CN112656388A - 监测数据的处理方法、系统和可穿戴设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种监测数据的处理方法、系统和可穿戴设备，其中，该监测数据的处理方法包括：控制第一可穿戴设备的BLE模块监测BLE距离信息；在检测到所述BLE距离信息小于第一预设距离的情况下，控制该第一可穿戴设备的UWB模块监测UWB距离信息；其中，该BLE距离信息和该UWB距离信息，用于分别指示该第一可穿戴设备和第二可穿戴设备之间的距离；根据该UWB距离信息生成监测数据的处理结果；其中，该监测数据包括该BLE距离信息和该UWB距离信息，该处理结果指示该第一可穿戴设备进行指定操作；通过本申请，解决了可穿戴设备对社交距离的监测数据高精度和低功耗无法兼顾的问题。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域，特别是涉及监测数据的处理方法、系统和可穿戴设备。
背景技术
可穿戴设备是应用现有的高科技技术对日常穿戴进行智能化设计、开发出可以穿戴的设备的总称，如谷歌眼镜、小米手环、苹果智能手表等等。在相关技术中，可穿戴设备的监测能力极为有限，多数只能监测心率、运动等简单的指标并从间接推测或计算计步、热量消耗等数据；并且，可穿戴设备在监测社交距离时，近程测距的误差较大，而使用高精度装置测距时容易导致可穿戴设备功耗过高，使得监测数据的高精度和低功耗无法兼顾。
针对相关技术中，可穿戴设备对社交距离的监测数据高精度和低功耗无法兼顾的问题，尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请实施例提供了一种监测数据的处理方法、系统和可穿戴设备，以至少解决相关技术中可穿戴设备对社交距离的监测数据高精度和低功耗无法兼顾的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种监测数据的处理方法，所述方法包括：
控制第一可穿戴设备的蓝牙低能耗(Bluetooth Low Energy，简称为BLE)模块监测BLE距离信息；
在检测到所述BLE距离信息小于第一预设距离的情况下，控制所述可穿戴设备的超宽带(Ultra Wide Band，简称为UWB)模块监测UWB距离信息；
其中，所述BLE距离信息和所述UWB距离信息，用于分别指示所述第一可穿戴设备和第二可穿戴设备之间的距离；
根据所述UWB距离信息生成监测数据的处理结果；其中，所述监测数据包括所述BLE距离信息和所述UWB距离信息，所述处理结果指示所述第一可穿戴设备进行指定操作。
在其中一些实施例中，所述根据所述UWB距离信息生成监测数据的处理结果之后，所述方法还包括：
在所述UWB距离信息小于第二预设距离的情况下，生成包括社交提醒信息的所述处理结果，并向所述第一可穿戴设备的报警装置发送所述社交提醒信息。
在其中一些实施例中，所述方法还包括：
根据所述监测数据中各数据频率，将所述监测数据定义为第一数据包协议和第二数据包协议；其中，所述监测数据还包括生理参数；
根据所述第一数据包协议和所述第二数据包协议确定发送频率；其中，所述发送频率低于所述数据频率之和；
通过上行数据包协议、所述第一数据包协议和所述第二数据包协议，根据所述发送频率将所述监测数据发送给终端进行显示。
在其中一些实施例中，所述根据所述发送频率将所述监测数据发送给终端进行显示：
根据所述发送频率将连接数提高至预设连接值；并根据与所述预设连接值相匹配的传输速度将所述监测数据发送给所述终端。
在其中一些实施例中，所述控制第一可穿戴设备的BLE模块监测距离信息包括：
控制所述BLE模块发射第一信号，并接收所述第二可穿戴设备根据所述第一信号反馈的第二信号；其中，所述第一信号强于所述第二信号；
根据所述第一信号和所述第二信号，获取所述距离信息。
在其中一些实施例中，所述控制所述可穿戴设备的UWB模块监测UWB距离信息包括：
控制所述UWB模块发送测距信息并接收第一时间戳；接收所述第二可穿戴设备根据所述测距信息反馈的第二时间戳；
根据所述第一时间戳和所述第二时间戳，获取所述距离信息。
第二方面，本申请实施例提供了一种可穿戴设备，第一可穿戴设备包括：主控装置、BLE模块和UWB模块；
所述主控装置，用于控制所述BLE模块监测BLE距离信息；
所述主控装置在检测到所述BLE距离信息小于第一预设距离的情况下，控制所述UWB模块监测UWB距离信息；
其中，所述BLE距离信息和所述UWB距离信息，用于分别指示所述第一可穿戴设备和第二可穿戴设备之间的距离；
所述主控装置根据所述UWB距离信息生成监测数据的处理结果；其中，所述监测数据包括所述BLE距离信息和所述UWB距离信息，所述处理结果指示所述第一可穿戴设备进行指定操作。
