CN110361764A - 一种低功耗定位器及定位手环 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及定位通信技术领域，具体涉及一种低功耗定位器及定位手环，包括：MCU模块、双模通信模块、定位模块、九轴姿态传感器模块、电源模块，所述电源模块分别与所述MCU模块、双模通信模块、定位模块、九轴姿态传感器模块电连接，所述MCU模块分别与所述双模通信模块、定位模块、九轴姿态传感器模块连接；所述双模通信模块包括LoRa模块和NB‑IOT模块，所述双模通信模块用于建立与远程终端的通信连接；所述定位模块用于获取定位数据，并将所述定位数据传输给MCU模块；所述九轴姿态传感器模块用于对所述定位数据进行辅助校准，本公开较大的增加了电池的使用时间，从而有效保障了使用者的安全。

Description

一种低功耗定位器及定位手环
技术领域
本公开涉及定位通信技术领域，具体涉及一种低功耗定位器及定位手环。
背景技术
痴呆症正在困扰着一部分老年群体的正常生活，同时也给社会带来了较大的负担。痴呆症患者发生走失等意外的情况也时有发生，为防止走失等意外的发生，需要对患者进行实时的监护。目前也有针对患者进行定位的设备，这些设备利用GPS模块和GSM模块定位出地理位置信息，并将该地理位置信息实时传送回中央服务器，进而将这些地理位置信息与预设的地理区域或虚拟边界(安全区域)进行比较，并在必要时触发护理人员及时干预。当护理人员连续使用GPS定位设备来降低痴呆患者走入危险区域的风险时，由于受电池寿命所限，目前市场上的痴呆患者定位器的持续工作时间较短，需要患者或护理人员每日充电，连续使用时有可能断电，从而导致额外的风险。
因而需要一种待机时间和工作时间持续稳定的定位装置，以便有效保障使用者的安全。
发明内容
针对以上问题，本公开设计了一种针对痴呆患者的低功耗定位器及定位手环，通过集成LoRa模块、NB-IOT模块以及定位模块来实现低功耗的定位功能，较大的增加了电池的使用时间，从而有效保障了使用者的安全。
为了实现上述目的，本公开提供以下技术方案：
一种低功耗定位器，包括：MCU模块、双模通信模块、定位模块、九轴姿态传感器模块，所述MCU模块分别与所述双模通信模块、定位模块、九轴姿态传感器模块连接；
所述双模通信模块包括LoRa模块和NB-IOT模块，所述双模通信模块用于建立与远程终端的通信连接；
所述定位模块用于获取定位数据，并将所述定位数据传输给MCU模块；
所述九轴姿态传感器模块用于对所述定位数据进行辅助校准。
进一步，所述MCU芯片的型号为STM32L432KBU6芯片。
进一步，所述LoRa模块包括SX1278芯片，所述SX1278芯片的引脚MISO、MOSI、SCK分别与STM32L432KBU6芯片的引脚PA6、PA7、PA1电连接，所述STM32L432KBU6芯片通过SPI1接口与SX1278芯片进行数据传输。
进一步，所述NB-IOT模块包括WH-NB73模块，所述WH-NB73模块的引脚UART0_RX、UART0_TX分别与STM32L432KBU6芯片的引脚PA2、PA3电连接，所述STM32L432KBU6芯片通过USART2接口与所述WH-NB73模块进行数据传输。
进一步，所述定位模块包括WH-GN100模块，所述WH-GN100模块的引脚RXD、TXD分别与所述STM32L432KBU6芯片的引脚PB6、PB7电连接，所述STM32L432KBU6芯片通过USART1接口与所述WH-GN100模块进行数据传输。
进一步，所述九轴姿态传感器模块采用MPU-9250芯片，所述MPU-9250芯片的引脚SDA/SDI、SCL/SCLK分别与所述STM32L432KBU6芯片的引脚PA10、PA9电连接，所述STM32L432KBU6芯片通过I2C1接口与所述MPU-9250芯片进行数据传输。
一种低功耗定位手环，包括腕带主体，所述腕带主体设置有密封的表盘体，所述表盘体内置有权利要求1～6任一所述的低功耗定位器。
进一步，所述腕带主体采用TPU材质制成。
