CN111935648A - 一种基于LoRa无线通信的低功耗定位系统 - Google Patents

一种基于LoRa无线通信的低功耗定位系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于LoRa无线通信的低功耗定位系统，属于LoRa无线定位系统技术领域。该基于LoRa无线通信的低功耗定位系统包括通讯传输部分、人体信息采集部分和供电电池。所述通讯传输部分包括处理器、定位终端、蓝牙无线模块和LoRa无线模块，所述定位终端、所述蓝牙无线模块和所述LoRa无线模块分别电性连接于所述处理器，所述人体信息采集部分包括陀螺仪传感器、加速度传感器和温度传感器。本发明通过LoRa无线扩频传输技术将自己的位置，身体状态定时发送。该系统可以极大的缩短意外救援寻找时间，通过实时定位技术，短时间内确定失踪人员，出现意外人员的位置信息和身体状况，为救援提供医疗信息。

Description

一种基于LoRa无线通信的低功耗定位系统
技术领域
本发明涉及LoRa无线定位系统领域，具体而言，涉及一种基于LoRa无线通信的低功耗定位系统。
背景技术
随着蜂窝移动网络的普及，通过蜂窝网络进行位置信息上传的设备在军民领域得到了广泛应用，但是依然有非常多的地区(如：山区，边境，沙漠)，这些区域虽然人迹罕至，但是也有很多人员活动；如军事、探险、户外旅游，人们在发生意外情况下无法及时和外接联系，以及不能够报告自己的位置和身体状态。
发明内容
为了弥补以上不足，本发明提供了一种基于LoRa无线通信的低功耗定位系统，旨在改善在偏僻地区人们在发生意外情况下无法及时和外接联系的问题。
本发明是这样实现的：
本发明提供一种基于LoRa无线通信的低功耗定位系统，包括通讯传输部分、人体信息采集部分和供电电池。
所述通讯传输部分包括处理器、定位终端、蓝牙无线模块和LoRa无线模块，所述定位终端、所述蓝牙无线模块和所述LoRa无线模块分别电性连接于所述处理器，所述人体信息采集部分包括陀螺仪传感器、加速度传感器和温度传感器，所述陀螺仪传感器、所述加速度传感器和所述温度传感器分别电性连接于所述处理器，所述供电电池与所述通讯传输部分中的所述处理器、所述定位终端、所述蓝牙无线模块、所述LoRa无线模块以及人体信息采集部分中的所述陀螺仪传感器、所述加速度传感器和所述温度传感器分别电性连接。
在本发明的一种实施例中，所述定位终端包括GPS定位模块或者北斗定位模块中的一种。
在本发明的一种实施例中，所述处理器还连接有一实时钟，所述实时钟与所述供电电池电性连接。
在本发明的一种实施例中，所述蓝牙无线模块为蓝牙5.0模块。
在本发明的一种实施例中，所述处理器连接有一脉搏传感器，且所述脉搏传感器电性连接于所述供电电池。
在本发明的一种实施例中，所述蓝牙无线模块信号连接有一智能手机或者一智能手环。
在本发明的一种实施例中，所述处理器连接有一血压传感器，且所述血压传感器电性连接于所述供电电池。
该基于LoRa无线通信的低功耗定位系统，还包括自组网基站，所述自组网基站设置有若干组。
在本发明的一种实施例中，所述自组网基站连接有一供电设备，所述供电设备为太阳能供电设备或者风能供电设备中的一种。
在本发明的一种实施例中，所述自组网基站之间的直线距离不大于15千米。
本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的一种基于LoRa无线通信的低功耗定位系统，使用时，通过低功耗的螺仪传感器、加速度传感器、温度传感器、脉搏传感器和血压传感器，实时采集人体加速度信息，体温、心跳、血压等信息，实时监测人体状态；一旦监测到异常状态，设备即转为救援模式。通过LoRa无线扩频传输技术将自己的位置，身体状态定时发送。该系统可以极大的缩短意外救援寻找时间，通过实时定位技术，短时间内确定失踪人员，出现意外人员的位置信息和身体状况，为救援提供医疗信息。由于不依赖蜂窝网络，可以确保在山区，沙漠等极端场所可以正常的发挥功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1是本发明实施方式提供的一种基于LoRa无线通信的低功耗定位系统框图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例
请参阅图1，本发明提供一种基于LoRa无线通信的低功耗定位系统，包括通讯传输部分、人体信息采集部分和供电电池。
其中，供电电池用于对通讯传输部分和人体信息采集部分进行供电。通讯传输部分和人体信息采集部分组成“黑匣子”，用于采集人体的实时采集人体加速度信息，体温、心跳、血压等信息；并且通过LoRa无线扩频传输技术将自己的位置，身体状态定时发送；搜索人员通过这个信标可以及时获取人员的位置和身体情况，为生命救援争取宝贵的时间。
需要说明的是，通过LoRa无线传输技术+GPS/北斗定位技术+人体跌倒跌落检测技术，给这单兵，户外探险人员配备一个“人用黑匣子”，平时以非常低的功耗运行，检测人体状态，一旦发生意外，定时发出自己的位置信息，搜索人员通过这个信标可以及时获取人员的位置和身体情况，为生命救援争取宝贵的时间。
通讯传输部分包括处理器、定位终端、蓝牙无线模块和LoRa无线模块，定位终端、蓝牙无线模块和LoRa无线模块分别电性连接于处理器。其中，定位终端包括GPS定位模块或者北斗定位模块中的一种。其中，蓝牙无线模块信号连接有一智能手机或者一智能手环；且蓝牙无线模块为蓝牙5.0模块。
