CN111711463B - 一种基于可穿戴设备的安防监控装置的人身安防方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于可穿戴设备的安防监控装置的人身安防方法。所述安防监控装置包括多个蓝牙Beacon终端和蓝牙扫描终端，蓝牙扫描终端对多个蓝牙Beacon终端定时广播特定的数据报文进行抓取、识别、处理，利用蓝牙接收信号的强度以及定位技术实现佩戴人员定位，通过NB‑IOT通信技术、心率血氧传感器、运动计步检测传感器、体温传感器等相关技术手段，实现对企业作业人员的人身健康安全监控。通过SOS报警模块实现主动报警与异常状态自动报警。所述安防监控装置结合可穿戴设备的发展经验，实现“可穿戴”，随佩戴人员移动。并且将佩戴人员的人身健康安全纳入安防监控范畴，实现了消费型生活电子与工业安防电子相结合，更好的保障佩戴人员的人身安全。
Description
技术领域
本发明涉及智慧安防领域与可穿戴设备领域，尤其涉及一种基于可穿戴设备的安防监控装置的人身安防方法。
背景技术
安全是人类生存与发展过程中一个永恒的主题，也是当今乃至未来人类社会重点关注的主要问题之一。伴随着我国经济持续快速的发展，安全生产问题也日益突出，人们经常可以看到很多关于安全生产事故的报道，因此人们对安防的需求也越来越强烈。
对于传统的安防监控工作，其大多都是面向作业环境安全监测方面，且通常采用视频监控、GPS定位、人脸识别等技术手段，但是这些技术手段只能监测到作业环境安全，不能兼顾到作业人员的身体健康安全。同时，现有技术中，安防装置不仅部署成本高昂、灵活性较差，而且大多数都是固定在某一个区域，不能随作业人员一同移动。而在可穿戴设备领域中，面向消费型电子设备通常大多采用蓝牙作为通信技术手段，其不仅通信距离短，而且抗干扰性能也很差。因此，针对以上方面，需要对现有技术进行合理的改进。
发明内容
针对上述问题，本发明针对企业作业人员的人身健康安全方面问题，提供一种基于可穿戴设备的安防监控装置的人身安防方法，以解决现有的智慧安防技术方案中不能监测人身健康安全和安防装置不可移动等缺陷。
本发明采用以下技术方案实现：
一种人身安防方法，其应用于一种基于可穿戴设备的安防监控装置中，所述安防监控装置包括：
多个蓝牙Beacon终端；每个蓝牙Beacon终端包括第一微控制器系统模块；所述第一微控制器系统模块用于定时广播特定的数据报文；所述数据报文包括当前蓝牙Beacon节点的位置标号；预初始化每个蓝牙Beacon终端的广播数据的格式，所述广播数据包括当前多个蓝牙Beacon终端所处的区域号或者房间号；
蓝牙扫描终端，其包括第二微控制器系统模块、监测系统模块以及通信模块；所述监测系统模块监测佩戴人员的多项身体参数信息，并将各项身体参数信息分别与对应的多项预设标准参考阈值进行对比，判断每项身体参数信息是否满足对应的多项预设标准参考阈值；在至少一项身体参数信息未满足对应的多项预设标准参考阈值时，所述第二微控制器系统模块驱使蓝牙扫描终端启动报警推送机制，将对应的异常身体参数值推送给所述佩戴人员，同时所述第二微控制器系统模块将所述佩戴人员的身份ID、异常身体参数值、所述区域号或者所述房间号、接收信号的强度指示值组成健康异常数据包，并将所述健康异常数据包上传至一个云端服务器后传送给后台管理系统；蓝牙扫描终端安装在一个蓝牙手表上；所述监测系统模块包括运动计步检测模块、心率血氧检测模块与体温检测模块；所述运动计步检测模块包括运动计步检测传感器，所述运动计步检测传感器用于统计所述佩戴人员的日运动步数；所述心率血氧检测模块包括心率血氧传感器，所述心率血氧传感器用于检测所述佩戴人员的心率值和血氧值；所述体温检测模块包括体温传感器，所述体温传感器用于实时检测所述佩戴人员的体温值；多项身体参数信息分别为所述日运动步数、所述心率值和所述血氧值、所述体温值；
多个蓝牙Beacon终端等间隔地部署在蓝牙扫描终端的周围；蓝牙Beacon 终端定时传输所述数据报文至各个蓝牙扫描终端，蓝牙扫描终端先获取所述数据报文，再在识别出蓝牙Beacon终端的所述区域号或者所述房间号、所述接收信号的强度指示值后，通过所述区域号或者所述房间号、所述接收信号的强度指示值定位蓝牙扫描终端的坐标，最后通过所述通信模块将蓝牙扫描终端的坐标远程上传至所述云端服务器并存储，并在一个地图上标注出蓝牙扫描终端的位置信息，所述后台管理系统根据所述位置信息确定所述佩戴人员的呼救位置；
所述人身安防方法包括以下步骤：
S1、所述后台管理系统登记所述佩戴人员绑定的ID号，进入S2；
