CN111308531B - 一种低功耗的室内室外自动切换定位系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低功耗的室内室外自动切换定位系统,切换模块配置有室内切换策略以及室外切换策略,室内切换策略包括当通讯模块接收到室内触发信号时,配置当前状态室内状态,关闭室外定位模块并开启室内定位模块;室外切换策略包括当通讯模块接收到室外触发信号时,配置当前状态室外状态,同时关闭室内定位模块并开启室外定位模块;唤醒模块配置有唤醒策略,当唤醒模块接收到运动信号时执行唤醒策略,唤醒策略包括当当前状态为室内状态时,执行室内定位策略;当当前状态为室外状态时,执行室外定位策略。可以保证手环在满足定位功能的同时,使得无关模块可以即使关闭,保证手环的功耗处于一个最佳的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及智能家居设备,更具体地说,涉及一种低功耗的室内室外自动切换定位系统。
背景技术
智能手环是一种穿戴式智能设备。通过智能手环,用户可以记录日常生活中的锻炼、睡眠、部分还有饮食等实时数据,并将这些数据与手机、平板、ipod touch同步,起到通过数据指导健康生活的作用。
智能手环作为备受用户关注的科技产品,其拥有的强大功能正悄无声息地渗透和改变人们的生活。其内置的电池可以坚持10天以上,振动马达非常实用,简约的设计风格也可以起到饰品的装饰作用。
智能手环作为目前最便携的可穿戴设备,在市场上受到了非常广泛的应用,而定位模块随着智能技术的发展,其作为智能手环的基础模块使用,基于定位模块的其他应用也越来越多,但是如果定位模块长期保持开启状态,耗电量较大。
发明内容
有鉴于此,本发明目的是提供一种低功耗的室内室外自动切换定位系统。
为了解决上述技术问题,本发明的技术方案是:一种低功耗的室内室外自动切换定位系统,包括智能手环,所述智能手环包括室内定位模块、室外定位模块、通讯模块、切换模块以及唤醒模块;
所述室内定位模块配置有室内定位策略,所述室内定位策略包括通过通讯模块与定位基站系统进行通讯以获得室内位置信息;
所述室外定位模块配置有室外定位策略,所述室外定位策略包括通过与通讯模块室外定位系统进行通讯以获得室外位置信息;
所述切换模块配置有室内切换策略以及室外切换策略,所述室内切换策略包括当通讯模块接收到室内触发信号时,配置当前状态室内状态,关闭室外定位模块并开启室内定位模块;所述室外切换策略包括当通讯模块接收到室外触发信号时,配置当前状态室外状态,同时关闭室内定位模块并开启室外定位模块;
所述唤醒模块连接于运动传感器,所述运动传感器用于捕获运动信息并生成运动信号,所述唤醒模块配置有唤醒策略,当所述唤醒模块接收到运动信号时执行所述唤醒策略,所述唤醒策略包括当当前状态为室内状态时,执行所述室内定位策略;当当前状态为室外状态时,执行所述室外定位策略。
进一步地:所述室内定位模块被配置为UWB模块。
进一步地:所述定位基站系统包括有若干设置在室内的定位基站,所述定位基站每隔第一预设时间输出一室内触发信号。
进一步地:当所述通讯模块未接收到室内触发信号超过第一预设时间时,生成一室外触发信号。
进一步地:所述室外定位系统配置为GPS系统。
进一步地:所述室外定位模块包括GSM模块,所述GSM模块通过接收GSM信号与室外通讯系统通讯,所述室外切换策略包括关闭所述GSM模块。
进一步地:所述唤醒模块配置有第二预设时间,当所述运动模块未接收到运动信号超过第二预设时间时,同时关闭室内定位模块以及室外定位模块。
进一步地:所述运动传感器包括感应单元以及响应单元,所述感应单元根据所述室内室外自动切换定位系统发生位移量输出电压阈值,所述响应单元连接所述通讯模块以及感应单元,当通讯模块接收到信号的电压值大于当前的电压阈值时输出所述运动信号。
进一步地:所述感应单元包括响应体以及运动体,所述室内室外自动切换定位系统发生位移时带动所述运动体运动,所述响应体通过电磁感应的方式根据运动体的运动输出所述电压阈值。
