CN114157989A - 一种nbiot低功耗目标定位系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及目标位置确定技术领域，具体涉及一种NBIOT低功耗目标定位系统，包括定位模块、控制模块、NBIOT通信模块和后台模块；定位模块用于对移动目标的实时位置进行定位并发送至控制模块；控制模块获取实时位置并根据实时位置的距离变化量间歇性将实时位置发送至NBIOT通信模块；NBIOT通信模块用于将实时位置发送至后台模块；后台模块用于接收实时位置进行存储，并向预存的监控端发送实时位置。本发明间歇性发送完整的实时位置，便于监控端准确了解移动目标的位置，更节能，保持系统定位的持续性。

Description

一种NBIOT低功耗目标定位系统

技术领域

本发明涉及目标位置确定技术领域，具体涉及一种NBIOT低功耗目标定位系统。

背景技术

定位是对目标的实时位置进行获取，以对目标的实时位置进行监控，例如对宠物或者重要货物的实时位置进行监控，目标的定位主要是使用GPS定位模块进行实时位置的获取，然后对实时位置信息进行发送。

但是，由于目标的活动性特征，实时位置发送所需的能耗是非常大的，而移动目标所能携带电能模块的电量有限，而在目标的移动过程中不能进行及时充电，所以，为了能够让目标的定位能够持续进行，降低目标定位过程中的能耗非常重要。

发明内容

本发明意在提供一种NBIOT低功耗目标定位系统，以提高对宠物或货物为移动目标进行定位时的连续性。

本方案中的NBIOT低功耗目标定位系统，包括定位模块、控制模块、NBIOT通信模块和后台模块；

定位模块，用于对移动目标的实时位置进行定位并发送至控制模块；

控制模块，获取实时位置并根据实时位置的距离变化量间歇性将实时位置发送至NBIOT通信模块；

NBIOT通信模块，用于将实时位置发送至后台模块；

后台模块，用于接收实时位置进行存储，并向预存的监控端发送实时位置。

本方案的有益效果是：

通过对货物或动物为移动目标进行定位，由控制模块在实时位置的距离变化量较大时，通过NBIOT通信模块向后台模块发送实时位置，达到间歇性发送实时位置，让后台模块存储实时位置，并将实时位置发送至监控端处，便于监控端准确了解移动目标的位置，更节能，保持系统定位的持续性。

进一步，还包括计算模块，所述控制模块获取实时位置时添加顺序标识并发送至计算模块，所述计算模块根据顺序标识计算实时位置的距离变化量并反馈回控制模块，所述控制模块将距离变化量与阈值进行对比，所述控制模块顺序判断实时位置是否位于预测路径上，当距离变化量大于阈值且实时位置未位于预测路径上时，所述控制模块通过NBIOT通信模块将实时位置发送至后台模块。

有益效果是：通过计算模块对距离变化量进行计算，能够在停止未移动时避免发送实时位置，且暂停发送实时位置的过程中，实时位置暂存保留，便于后续查询，节省一直发送实时位置所需耗费的能量。

进一步，还包括图像模块，所述图像模块用于拍摄实时图像并发送至控制模块，当实时位置未位于预测路径上时，所述控制模块获取实时图像并识别实时图像上的标识信息，所述控制模块判断标识信息是否位于预测路径的预设范围内，若否，所述控制模块控制NBIOT通信模块将标识信息和实时位置发送至后台模块。

有益效果是：由于环境中树木或其他物体的遮挡性，例如宠物，在实时位置未位于预设路径上时，通过拍摄实时图像，并识别标识信息，判断标识信息是否位于预设路径的预设范围内，即识别目标离开预设路径后周围的标识信息，若移动目标周围的标识信息未位于预设范围内，将标识信息和实时位置共同发送至后台模块，能够根据标识信息和实时位置准确定位目标，提高发送实时位置的准确性，以及时知晓移动目标的位置。