S2、所述蓝牙手表开机启动，输入佩戴人员身份ID号，将所述身份ID号组成身份信息数据包，通过NB-IOT上传至所述后台管理系统，并请求所述后台管理系统下发当前网络日期、时间，并更新手表多项预设标准参考阈值，进入S3；
S3、定时3分钟唤醒一次蓝牙扫描终端，开启扫描蓝牙扫描终端周围的多个蓝牙Beacon终端，但不唤醒蓝牙扫描终端的触摸显示屏，进入S4；
S4、若周围蓝牙Beacon终端出现低电量、无信号的情况，则将周围蓝牙 Beacon终端出现低电量、无信号的情况组成蓝牙Beacon终端的异常状态包上传至所述后台管理系统，进入S9；若周围蓝牙Beacon终端没有出现低电量、无信号的情况，则将周围多个蓝牙Beacon终端的区域号或房间号以及接收信号的强度指示值组成蓝牙手表位置信息包，通过NB-IOT上传至所述后台管理系统，进入S5；
S5、定时30分钟唤醒一次蓝牙扫描终端，不唤醒所述触摸显示屏，间隔性采集所述佩戴人员的所述身体参数信息，并与所述多项预设标准参考阈值对比后，若所述身体参数信息不符合对应的多项预设标准参考阈值，进入S6；若所述身体参数信息符合对应的多项预设标准参考阈值，将所述心率值与所述血氧值、所述体温值组成健康数据包并通过NB-IOT上传至所述后台管理系统，进入S10；
S6、若所述心率值与所述血氧值、所述体温值中任意一者不符合对应的预设定标准参考阈值，则蓝牙扫描终端将所述佩戴人员身份ID、异常身体参数信息值、当前所处位置周围蓝牙Beacon终端的区域号或房间号以及接收信号的强度指示值组成健康异常数据包，通过NB-IOT将健康异常数据包上传至所述后台管理系统，并在所述蓝牙手表的触摸显示屏上闪烁显示健康状态，并振动提示所述佩戴人员，进入S7；
S7、若检测到所述佩戴人员将SOS按键按下1S，则主动唤醒蓝牙扫描终端、重新检测所述身体参数信息，若所述身体参数信息不符合对应的多项预设标准参考阈值，则进入S8，若所述身体参数信息符合对应的多项预设标准参考阈值，则唤醒所述触摸显示屏，显示当前佩戴人员的健康状况值，进入S3；
S8、若当前出现危急情况，进入SOS报警，开启蓝牙扫描终端，利用在作业区域内有规律地部署蓝牙Beacon终端的位置，以蓝牙接收信号的强度指示定位算法模型计算出所述佩戴人员的位置坐标信息，组成主动异常报警数据包，上传至所述后台管理系统；
S9、若所述蓝牙手表低电量、所述佩戴人员健康异常、周围无蓝牙Beacon 信号、无NB-IOT信号的情况出现时，所述蓝牙手表启动异常状态报警，振动提醒所述佩戴人员；
S10、所述日运动步数采用中断后台计算机制，当检测到蓝牙扫描终端有运动走的状况时，唤醒蓝牙扫描终端加一次计步量，并等待5s；若5s内蓝牙扫描终端没有运动迹象，则休眠蓝牙扫描终端；若5s内蓝牙扫描终端有运动迹象，持续计算运动步数；在每天的晚上6点钟将所述日运动步数加入所述健康数据包中，并通过NB-IOT将所述健康数据包上传至所述后台管理系统。
作为上述方案的进一步改进，所述安防监控装置还包括与多个蓝牙Beacon 终端以及蓝牙扫描终端个数对应的多个综合电源模块；除与蓝牙扫描终端电性连接的所述综合电源模块外，其余每个所述综合电源模块分别与每个蓝牙 Beacon终端电性连接；所述综合电源模块包括电池模块、充电模块、稳压模块与充电状态指示灯；所述电池模块与所述稳压模块用于向所述安防监控装置提供电能，所述充电模块用于供所述安防监控装置进行充电，所述充电状态指示灯显示当前充电状态。
作为上述方案的进一步改进，所述第一微控制器系统模块采用CC2640无线微控制器芯片；所述第二微控制器系统模块采用CC2640R2F无线微控制器芯片；所述通信模块为NB-IOT通信模块，所述NB-IOT通信模块用于与蓝牙扫描终端进行远程通信，将蓝牙扫描终端抓取的蓝牙Beacon数据识别处理后，上传至所述云端服务器。
作为上述方案的进一步改进，以4个蓝牙Beacon终端为一组，并组成正方形区域以部署在蓝牙扫描终端的周围，4个蓝牙Beacon终端等间隔设置，且间隔距离≤10m。
作为上述方案的进一步改进，所述运动计步检测传感器采用BMA250低功耗三轴加速度传感器；所述心率血氧传感器采用生物传感器MAX30102；所述体温传感器采用红外温度传感器MLX90615。
作为上述方案的进一步改进，蓝牙扫描终端还包括振动提示模块与触摸显示屏显控模块；所述触摸显示屏显控模块为所述安防监控装置的人机交互界面，用于显示当前所述佩戴人员的身体参数信息、周围其他蓝牙Beacon终端信号状态以及所述蓝牙手表的剩余电量、时间、日期、步数；在所述健康异常数据包上传至所述后台管理系统的同时，所述触摸显示屏上闪烁显示所述身体参数信息，并振动提示对应的佩戴人员。