本公开的有益效果为：本发明公开了一种低功耗定位器及定位手环，包括：MCU模块、双模通信模块、定位模块、九轴姿态传感器模块、电源模块，所述电源模块分别与所述MCU模块、双模通信模块、定位模块、九轴姿态传感器模块电连接，所述MCU模块分别与所述双模通信模块、定位模块、九轴姿态传感器模块连接；所述双模通信模块包括LoRa模块和NB-IOT模块，所述双模通信模块用于建立与远程终端的通信连接；所述定位模块用于获取定位数据，并将所述定位数据传输给MCU模块；所述九轴姿态传感器模块用于对所述定位数据进行辅助校准。本公开较大的增加了电池的使用时间，从而有效保障了使用者的安全。
附图说明
通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本公开的上述以及其他特征将更加明显，本公开附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，在附图中：
图1所示为本公开的一种低功耗定位器的电路框图；
图2所示为本公开的一种低功耗定位器的电路示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本公开的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本公开的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示，图1为本公开的一种低功耗定位器，包括：MCU模块100、双模通信模块200、定位模块300、九轴姿态传感器模块400，所述MCU模块100分别与所述双模通信模块200、定位模块300、九轴姿态传感器模块400连接。
所述双模通信模块200包括LoRa模块210和NB-IOT模块220，所述双模通信模块200用于建立与远程终端的通信连接；
所述定位模块300用于获取定位数据，并将所述定位数据传输给MCU模块100；
所述九轴姿态传感器模块400用于对所述定位数据进行辅助校准。通过所述九轴姿态传感器模块400进一步的获取姿态信息，对所述定位数据进行优化，从而实现更精确的定位。
本实施例中，所述MCU模块100、双模通信模块200、定位模块300、九轴姿态传感器模块400分别与电源模块500电连接；使用时，所述MCU模块100作为数据处理和交换中心，加载了必要的通信协议和操作系统，对各个模块传输的数据进行交互处理，生成数据处理结果，从而对各个模块进行控制。
所述双模通信模块200优先选择LoRa模块210进行通信，通过LoRa模块210将实时采集的位置信息数据传输到LoRa网关，LoRa网关将接收到的数据传输到云端LoRa服务器，护理者可以通过远程终端实时查看被护理者的位置信息。若LoRa通信网络不可用或者超出LoRa网关的服务范围，则启用NB-IOT模块220进行通信，并同时给护理者发送预警信息，通过远程终端实时查看被护理者的位置信息，及时干预防止意外发生。
本实施例采用的LoRa模块210和NB-IOT模块220均为低功耗通信模块，均采用超低功耗处理器来降低数据传输时的功耗，增加了定位器的待机时间和工作时间，极大的方便了使用者和护理者，从而有效保障了使用者的安全。
参考图2，在一个优选的实施例中，所述MCU芯片的型号为意法半导体的STM32L432KBU6芯片。该芯片具有超低功耗的特点。
在一个优选的实施例中，所述LoRa模块210包括SX1278芯片，所述SX1278芯片的引脚MISO、MOSI、SCK分别与STM32L432KBU6芯片的引脚PA6、PA7、PA1电连接，所述STM32L432KBU6芯片通过SPI1接口与SX1278芯片进行数据传输。
在一个优选的实施例中，所述NB-IOT模块220包括稳恒科技的WH-NB73模块，所述WH-NB73模块的引脚UART0_RX、UART0_TX分别与STM32L432KBU6芯片的引脚PA2、PA3电连接，所述STM32L432KBU6芯片通过USART2接口与所述WH-NB73模块进行数据传输。
在一个优选的实施例中，所述定位模块300包括稳恒科技的WH-GN100模块，所述WH-GN100模块的引脚RXD、TXD分别与所述STM32L432KBU6芯片的引脚PB6、PB7电连接，所述STM32L432KBU6芯片通过USART1接口与所述WH-GN100模块进行数据传输。
