述定位通信模块为集成式模块，具有定位功能和多种通讯功能。

更优选的，所述集成式定位通讯模块，包括以下的一种或几种通信功能：

GSM、GPRS以及蓝牙。

更优选的，所述充电模块为无线充电模块。

优选的，所述按键，用于开关机操作，紧急呼救操作，并且被恶意关闭时会触发报警，能够通过无线通讯模块对按键功能编程，使得按键实现指定功能。

优选的，所述天线为片状天线或陶瓷天线，其柔软可弯曲。

优选的，所述装置还包括：LED指示灯，用于操作指示，可以通过主控模块对其是否指示进行控制。。

具体的，根据本发明的另一个方面，公开了一种可植入衣物的定位装置的实现方法，包括：

S1定位装置在关机的状态下，按下一次按键进行开机，开机后主控模块控制定位通信模块；

S2定位通信模块与服务器进行通信并下载定位装置的配置文件；

S3主控周期性的查询按键状态并根据按键动作做出响应；

S4定位通讯模块定时地将定位数据和按键动作数据发送给服务器，与服务器进行通信；

S5返回S2进行循环操作。

本发明的优点在于：(1)装置成条形，柔软、轻薄、可弯曲。其中，条状外形，给天线预留了很大的空间，有效的增强了信号的采集能力。(2)机芯被完全包裹，使得机芯与外界完全隔离，具有很高的防水性。(3)能插入衣物的夹层内，隐藏性强。(4)本装置具有按键并可通过按键实现多功能。

附图说明

通过阅读下文具体实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出具体实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1：为本发明一种可植入衣物的定位装置的整体结构示意图。

图2：为本发明一种可植入衣物的定位装置的机芯硬件组成图。

图3：为本发明一种可植入衣物的定位装置的实现方法流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1中，1为按钮处，2为外壳，3为主板，4为电池，5为天线，6为按键，定位装置的机芯包括主板、电池、天线和按键，其中天线5采用片状天线，具有很强的柔性，因为整个装置设计成条形，弯曲时主要形变部分集中在中间部分，所以特别地，将柔软的天线布置在了定位装置的中间部分，将不可弯曲的主板及电池放在了两端，使得本发明即保证了装置最大的弯曲程度又对不可弯曲的主板和电池进行了有效保护。

通过此种设计本发明解决了如下技术问题：

1)本发明解决了定位装置不可弯曲的问题，

2)本发明解决了定位装置缺少呼救功能的问题，

3)本发明解决了定位装置不易隐藏的问题，

4)本发明解决了定位装置佩戴不舒适的问题，

5)本发明解决了定位装置防水性能差的问题，

6)本发明解决了定位装置天线质量提升空间小的问题，

7)本发明解决了定位装置是否可以探测恶意关闭动作的问题。

具体的，针对问题1)、3)、4)，本发明使用柔性绝缘材料对机芯进行包裹，使得定位装置整体是柔软、可弯曲的，而定位装置机芯的厚度不超过3mm，长宽不超过25mm，使得最终本定位装置在外观上可做到条状、并且具有可弯曲、轻薄的特点。

针对问题2)、5)、6)，本发明使用柔性绝缘材料对机芯全面包裹，使得定位装置的机芯与外界彻底隔离，采用了无线充电模块，使得机芯可在完全封闭的情况下进行充电，又由于使用柔性绝缘材料将其外壳制作成较长的尺寸，因而本定位装置机芯具有较长的空间，所以可以在定位装置内放置较长的片状天线，增强了天线的信号采集能力，并且不会影响装置的弯曲性能。本装置在机芯上装有按键，可通过按键发出求救信号。

针对问题7)，本装置具有恶意关闭检测功能，当监护人不希望佩戴，想要关闭定位装置时，此时除了关机动作和呼救动作外(被监控人不知道具体关机和呼救动作)，主控模块会把其它动作都识别为是恶意关闭操作。

优选地，监护人可通过APP控制是否使用恶意关闭功能，其过程为：当监护人不希望佩戴者关闭定位装置时，可在手机等远程设备的APP中选择相关设置，远程设备向服务器发送这个设置，定位装置通过服务器读取这个设置，并将这个设置保存在定位装置内，此时这个开关就被设定为具有恶意操作检测的功能。

图2中显示了机芯的硬件组成以及连接关系，其中1为主控模块，该主控模块分别与定位通讯模块2、电池4、按键6、指示灯7相连，定位通讯模块2还分别与天线5、电池4相连，无线充电模块3与电池4相连。

在一种优选实施例中，机芯的每个部分可以采用如下部件：

按键，优选地，设计了一种多功能按键电路，该多功能按键电路包括：轻触开关，施密特触发器，D触发器、电子开关等硬件，其中，施密特触发器根据按键按下的时长输出相应宽度的高电平脉冲，单片机根据一系列高电平脉冲(按键动作)发出不同指令，从而实现通过一个按键控制多种功能，且由于使用了电子开关，解决了轻触按键无法完全切断大功率元件电源的问题。可选的，按键具有开关机、呼救、检测恶意关闭功能。

可选地，按键不局限于上述功能，在主控模块资源允许的情况下，可通过无线通讯对按键动作在主控模块中对程序进行增加或修改。

外壳，优选地，采用柔性绝缘材料，具体为硅胶，所述硅胶具有绝缘、柔软、无刺激等特点，安装外壳时，将机芯放入准备好的条形模具内，然后将融化后的柔性绝缘材料注入成型模腔内，将机芯完全包裹，待冷却后形成外壳。冷却后的外壳具有防水、柔软、可弯曲等特点。