作为上述方案的进一步改进，每个蓝牙Beacon终端与蓝牙扫描终端均包括一个2.4GHz射频天线模块，所述2.4GHz射频天线模块通过无线射频方式在多个蓝牙Beacon终端与蓝牙扫描终端之间进行非接触双向通信。
作为上述方案的进一步改进，蓝牙扫描终端还包括SOS报警模块，所述 SOS报警模块包括主动长按按键报警单元和异常状态自动报警单元；所述主动长按按键报警单元用于供所述佩戴人员长按5S按键主动报警求救；所述异常状态自动报警单元用于进行低电量报警、所述佩戴人员健康异常报警、周围无蓝牙Beacon信号报警、无NB-IOT通信信号报警。
作为上述方案的进一步改进，蓝牙扫描终端还包括睡眠模块与睡眠唤醒模块；所述睡眠唤醒模块包括定时器和SOS按键；在无工作状态下，所述睡眠模块启动，所述安防监控装置进入睡眠模式；所述安防监控装置由所述定时器触发中断唤醒或所述SOS按键短按唤醒。
本发明的基于可穿戴设备的安防监控装置及其人身安防方法的有益效果为：
1、安防监控装置将结合可穿戴设备的发展经验，实现安防监控装置的“可穿戴”，随佩戴安防监控装置的佩戴人员实现移动。且安防监控装置包括蓝牙 Beacon终端和蓝牙手表扫描终端，利用蓝牙接收信号的强度指示定位技术、 NB-IOT通信技术、心率血氧传感器、运动计步检测传感器等相关技术手段，实现对企业作业人员的人身健康安全监控、异常报警通信、蓝牙定位等功能，在一定程度上降低了安防监控设备的系统复杂性和高成本问题。针对传统安防监控的设备的高复杂性、高成本、低灵活性做了合理改进，以蓝牙Beacon作为定位基点，使安防监控装置变得更加灵活、其成本也相对减少了很多，便于推广使用。并且得益于蓝牙Beacon终端和蓝牙扫描终端的低能耗特性，使得安防监控装置可以持久续航，足以满足日常生活所需。
2、蓝牙Beacon终端采用最简化设计，用于在部署现场定时广播特定的数据包，而蓝牙扫描终端可对蓝牙beacon终端广播的数据信息，进行识别和预处理，并通过NB-IOT无线通信技术远程上传至服务器，经服务器解析、处理、存储后，可根据数据信息推送给业务软件做出应对。增加NB-IOT通信技术，实现了可穿戴设备的远距离通信，解决了蓝牙通信的短距离通信的局限性。结合蓝牙定位技术在定位精度高、成本低、部署简便等方面的优势，通过与蓝牙 Beacon相结合，设计基于接收信号的强度指示的距离定位模型。该模型在传统的三边定位算法的基础上，多增加一个Beacon信标节点，以4个蓝牙Beacon 终端为一组，建立多圆交点数学模型来提高三边定位算法的定位精度。结合NB-IOT通信技术的低功耗、远距离传输机制，通过设定NB-IOT工作在PSM 模式，设计一种低功耗的休眠唤醒模型。该模型能够根据需要进行唤醒系统和 NB-IOT，把数据传输给后台管理层，更有利于后台对数据进行处理。其中，蓝牙扫描终端，不仅是蓝牙扫描定位功能的组成之一，还担当着监控佩戴人员身体健康的角色。
3、通过运动计步检测模块、心率血氧检测模块与体温检测模块记录佩戴安防监控装置的佩戴人员的身体参数信息，可以将佩戴人员重要的身体参数信息和数据都记录下来，能够全天候的追踪佩戴人员的身体数据，为佩戴人员的安全保驾护航，让用户的生活可以更加便捷。
4、通过设置SOS报警模块，实现主动报警和异常自动报警二者的统一，不仅使得佩戴人员在危急情况下主动报警，节省了警报反应时间，更好的处理当前佩戴人员面对的危险情况，而且若检测低电量、佩戴人员健康状况有异常、周围无蓝牙Beacon信号、无NB-IOT信号，则启动异常报警机制，上传至后台管理系统，为整个安防监控装置提供了较高的稳定性，实时性，可靠性等保障。
5、配备有触摸显示屏在一定程度上，可做简单的通信功能，本发明通过蓝牙定位技术实现了佩戴人员的定位、移动轨迹监测，并结合可穿戴设备的发展经验，将佩戴人员的人身健康安全也纳入安防监控范畴，实现了消费型生活电子与工业安防电子相结合。同时，触摸显示屏显控模块显示效果极佳，用于显示当前佩戴人员的身体参数信息、周围其他蓝牙Beacon终端信号状态、蓝牙手表剩余电量、以及时间、日期、步数等信息，通过触摸式的操作，不仅方便佩戴人员操作，不仅拥有强大的数据管理功能，而且可以查看历史数据，对于佩戴人员的身体参数信息以及安防监控装置的数据显示的非常直观，佩戴人员也可以对蓝牙手表进行相关设置。
该人身安防方法的有益效果与上述基于可穿戴设备的安防监控装置的有益效果相同。
附图说明
