CN201725030U

CN201725030U - 一种用于家庭监护的定位系统

Info

Publication number: CN201725030U
Application number: CN2010201729285U
Authority: CN
Inventors: 李丕丁
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2010-04-28
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2020-04-28

Abstract

本实用新型公开了一种用于家庭监护的定位系统，所述系统包括：位移测量模块，以及分别与其无线连接的位移校正模块和主接收模块；其中，所述监护对象经过所述位移校正模块时，所述位移校正模块向所述位移测量模块发送位置校正信号，所述位移测量模块将所述位移校正模块所在位置作为零点，测量监护对象的位移数据，并将所述位移数据发送给所述主接收模块，所述主接收模块将所述位置数据提供给用户。本实用新型通过对监控对象的加速度检测，进而监控其位移，实现了对监控对象的有效监控，可以及时将相关监控信息提供给用户，避免出现意外，或则在出现意外时及时进行处理，最大程度的保护监控对象的安全。

Description

一种用于家庭监护的定位系统

技术领域

本实用新型涉及家庭监护领域，特别是涉及一种用于家庭监护的定位系统。

背景技术

独自居家的行动不便的老人、儿童，或者其他自理能力较差的个体发生一些意外情况时，往往得不到及时的处理和救护。在诸多的意外情况中，有两类类意外非常具有代表性，即运动状态突变和处于危险环境里。这里运动状态突变是指由于外力或自身协调问题造成的身体姿态的快速变化，针对运动状态突变的研究比较多的是对跌倒的检测。对于人体而言，运动状态的迅速改变可能会对人体产生危害，因此如何检测出这些运动状态的突然改变过程并对发生运动状态突变的个体所经受的伤害风险进行及时评估，对于快速引导救助和妥善处理到发生运动状态突变的个体而言非常重要。处于危险环境里是指处于厨房、阳台等具有危险的特定位置，由于自理能力较差，不能很好控制自己的体位，很容易造成不必要的伤害而不能及时处理。

目前，人口老龄化问题和残障人员的保护问题日益严重。伴随老年人数量的大幅增长，以及数量巨大的残障群体，他们的亲属承担着巨大的压力。另外，现代社会竞争激烈，人们忙于工作，较少有时间陪着幼子，尤其寒暑假期间，一般是将小孩独自放在家中。作为家庭中坚的中青年人，除了在职场上拼搏，承受巨大的社会和心理压力外，工作的同时还要惦念家里的情况，尤其是当家中有社会上独居老人、儿童或者其他自理能力较差的成员的时候。无形中增加中青年人的压力，对他们的健康危害极大。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于家庭监护的定位系统，用以解决现有技术中存在的人们在工作过程中无法监护家人的问题。

为达上述目的，本实用新型提供一种用于家庭监护的定位系统，所述系统包括：位移测量模块，以及分别与其无线连接的位移校正模块和主接收模块；其中，所述监护对象经过所述位移校正模块时，所述位移校正模块向所述位移测量模块发送位置校正信号，所述位移测量模块将所述位移校正模块所在位置作为零点，测量监护对象的位移数据，并将所述位移数据发送给所述主接收模块，所述主接收模块将所述位置数据提供给用户。

进一步，所述位移测量模块包括：

测量所述监护对象加速度数据的加速度传感器，根据所述加速度数据计算所述监护对象的位移数据的主控子模块。

进一步，所述位移校正模块包括：

发射超声波脉冲的超声波发射子模块、接收反射后超声波的超声波接收子模块和根据所述超声波接收子模块接收的数据，发送所述位置校正信号的超声波主控子模块。

进一步，所述主接收模块通过RS485接口将所述位置数据提供给用户。

本实用新型有益效果如下：

本实用新型通过对监控对象的加速度检测，进而监控其位移，实现了对监控对象的有效监控，可以及时将相关监控信息提供给用户，避免出现意外，或则在出现意外时及时进行处理，最大程度的保护监控对象的安全。