第三方面，本申请实施例提供了一种监测数据的处理系统，所述系统包括：第一可穿戴设备和第二可穿戴设备；其中，所述第一可穿戴设备包括主控装置、BLE模块和UWB模块；
所述主控装置，用于控制所述BLE模块监测BLE距离信息；
所述主控装置在检测到所述BLE距离信息小于第一预设距离的情况下，控制所述UWB模块监测所述距离信息；
其中，所述BLE距离信息和所述UWB距离信息，用于分别指示所述第一可穿戴设备和所述第二可穿戴设备之间的距离；
所述主控装置根据所述UWB距离信息生成监测数据的处理结果；其中，所述监测数据包括所述BLE距离信息和所述UWB距离信息，所述处理结果指示所述第一可穿戴设备进行指定操作。
在其中一些实施例中，所述系统还包括报警装置；其中，所述报警装置与所述主控装置连接；
所述主控装置还用于在所述UWB距离信息小于第二预设距离的情况下，生成包括社交提醒信息的所述处理结果，并向所述报警装置发送所述社交提醒信息。
在其中一些实施例中，所述系统还包括终端；其中，所述终端连接所述第一可穿戴设备；
所述主控装置还用于根据所述监测数据中各数据频率，将所述监测数据定义为第一数据包协议和第二数据包协议；其中，所述监测数据还包括生理参数；
所述主控装置根据所述第一数据包协议和所述第二数据包协议确定发送频率；其中，所述发送频率低于所述数据频率之和；
所述主控装置通过上行数据包协议、所述第一数据包协议和所述第二数据包协议，根据所述发送频率将所述监测数据发送给终端进行显示。
在其中一些实施例中，所述系统还包括远程服务器；其中，所述远程服务器分别连接所述终端、所述第一可穿戴设备；
所述主控装置还用于将所述生理参数和/或所述距离信息发送给所述远程服务器进行存储；或者，
所述终端将所述生理参数和/或所述距离信息发送给所述远程服务器。
相比于相关技术，本申请实施例提供的监测数据的处理方法、系统和可穿戴设备，通过控制第一可穿戴设备的BLE模块监测BLE距离信息；在检测到所述BLE距离信息小于第一预设距离的情况下，控制该第一可穿戴设备的UWB模块监测UWB距离信息；其中，该BLE距离信息和该UWB距离信息，用于分别指示该第一可穿戴设备和第二可穿戴设备之间的距离；根据该UWB距离信息生成监测数据的处理结果；其中，该监测数据包括该BLE距离信息和该UWB距离信息，该处理结果指示该第一可穿戴设备进行指定操作，解决了可穿戴设备对社交距离的监测数据高精度和低功耗无法兼顾的问题。
本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为根据本申请实施例中监测数据处理方法应用场景的示意图；
图2为根据本申请实施例的监测数据处理方法的流程图一；
图3为根据本申请实施例的监测数据处理方法的流程图二；
图4为根据本申请实施例的监测数据传输的示意图；
图5为根据本申请实施例的BLE模块包定义的示意图；
图6为根据本申请实施例的数据传输架构的示意图；
图7为根据本申请实施例的终端显示界面的示意图；
图8为根据本申请实施例的监测数据处理方法的流程图三；
图9为根据本申请实施例的DS-TWR算法的示意图；
图10为根据本申请实施例的可穿戴设备的结构框图；
图11为根据本申请实施例的监测数据处理系统的结构框图；
图12为根据本发明实施例的一种计算机设备内部的结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请中描述的各种技术可用于各种无线通信系统，例如2G、3G、4G、5G通信系统以及下一代通信系统，又例如全球移动通信系统(Global System for Mobilecommunications，简称为GSM)，码分多址(Code Division Multiple Access，简称为CDMA)系统，时分多址(Time Division Multiple Access，简称为TDMA)系统，宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access Wireless，简称为WCDMA)，频分多址(Frequency Division Multiple Addressing，简称为FDMA)系统，正交频分多址(Orthogonal Frequency-Division Multiple Access，简称为OFDMA)系统，单载波FDMA(SC-FDMA)系统，通用分组无线业务(General Packet Radio Service，简称为GPRS)系统，长期演进(Long Term Evolution，简称为LTE)系统，5G新空口(New Radio，简称为NR)系统以及其他此类通信系统。