图1为本发明中蓝牙beacon终端与蓝牙扫描终端的电路结构示意图；
图2为本发明中蓝牙扫描终端接收蓝牙beacon终端数据交互示意图。
符号说明：
1-蓝牙Beacon终端；2-蓝牙扫描终端。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
请参阅图1以及图2，本实施例提供一种基于可穿戴设备的安防监控装置，其包括多个蓝牙Beacon终端1和蓝牙扫描终端2，蓝牙扫描终端2安装在一个蓝牙手表上。每个蓝牙Beacon终端1均包括第一微控制器系统模块，第一微控制器系统模块用于定时广播特定的数据报文。数据报文包括当前蓝牙Beacon 节点的位置标号，预初始化每个蓝牙Beacon终端1的广播数据的格式，广播数据包括当前多个蓝牙Beacon终端1所处的区域号或者房间号且区域号或者房间号相同，区域号或者房间号用于确定当前每个蓝牙Beacon终端1的位置。第一微控制器系统模块采用TI公司的CC2640无线微控制器芯片，CC2640无线微控制器芯片支持蓝牙4.2协议栈，且内部包含了2.4GHz RF射频、128KB的Flash 闪存、20KB的SRAM内存以及丰富的外设，利用安卓小工具BLE调试助手对蓝牙Beacon的广播周期进行设置。
蓝牙扫描终端2包括第二微控制器系统模块、监测系统模块、SOS报警模块以及通信模块。监测系统模块监测佩戴人员的多项身体参数信息，并将各项身体参数信息分别与对应的多项预设标准参考阈值进行对比，判断每项身体参数信息是否满足对应的多项预设标准参考阈值。在至少一项身体参数信息未满足对应的多项预设标准参考阈值时，蓝牙扫描终端2驱使第二微控制器系统模块启动报警推送机制，将对应的的异常身体参数值推送给佩戴人员，同时第二微控制器系统模块将佩戴人员的身份ID、异常身体参数值、当前所处位置周围蓝牙Beacon终端1的区域号或者所述房间号、接收信号的强度指示值组成健康异常数据包，将健康异常数据包上传至一个云端服务器后传送给后台管理系统。
在本实施例中，以4个蓝牙Beacon终端1为一组，并组成正方形区域以部署在蓝牙扫描终端2的周围，4个蓝牙Beacon终端1等间隔设置，且间隔距离≤10m。蓝牙Beacon终端1定时传输数据报文至各个蓝牙扫描终端2，蓝牙扫描终端2先获取数据报文，再在识别出蓝牙Beacon终端1的区域号或者房间号以及接收信号的强度指示值后，通过区域号或者房间号以及接收信号的强度指示值定位蓝牙扫描终端2的坐标，通信模块采用NB-IOT通信模块，用于与蓝牙扫描终端2进行远程通信，可将蓝牙扫描终端2抓取的蓝牙Beacon数据经识别处理后，上传至云端服务器，通过NB-IOT通信模块将蓝牙扫描终端2的坐标远程上传至一个云端服务器并存储，并在一个地图上标注出蓝牙扫描终端2的位置信息，后台管理系统根据位置信息确定佩戴人员的呼救位置。
在本实施例实施中，可在企业工厂区域内有规律地部署蓝牙Beacon，在初始化部署时，先配置好每一个区域、每一个房间的排序号，并组成一组特定的广播数据包，再定时将该数据包广播出来，当蓝牙扫描终端2佩戴人员走近某个区域或房间时，通过约定的数据协议，即可扫描获取蓝牙Beacon的广播数据包，以四个蓝牙Beacon为基准，采用基于接收信号的强度指示信号值的距离定位算法，即可精确定位蓝牙手表佩戴人员的位置。
蓝牙Beacon终端1采用最简化设计，用于在部署现场定时广播特定的数据包，而蓝牙扫描终端2可对蓝牙beacon终端1广播的数据信息，进行识别和预处理，并通过NB-IOT无线通信技术远程上传至服务器，经服务器解析、处理、存储后，可根据数据信息推送给业务软件做出应对。增加NB-IOT通信技术，实现了可穿戴设备的远距离通信，解决了蓝牙通信的短距离通信的局限性。结合蓝牙定位技术在定位精度高、成本低、部署简便等方面的优势，通过与蓝牙Beacon相结合，设计基于接收信号的强度指示的距离定位模型。该模型在传统的三边定位算法的基础上，多增加一个Beacon信标节点，建立多圆交点数学模型来提高三边定位算法的定位精度。结合NB-IOT通信技术的低功耗、远距离传输机制，通过设定NB-IOT工作在PSM模式，设计一种低功耗的休眠唤醒模型。该模型能够根据需要进行唤醒系统和NB-IOT，把数据传输给后台管理层，更有利于后台对数据进行处理。
第二微控制器采用TI公司的CC2640R2F芯片，该芯片对比蓝牙Beacon 终端1中的第一微控制器CC2640拥有更加完善的功能，不仅存储空间增加了很多，且兼容最新的蓝牙5.0协议。通过远距离无线通信模块传输数据，其将扫描到的蓝牙Beacon广播数据远距离传输至后台服务器，后台服务器再将数据进行解析存储，根据数据的不同含义作出应对，非常适合化工企业、矿工企业等企业人员使用。