附图说明

图1是本实用新型实施例一种用于家庭监护的定位系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例加速度传感器的电路图；

图3是本实用新型实施例主控子模块的电路图；

图4是本实用新型实施例数据无线传输的电路图；

图5是本实用新型实施例超声波发送子模块电路图；

图6是本实用新型实施例超声波接收子模块电路图；

图7是本实用新型实施例超声波主控子模块电路图；

图8是本实用新型实施例电源电路图；

图9是本实用新型实施例RS485输出接口电路图。

具体实施方式

以下结合附图以及实施例，对本实用新型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实用新型，并不限定本实用新型。

本实用新型涉及一款用于家庭监护的定位系统，包括基于加速度传感器的便携式人体位置定位装置，适用于独自居家的行动不便的老人、儿童和其他行动不便人群，通过实时检测佩戴者的人体姿态和运动信息，并进行必要分析，获得配戴者的位置状态信息，以及佩戴者在家中所处的位置和高度。当配戴者发生意外的情况后，传感设备识别出配戴者可能发生意外的情况，立即发出声光信号提醒佩戴者尽量进行必要的处理，如报警，或者远离危险的位置等。并且，将报警信息和佩戴者的位置信息通过短信方式发送至预设的接收者手机上，使接收者能在第一时间获知紧急情况并采取必要的救助措施。或者通过无线装置发送到位于家中的PC(Personal Computer，个人电脑)的接收装置，通过网络发送给接收者，接收者也可以通过网络实时监测佩戴的位置和状态信息。

如图1～9所示，本实施例涉及一种用于家庭监护的定位系统，包括：位移测量模块，以及分别与其无线连接的位移校正模块和主接收模块；其中，所述监护对象经过所述位移校正模块时，所述位移校正模块向所述位移测量模块发送位置校正信号，所述位移测量模块将所述位移校正模块所在位置作为零点，测量监护对象的位移数据，并将所述位移数据发送给所述主接收模块，所述主接收模块将所述位置数据提供给用户。其中，所述主接收模块将所述位置数据提供给用户，具体可以通过蜂鸣器提醒监护对象，或者通过音响播放预先录制好的语音以警告监护对象(例如警告儿童不要进入阳台或厨房等)，也可以发送短信，告诉用户监护对象的位置数据，或者通过电脑及网络告知用户的位置数据。主接收模块连接有键盘和显示器，键盘用于输入原先设定的数据，显示器用于显示相关界面。

位置测量模块的功能是测量加速度，并换算成位移，通过无线传输到主接收模块。位置校正模块的功能是：由用户安放到指定的地点作为测量开始的零点(例如厨房门口或带有阳台的卧室门口)。当用户佩戴本装置经过位置校正模块时，位置校正模块通过无线方式向位置测量模块发送信号，通知位置测量模块，进行位置校正。主接收模块的功能是接收位置测量模块传过来的位置数据，并将其转化成RS485数据形式，与个人计算机连接，通过网络为用户提供位置数据。

所述位移校正模块包括：发射超声波脉冲的超声波发射子模块、接收反射后超声波的超声波接收子模块和根据所述超声波接收子模块接收的数据，发送所述位置校正信号的超声波主控子模块。

超声波主控子模块控制超声波发射子模块和超声波接收子模块的工作，超声波主子控模块向超声波发射子模块发送脉冲信号，经超声波发射子模块放大电路放大后，驱动超声传感器发出超声波脉冲。本装置佩戴者(监护对象)没有经过位置校正模块时，超声波达到阻挡物A后，反射，由超声波接收子模块接收，超声波主控子模块读取超声波接收子模块的数据，可获得超声波发射和接收之间的时间差，有公式L1＝V*T，其中V为声速。V＝360m/s。当本装置佩戴者经过位置校正模块和阻挡物A之间的空间时，监护对象就成为新的超声波阻挡物B，超声波发射子模块发射的超声波遇到阻挡物B后，反射超声波。由超声波接收子模块接收，超声波主控子模块读取超声波接收子模块的数据，可获得超声波发射和接收之间的时间差，有公式L2＝V*T，其中V为声速。V＝360m/s。超声波主控子模块判定L1＞L2后，确认用户经过，并通过无线模块向加速度测量模块发送位置校正信号。