进一步，还包括计数模块，当距离变化量小于阈值时，所述控制模块向计数模块发送计数信号，所述计数模块根据计数信号进行计数得到计数值，所述控制模块获取计数值与数量值进行对比，当计数值大于数量值时，所述控制模块将实时位置发送至NBIOT通信模块。

有益效果是：在距离变化量较小时，进行计数，当计数值达到一定时也发送实时位置，避免距离变化量长时间较小时无法及时发送实时位置。

进一步，还包括检测移动目标移动时振动强度的振动模块，所述控制模块获取振动强度并将振动强度与预设强度进行对比，当振动强度小于预设强度时，所述控制模块向定位模块发送暂停定位信号，所述定位模块根据暂停定位信号暂停对移动目标的定位。

有益效果是：通过检测移动目标的振动强度，并在振动强度较小时暂停定位，即移动目标未移动时，暂停定位，节省系统的工作能耗。

进一步，还包括检测环境光线强度的光敏模块，所述控制模块获取光线强度，并将光线强度与预设光度进行对比，当光线强度小于预设光度且距离变化量小于阈值时，所述控制模块获取光线强度小于预设光度前一时间段内实时图像发送至NBIOT通信模块，所述NBIOT通信模块将实时图像发送至后台模块。

有益效果是：当移动目标移动至较为隐蔽处时，例如建筑的地下角落，定位模块受到环境影响而定位不准确，此时将光线变暗前的时间段内的实时图像发送至后台模块，便于知晓移动目标的大致位置。

进一步，所述控制模块第一次收到振动强度时根据预设时间段内的振动强度的变化量形成振动规律，所述控制模块根据振动规律判断目标是动物或货物，当目标是货物时，所述控制模块控制计算模块、计数模块和图像模块停止工作。

有益效果是：根据振动强度的变化量形成振动规律，并据此振动规律判断目标是动物还是货物，若是货物，则减少对应需要工作的模块，降低整个系统的工作能耗。

进一步，所述图像模块上固设有安装座，所述安装座上螺纹连接有螺纹钢丝，所述螺纹钢丝一端转动连接在安装目标上的固定座上，所述螺纹钢丝的另一端连接有安装在目标上的动力单元，所述动力单元信号连接控制模块，所述控制模块在未识别到标识信息时控制动力单元启动转动。

有益效果是：在未识别到实时图像上的标识信息时，控制动力单元启动，带动螺纹钢丝转动，让图像模块在目标的抵动下沿着螺纹钢丝进行移位，以改变图像模块的位置，增大实时图像采集的范围，提高采集到标识信息的几率，准确根据标识信息确定目标的位置，同时，图像模块及其上的安装座能够抵动到目标，以惊动一下目标，让目标进行移动，以采集实时图像中的标识信息。

附图说明

图1为本发明NBIOT低功耗目标定位系统实施例一的示意性框图；

图2为本发明NBIOT低功耗目标定位系统实施例五中图像模块的安装位置关系图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明。

说明书附图中的附图标记包括：项圈1、动力单元2、固定座3、螺纹钢丝4、安装座5、图像模块6。

实施例一

NBIOT低功耗目标定位系统，如图1所示：包括定位模块、控制模块、NBIOT通信模块、后台模块、计算模块、图像模块和计数模块，定位模块、控制模块、NBIOT通信模块、计算模块、图像模块和计数模块通过安装在壳体内供移动目标使用，壳体通过固定至项圈上供动物佩戴使用，或者壳体通过粘接方式固定至货物上供使用。

定位模块用于对移动目标的实时位置进行定位并发送至控制模块，定位模块可用现有ASR3601型号或者其他适合的型号。

控制模块获取实时位置时添加顺序标识并发送至计算模块，控制模块获取实时位置的频率根据实际需求进行设置，例如控制模块每三分钟获取一次实时位置，顺序标识可以是字母或数字，计算模块根据顺序标识计算实时位置的距离变化量并反馈回控制模块，实时位置可以通过现有的经纬度进行标识，根据经纬度计算两个实时位置间的距离变化量为现有技术，在此不再赘述；控制模块根据实时位置的距离变化量间歇性将实时位置发送至NBIOT通信模块，控制模块可用现有贴片型的SOC芯片，控制模块将距离变化量与阈值进行对比，阈值根据实际需求进行预设，例如阈值为一公里。控制模块根据顺序标识顺序判断实时位置是否位于预测路径上，预测路径可以通过预先设定货物的运送路径或者预先设定宠物的活动范围，当距离变化量大于阈值且实时位置未位于预测路径上时，控制模块通过NBIOT通信模块将实时位置发送至后台模块，从而实现实时位置的间歇性发送。