本实施例提供的监测数据处理系统可集成在基站、射频拉远单元(Radio RemoteUnit，简称为RRU)或者其他任意需要进行射频收发的网元设备中。本文中的基站可以是接入网中在空中接口上通过一个或多个扇区与无线终端通信的设备。基站可用于将收到的空中帧与网际协议(Internet Protocol，简称为IP)分组进行相互转换，作为无线终端与接入网的其余部分之间的路由器，其中接入网的其余部分可包括IP网络。基站还可协调对空中接口的属性管理。例如，基站可以是GSM或CDMA中的基站(Base Transceiver Station，简称为BTS)，也可以是WCDMA中的基站(Node B)，还可以是LTE中的演进型基站(evolutionalNode B，简称为eNB或e-Node B)，还可以是5G NR中的(generation Node B，简称为gNB)，本申请并不限定。
本申请提供的监测数据的处理方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，终端12通过网络与远程服务器14进行通信；该终端12通过蓝牙与第一可穿戴设备16连接；该第一可穿戴设备16利用BLE模块监测BLE距离信息，并在检测到该BLE距离信息小于第一预设距离的情况下，利用UWB模块监测UWB距离信息；最终根据该UWB距离信息生成监测数据的处理结果，并发送给该终端12；该终端12进而获取到该第一可穿戴设备16和第二可穿戴设备之间的社交距离，以及获取到该第一可穿戴设备16监测到的生理参数，并将该生理参数发送给远程服务器14。该终端12可以但不限于是各种智能手机、个人计算机、笔记本电脑和平板电脑，该远程服务器14可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。
需要说明的是，上述应用场景可以使用于大规模监测社交距离和生理指标的场合，例如，可以将第一可穿戴设备16用于呼吸道等传染性疾病监测，实时采集用户的生理参数和社交距离；或者，也可以将该第一可穿戴设备16用于马拉松竞赛，进而实时采集到用户的心率等数据，并监测到该用户的社交距离；上述应用场景也可以应用于集会等其他场合。
本实施例还提供了一种监测数据的处理方法。图2为根据本申请实施例的监测数据处理方法的流程图一，如图2所示，该流程包括如下步骤：
步骤S202，控制第一可穿戴设备16的BLE模块监测BLE距离信息；其中，该BLE距离信息用于指示该第一可穿戴设备16和第二可穿戴设备之间的距离，也就是说，在常规模式下，该第一可穿戴设备16通过BLE模块监测与其他可穿戴设备之间的距离。
在其中一些实施例中，BLE模块可以通过接收的信号强度指示(Received SignalStrength，简称为RSSI)算法初步测算与第二可穿戴设备之间的距离；在基于RSSI值的BLE模块测距中，该第一可穿戴设备16的无线信号传播损耗模型如公式1所示：
其中，d表示该第一可穿戴设备16与该第二可穿戴设备之间的距离；PL(d)表示该第二可穿戴设备收到距离为d(m)时标签的RSSI值；d0为基准距离，通常将d0为1m；PT为信号发射功率；PL(d0)为基准距离RSSI值；η为路径损耗指数，一般取2～4；N表示正态分布函数，即xσ表示服从正态分布函数的均值为0，方差为σ2的高斯噪声，单位是dB，通常取值4≤σ2≤10。
则控制该BLE模块，利用RSSI算法监测BLE距离信息的过程可以包括：控制该BLE模块发射第一信号；该第一信号在传播至第二可穿戴设备过程中，由于无线信号传播损耗减弱至第二信号，接收该第二可穿戴设备根据该第一信号反馈的第二信号；最后根据该第一信号即发射信号强度，以及该第二信号即接收信号强度的对比，估算出该第一可穿戴设备16和该第二可穿戴设备之间的距离。
步骤S204，在检测到该BLE距离信息小于第一预设距离的情况下，控制该可穿戴设备的UWB模块监测UWB距离信息；其中，该第一预设距离可以为预先设置的阈值，例如，将该第一预设距离设置为3m，且该第一预设距离与BLE模块测距误差相适应，在该BLE模块测距误差经算法改进减小后，该预设距离也可以相应缩短；该UWB距离信息用于指示该第一可穿戴设备16和第二可穿戴设备之间的距离；需要说明的是，控制BLE模块监测距离为常规模式，而当监测到的该BLE距离信息小于第一预设距离时，由于该BLE模块测距误差相对较大，此时可以控制启动UWM模块，用于精确测量该第一可穿戴设备16和该第二可穿戴设备之间的绝对距离；同时，在常规模式下控制该UWM模块处于关闭或休眠状态，有利于降低该第一可穿戴设备16的功耗。