监测系统模块用于监测佩戴安防监控装置的佩戴人员的身体参数信息，且监测系统包括运动计步检测模块、心率血氧检测模块与体温检测模块，。运动计步检测模块包括运动计步检测传感器，运动计步检测传感器用于统计佩戴人员的日运动步数。心率血氧检测模块包括心率血氧传感器，心率血氧传感器用于监测佩戴人员的心率值和血氧值。体温检测模块包括体温传感器，体温传感器用于实时监测佩戴人员的体温状况。多项身体参数信息分别为日运动步数、心率值和血氧值、体温状况。运动计步检测传感器采用BoschSensortec公司的 BMA250低功耗三轴加速度传感器。心率血氧传感器采用Maxim公司的生物传感器MAX30102，生物传感器MAX30102是一个集成的脉搏血氧仪和心率监测仪生物传感器的模块，包括多个LED、光电检测器、光器件以及带环境光抑制的低噪声电子电路。体温传感器采用红外温度传感器MLX90615，该传感器属于数字式传感器，精度可达0.2℃，利用物体在高于绝对零度时会发出不同红外线的原理，计算出温度数据。
本实施例中，安防监控装置将结合可穿戴设备的发展经验，实现安防监控装置的“可穿戴”，随佩戴安防监控装置的佩戴人员实现移动。且安防监控装置包括蓝牙Beacon终端1和蓝牙手表扫描终端2，利用蓝牙接收信号的强度指示定位技术、NB-IOT通信技术、心率血氧传感器、运动计步检测传感器等相关技术手段，实现对企业作业人员的人身健康安全监控、异常报警通信、蓝牙定位等功能，在一定程度上降低了安防监控设备的系统复杂性和高成本问题。针对传统安防监控的设备的高复杂性、高成本、低灵活性做了合理改进，以蓝牙 Beacon作为定位基点，使安防监控装置变得更加灵活、其成本也相对减少了很多，便于推广使用。并且得益于蓝牙Beacon终端1和蓝牙扫描终端2的低能耗特性，使得安防监控装置可以持久续航，足以满足日常生活所需。
SOS报警模块包括主动长按按键报警单元和异常状态自动报警单元，主动长按按键报警单元用于佩戴人员主动报警求救，异常状态自动报警单元用于低电量报警、佩戴人员健康异常报警、周围无蓝牙Beacon信号报警、无通信信号报警。
通过设置SOS报警模块，实现主动报警和异常自动报警二者的统一，不仅使得佩戴人员在危急情况下长按5S按键主动报警，节省了警报反应时间，更好的处理当前佩戴人员面对的危险情况，而且若检测低电量、佩戴人员健康状况有异常、周围无蓝牙Beacon信号、无NB-IOT信号，则启动异常报警机制，上传至后台管理系统，为整个安防监控装置提供了较高的稳定性，实时性，可靠性等保障。
本实施例的安防监控装置中，每个蓝牙Beacon终端1与蓝牙扫描终端2 均包括一个2.4GHz射频天线模块，2.4GHz射频天线模块通过无线射频方式在多个蓝牙Beacon终端1与蓝牙扫描终端2之间进行非接触双向通信。
蓝牙扫描终端2还包括振动提示模块与触摸显示屏显控模块，触摸显示屏显控模块为安防监控装置的人机交互界面，用于显示当前佩戴人员的身体参数信息、周围其他蓝牙Beacon终端1信号状态以及蓝牙手表剩余电量、时间、日期、步数等信息，在健康异常数据包上传至后台管理系统的同时触摸显示屏上闪烁显示身体参数信息，并振动提示对应的佩戴人员。
触摸显示屏不仅可以显示佩戴人员的健康信息，还能够在一定程度上显示后台总控制室下发的一些简单命令。蓝牙扫描终端2不仅是蓝牙扫描定位功能的组成之一，还担当着监控佩戴人员身体健康的角色，配备触摸触摸显示屏在一定程度上，可做简单的通信功能，本实施例中通过蓝牙定位技术实现了佩戴人员的定位、移动轨迹监测，并结合可穿戴设备的发展经验，将佩戴人员的人身健康安全也纳入安防监控范畴，实现了消费型生活电子与工业安防电子相结合。
本实施例中安防监控装置还包括与多个蓝牙Beacon终端1以及蓝牙扫描终端2个数对应的多个综合电源模块，；除与蓝牙扫描终端2电性连接的所述综合电源模块外，其余每个所述综合电源模块分别与每个蓝牙Beacon终端1电性连接。综合电源模块包括3.7V聚合物锂电池模块、Micro USB充电模块、3.3V 稳压模块与充电状态指示灯。3.7V聚合物锂电池模块与3.3V稳压模块用于向安防监控装置提供电能，Micro USB充电模块用于供安防监控装置进行充电，充电状态指示灯显示当前充电状态。综合电源模块的电路采用纽扣式锂电池供电，并设计可拆卸式盒体。实际应用中蓝牙Beacon终端1出厂默认设置成间隔 2s广播一次数据，此时系统工作电流约为40uA，然后系统将进入睡眠模式，此时系统睡眠工作电流为7uA，若使用标称容量为1000mAH的CR2477纽扣式锂电池进行供电，假设实际电池容量为标称容量的70％，则可保证蓝牙Beacon 终端1正常工作约3.4年，再考虑电池的老化等外在因素影响，则至少可保证蓝牙Beacon终端1工作3年。
