CN111296311B - 一种能够定时发送位置信息的动物电子牌 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种能够定时发送位置信息的动物电子牌，所述动物电子牌配置有第一微型接近检测传感器；所述动物电子牌与手持标识牌进行无线通信；所述手持标识牌内嵌有与所述第一微型接近检测传感器配对的第二微型接近检测传感器；所述动物电子牌由动物佩戴，所述手持标识牌由动物的管理者或者用户持有。使用过程中，优先使用所述配对的一对接近传感器监测动物和管理者的相对距离变化，而无需时刻启用定位功能。本发明还公开与所述的动物电子牌进行数据通信的移动终端以及相应的使用方法。

Description

一种能够定时发送位置信息的动物电子牌

技术领域

本发明属于定位追踪技术领域，具体涉及一种能够定时发送位置信息的动物电子牌、与所述动物电子牌通信的移动终端与使用方法。

背景技术

随着目前老龄化社会的加速到来和人们生活水平的不断提高，以及老年群体″精神寄托陪护″需求与年轻人对养宠的高度青睐，促使了我国宠物用品市场迅速从起步期向成熟期转变，各式各样具有定位与简单语音监听功能的动物智能佩戴设备不断涌现。

现有技术中的上述动物智能佩戴设备通常通过内嵌GPS芯片来实现定位，并且通过和手机APP连接，实现动物位置的实时查询、轨迹范围的监控、设定安全范围等，一旦宠物离开用户事先设定的安全范围，用户将会收到来自短信、邮件或是系统推送的警示。

例如，申请号为CN201910114204.0的中国发明专利申请提出一种动物电子项圈信息管理系统，通过在动物项圈内心率传感器模块、温传感器模块、运动计步模块、处理单元、定位模块、通信模块和电源模块，使得有爱心的养动物人士能够更多地认识和掌握动物的规律，健康地智慧养动物；申请号为CN201710606299.9的中国发明专利申请提出一种农产品活体动物的定位追踪系统，其能够对养殖的活体动物进行定位，并显示散养动物的运动轨迹。

然而，上述定位追踪技术仅仅是简单的将现有的通用定位技术具体应用于宠物的位置追踪(同样的方法也可简单移植到其他对象的位置追踪上)，并未考虑宠物本身的活动特性；同时，上述定位技术必须时刻采用GPS技术或者物联网技术来进行网络连接，存在大量的数据流量消耗问题，给宠物持有者带来了不必要的负担。

有鉴如此，发明人认为，应当结合宠物本身的活动特性，设计出一种经济适用的动物定位工具，使得用户既能够及时的掌握动物的运行状态，同时最大程度的减少数据传输。

发明内容

本发明正是为了解决上述多个技术问题而提出的对应有效技术方案。

为解决上述技术问题，本发明提出一种能够定时发送位置信息的动物电子牌、与所述动物电子牌通信的移动终端与使用方法。

在本发明的技术方案中，用户无需时刻通过手机连接网络与动物佩戴的相关标识牌通信，而只需要关注手持标识牌的指示灯状态；通过手持标识牌的指示灯状态，了解宠物当前的活动范围是否在预定范围；如果不在预定范围，则通过移动所述手持标识牌来判断宠物是否在可接受的活动范围内，此时才启用动物佩戴的相关标识牌的数据通信功能报告位置；不同于现有技术中只要一超过设定范围就发出提示的做法，本发明的技术方案中，即使启动了数据通信功能获得位置信息，还继续判断多个位置序列数据的相似性，如果相似性满足预定条件，则仍然可以关闭数据通信功能。

本发明的上述技术方案是充分分析了动物特别是宠物的活动特性后作出的改进技术方案。

具体来说，在本发明的第一个方面，提供一种能够定时发送位置信息的动物电子牌，所述动物电子牌配置有第一微型接近检测传感器；所述动物电子牌与手持标识牌进行无线通信；所述手持标识牌内嵌有与所述第一微型接近检测传感器配对的第二微型接近检测传感器；