主板部分主控模块，优选地，采用单片机，利用单片机丰富的I/O接口和具有多个中断系统、编程的灵活和工作稳定的特点，确保了本发明定位装置功能的多样化和工作的可靠性。在一个可选实施例中，单片机采用型号为stm32L152，使用串口USART与定位通信模块进行通讯，主控模块控制定位通讯模块的开闭、联网、发短信、传输数据等操作，也可以通过串口读取定位通讯模块的状态数据。定位通讯模块与GPRS天线、GPS天线连接，其中GPRS天线通过接口Ipex4接口安装在定位通信模块上，定位装置可以将自身的位置信息通过GPRS天线传递给远程终端设备，如手机，平板等，同时也可以通过GPRS天线接收远程终端发来的命令，如关机操作。

定位通讯模块，优选地采用SIM868模块，模块本身集成了多种定位功能和多种通信功能，如支持的高性能全球定位系统有GPS、北斗、GLO，并可通过短信、电话、GPRS、DTMF、TTS、HTTP、FTP、彩信、邮件多种通信功能通信，定位精度小于5米，具有定位性能好，速度快、偏移小等特点。通过串口USART与控制模块相连，向控制模块发送状态，定位、通信等数据，并由控制模块控制开闭、联网、发短信、传输数据等操作，定位通讯模块与GPRS天线、GPS天线连接，其中GPRS天线通过接口Ipex4接口与定位通信模块连接，定位装置可以将自身的位置信息通过GPRS天线传递给远程终端设备，如手机，平板等，同时也可以通过GPRS天线接收远程终端发来的命令，如关机操作。

无线充电模块，优选地，采用模块与电池并联连接，当装置被充电时，充电装置会向主控发送信号，随后主控关闭定位通讯模块，然后将自身关闭，由此，机芯部分的功耗可以忽略不计，此时可以看作充电装置仅为电池充电。

可选地，装置还包括LED指示灯，用于操作指示，指示灯可以通过与主控模块中具有使能功能的引脚相连，对其是否进行指示功能进行控制。

可选地，当LED指示灯所接引脚被使能时，此时LED会对操作的正确与否和报警进行指示。

可选地，当LED指示灯所接引脚被失能时，此时LED不会对任何操作的正确与否和报警进行指示。

图3为本发明一种可植入衣物的定位装置的实现方法流程图，该方法包括如下步骤：S1定位装置在关机的状态下，按下一次按键进行开机，开机后主控模块控制定位通信模块，S2定位通信模块与服务器进行通信并下载服务器配置，S3主控周期性的查询按键状态并根据按键动作做出响应，S4定位通讯模块定时地将定位数据和按键动作数据发送给服务器，与服务器进行通信，S5返回S2进行循环操作。

可选地，可通过APP操作通过服务器对定位装置进行配置修改：

可选地，更新发送定位数据的频率，

可选地，更换按键的功能。

此外对于硬件的选择，

可选地，天线采用陶瓷天线，优选地采用片状天线。

以上，仅为本发明示例性的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种可植入衣物的定位装置，包括：外壳、主板、电池、天线、按键，所述电池为所述天线、所述主板和主板上所有硬件供电，其中主板、天线、电池、按键组成机芯，所述外壳完全包裹在机芯外面，其特征在于，所述外壳为柔性绝缘材料制成，其中按键能够通过无线通讯对主板中控制模块进行编程，使得按键实现多种功能。

2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，机芯的包裹方式为：

所述外壳是通过模具、利用浇注的方式将整个定位装置硬件包裹在其中，所述外壳为条形。

3.根据权利要求1所述装置，其特征在于：

所述主板包括：主控模块、定位通讯模块、充电模块，所述主控模块、定位通讯模块、与所述主板连接，所述充电模块与电池相连接。

4.根据权利要求3所述装置，其特征在于：

所述定位通信模块为集成式模块，具有定位功能和多种通讯功能。

5.根据权利要求3所述装置，其特征在于，所述集成式定位通讯模块，包括以下的一种或几种通信功能：GSM、GPRS以及蓝牙。

6.根据权利要求3所述装置，其特征在于：

所述充电模块为无线充电模块。

7.根据权利要求1所述装置，其特征在于：

所述按键，用于开关机操作，紧急呼救操作，并且被恶意关闭时会触发报警，能够通过无线通讯模块对按键功能编程，使得按键实现指定功能。

8.根据权利要求1所述装置，其特征在于：

所述天线为片状天线或陶瓷天线，其柔软可弯曲。

9.根据权利要求1所述装置，其特征在于：

所述装置还包括：LED指示灯，用于操作指示，可以通过主控模块对其是否指示进行控制。

10.根据使用权利要求1-9任意一项所述定位装置的方法，其特征在于，包括：

S1定位装置在关机的状态下，按下一次按键进行开机，开机后主控模块控制定位通信模块；

S2定位通信模块与服务器进行通信并下载定位装置的配置文件；

S3主控周期性的查询按键状态并根据按键动作做出响应；

S4定位通讯模块定时地将定位数据和按键动作数据发送给服务器，与服务器进行通信；

S5返回S2进行循环操作。