其中，UWB模块的距离测量方式包括：根据信号到达的时间(Tine Of Arrival，简称为TOA)计算距离、根据信号到达的强度(Received Signal Strength，简称为RSS)计算距离、根据信号到达的角度(Angle Of Arrival，简称为AOA)计算距离，以及根据信号到达的时间差(Time Difference Of Arrival，简称为TDOA)计算距离。
步骤S206，根据该UWB距离信息生成监测数据的处理结果；其中，该监测数据包括该BLE距离信息和该UWB距离信息，例如，在该BLE距离信息始终大于或等于第一预设距离的情况下，无需启动UWB模块精确测距，则此时监测数据只包括BLE距离信息，而在该UWB模块启动进行测距的情况下，此时监测数据包括UWB距离信息；该处理结果指示该第一可穿戴设备16进行指定操作。
通过上述步骤S202至步骤S206，检测到BLE模块监测的BLE距离信息小于第一预设距离时，启动UWB模块监测UWB距离信息，进而监测到第一可穿戴设备16与其他可穿戴设备之间的社交距离，因此实现了通过BLE模块与UWB模块低功耗的互补测距网络进行实时低功耗高精度的社交距离检测，解决了可穿戴设备对社交距离的监测数据高精度和低功耗无法兼顾的问题。
在其中一些实施例中，生成监测数据的处理结果之后，该监测数据的处理方法还包括如下步骤：在该UWB距离信息小于第二预设距离的情况下，说明此时携带第一可穿戴设备16的用户，与携带第二可穿戴设备的用户之间的距离过近，需要对用户进行报警提示，则可以生成包括社交提醒信息的该处理结果，并向该第一可穿戴设备16的报警装置发送该社交提醒信息；该第二预设距离可以预先进行设置，该第二预设距离可以设置为1m。
其中，该报警装置可以设置为扬声器、显示屏或其他装置，该报警装置可以设置在该第一可穿戴设备16上，例如，在接收到社交提醒信息后，在该第一可穿戴设备16上的设置为灯带的报警装置即刻开始闪烁红灯进行提醒，也可以由设置为扬声器的报警装置通过语音播报进行提醒；或者，该报警装置也可以通过与该第一可穿戴设备16连接的终端12进行设置，例如，该第一可穿戴设备16将该社交提醒信息发送给终端12，由该终端12进行显示提醒。
通过上述实施例，在通过第一可穿戴设备16的BLE模块和UWB模块进行协同精确测距后，若测得的距离信息小于第二预设距离，即该第一可穿戴设备16检测到社交距离过近时，通过报警设备对用户及时进行提醒，避免了用户未注意到社交距离而易造成的传染或人群拥堵等现象。
在其中一些实施例中，提供了一种监测数据的处理方法，图3为根据本申请实施例的监测数据处理方法的流程图二，如图3所示，该流程包括如下步骤：
步骤S302，根据该监测数据中各数据频率，将该监测数据定义为第一数据包协议和第二数据包协议；其中，该监测数据还包括生理参数，该生理参数由第一可穿戴设备16实时采集。需要说明的是，第一可穿戴设备16与该终端12连接，该监测数据由该第一可穿戴设备16传输至终端12，图4为根据本申请实施例的监测数据传输的示意图，如图4所示，连接间隔决定了该第一可穿戴设备16与配对的终端12之间的交互间隔，数据通信在连接事件中进行交互；在连接事件定义数据通信，对于本文中描述的监测数据，每一种传感器发送数据净含量，例如上行数据包协议定义包括：起始帧标示(1字节)，传感器类型ID标示(1字节)，时间戳标示(4字节)，传感器测量值标示(2字节)。
图5为根据本申请实施例的BLE模块包定义的示意图，如图5所示，根据BLE传输协议，BLE低功耗传输模式下默认有效数据大小为20字节，即BLE模块中一个包的数据净含量大小为20字节，若按照每个传感器分别发送数据，有效利用的净含量大小仅为8字节，数据传输含量没有得到充分利用；而需要传输的原始监测数据包括：电容积PPG值(10Hz)，加速度传感器(10Hz)，角速度传感器(10Hz)皮肤电阻传感器(1Hz)，包括心率(1Hz)，皮肤温度传感器(1Hz)，BLE测距数据(1Hz)，UWB测距数据(1Hz)，因此共计需要的发送频率为35Hz。
由此，发明人提出了同频率的数据共用时间戳的方法，根据各监测数据的发送频率，将多个传感器数据打包为不同传输包，例如第一数据包协议，即10Hz数据信号数据包(每秒钟发送10个数据包)，与第二数据包协议，即1Hz信号数据包(每秒钟发送一个数据包)，以减少发送的频率；需要说明的是，该传输包的分类情况与实际各监测数据的发送频率相适应。
需要说明的是，该第一可穿戴设备16通过设置的多种传感装置实时采集连续用户的生理参数数据，该传感装置包括：光电传感器；加速度传感器；角速度传感器、皮肤电阻传感器或其他用于采集生理参数的传感器；该光电传感器可以用于利用光电容积描记(photoplethysmograph，简称为PPG)进行人体运动心率的检测；然后将实时采集到的生理参数通过BLE模块传递到与该第一可穿戴设备16连接配对的终端12中，或者通过网络传输到远程服务器14。