所述WH-GN100模块内置有GPS模块，GPS模块通过串行通信口不断输出NMEA格式的定位信息及辅助信息给STM32L432KBU6芯片，所述STM32L432KBU6芯片根据所述定位信息及辅助信息生成位置信息。
在一个优选的实施例中，所述九轴姿态传感器模块400采用MPU-9250芯片，所述MPU-9250芯片的引脚SDA/SDI、SCL/SCLK分别与所述STM32L432KBU6芯片的引脚PA10、PA9电连接，所述STM32L432KBU6芯片通过I2C1接口与所述MPU-9250芯片进行数据传输。
本实施例所述的九轴姿态传感器模块400包括3轴加速度计、3轴陀螺仪、3轴磁力计以及数字运动处理器，通过所述MPU-9250芯片在在所述位置信息的基础上做进一步校准，具备更高精度的定位功能，极大的方便了使用者和护理者，从而有效保障了使用者的安全。
本公开还提供一种低功耗定位手环，包括腕带主体，所述腕带主体设置有密封的表盘体，所述表盘体内置有上述任一所述的低功耗定位器。
通过所述腕带上的所述表盘体固定低功耗定位器，既便于穿戴，又可以有效固定定位器，极大的方便了使用者和护理者，从而有效保障了使用者的安全。
在一个改进的实施例中，所述腕带主体采用TPU材质制成。从而更加适合穿戴。
尽管本公开的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，而是应当将其视作是通过参考所附权利要求考虑到现有技术为这些权利要求提供广义的可能性解释，从而有效地涵盖本公开的预定范围。

Claims (8)

1.一种低功耗定位器，其特征在于，包括：MCU模块、双模通信模块、定位模块、九轴姿态传感器模块，所述MCU模块分别与所述双模通信模块、定位模块、九轴姿态传感器模块连接；
所述双模通信模块包括LoRa模块和NB-IOT模块，所述双模通信模块用于建立与远程终端的通信连接；
所述定位模块用于获取定位数据，并将所述定位数据传输给MCU模块；
所述九轴姿态传感器模块用于对所述定位数据进行辅助校准。
2.根据权利要求1所述的一种低功耗定位器，其特征在于，所述MCU芯片的型号为STM32L432KBU6芯片。
3.根据权利要求2所述的一种低功耗定位器，其特征在于，所述LoRa模块包括SX1278芯片，所述SX1278芯片的引脚MISO、MOSI、SCK分别与STM32L432KBU6芯片的引脚PA6、PA7、PA1电连接，所述STM32L432KBU6芯片通过SPI1接口与SX1278芯片进行数据传输。
4.根据权利要求2所述的一种低功耗定位器，其特征在于，所述NB-IOT模块包括WH-NB73模块，所述WH-NB73模块的引脚UART0_RX、UART0_TX分别与STM32L432KBU6芯片的引脚PA2、PA3电连接，所述STM32L432KBU6芯片通过USART2接口与所述WH-NB73模块进行数据传输。
5.根据权利要求2所述的一种低功耗定位器，其特征在于，所述定位模块包括WH-GN100模块，所述WH-GN100模块的引脚RXD、TXD分别与所述STM32L432KBU6芯片的引脚PB6、PB7电连接，所述STM32L432KBU6芯片通过USART1接口与所述WH-GN100模块进行数据传输。
6.根据权利要求2所述的一种低功耗定位器，其特征在于，所述九轴姿态传感器模块采用MPU-9250芯片，所述MPU-9250芯片的引脚SDA/SDI、SCL/SCLK分别与所述STM32L432KBU6芯片的引脚PA10、PA9电连接，所述STM32L432KBU6芯片通过I2C1接口与所述MPU-9250芯片进行数据传输。
7.一种低功耗定位手环，其特征在于，包括腕带主体，所述腕带主体设置有密封的表盘体，所述表盘体内置有权利要求1～6任一所述的低功耗定位器。
8.根据权利要求7所述的一种低功耗定位手环，其特征在于，所述腕带主体采用TPU材质制成。
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