所述动物电子牌由动物佩戴，所述手持标识牌由动物所属的管理者或者用户持有；

作为本发明的第一个创新点，通过所述第一微型接近检测传感器与第二微型接近检测传感器的配对检测，判断所述动物电子牌与所述手持标识牌的距离变化；

所述手持标识牌配置有能够显示所述距离变化的指示灯；

并且，所述动物电子牌还内置具备定位功能的物联网芯片，当所述手持标识牌的所述指示灯显示最大距离的时间超过第一预定值时，启用所述物联网芯片，所述动物电子牌发送当前位置至所述管理者的移动终端；

所述管理者在设定范围内移动所述手持标识牌，如果在所述移动过程中，所述手持标识牌的所述指示灯显示最大距离的时间超过第二预定值，则所述动物电子牌持续发送所述动物电子牌的多个不同时间采样节点的位置信息至所述管理者的移动终端；

判断所述多个不同时间采样节点的位置信息是否满足预定的相似度条件，如果是，则关闭所述物联网芯片；否则，保持所述物联网芯片的启用状态，直到所述手持标识牌的所述指示灯不显示最大距离。

作为本发明的第二个创新点，如果所述多个不同时间采样节点的位置信息不满足预定的相似度条件，则所述管理者手持所述手持标识牌向所述多个不同时间采样节点的位置信息显示的位置区域移动，直到所述手持标识牌的所述指示灯显示的距离小于预定值。

不同于现有技术，本发明中，如果所述手持标识牌的所述指示灯显示的距离小于预定值，则关闭所述物联网芯片。

在本发明的第二个方面，提供一种与前述的动物电子牌进行数据通信的移动终端，所述移动终端包括采样调节器，所述采样调节器用于设定所述多个不同时间采样节点，

所述移动终端配置为：

若所述手持标识牌的所述指示灯显示最大距离的时间超过第一预定值后，所述管理者在设定范围内移动所述手持标识牌的过程中，所述手持标识牌的所述指示灯显示最大距离的时间超过第二预定值，则获取所述动物电子牌发送的所述多个不同采样时间节点的位置信息D_t，所述采样时间节点为n个；D_t为第t个时间节点时所述所述动物电子牌发送的的位置信息，t＝1，2，......，n；

采用如下公式计算所述多个不同时间采样节点的位置信息的相似度S_ij：

其中

上式中，a为从当前第t个时间节点前后扩增的滑动时间节点个数；w(t，k)为加权权重；

具体来说，如果所述相似度S_ij大于预定值Th，则保持所述物联网芯片的启用状态；否则，关闭所述物联网芯片。

所述预定值T_h按照如下公式计算：

在本发明的第三个方面，提供前述的动物电子牌的使用方法，所述方法包括如下步骤：

S101：判断所述手持标识牌的指示灯是否长时间指示最长距离；

如果是，则进入步骤S103；否则，进入步骤S107；

S103：启用所述物联网芯片；

S105：管理者在设定范围内移动所述手持标识牌，并在所述移动过程中，执行步骤S101；

S107：关闭所述物联网芯片。

作为优选，其中，步骤S103进一步包括：所述动物电子牌持续发送所述动物电子牌的多个不同时间采样节点的位置信息至所述管理者的移动终端。

其中，所述长时间指示最长距离，是指所述手持标识牌的所述指示灯显示最大距离的时间超过预定值。

可见，本发明的技术方案使用过程中，优先使用所述配对的一对接近传感器监测动物和管理者的相对距离变化，而无需时刻启用定位功能；即使启动了数据通信功能获得位置信息，还继续判断多个位置序列数据的相似性，如果相似性满足预定条件，则仍然可以关闭数据通信功能。

本发明的进步优点将结合附图，通过具体的实施例进一步体现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1是本发明所有实施例涉及的不同动物活动特性环境示意图；

图2是本发明所述动物电子牌的一个实施例的硬件配置示意图；

图3是本发明所述动物电子牌的一个实施例中接近传感器距离与指示灯示意图；

图4是本发明所述动物电子牌的一个实施例中使用移动终端的示意图；

图5是本发明所述动物电子牌的使用方法的一个实施例。

具体实施例

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

首先需要指出的是，图1-5所述的仅仅是示意图，部分尺寸不一定按照实际尺寸的比例绘制。为了显示需要，部分尺寸细节(动物、环境、动物电子牌、手持标识牌等)做了放大、缩小或者斜曲处理，但是本领域技术人员结合本申请整体的文字记载，可以对此作出正确的理解。