实施例2
请参阅图1以及图2，本实施例的基于可穿戴设备的安防监控装置与实施例1的安防监控装置相似，区别在于本实施例的安防监控装置的蓝牙扫描终端 2还包括睡眠模块与睡眠唤醒模块，睡眠唤醒模块包括定时器和SOS按键。在无工作状态下，佩戴人员无安全隐患，也不需要记录与检测身体参数信息，此时睡眠模块启动，安防监控装置进入睡眠模式，不仅可以节省电量，而且避免多余的数据记录，占用空间。当需要进入工作状态时，安防监控装置由定时器触发中断唤醒或SOS按键短按唤醒，此时安防监控装置重新进入工作状态。
实施例3
本实施例的基于可穿戴设备的安防监控装置与实施例1的安防监控装置相似，区别在于本实施例的安防监控装置还包括手机客户端。手机客户端在Eclipse 开发环境中采用Java语言编程完成设计，具有用户登录、实时数据查询、历史数据查询、科学建议等功能。手机客户端的主要作用是为佩戴人员提供信息查询以及为后台用户提供远程监测平台，用户可远程监测佩戴人员的安防监控装置运行情况，随时随地的了解当前佩戴人员的身体情况以及当前佩戴人员处于的环境，为佩戴用户提供数据分析平台，以便进行相关的分析和处理，提高佩戴人员的安全安防效果。
除此之外，蓝牙Beacon终端1还可通过手机APP软件，配置更改广播间隔，并且若蓝牙Beacon的电池电量低于某一个设定的阈值时，还会通过广播信息提供给后台管理软件，进而通知工作人员更换电池。
实施例4
本实施例提供了一种人身安防方法，其应用于上述实施例1-3中所提供的任意一种基于可穿戴设备的安防监控装置。其中，该人身安防方法包括以下这些步骤；
S1、后台管理系统登记佩戴人员绑定的ID号，进入S2；
S2、蓝牙手表开机启动，输入佩戴人员身份ID号，将身份ID号组成身份信息数据包，通过NB-IOT上传至后台管理系统，并请求后台管理系统下发当前网络日期、时间，并更新手表多项预设标准参考阈值，进入S3；
S3、定时3分钟唤醒一次蓝牙扫描终端2，开启扫描蓝牙扫描终端2周围的多个蓝牙Beacon终端1，但不唤醒蓝牙扫描终端2触摸显示屏，进入S4；
S4、若周围蓝牙Beacon终端1出现低电量、无信号的情况，则将周围蓝牙 Beacon终端1出现低电量、无信号的情况组成蓝牙Beacon终端1的异常状态包上传至后台管理系统，进入S9；若周围蓝牙Beacon终端1低电量、无信号的情况，则将周围多个个蓝牙Beacon终端1的区域号或房间号以及接收信号的强度指示值组成蓝牙手表位置信息包，通过NB-IOT上传至后台管理系统，进入S5；
S5、定时30分钟唤醒一次蓝牙扫描终端2，不唤醒触摸显示屏，间隔性采集佩戴人员的身体参数信息，并与多项预设标准参考阈值对比后，若身体参数信息不符合对应的多项预设标准参考阈值，进入S6；若身体参数信息符合对应的多项预设标准参考阈值，将心率值与血氧值、体温值组成健康数据包并通过 NB-IOT上传至后台管理系统，进入S10；
S6、若心率值与血氧值、体温值中任意一者不符合对应的预设定标准参考阈值，则蓝牙扫描终端2将佩戴人员身份ID、异常身体参数信息值、当前所处位置周围蓝牙Beacon终端1的区域号或房间号以及接收信号的强度指示值组成健康异常数据包，通过NB-IOT将健康异常数据包上传至后台管理系统，并在蓝牙手表的触摸显示屏上闪烁显示健康状态，并振动提示佩戴人员，进入S7；
S7、若检测到佩戴人员将SOS按键按下1S，则主动唤醒蓝牙扫描终端2，重新检测身体参数信息，若身体参数信息不符合对应的多项预设标准参考阈值，则进入S8，若身体参数信息符合对应的多项预设标准参考阈值，则唤醒触摸显示屏，显示当前佩戴人员的健康状况值，进入S3；
S8、若当前出现危急情况，进入SOS报警，开启蓝牙扫描终端2，利用在作业区域内有规律地部署蓝牙Beacon终端1的位置，以蓝牙接收信号的强度指示定位算法模型计算出佩戴人员的位置坐标信息，组成主动异常报警数据包，上传至后台管理系统；
S9、若蓝牙手表低电量、佩戴人员健康异常、周围无蓝牙Beacon信号、无 NB-IOT信号的情况出现时，蓝牙手表启动异常状态报警，振动提醒佩戴人员；