人体信息采集部分包括陀螺仪传感器、加速度传感器和温度传感器，陀螺仪传感器、加速度传感器和温度传感器分别电性连接于处理器。其中，处理器、陀螺仪传感器、加速度传感器和温度传感器均优先采用低功耗的处理器和传感器。需要说明的是，处理器采用神经网络算法，判断是否人体出现跌倒、摔落、碰撞、自有落体等异常状态，一旦监测到异常状态，设备即转为救援模式。
供电电池与通讯传输部分中的处理器、定位终端、蓝牙无线模块、LoRa无线模块以及人体信息采集部分中的陀螺仪传感器、加速度传感器和温度传感器分别电性连接。处理器还连接有一实时钟，实时钟与供电电池电性连接；实时钟用于实时定位准确的时间。处理器连接有一脉搏传感器，且脉搏传感器电性连接于供电电池。处理器连接有一血压传感器，且血压传感器电性连接于供电电池。其中，供电电池采用耐高低温电池供电，使得处理器和传感器有着超长待机时间，单次电池可运行4个月。
该基于LoRa无线通信的低功耗定位系统还包括自组网基站(节点设备)，自组网基站设置有若干组。自组网基站连接有一供电设备，供电设备为太阳能供电设备或者风能供电设备中的一种；采用太阳能和风能发电长期给自组网基站进行供电。即可通过太阳能节点设备(在固定场所放置的节点设备，有太阳能风能供电)扩展通讯距离，实现整个区域的覆盖。自组网基站之间的直线距离不大于15千米。若干组自组网基站用于与该涉笔定位连接，把单个设备之间的通讯距离从15千米扩展到上百公里。
该一种基于LoRa无线通信的低功耗定位系统的工作原理：通过低功耗的螺仪传感器、加速度传感器、温度传感器、脉搏传感器和血压传感器，实时采集人体加速度信息，体温、心跳、血压等信息，实时监测人体状态；一旦监测到异常状态，设备即转为救援模式。通过LoRa无线扩频传输技术将自己的位置，身体状态定时发送，并可通接收设备进行互相通讯，设备具有蓝牙5.0技术，可以连接到智能手环，手机等设备，进行配置和信息传输。同时设备具有自组网技术，每个节点之间可以互相连接互相通讯，通过自组网技术建立自组网基站，可以把单个设备之间的通讯距离从15千米扩展到上百公里。也可以在无人机上安装搜寻装置，在特殊场合实现快速大面积的搜寻。并可对军马、军狗、军骆驼等牲畜进行定位，在意外丢失后进行搜寻。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于LoRa无线通信的低功耗定位系统，其特征在于，包括
通讯传输部分，所述通讯传输部分包括处理器、定位终端、蓝牙无线模块和LoRa无线模块，所述定位终端、所述蓝牙无线模块和所述LoRa无线模块分别电性连接于所述处理器；
人体信息采集部分，所述人体信息采集部分包括陀螺仪传感器、加速度传感器和温度传感器，所述陀螺仪传感器、所述加速度传感器和所述温度传感器分别电性连接于所述处理器；
供电电池，所述供电电池与所述通讯传输部分中的所述处理器、所述定位终端、所述蓝牙无线模块、所述LoRa无线模块以及人体信息采集部分中的所述陀螺仪传感器、所述加速度传感器和所述温度传感器分别电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于LoRa无线通信的低功耗定位系统，其特征在于，所述定位终端包括GPS定位模块或者北斗定位模块中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种基于LoRa无线通信的低功耗定位系统，其特征在于，所述处理器还连接有一实时钟，所述实时钟与所述供电电池电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于LoRa无线通信的低功耗定位系统，其特征在于，所述蓝牙无线模块为蓝牙5.0模块。
5.根据权利要求1所述的一种基于LoRa无线通信的低功耗定位系统，其特征在于，所述处理器连接有一脉搏传感器，且所述脉搏传感器电性连接于所述供电电池。
6.根据权利要求1所述的一种基于LoRa无线通信的低功耗定位系统，其特征在于，所述蓝牙无线模块信号连接有一智能手机或者一智能手环。
7.根据权利要求1所述的一种基于LoRa无线通信的低功耗定位系统，其特征在于，所述处理器连接有一血压传感器，且所述血压传感器电性连接于所述供电电池。
8.根据权利要求1所述的一种基于LoRa无线通信的低功耗定位系统，其特征在于，还包括自组网基站，所述自组网基站设置有若干组。
9.根据权利要求8所述的一种基于LoRa无线通信的低功耗定位系统，其特征在于，所述自组网基站连接有一供电设备，所述供电设备为太阳能供电设备或者风能供电设备中的一种。
10.根据权利要求8所述的一种基于LoRa无线通信的低功耗定位系统，其特征在于，所述自组网基站之间的直线距离不大于15千米。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112433232A (zh) * 2020-12-15 2021-03-02 中电科（宁波）海洋电子研究院有限公司 一种基于北斗高精度定位ais终端的搜救系统及方法

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