由于现有技术提到的宠物定位追踪技术仅仅是简单的将现有的通用定位技术具体应用于宠物的位置追踪(同样的方法也可简单移植到其他对象的位置追踪上)，并未考虑宠物本身的活动特性；同时，上述定位技术必须时刻采用GPS技术或者物联网技术来进行网络连接，存在大量的数据流量消耗问题，给宠物持有者带来了不必要的负担。

针对此类问题，此处的多个实施例均应当结合宠物本身的活动特性，从而设计出一种经济适用的动物定位工具，使得用户既能够及时的掌握动物的运行状态，同时最大程度的减少数据传输。

参见图1，示出了至少五种不同的动物各自的活动特性，分别用上箭头框、右向箭头框、圆形框、菱形框以及六边形框；

作为示意性的例子，上箭头框的动物正翻阅山坡离开管理者手持标识牌中接近传感器可感应的最大范围；右箭头框的动物虽然在最大范围之外，但是自身在平原上做单调的往返运动，并没有进一步脱离范围的打算；圆形框的动物则相对静止，处于最近范围；六边形框的动物在小范围内重复简单活动；而菱形框动物由于被困于栅栏之内，只能随机乱窜，试图逃离。

参见图2，本实施例提供一种可用于图1的各种动物的动物电子牌，所述动物电子牌配置有第一微型接近检测传感器；所述动物电子牌与手持标识牌进行无线通信；所述手持标识牌内嵌有与所述第一微型接近检测传感器配对的第二微型接近检测传感器；所述动物电子牌由动物佩戴，所述手持标识牌由所属动物的管理者持有。

在图2中，作为示意性的非限制例子，所述动物电子牌可制作为动物项圈；所述手持标识牌可制作为可穿戴设备，例如手环。

本实施例不同与现有技术之一在于，不是时刻依赖GPS定位或者网络定位，而是基于较少成本的接近传感器。

通过所述第一微型接近检测传感器与第二微型接近检测传感器的配对检测，判断所述动物电子牌与所述手持标识牌的距离变化。

配对的接近传感器可以简单判断出动物和用户的相对距离变化，而不需要精确定位，因此，通过互相发射或者接收无线信号，采用类似于雷达反射测距、多普勒效应测距等原理即可迅速判断出二者的相对距离，而不需要依赖网络或者GPS定位。

为了直观的展示距离变化，参见图3，所述手持标识牌配置有能够显示所述距离变化的指示灯；相对距离越长，指示灯亮度部分越长；否则反之；当然，如果相对距离超过指示灯最大长度，则所述指示灯整体闪烁，以便提醒用户。

并且，此时，进一步参见图2-3，所述动物电子牌还内置具备定位功能的物联网芯片，当所述手持标识牌的所述指示灯显示最大距离的时间超过第一预定值时，启用所述物联网芯片，所述动物电子牌发送当前位置至所述管理者的移动终端。

进一步的，参见图4，当所述手持标识牌的所述指示灯显示最大距离的时间超过第一预定值时，所述指示灯整体闪烁，以便提醒用户。此时，所述管理者在设定范围内移动所述手持标识牌，如果在所述移动过程中，所述手持标识牌的所述指示灯显示最大距离的时间超过第二预定值，则所述动物电子牌持续发送所述动物电子牌的多个不同时间采样节点的位置信息至所述管理者的移动终端；判断所述多个不同时间采样节点的位置信息是否满足预定的相似度条件，如果是，则关闭所述物联网芯片；否则，保持所述物联网芯片的启用状态，直到所述手持标识牌的所述指示灯不显示最大距离。

这里，综合考虑了多种情况，当所述手持标识牌的所述指示灯显示最大距离的时间超过第一预定值时，意味着动物很有可能远离用户超出了预定的接近传感器可以探测的范围；但是并不意味着动物丢失，因为有可能处于可以探测的范围边缘外一定距离，为了确定这一点，所述管理者在设定范围内移动所述手持标识牌，以改变手持标识牌与动物电子牌的相对距离，判断是否能够继续采用接近传感器检测到；如果检测得到，则依旧不必继续启动物联网芯片进行位置确定；