进一步地:所述运动体设置为磁珠,所述响应体设置为感应线圈,所述磁珠的运动范围于所述感应线圈的内部。
进一步地:所述第一预设时间设置为2S。
进一步地:所述第二预设时间设置为4S。
进一步地:所述运动传感器配置为三轴陀螺仪。
进一步地:所述运动传感器配置为加速度传感器。
进一步地:当所述运动模块未接收到运动信号超过第二预设时间时,所述室内室外自动切换定位系统进入低功耗模式。
本发明技术效果主要体现在以下方面:通过这样设置,可以保证手环在满足定位功能的同时,使得无关模块可以即使关闭,保证手环的功耗处于一个最佳的利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述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:本发明系统架构原理图;
图2:本发明工作流程原理图。
附图标记:100、室内定位模块;101、定位基站系统;200、室外定位模块;201、室外定位系统;300、通讯模块;400、切换模块;500、唤醒模块。
具体实施方式
以下结合附图,对本发明的具体实施方式作进一步详述,以使本发明技术方案更易于理解和掌握。
参照图1所示,一种低功耗的室内室外自动切换定位系统,包括智能手环,所述智能手环包括室内定位模块、室外定位模块、通讯模块、切换模块以及唤醒模块;
所述室内定位模块配置有室内定位策略,所述室内定位策略包括通过通讯模块与定位基站系统进行通讯以获得室内位置信息;首先对室内定位模块进行介绍室内定位原理如下:随着5G技术的普及,基站数量和密度大幅度增加,由于基站位置于系统属于已知信息,而根据定位基站的发送角度、距离,就可以判断与定位基站的相对位置关系,而室内定位基站数量越多,结果就越精确,而只用在手机中设置UWB模块就可以实现室内定位,将每个定位基站接收到的位置信息发送至本系统的后台服务器进行处理,就可以得到对应的位置信息,而将这个位置信息进行回传就可以完成对手环的室内定位,而需要补充的是,室内位置信息通过GPS数据是不准确的,而随着大型室内体的普及以及室内智能化技术的应用,如果使用者的定位数据准确,更多的功能可以实现架构。
所述室外定位模块配置有室外定位策略,所述室外定位策略包括通过与通讯模块室外定位系统进行通讯以获得室外位置信息;而室外定位模块可以是GPS系统采集的室外定位信息。而具体可以通过数据传输的方式回传,不做局限,而GPS定位模块的位置数据同样发送至后台服务器进行处理。
所述切换模块配置有室内切换策略以及室外切换策略,所述室内切换策略包括当通讯模块接收到室内触发信号时,配置当前状态室内状态,关闭室外定位模块并开启室内定位模块;所述室外切换策略包括当通讯模块接收到室外触发信号时,配置当前状态室外状态,同时关闭室内定位模块并开启室外定位模块;切换模块在本发明中具有核心作用,由于定位模块的耗电量相对于智能手环而言较高,所以智能手环的耗电量是衡量智能手环续航能力的重要指标,由于室内定位和室外定位所占用的模块不同,所以在一个模块使用时,另一个模块关闭,保证数据安全。所述定位基站系统包括有若干设置在室内的定位基站,所述定位基站每隔第一预设时间输出一室内触发信号。当所述通讯模块未接收到室内触发信号超过第一预设时间时,生成一室外触发信号。所述室外定位模块包括GSM模块,所述GSM模块通过接收GSM信号与室外通讯系统通讯,所述室外切换策略包括关闭所述GSM模块。而具体实现时,由于室外GPS数据覆盖范围较广,电压幅度也难以判断,所以不采用室外系统判断是否切换,而可以通过是否有接收到室内定位基站的数据判断,而只用在室内定位基站进行判断,而如果一定时间没有收到室内定位基站的数据则切换为室外定位模块。