步骤S304，根据该第一数据包协议和该第二数据包协议确定发送频率；其中，该发送频率低于该数据频率之和；例如，该第一数据包协议的10Hz传感器信号包括：电容积PPG信号(10Hz)，加速度传感器信号(10Hz)，角速度传感器信号(10Hz)。在这些信号共用时间标示的情况下，帧协议定义如下，起始帧标示(1字节)，传感器类型ID标示(1字节)，时间戳标示(4字节)，数据信号集合(14字节)；总计20字节。
该第二数据包协议的1Hz传感器信号包括：皮肤电阻传感器(1Hz)，包括心率(1Hz)，皮肤温度传感器(1Hz)，BLE测距数据(1Hz)，UWB测距数据(1Hz)。在这些信号共用时间标示的情况下，帧协议定义如下，起始帧标示(1字节)，传感器类型ID标示(1字节)，时间戳标示(4字节)，数据信号集合(8字节)；总计14字节。
由上所述，在共用时间戳方法下的数据传输过程中，发送所有监测数据仅仅需要11Hz，极大节约了原本以35Hz发送所需的功耗。
步骤S306，通过上行数据包协议、该第一数据包协议和该第二数据包协议，根据该发送频率将该监测数据发送给终端12进行显示；其中，上行数据包协议、第一数据包协议和第二数据包协议的定义分别如表1至表3所示：
表1 上行数据包协议
表2 10Hz数据包协议
表3 1Hz数据包协议
其中，图6为根据本申请实施例的数据传输架构的示意图，如图6所示，包括：1、生理参数数据传输；穿戴式设备实时连续采集生理参数，光电容积PPG值(10Hz)，加速度传感器(10Hz)，角速度传感器(10Hz)皮肤电阻传感器(1Hz)，包括心率(1Hz)，皮肤温度传感器(1Hz)。实时数据通过BLE传输到配对手机，再通过网络传输到云端服务器；2、BLE距离信息传输：穿戴设备实时测量标签设备之间的RSSI值(1Hz)，并上传至终端12；3、UWB距离信息传输：若UWB模块启动时，穿戴设备实时测量标签间的TOA值(1Hz)，并上传至终端12。
图7为根据本申请实施例的终端显示界面的示意图，如图7所示，终端12在接收到包括BLE距离信息、UWB距离信息和生理参数等数据后，经处理后在本申请实施例中应用程序(Application，简称为APP)的显示界面上显示检测(DETECTION)数据，包括各生理参数(Physiological)以及社交距离(Social distance)；此外，还可以显示日期等信息。
通过上述步骤S302至步骤S306，将生理参数、距离信息等监测数据，按照各频率进行分类打包并传输给该终端12，该终端12向用户显示经处理的该监测数据，从而实现了实时高速率的基于该第一可穿戴设备16的生理参数采集及用户健康情况自检；同时，通过同频率的数据共用时间戳，有效降低了监测数据的总体发送频率。
在其中一些实施例中，提供了一种监测数据的处理方法。图8为根据本申请实施例的监测数据处理方法的流程图三，如图8所示，该流程包括如下步骤：
步骤S802，根据该发送频率将连接数提高至预设连接值；并根据与该预设连接值相匹配的传输速度将该监测数据发送给该终端12；
其中，为满足实时传输要求，对BLE模块的传输速率提出了较为严格的要求，一方面，为降低BLE的功耗，需增大连接延迟，另一方面，为保证数据无丢失的传输，发明人详细定义了BLE模块的数据包协议，如上述表1至表3所示；根据Bluetooth 4.0BLE部分协议，BLE模块的传输速度受其连接参数所影响；连接参数包括：1、连接间隔；BLE基带是跳频工作的，主机和从机会商定多长时间进行跳频连接，连接上才能进行数据传输；而跳频过程中的连接是BLE基带协议的规定，完全由硬件控制，对应用层透明；明显，如果这个连接间隔时间越短，那么传输的速度就增大；连接上传完数据后，BLE基带即进入休眠状态，保证低功耗；其是1.25毫秒一个单位；2、连接延迟；该连接延迟是为了低功耗考虑，允许从机在跳频过程中不理会主机的跳频指令，继续睡眠一段时间。而主机不能因为从机睡眠而认为其断开连接了。其是1.25毫秒一个单位。明显，这个数值越小，传输速度也高。一般场景而言，连接参数设置连接数为16，即连接间隔20毫秒(50Hz)；Android手机规定连接参数最小是8，即10毫秒；iOS规定是16，即20毫秒；而为了降低BLE模块功耗，可以适应提高连接数。
例如，上述监测数据的各频率之和为35Hz，则此时连接数通常较低；而通过上述步骤S304，将所有监测数据按照不同的数据发送频率进行分类打包之后，在共用时间戳方法下的监测数据传输所需的发送频率，理论上而言可以有效降低至11Hz，同时考虑到实际工程应用需求，发明人将预设连接值设置为64，即发送间隔时间是64×1.25＝85ms(1.25Hz)，也就是说，可以将设置的连接数提高至64。