相反，如果检测不到，则需要物联网芯片发送位置信息供用户分析。

但是，正如图1所述的，不同的动物虽然跑出了接近传感器可以探测的范围，但是并不意味着走失，有可能在探测范围之外正常活动，例如图1的右箭头框的动物虽然在最大范围之外，但是自身在平原上做单调的往返运动，并没有进一步脱离范围的打算；其他动物也是类似；

为了精确判断出动物到底是正常活动还是趋于丢失，需要利用所述移动终端特定的位置分析算法来进行详细分析。

对此，图4的移动终端还进行如下位置关系分析：

判断所述多个不同时间采样节点的位置信息是否满足预定的相似度条件，如果是，则关闭所述物联网芯片；否则，保持所述物联网芯片的启用状态，直到所述手持标识牌的所述指示灯不显示最大距离。

如果所述多个不同时间采样节点的位置信息不满足预定的相似度条件，则所述管理者手持所述手持标识牌向所述多个不同时间采样节点的位置信息显示的位置区域移动，直到所述手持标识牌的所述指示灯显示的距离小于预定值。

这里的相似度判断正是基于准确判断动物活动特性的依据而来，具体来说，若所述手持标识牌的所述指示灯显示最大距离的时间超过第一预定值后，所述管理者在设定范围内移动所述手持标识牌的过程中，所述手持标识牌的所述指示灯显示最大距离的时间超过第二预定值，则获取所述动物电子牌发送的所述多个不同采样时间节点的位置信息D_t，所述采样时间节点为n个；D_t为第t个时间节点时所述所述动物电子牌发送的的位置信息，t＝1，2，......，n；

采用如下公式计算所述多个不同时间采样节点的位置信息的相似度S_ij：

其中

上式中，a为从当前第t个时间节点前后扩增的滑动时间节点个数；w(t，k)为加权权重；

如果所述相似度S_ij大于预定值Th，则保持所述物联网芯片的启用状态；否则，关闭所述物联网芯片。

所述预定值Th按照如下公式计算：

根据上述相似度计算公式以及预定值确定方式可知，诸如图1的六边形框以及右箭头框的动物，即使脱离了接近传感器可探测的范围，但是基于物联网定位芯片发送的位置信息分析，可知其相似度小于预定值，即正常的反复运动，不必用户亲自寻找；而诸如菱形框和上箭头框的动物，一旦超出接近传感器可探测的范围，用户基于位置分析也能判断出，其处于丢失状态或者正要处于丢失状态，此时用户才需要启动寻找。

图5是所述动物电子牌的使用方法，具体步骤包括：

S101：判断所述手持标识牌的指示灯是否长时间指示最长距离；

如果是，则进入步骤S103；否则，进入步骤S107；

S103：启用所述物联网芯片；

S105：管理者在设定范围内移动所述手持标识牌，并在所述移动过程中，执行步骤S101；

S107：关闭所述物联网芯片。

作为优选，其中，步骤S103进一步包括：所述动物电子牌持续发送所述动物电子牌的多个不同时间采样节点的位置信息至所述管理者的移动终端。

其中，所述长时间指示最长距离，是指所述手持标识牌的所述指示灯显示最大距离的时间超过预定值。

结合图1-5以及上述实施例可知，本发明的技术方案结合宠物本身的活动特性，才设计出一种经济适用的动物定位工具，使得用户既能够及时的掌握动物的运行状态，同时最大程度的减少数据传输；

在本发明的技术方案中，用户无需时刻通过手机连接网络或者GPS与动物佩戴的相关标识牌通信，而只需要关注手持标识牌的指示灯状态；通过手持标识牌的指示灯状态，了解宠物当前的活动范围是否在预定范围；如果不在预定范围，则通过移动所述手持标识牌来判断宠物是否在可接受的活动范围内，此时才启用动物佩戴的相关标识牌的数据通信功能报告位置；