所述唤醒模块连接于运动传感器,所述运动传感器用于捕获运动信息并生成运动信号,所述唤醒模块配置有唤醒策略,当所述唤醒模块接收到运动信号时执行所述唤醒策略,所述唤醒策略包括当当前状态为室内状态时,执行所述室内定位策略;当当前状态为室外状态时,执行所述室外定位策略。所述唤醒模块配置有第二预设时间,当所述运动模块未接收到运动信号超过第二预设时间时,同时关闭室内定位模块以及室外定位模块。由于使用者在移动时手环会发生位移,这个摆动量可以作为两个定位模块是否待机的判断保准。而这样设置在使用者未移动时,可以保证定位信息不需要重复获取,因为此时获取的定位信息与原有的相同,这样设置,同样能在使用者不移动时保证电量。
在一个实施例中,运动传感器可以配置为位移传感器或者三轴陀螺仪,不做局限,具体实现能够检测手环发生晃动或者位移即可,而在另一个实施例中,所述运动传感器包括感应单元以及响应单元,所述感应单元根据所述室内室外自动切换定位系统发生位移量输出电压阈值,所述响应单元连接所述通讯模块以及感应单元,当通讯模块接收到信号的电压值大于当前的电压阈值时输出所述运动信号。所述感应单元包括响应体以及运动体,所述室内室外自动切换定位系统发生位移时带动所述运动体运动,所述响应体通过电磁感应的方式根据运动体的运动输出所述电压阈值。所述运动体设置为磁珠,所述响应体设置为感应线圈,所述磁珠的运动范围于所述感应线圈的内部。而在这个实施例下通过电磁感应的方式实现运动的检测。
基于本发明对本发明的架构进行再次说明,一个定位服务平台、若干个室内定位基站、定位手环,该手环可在定位服务平台和室内定位基站的协助下实现室内定位和室外定位;定位手环内置有GSM模块、UWB模块、运动检测模块、GPS定位(或北斗)定位模块;定位手环处于室外模式时,可将接收到的空间位置定位信息通过GSM数据服务基站发送到定位服务平台;
而以下对本发明在一个实施例下的具体流程进行说明。当定位手环检测到室内定位基站即处于室内模式时,手环会向室内定位基站发出UWB响应信号,定位基站汇集定位响应信号并发送到定位服务平台;定位服务平台根据当前室内基站的数量和位置分布,通过基于信号接收时间、基于信号接收角度等定位方法计算出手环的室内位置;当定位手环开机时,不管手环处于室内还是室外模式,运动检测模块一直打开;每间隔TS1秒,都做一次运动检测,如果检测不到手环运动,则手环进入休眠状态;为了降低功耗,除非特别启用,手环上的GPS定位(或者北斗)模块默认总处于关闭状态;定位手环开机后,当检测到室内定位基站发出的UWB探测信号时,会自动打开UWB响应模块,关闭GSM模块,向室内定位基站发出UWB响应信号,即进入室内定位状态;定位手环会如果无法能收到室内定位基站发出的UWB探测信号,会进尝试入室外模式。定位手环关闭UWB模块,打开GSM模块,检测能否收到GSM信号;如果暂时无法收到,则间隔TS4秒后进入下一轮检测;如果能收到GSM信号,则打开GPS定位(或者北斗)模块,检测是否能够收到GPS(或者北斗)信号;如果收不到,则关闭GPS(或北斗)定位模块,发告警信息给定位服务平台,并关闭GSM模块,间隔TS4秒后进入下一轮检测;反之,则将收到的空间位置信息发送到定位服务平台,即切换到室外模式;当定位手环处于室外模式时,如果检测到到室内定位基站发出的UWB探测信号,则自动关闭GPS模块(或者北斗模块)和GSM模块,打开UWB模块,由室外模式切换到室内模式;定位手环可以在室内和室外环境下自动切换,并优先使用室内定位;不管定位手环处于室内模式还是室外模式,都会关闭当前定位模式下用不到的所有模块,使手环保持低功耗状态。
当然,以上只是本发明的典型实例,除此之外,本发明还可以有其它多种具体实施方式,凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求保护的范围之内。
Claims (1)