S10、日运动步数采用中断后台计算机制，当检测到蓝牙扫描终端2有运动走的状况时，唤醒蓝牙扫描终端2加一次计步量，并等待5s；若5s内蓝牙扫描终端2没有运动迹象，则休眠蓝牙扫描终端2；若5s内蓝牙扫描终端2有运动迹象，持续计算运动步数；在每天的晚上6点钟将日运动步数加入健康数据包中，并通过NB-IOT将健康数据包上传至后台管理系统。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种人身安防方法，其应用于一种基于可穿戴设备的安防监控装置中，所述安防监控装置包括：
多个蓝牙Beacon终端(1)；每个蓝牙Beacon终端(1)包括第一微控制器系统模块；所述第一微控制器系统模块用于定时广播特定的数据报文；所述数据报文包括当前蓝牙Beacon节点的位置标号；预初始化每个蓝牙Beacon终端(1)的广播数据的格式，所述广播数据包括当前多个蓝牙Beacon终端(1)所处的区域号或者房间号；
蓝牙扫描终端(2)，其包括第二微控制器系统模块、监测系统模块以及通信模块；所述监测系统模块监测佩戴人员的多项身体参数信息，并将各项身体参数信息分别与对应的多项预设标准参考阈值进行对比，判断每项身体参数信息是否满足对应的多项预设标准参考阈值；在至少一项身体参数信息未满足对应的多项预设标准参考阈值时，所述第二微控制器系统模块驱使蓝牙扫描终端(2)启动报警推送机制，将对应的异常身体参数值推送给所述佩戴人员，同时所述第二微控制器系统模块将所述佩戴人员的身份ID、异常身体参数值、所述区域号或者所述房间号、接收信号的强度指示值组成健康异常数据包，并将所述健康异常数据包上传至一个云端服务器后传送给后台管理系统；蓝牙扫描终端(2)安装在一个蓝牙手表上；所述监测系统模块包括运动计步检测模块、心率血氧检测模块与体温检测模块；所述运动计步检测模块包括运动计步检测传感器，所述运动计步检测传感器用于统计所述佩戴人员的日运动步数；所述心率血氧检测模块包括心率血氧传感器，所述心率血氧传感器用于检测所述佩戴人员的心率值和血氧值；所述体温检测模块包括体温传感器，所述体温传感器用于实时检测所述佩戴人员的体温值；多项身体参数信息分别为所述日运动步数、所述心率值和所述血氧值、所述体温值；
多个蓝牙Beacon终端(1)等间隔地部署在蓝牙扫描终端(2)的周围；蓝牙Beacon终端(1)定时传输所述数据报文至各个蓝牙扫描终端(2)，蓝牙扫描终端(2)先获取所述数据报文，再在识别出蓝牙Beacon终端(1)的所述区域号或者所述房间号、所述接收信号的强度指示值后，通过所述区域号或者所述房间号、所述接收信号的强度指示值定位蓝牙扫描终端(2)的坐标，最后通过所述通信模块将蓝牙扫描终端(2)的坐标远程上传至所述云端服务器并存储，并在一个地图上标注出蓝牙扫描终端(2)的位置信息，所述后台管理系统根据所述位置信息确定所述佩戴人员的呼救位置；
其特征在于，所述人身安防方法包括以下步骤：
S1、所述后台管理系统登记所述佩戴人员绑定的ID号，进入S2；
S2、所述蓝牙手表开机启动，输入所述佩戴人员身份ID号，将所述身份ID号组成身份信息数据包，通过NB-IOT上传至所述后台管理系统，并请求所述后台管理系统下发当前网络日期、时间，并更新手表所述多项预设标准参考阈值，进入S3；
S3、定时3分钟唤醒一次蓝牙扫描终端(2)，开启扫描蓝牙扫描终端(2)周围的多个蓝牙Beacon终端(1)，但不唤醒蓝牙扫描终端(2)触摸显示屏，进入S4；
S4、若周围蓝牙Beacon终端(1)出现低电量、无信号的情况，则将周围蓝牙Beacon终端(1)出现低电量、无信号的情况组成蓝牙Beacon终端(1)的异常状态包上传至所述后台管理系统，进入S9；若周围蓝牙Beacon终端(1)没有出现低电量、无信号的情况，则将周围多个蓝牙Beacon终端(1)的区域号或房间号以及接收信号的强度指示值组成蓝牙手表位置信息包，通过NB-IOT上传至所述后台管理系统，进入S5；
S5、定时30分钟唤醒一次蓝牙扫描终端(2)，不唤醒所述触摸显示屏，间隔性采集所述佩戴人员的所述身体参数信息，并与所述多项预设标准参考阈值对比后，若所述身体参数信息不符合对应的多项预设标准参考阈值，进入S6；若所述身体参数信息符合对应的多项预设标准参考阈值，将所述心率值与所述血氧值、所述体温值组成健康数据包并通过NB-IOT上传至所述后台管理系统，进入S10；
S6、若所述心率值与所述血氧值、所述体温值中任意一者不符合对应的预设定标准参考阈值，则蓝牙扫描终端(2)将所述佩戴人员身份ID、异常身体参数信息值、当前所处位置周围蓝牙Beacon终端(1)的区域号或房间号以及接收信号的强度指示值组成健康异常数据包，通过NB-IOT将健康异常数据包上传至所述后台管理系统，并在所述蓝牙手表的所述触摸显示屏上闪烁显示健康状态，并振动提示所述佩戴人员，进入S7；