不同于现有技术中只要一超过设定范围就发出提示的做法，本发明的技术方案中，即使启动了数据通信功能获得位置信息，还继续判断多个位置序列数据的相似性，如果相似性满足预定条件，则仍然可以关闭数据通信功能。

所述电子牌可以通过可编程逻辑控制器实现，因此上述各种功能指令均可以自动化执行。

通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。

Claims (5)

1.一种能够定时发送位置信息的动物电子牌，所述动物电子牌配置有第一微型接近检测传感器；所述动物电子牌与手持标识牌进行无线通信；所述手持标识牌内嵌有与所述第一微型接近检测传感器配对的第二微型接近检测传感器；

所述动物电子牌由动物佩戴，所述手持标识牌由动物的管理者或者用户持有；

其特征在于：

通过所述第一微型接近检测传感器与第二微型接近检测传感器的配对检测，判断所述动物电子牌与所述手持标识牌的距离变化；

所述手持标识牌配置有能够显示所述距离变化的指示灯；

并且，所述动物电子牌还内置具备定位功能的物联网芯片，当所述手持标识牌的所述指示灯显示最大距离的时间超过第一预定值时，启用所述物联网芯片，所述动物电子牌发送当前位置至管理者的移动终端；

所述管理者在设定范围内移动所述手持标识牌，如果在所述移动过程中，所述手持标识牌的所述指示灯显示最大距离的时间超过第二预定值，则所述动物电子牌持续发送所述动物电子牌的多个不同时间采样节点的位置信息至管理者的移动终端；

判断所述多个不同时间采样节点的位置信息是否满足预定的相似度条件，如果是，则关闭所述物联网芯片；否则，保持所述物联网芯片的启用状态，直到所述手持标识牌的所述指示灯不显示最大距离；

还配置有与所述的动物电子牌进行数据通信的移动终端，所述移动终端包括采样调节器，所述采样调节器用于设定所述多个不同时间采样节点，若所述手持标识牌的所述指示灯显示最大距离的时间超过第一预定值后，所述管理者在设定范围内移动所述手持标识牌的过程中，所述手持标识牌的所述指示灯显示最大距离的时间超过第二预定值，则获取所述动物电子牌发送的所述多个不同时间采样节点的位置信息计算相似度S_ij；

如果所述相似度S_ij大于预定值T_h，则保持所述物联网芯片的启用状态；否则，关闭所述物联网芯片；

计算相似度S_ij具体包括：

获取所述动物电子牌发送的所述多个不同时间采样节点的位置信息

， 所述时间采 样节点为n个；

为第t个时间节点时所述所述动物电子牌发送的的位置信息，t=1,2,……， n；

采用如下公式计算所述多个不同时间采样节点的位置信息的相似度S_ij：

其中

上式中，a为从当前第t个时间节点前后扩增的滑动时间节点个数；

为加权权重；

；

所述预定值T_h按照如下公式计算：

2.如权利要求1所述的动物电子牌，其特征在于：如果所述多个不同时间采样节点的位置信息不满足预定的相似度条件，则所述管理者手持所述手持标识牌向所述多个不同时间采样节点的位置信息显示的位置区域移动，直到所述手持标识牌的所述指示灯显示的距离小于预定值。

3.如权利要求2所述的动物电子牌，其特征在于：如果所述手持标识牌的所述指示灯显示的距离小于预定值，则关闭所述物联网芯片。

4.一种权利要求1-3任一项所述的动物电子牌的使用方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

S101：判断所述手持标识牌的指示灯是否长时间指示最长距离；

如果是，则进入步骤S103；否则，进入步骤S107；

S103：启用所述物联网芯片；

S105：管理者在设定范围内移动所述手持标识牌，并在所述移动过程中，执行步骤S101；

S107：关闭所述物联网芯片。

5.如权利要求4所述的动物电子牌的使用方法，其特征在于：步骤S103进一步包括：所述动物电子牌持续发送所述动物电子牌的多个不同时间采样节点的位置信息至管理者的移动终端；所述长时间指示最长距离，是指所述手持标识牌的所述指示灯显示最大距离的时间超过预定值。

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