通过上述步骤S802，根据监测数据的总体发送频率提高连接数，从而实现了在保证BLE模块传输速率的情况下，极大降低发送该监测数据所需的功耗，解决了可穿戴设备对监测数据高精度和低功耗无法兼顾的问题。
在其中一些实施例中，控制UWB模块监测UWB距离信息还包括如下步骤：控制该UWB模块发送测距信息并接收第一时间戳；接收该第二可穿戴设备根据该测距信息反馈的第二时间戳；根据该第一时间戳和该第二时间戳，获取该距离信息。
其中，由于对测距精度要求是厘米级而UWB电磁信号以光速进行计算，使得对硬件系统的要求大大提高；因此，本申请实施例采用TOA方法控制UWB模块测距，该方案仅需要测距过程中各时间点的时间戳，然后根据时间戳差计算信号传输时间TOF。但由于电磁波传播速度影响，直接计算TOF的结果会导致很大的测距误差，本申请实施例中设计的高精度测距系统使用双边双向测距(Double-sided Two-way Ranging，简称为DS-TWR)算法，该DS-TWR算法与单边双向测距((Single-sided Two-way Ranging，简称为SS-TWR)算法相比减少了晶振时钟带来的误差，图9为根据本申请实施例的DS-TWR算法的示意图，如图9所示，完成一次DS-TWR测距步骤包括：
1、第二可穿戴设备根据搜寻阶段所获得的标签注册表，向第一可穿戴设备16发送RNG消息并记录此时间戳RNG_TX，打开接收；2、处于监听状态的第一可穿戴设备16收到该第二可穿戴设备的RNG消息，记录此时间戳RNG_RX，接着向该第二可穿戴设备回复RES消息时间戳为RES_TX，打开接收；3、该第二可穿戴设备收到RES消息记录时间戳RES_RX，将RNG_TX、RES_RX和FIN_TX填包进行FIN消息发送，然后进入下一个测距周期；4、第一可穿戴设备16收到FIN消息记录时间戳FIN_RX，解包获得各点时间戳并计算距离。
其中，根据图5所示的DS-TWR算法实现过程，可以得到公式2和公式3：
Tround1＝Treply1+2Tprop 公式2
Tround2＝Treply2+2Tprop 公式3
根据公式2和公式3，可以推导得到公式4和公式5：
Tround1+Tround2+Treply1+Treply2＝4Tprop+2Treply1+2Treply2 公式5
根据公式4和公式5，可以得到最终信号飞行信号，如公式6所示：
通过上述实施例，利用双边双向测距技术，控制第二可穿戴设备进行精确测距，避免了由于电磁波传播速度影响造成的测距误差，进一步提高了监测数据的处理过程中的准确性，同时也降低了对硬件系统的要求。
应该理解的是，虽然图2、图3和图8的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2、图3和图8中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在本实施例中，提供了一种可穿戴设备，图10为根据本申请实施例的可穿戴设备的结构框图，如图10所示，该第一可穿戴设备16包括：主控装置102、BLE模块104和UWB模块106；
该主控装置102，用于控制该BLE模块104监测BLE距离信息；该主控装置102在检测到该BLE距离信息小于第一预设距离的情况下，控制该UWB模块106监测UWB距离信息；其中，该BLE距离信息和该UWB距离信息，用于分别指示该第一可穿戴设备16和第二可穿戴设备之间的距离；该主控装置102根据该UWB距离信息生成监测数据的处理结果；其中，该监测数据包括该BLE距离信息和该UWB距离信息，该处理结果指示该第一可穿戴设备16进行指定操作。
通过上述实施例，主控装置102检测到BLE模块104监测的BLE距离信息小于第一预设距离时，启动UWB模块106监测UWB距离信息，进而监测到第一可穿戴设备16与其他可穿戴设备之间的社交距离，因此实现了通过BLE模块104与UWB模块106低功耗的互补测距网络进行实时低功耗高精度的社交距离检测，解决了可穿戴设备对社交距离的监测数据高精度和低功耗无法兼顾的问题。
在其中一些实施例中，该主控装置102还用于在该UWB距离信息小于第二预设距离的情况下，生成包括社交提醒信息的该处理结果，并向该可穿戴设备的报警装置发送该社交提醒信息。
在其中一些实施例中，该主控装置102还用于根据该监测数据中各数据频率，将该监测数据定义为第一数据包协议和第二数据包协议；其中，该监测数据还包括生理参数；该主控装置102根据该第一数据包协议和该第二数据包协议确定发送频率；其中，该发送频率低于该数据频率之和；该主控装置102通过上行数据包协议、该第一数据包协议和该第二数据包协议，根据该发送频率将该监测数据发送给终端12进行显示。