位移测量模块包括：测量所述监护对象加速度数据的加速度传感器，根据所述加速度数据计算所述监护对象的位移数据的主控子模块。本实施例加速度传感器采用德VTI公司的CMA3000加速度传感器芯片，无线传输模块采用TI公司的单片cc2500无线芯片。主控子模块读入加速度传感器的加速度数据，经过计算得到位移数据，然后通过无线模块传输到主接收模块。无线模块除了负责发送位置数据外，还负责接收位置校正模块发送过来的位置校正信号，当无线模块接收到位置校正模块发送过来的位置校正信号后，向主控子模块产生中断信号，主控子模块进入位置校正中断，将位置数据恢复到初始值(0)。

加速度传感器通过SPI接口(图2中的5、6、7、8管脚)与主控芯片(主控子模块)相连。由电源模块提供电源。其中，位移测量公式：ΔS＝∫atdt。

加速度采样频率：100Hz。主控芯片通过SPI接口以100Hz的频率读取加速度传感器数据，利用位移测量公式计算得到位移数据后，通过无线模块发送至主接收模块。

所有的系统电源都由电源模块提供，电源模块的功能：本实施例的所有供电都是有两节电池(共2.4v)供电，装置的需要的电压是3.3v，电源模块的作用是将2.4v升压至3.3v。

上述各模块的应用之一为：将位置校正模块设置在卧室的门口，卧室通往阳台，假设卧室的门到阳台门的距离为8米，当佩戴有位移测量模块的儿童经过卧室门口时，位置校正模块发送位置校正信号给位移测量模块，移测量模块将其位置数据清零，然后测量儿童的位移数据，并将位移数据发送给主接收模块。假设原先设定的数据是距离阳台门两米报警，则当检测儿童的位置距离门的距离大于6米时，主接收模块则通过蜂鸣器警告儿童退回，或者通过语音的方式告知儿童退回，另外，该系统也可以设置与主接收模块连接的短信发送模块，发送包含儿童(监护对象)位置数据的短信给其监护人，告知监护人，监护对象可能处于相对危险的环境，也可以与电脑连接，通过因特网发送包含儿童(监护对象)位置数据的短信给其监护人，由其进行相关处理。

由上述实施例可以看出，本实用新型通过对监控对象的加速度检测，进而监控其位移，实现了对监控对象的有效监控，可以及时将相关监控信息提供给用户，避免出现意外，或者在出现意外时及时进行处理，最大程度的保护监控对象的安全。本实用新型所关注的问题与需要监护的人群有密切关系，充分考虑了家庭作为上述人群日常活动的主要场所和实施家庭监测的重要性，本实用新型的实施可以极大的减少上班一族的后顾之忧。因此不仅具有良好的社会效益，更由于其广阔的目标市场而具有极其可观的经济效益。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种用于家庭监护的定位系统，其特征在于，所述系统包括：位移测量模块，以及分别与其无线连接的位移校正模块和主接收模块；其中，所述监护对象经过所述位移校正模块时，所述位移校正模块向所述位移测量模块发送位置校正信号，所述位移测量模块将所述位移校正模块所在位置作为零点，测量监护对象的位移数据，并将所述位移数据发送给所述主接收模块，所述主接收模块将所述位置数据提供给用户。

2.如权利要求1所述的用于家庭监护的定位系统，其特征在于，所述位移测量模块包括：

3.如权利要求1所述的用于家庭监护的定位系统，其特征在于，所述位移校正模块包括：

4.如权利要求1所述的用于家庭监护的定位系统，其特征在于，所述主接收模块通过RS485接口将所述位置数据提供给用户。