1.一种低功耗的室内室外自动切换定位系统,包括智能手环,一个定位服务平台以及若干个室内定位基站,其特征在于:所述智能手环包括室内定位模块、室外定位模块、通讯模块、切换模块以及唤醒模块;所述室内定位模块配置有室内定位策略,所述室内定位策略包括通过通讯模块与定位基站系统进行通讯以获得室内位置信息;所述室外定位模块配置有室外定位策略,所述室外定位策略包括通过通讯模块与室外定位系统进行通讯以获得室外位置信息;所述切换模块配置有室内切换策略以及室外切换策略,所述室内切换策略包括当通讯模块接收到室内触发信号时,配置当前状态为室内状态,关闭室外定位模块并开启室内定位模块;所述室外切换策略包括当通讯模块接收到室外触发信号时,配置当前状态为室外状态,同时关闭室内定位模块并开启室外定位模块;所述唤醒模块连接于运动传感器,所述运动传感器用于捕获运动信息并生成运动信号,所述唤醒模块配置有唤醒策略,当所述唤醒模块接收到运动信号时执行所述唤醒策略,所述唤醒策略包括当当前状态为室内状态时,执行所述室内定位策略;当当前状态为室外状态时,执行所述室外定位策略;所述定位基站系统包括有若干设置在室内的定位基站,所述定位基站每隔第一预设时间输出一室内触发信号,当所述通讯模块未接收到室内触发信号超过第一预设时间时,生成一室外触发信号;所述唤醒模块配置有第二预设时间,当所述唤醒模块未接收到运动信号超过第二预设时间时,同时关闭室内定位模块以及室外定位模块;
所述智能手环在所述定位服务平台和所述室内定位基站的协助下实现室内定位和室外定位;所述智能手环内置有GSM模块、UWB模块、运动检测模块、北斗定位模块;所述智能手环处于室外模式时,将接收到的空间位置定位信息通过GSM数据服务基站发送到定位服务平台;当所述智能手环检测到室内定位基站,处于室内模式时,所述智能手环会向所述室内定位基站发出UWB响应信号,所述室内定位基站汇集定位响应信号并发送到所述定位服务平台;所述定位服务平台根据当前所述室内定位基站的数量和位置分布,通过基于信号接收时间、基于信号接收角度的定位方法计算出所述智能手环的室内位置;当所述智能手环开机时,不管所述智能手环处于室内还是室外模式,所述运动检测模块一直打开;每间隔1秒,都做一次运动检测,如果检测不到所述智能手环运动,则所述智能手环进入休眠状态,所述智能手环上的所述北斗定位模块默认处于关闭状态;所述智能手环开机后,当检测到所述室内定位基站发出的UWB探测信号时,会自动打开所述UWB模块,关闭所述GSM模块,向所述室内定位基站发出UWB响应信号,进入室内定位状态;所述智能手环如果无法收到所述室内定位基站发出的UWB探测信号,会尝试进入室外模式;所述智能手环关闭所述UWB模块,打开所述GSM模块,检测能否收到GSM信号;如果暂时无法收到,则间隔4秒后进入下一轮检测;如果能收到GSM信号,则打开所述北斗定位模块,检测是否能够收到北斗信号;如果收不到,则关闭所述北斗定位模块,发告警信息给所述定位服务平台,并关闭所述GSM模块,间隔4秒后进入下一轮检测;反之,则将收到的空间位置信息发送到所述定位服务平台,切换到室外模式;当所述智 能手环处于室外模式时,如果检测到到所述室内定位基站发出的UWB探测信号,则自动关闭所述北斗定位模块,打开UWB模块,由室外模式切换到室内模式;定位手环在室内和室外环境下自动切换,并优先使用室内定位;不管定位手环处于室内模式还是室外模式,都会关闭当前定位模式下用不到的所有模块,使所述智能手环保持低功耗状态;
所述运动传感器包括感应单元以及响应单元,所述感应单元根据所述室内室外自动切换定位系统发生位移量输出电压阈值,所述响应单元连接所述通讯模块以及感应单元,当通讯模块接收到信号的电压值大于当前的电压阈值时输出所述运动信号;所述感应单元包括响应体以及运动体,所述室内室外自动切换定位系统发生位移时带动所述运动体运动,所述响应体通过电磁感应的方式根据运动体的运动输出所述电压阈值;所述运动体设置为磁珠,所述响应体设置为感应线圈,所述磁珠的运动范围于所述感应线圈的内部,通过电磁感应的方式实现运动的检测。
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