NBIOT通信模块用于将实时位置发送至后台模块，NBIOT通信模块可用现有NB08-01型号的产品，后台模块用于接收实时位置进行存储，并向预存的监控端发送实时位置，后台模块可以是现有的云端服务器，监控端可以是用户的手机或平板等，后台模块通过预存监控端的收信地址，如邮箱或网络IP等，将实时位置发送至收信地址处。

图像模块用于拍摄实时图像并发送至控制模块，图像模块可用现有的小型摄像头，当实时位置未位于预测路径上时，控制模块获取实时图像并识别实时图像上的标识信息，控制模块通过现有的算法识别实时图像中的文字信息作为标识信息，例如通过对实时图像进行裁剪、灰度与滤波处理，再使用Canny算法进行多轮边缘查找，再将其查找结果(阈化图像)进行像素邻域计算以得到分布在图像内大大小小多个像素连通区域，然后将这些以矩形标识的分散区域根据识别对象字符横向等距分布的特性进行多次区域兼并运算，之后将多轮处理后得到的多个兼并对象作整体布局上的比较分析，从而淘汰不良结果，最后根据最优兼并结果内字符单元区域集合提取图像内待识别文字信息；控制模块判断标识信息是否位于预测路径的预设范围内，预设范围可以设置成方圆100m以内的范围，若否，控制模块控制NBIOT通信模块将标识信息和实时位置发送至后台模块；当距离变化量小于阈值时，控制模块向计数模块发送计数信号，计数模块根据计数信号进行计数得到计数值，控制模块获取计数值与数量值进行对比，当计数值大于数量值时，数量值可以设置成100，控制模块将实时位置发送至NBIOT通信模块。

具体实施过程如下：

在移动目标移动过程中，通过定位模块对货物或动物为移动目标的实时位置进行定位，通过计算模块根据实时位置对距离变化量进行计算，由控制模块将距离变化量与阈值进行对比，同时，由控制模块根据顺序标识判断实时位置是否位于预测路径上，当距离变化量大于阈值且实时位置未位于预测路径上时，达到由控制模块通过NBIOT通信模块间歇性向后台模块发送实时位置，让后台模块存储实时位置，并将实时位置发送至监控端处。

本实施例在目标位置定位过程中达到一定条件后，才发送对应的实时位置，能够便于监控端及时了解移动目标的位置，更节能，提高整个系统的续航能力，保持系统定位的持续性；能够在停止未移动时避免发送实时位置，且暂停发送实时位置的过程中，实时位置暂存保留，便于后续查询，节省一直发送实时位置所需耗费的能量。

由于环境中树木或其他物体的遮挡性，例如宠物，在实时位置未位于预设路径上时，预设路径可以是预先设置的监控范围，例如圈养宠物的范围，通过拍摄实时图像，并识别实时图像上的标识信息，判断标识信息是否位于预设路径的预设范围内，若移动目标周围的标识信息未位于预设范围内，向后台模块发送标识信息和实时位置，当距离变化量小于阈值时，通过计数模块进行计数得到计数值，当计数值大于数量值时，即目标的距离变化量一段时间都较小时，再才发送实时位置，减小移动目标的实时位置发送的频率，以及提高发送实时位置的准确性，以及时知晓移动目标的位置，距离变化量较小时，进行计数，当计数值达到一定时也发送实时位置，避免距离变化量长时间较小时无法及时发送实时位置。