在其中一些实施例中，该主控装置102还用于根据该发送频率将连接数提高至预设连接值；并根据与该预设连接值相匹配的传输速度将该监测数据发送给该终端12。
在其中一些实施例中，该主控装置102还用于控制该BLE模块104发射第一信号，并接收该第二可穿戴设备根据该第一信号反馈的第二信号；其中，该第一信号强于该第二信号；该主控装置102根据该第一信号和该第二信号，获取该距离信息。
在其中一些实施例中，该主控装置102还用于控制该UWB模块发送测距信息并接收第一时间戳；接收该第二可穿戴设备根据该测距信息反馈的第二时间戳；该主控装置102根据该第一时间戳和该第二时间戳，获取该距离信息。
在本实施例中，提供了一种监测数据的处理系统，图11为根据本申请实施例的监测数据处理系统的结构框图，如图11所示，该系统包括：第一可穿戴设备16和第二可穿戴设备112；其中，该第一可穿戴设备16包括主控装置102、BLE模块104和UWB模块106；该第二可穿戴设备112可以是与该第一可穿戴设备16同型号的设备。
该主控装置102，用于控制该BLE模块104监测BLE距离信息；该主控装置102在检测到该BLE距离信息小于第一预设距离的情况下，控制该UWB模块106监测该距离信息；其中，该BLE距离信息和该UWB距离信息，用于分别指示该第一可穿戴设备16和该第二可穿戴设备112之间的距离；该主控装置102根据该UWB距离信息生成监测数据的处理结果；其中，该监测数据包括该BLE距离信息和该UWB距离信息，该处理结果指示该第一可穿戴设备16进行指定操作。
通过上述实施例，主控装置102检测到BLE模块104监测的BLE距离信息小于第一预设距离时，启动UWB模块106监测UWB距离信息，进而监测到第一可穿戴设备16与其他可穿戴设备之间的社交距离，因此实现了通过BLE模块104与UWB模块106低功耗的互补测距网络进行实时低功耗高精度的社交距离检测，解决了可穿戴设备对社交距离的监测数据高精度和低功耗无法兼顾的问题。
在其中一些实施例中，该系统还包括报警装置；其中，该报警装置与该主控装置102连接；该主控装置102还用于在该UWB距离信息小于第二预设距离的情况下，生成包括社交提醒信息的该处理结果，并向该报警装置发送该社交提醒信息。
在其中一些实施例中，该系统还包括终端12；其中，该终端12连接该第一可穿戴设备16；该主控装置102还用于根据该监测数据中的各数据频率，将该监测数据定义为第一数据包协议和第二数据包协议；其中，该监测数据还包括生理参数；该主控装置102根据该第一数据包协议和该第二数据包协议确定发送频率；其中，该发送频率低于该数据频率之和；该主控装置102通过上行数据包协议、该第一数据包协议和该第二数据包协议，根据该发送频率将该监测数据发送给终端12进行显示。
在其中一些实施例中，该系统还包括远程服务器14；其中，该远程服务器14分别连接该终端12、该第一可穿戴设备16；该主控装置102还用于将该生理参数和/或该距离信息发送给该远程服务器14进行存储；或者，该终端12将该生理参数和/或该距离信息发送给该远程服务器14。
在其中一些实施例中，该第一可穿戴设备16的主控装置102，还用于控制该BLE模块104发射第一信号，并接收该第二可穿戴设备根据该第一信号反馈的第二信号；其中，该第一信号强于该第二信号；该主控装置102根据该第一信号和该第二信号，获取该距离信息。
在其中一些实施例中，该主控装置102还用于控制该UWB模块106发送测距信息并接收第一时间戳；接收该第二可穿戴设备根据该测距信息反馈的第二时间戳；该主控装置102根据该第一时间戳和该第二时间戳，获取该距离信息。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图12所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端12通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种监测数据的处理方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (11)
1.一种监测数据的处理方法，其特征在于，所述方法包括：
控制第一可穿戴设备的蓝牙低能耗BLE模块监测BLE距离信息；
在检测到所述BLE距离信息小于第一预设距离的情况下，控制所述可穿戴设备的超宽带UWB模块监测UWB距离信息；
其中，所述BLE距离信息和所述UWB距离信息，用于分别指示所述第一可穿戴设备和第二可穿戴设备之间的距离；