S7、若检测到所述佩戴人员将SOS按键按下1S，则主动唤醒蓝牙扫描终端(2)，重新检测所述身体参数信息，若所述身体参数信息不符合对应的多项预设标准参考阈值，则进入S8，若所述身体参数信息符合对应的多项预设标准参考阈值，则唤醒所述触摸显示屏，显示当前佩戴人员的健康状况值，进入S3；
S8、若当前出现危急情况，进入SOS报警，开启蓝牙扫描终端(2)，利用在作业区域内有规律地部署蓝牙Beacon终端(1)的位置，以蓝牙接收信号的强度指示定位算法模型计算出所述佩戴人员的位置坐标信息，组成主动异常报警数据包，上传至所述后台管理系统；
S9、若所述蓝牙手表低电量、所述佩戴人员健康异常、周围无蓝牙Beacon信号、无NB-IOT信号的情况出现时，所述蓝牙手表启动异常状态报警，振动提醒所述佩戴人员；
S10、所述日运动步数采用中断后台计算机制，当检测到蓝牙扫描终端(2)有运动走的状况时，唤醒蓝牙扫描终端(2)加一次计步量，并等待5s；若5s内蓝牙扫描终端(2)没有运动迹象，则休眠蓝牙扫描终端(2)；若5s内蓝牙扫描终端(2)有运动迹象，持续计算运动步数；在每天的晚上6点钟将所述日运动步数加入所述健康数据包中，并通过NB-IOT将所述健康数据包上传至所述后台管理系统。
2.根据权利要求1所述的人身安防方法，其特征在于：所述安防监控装置还包括与多个蓝牙Beacon终端(1)以及蓝牙扫描终端(2)个数对应的多个综合电源模块；除与蓝牙扫描终端(2)电性连接的所述综合电源模块外，其余每个所述综合电源模块分别与每个蓝牙Beacon终端(1)电性连接；所述综合电源模块包括电池模块、充电模块、稳压模块与充电状态指示灯；所述电池模块与所述稳压模块用于向所述安防监控装置提供电能，所述充电模块用于供所述安防监控装置进行充电，所述充电状态指示灯显示当前充电状态。
3.根据权利要求1所述的人身安防方法，其特征在于：所述第一微控制器系统模块采用CC2640无线微控制器芯片；所述第二微控制器系统模块采用CC2640R2F无线微控制器芯片；所述通信模块为NB-IOT通信模块，所述NB-IOT通信模块用于与蓝牙扫描终端(2)进行远程通信，将蓝牙扫描终端(2)抓取的蓝牙Beacon数据识别处理后，上传至所述云端服务器。
4.根据权利要求1所述的人身安防方法，其特征在于：以4个蓝牙Beacon终端(1)为一组，并组成正方形区域以部署在蓝牙扫描终端(2)的周围，4个蓝牙Beacon终端(1)等间隔设置，且间隔距离≤10m。
5.根据权利要求1所述的人身安防方法，其特征在于：所述运动计步检测传感器采用BMA250低功耗三轴加速度传感器；所述心率血氧传感器采用生物传感器MAX30102；所述体温传感器采用红外温度传感器MLX90615。
6.根据权利要求5所述的人身安防方法，其特征在于：蓝牙扫描终端(2)还包括振动提示模块与触摸显示屏显控模块；所述触摸显示屏显控模块为所述安防监控装置的人机交互界面，用于显示当前所述佩戴人员的身体参数信息、周围其他蓝牙Beacon终端(1)信号状态以及所述蓝牙手表的剩余电量、时间、日期、步数；在所述健康异常数据包上传至所述后台管理系统的同时，所述触摸显示屏上闪烁显示所述身体参数信息，并振动提示对应的佩戴人员。
7.根据权利要求1所述的人身安防方法，其特征在于：每个蓝牙Beacon终端(1)与蓝牙扫描终端(2)均包括一个2.4GHz射频天线模块，所述2.4GHz射频天线模块通过无线射频方式在多个蓝牙Beacon终端(1)与蓝牙扫描终端(2)之间进行非接触双向通信。
8.根据权利要求3所述的人身安防方法，其特征在于：蓝牙扫描终端(2)还包括SOS报警模块，所述SOS报警模块包括主动长按按键报警单元和异常状态自动报警单元；所述主动长按按键报警单元用于供所述佩戴人员长按5S按键主动报警求救；所述异常状态自动报警单元用于进行低电量报警、所述佩戴人员健康异常报警、周围无蓝牙Beacon信号报警、无NB-IOT通信信号报警。
9.根据权利要求1所述的人身安防方法，其特征在于：蓝牙扫描终端(2)还包括睡眠模块与睡眠唤醒模块；所述睡眠唤醒模块包括定时器和SOS按键；在无工作状态下，所述睡眠模块启动，所述安防监控装置进入睡眠模式；所述安防监控装置由所述定时器触发中断唤醒或所述SOS按键短按唤醒。
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