实施例二

与实施例一的区别在于，还包括检测移动目标移动时振动强度的振动模块，振动模块可用现有的DZ38X-EX1型号的传感器或者根据需求选择其他产品，控制模块获取振动强度并将振动强度与预设强度进行对比，预设强度根据实际目标的类型进行设置，由于传感器的输出信号为电压值，预设强度可以通过电压值进行表示，例如小猫为目标的预设强度设置为2.6V或者其他合适的值，当振动强度小于预设强度时，控制模块向定位模块发送暂停定位信号，定位模块根据暂停定位信号暂停对移动目标的定位，让定位模块暂停定位的方式可以通过三极管断开进行。

由于目标为动物时具有睡觉，以及目标为货物时具有堆放运输的状态，此时，目标的位置不会快速变化，所以，通过检测移动目标的振动强度，并在振动强度较小时暂停定位，即移动目标未移动时，暂停定位，节省系统的工作能耗。

实施例三

与实施例一的区别在于，还包括检测环境光线强度的光敏模块，光敏模块可用现有的光敏电阻，光线强度为光敏电阻的输出电信号，控制模块获取光线强度，并将光线强度与预设光度进行对比，例如预设光度为500lx，当光线强度小于预设光度且距离变化量小于阈值时，控制模块获取光线强度小于预设光度前一时间段内实时图像发送至NBIOT通信模块，时间段根据控制模块的内部时钟确定，例如判断到光线强度小于预设光度的时间是上午9:32，时间段可以为9:20-9:30的十分钟内，NBIOT通信模块将实时图像发送至后台模块。

当移动目标移动至较为隐蔽处时，例如建筑的地下角落，定位模块受到环境影响而定位不准确，此时将光线变暗前的时间段内的实时图像发送至后台模块，便于知晓移动目标的大致位置。

实施例四

与实施例二的区别在于，控制模块第一次收到振动强度时根据预设时间段内的振动强度的变化量形成振动规律，振动规律可以是以振动模块输出电压值信号绘制的曲线，预设时间段可以设置成第一次收到振动强度后的二十分钟内，控制模块根据振动规律判断目标是动物或货物，控制模块根据振动规律的起伏幅度判断目标是动物或货物，例如振动规律的起伏幅度没有较大幅度的变化，为货物，否则为动物，当目标是货物时，控制模块控制计算模块、计数模块和图像模块停止工作，控制模块控制多个模块停止工作可以通过让三极管截止进行，或者其他方式进行。

由于工人或者运输设备搬运目标进行移动时，施加给目标的整体振动强度变化规律比较柔和且规律性强，例如规律地升或降，而当动物移动过程中，动物因受到外界因素吸引或者影响而蹦跳，会使得振动强度的变化规律具有突升或突降的趋势，所以，本实施例四根据振动强度的变化量形成振动规律，并据此振动规律判断目标是动物还是货物，若是货物，则减少对应需要工作的模块，降低整个系统的工作能耗。

实施例五

与实施例一的区别在于，如图2所示，图像模块6上通过螺钉固定有安装座5，安装座5成立方体状，安装座5上螺纹连接有螺纹钢丝4，螺纹钢丝4一端转动连接在安装目标上的固定座3上，螺纹钢丝4与固定座3的转动连接可以通过轴承进行，固定座3通过螺钉安装至动物的项圈1上，螺纹钢丝4的长度可以足够布设项圈1周长的一半即可，螺纹钢丝4的另一端连接有安装在目标上的动力单元2，固定座3可以设置两个，固定座3分别位于图像模块两侧的螺纹钢丝4上，以提高动力单元2启动的稳定性，防止螺纹钢丝4扭转的太厉害引起动力单元2损坏，动力单元2可用现有的小型电机，动力单元2外罩上防护套，以防止动物直接接触到动力单元引起伤害，动力单元2信号连接控制模块，控制模块在未识别到标识信息时控制动力单元2启动转动，安装座5的复位可以人为进行，或者选择能够正反向转动的电机。