根据所述UWB距离信息生成监测数据的处理结果；其中，所述监测数据包括所述BLE距离信息和所述UWB距离信息，所述处理结果指示所述第一可穿戴设备进行指定操作。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述根据所述UWB距离信息生成监测数据的处理结果之后，所述方法还包括：
在所述UWB距离信息小于第二预设距离的情况下，生成包括社交提醒信息的所述处理结果，并向所述第一可穿戴设备的报警装置发送所述社交提醒信息。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述监测数据中各数据频率，将所述监测数据定义为第一数据包协议和第二数据包协议；其中，所述监测数据还包括生理参数；
根据所述第一数据包协议和所述第二数据包协议确定发送频率；其中，所述发送频率低于所述数据频率之和；
通过上行数据包协议、所述第一数据包协议和所述第二数据包协议，根据所述发送频率将所述监测数据发送给终端进行显示。
4.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述根据所述发送频率将所述监测数据发送给终端进行显示：
根据所述发送频率将连接数提高至预设连接值；并根据与所述预设连接值相匹配的传输速度将所述监测数据发送给所述终端。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述控制第一可穿戴设备的BLE模块监测BLE距离信息包括：
控制所述BLE模块发射第一信号，并接收所述第二可穿戴设备根据所述第一信号反馈的第二信号；其中，所述第一信号强于所述第二信号；
根据所述第一信号和所述第二信号，获取所述距离信息。
6.根据权利要求1或5所述的处理方法，其特征在于，所述控制所述可穿戴设备的UWB模块监测UWB距离信息包括：
控制所述UWB模块发送测距信息并接收第一时间戳；接收所述第二可穿戴设备根据所述测距信息反馈的第二时间戳；
根据所述第一时间戳和所述第二时间戳，获取所述距离信息。
7.一种可穿戴设备，其特征在于，第一可穿戴设备包括：主控装置、BLE模块和UWB模块；
所述主控装置，用于控制所述BLE模块监测BLE距离信息；
所述主控装置在检测到所述BLE距离信息小于第一预设距离的情况下，控制所述UWB模块监测UWB距离信息；
其中，所述BLE距离信息和所述UWB距离信息，用于分别指示所述第一可穿戴设备和第二可穿戴设备之间的距离；
所述主控装置根据所述UWB距离信息生成监测数据的处理结果；其中，所述监测数据包括所述BLE距离信息和所述UWB距离信息，所述处理结果指示所述第一可穿戴设备进行指定操作。
8.一种监测数据的处理系统，其特征在于，所述系统包括：第一可穿戴设备和第二可穿戴设备；其中，所述第一可穿戴设备包括主控装置、BLE模块和UWB模块；
所述主控装置，用于控制所述BLE模块监测BLE距离信息；
所述主控装置在检测到所述BLE距离信息小于第一预设距离的情况下，控制所述UWB模块监测所述距离信息；
其中，所述BLE距离信息和所述UWB距离信息，用于分别指示所述第一可穿戴设备和所述第二可穿戴设备之间的距离；
所述主控装置根据所述UWB距离信息生成监测数据的处理结果；其中，所述监测数据包括所述BLE距离信息和所述UWB距离信息，所述处理结果指示所述第一可穿戴设备进行指定操作。
9.根据权利要求8所述的处理系统，其特征在于，所述系统还包括报警装置；其中，所述报警装置与所述主控装置连接；
所述主控装置还用于在所述UWB距离信息小于第二预设距离的情况下，生成包括社交提醒信息的所述处理结果，并向所述报警装置发送所述社交提醒信息。
10.根据权利要求8所述的处理系统，其特征在于，所述系统还包括终端；其中，所述终端连接所述第一可穿戴设备；
所述主控装置还用于根据所述监测数据中的各数据频率，将所述监测数据定义为第一数据包协议和第二数据包协议；其中，所述监测数据还包括生理参数；
所述主控装置根据所述第一数据包协议和所述第二数据包协议确定发送频率；其中，所述发送频率低于所述数据频率之和；
所述主控装置通过上行数据包协议、所述第一数据包协议和所述第二数据包协议，根据所述发送频率将所述监测数据发送给终端进行显示。
11.根据权利要求10所述的处理系统，其特征在于，所述系统还包括远程服务器；其中，所述远程服务器分别连接所述终端、所述第一可穿戴设备；
所述主控装置还用于将所述生理参数和/或所述距离信息发送给所述远程服务器进行存储；或者，
所述终端将所述生理参数和/或所述距离信息发送给所述远程服务器。
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