由于动物大部分时刻都处于活动过程中，动物活动时容易在图像模块移位至嘴部下方处，从而被动物遮挡住图像模块的视线，导致无法从实时图像上识别到标识信息。本实施例在未识别到实时图像上的标识信息时，控制动力单元2启动，带动螺纹钢丝4转动，让图像模块在目标的抵动下沿着螺纹钢丝4进行移位，以改变图像模块的位置，增大实时图像采集的范围，提高采集到标识信息的几率，准确根据标识信息确定目标的位置，同时，图像模块及其上的安装座5能够抵动到目标，以惊动一下目标，让目标进行移动，以采集实时图像中的标识信息。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种NBIOT低功耗目标定位系统，其特征在于：包括定位模块、控制模块、NBIOT通信模块和后台模块；

定位模块，用于对移动目标的实时位置进行定位并发送至控制模块；

控制模块，获取实时位置并根据实时位置的距离变化量间歇性将实时位置发送至NBIOT通信模块；

NBIOT通信模块，用于将实时位置发送至后台模块；

后台模块，用于接收实时位置进行存储，并向预存的监控端发送实时位置。

2.根据权利要求1所述的一种NBIOT低功耗目标定位系统，其特征在于：还包括计算模块，所述控制模块获取实时位置时添加顺序标识并发送至计算模块，所述计算模块根据顺序标识计算实时位置的距离变化量并反馈回控制模块，所述控制模块将距离变化量与阈值进行对比，所述控制模块顺序判断实时位置是否位于预测路径上，当距离变化量大于阈值且实时位置未位于预测路径上时，所述控制模块通过NBIOT通信模块将实时位置发送至后台模块。

3.根据权利要求2所述的一种NBIOT低功耗目标定位系统，其特征在于：还包括图像模块，所述图像模块用于拍摄实时图像并发送至控制模块，当实时位置未位于预测路径上时，所述控制模块获取实时图像并识别实时图像上的标识信息，所述控制模块判断标识信息是否位于预测路径的预设范围内，若否，所述控制模块控制NBIOT通信模块将标识信息和实时位置发送至后台模块。

4.根据权利要求3所述的一种NBIOT低功耗目标定位系统，其特征在于：还包括计数模块，当距离变化量小于阈值时，所述控制模块向计数模块发送计数信号，所述计数模块根据计数信号进行计数得到计数值，所述控制模块获取计数值与数量值进行对比，当计数值大于数量值时，所述控制模块将实时位置发送至NBIOT通信模块。

5.根据权利要求4所述的一种NBIOT低功耗目标定位系统，其特征在于：还包括检测移动目标移动时振动强度的振动模块，所述控制模块获取振动强度并将振动强度与预设强度进行对比，当振动强度小于预设强度时，所述控制模块向定位模块发送暂停定位信号，所述定位模块根据暂停定位信号暂停对移动目标的定位。

6.根据权利要求4所述的一种NBIOT低功耗目标定位系统，其特征在于：还包括检测环境光线强度的光敏模块，所述控制模块获取光线强度，并将光线强度与预设光度进行对比，当光线强度小于预设光度且距离变化量小于阈值时，所述控制模块获取光线强度小于预设光度前一时间段内实时图像发送至NBIOT通信模块，所述NBIOT通信模块将实时图像发送至后台模块。

7.根据权利要求5所述的一种NBIOT低功耗目标定位系统，其特征在于：所述控制模块第一次收到振动强度时根据预设时间段内的振动强度的变化量形成振动规律，所述控制模块根据振动规律判断目标是动物或货物，当目标是货物时，所述控制模块控制计算模块、计数模块和图像模块停止工作。

8.根据权利要求3所述的一种NBIOT低功耗目标定位系统，其特征在于：所述图像模块上固设有安装座，所述安装座上螺纹连接有螺纹钢丝，所述螺纹钢丝一端转动连接在安装目标上的固定座上，所述螺纹钢丝的另一端连接有安装在目标上的动力单元，所述动力单元信号连接控制模块，所述控制模块在未识别到标识信息时控制动力单元启动转动。

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