CN206757030U - 高精度实时监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于定位技术领域，尤其涉及一种高精度实时监控系统。它解决了现有技术设计不够合理等技术问题。本高精度实时监控系统包括处理器和连接在处理器上的监控终端，所述的处理器通过无线路由器有线和/或无线连接有至少一个UWB基站，且UWB基站能够无线连接UWB电子标签，在UWB基站上设有能够识别UWB电子标签与UWB基站之间距离的距离检测模块。优点在于：1、设计更合理，结构简单且定位精准。2、功能多样，显示信息全面，能够满足多种需求。

Description

高精度实时监控系统

技术领域

本实用新型属于定位技术领域，尤其涉及一种高精度实时监控系统。

背景技术

地理位置是人的行为活动的重要基础之一，通过无线定位技术，人们能够清楚直接地掌握实时的位置变化，从而使我们的日常活动变的更加方便和快捷，例如在养老院老人监护、厂区访客管理、矿工作业监管、隧道安全施工、移动自助导游等场所，高精度的定位设备显得更加重要，但是目前常用的设备无法对目标进行高精度的定位，例如在室内环境中进行小范围的移动，系统无法进行识别，特别是在一些特殊场所，精准的定位显得更为重要。为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。

例如，中国专利文献公开了一种基于超宽带的被动式定位系统及定位方法[申请号：201610087538.X]，包括三个以上的定位基站、超宽带定位器，所述的超宽带定位器包括天线、超宽带UWB接收机、高精度时钟、定位器数据处理单元、定位引擎；所述的定位基站包括基站编码ID生成单元、时间同步单元、数据处理单元、超宽带UWB收发机、高精度时钟和天线。该发明利用极窄脉冲超宽带信号和TDOA等定位技术相结合进行定位，实现了独立于外在通信网络的水平和垂直方向的高精度定位，解决了卫星、通信等信号较差的区域定位问题，能够广泛用于室内外工作环境，特别是信号中断的人防、救灾等应急现场，隧道等封闭环境。

上述的方案在一定程度上改进了现有技术的部分问题，但是，该方案还至少存在以下缺陷：设计不合理，投入成本高，不利于该设备进行广泛推广的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种设计更合理，定位精度高的高精度实时监控系统。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本高精度实时监控系统包括处理器和连接在处理器上的监控终端，所述的处理器通过无线路由器有线和/或无线连接有至少一个UWB基站，且UWB基站能够无线连接UWB电子标签，在UWB基站上设有能够识别UWB电子标签与UWB基站之间距离的距离检测模块。

在上述的高精度实时监控系统中，所述的UWB基站上设有无线模块和有线模块，所述的UWB基站通过无线模块和/或有线模块与无线路由器连接，且无线模块还能够无线连接UWB电子标签。

在上述的高精度实时监控系统中，所述的处理器上连接有UWB电子标签位置计算模块。

在上述的高精度实时监控系统中，所述的处理器上连接有地图存储模块、地图区域划分模块和越区报警模块。

在上述的高精度实时监控系统中，所述的处理器上连接有历史数据存储模块和历史数据调取模块。

在上述的高精度实时监控系统中，所述的处理器上还连接有轨迹跟踪模块和轨迹分析模块。

在上述的高精度实时监控系统中，所述的处理器上连接有能够当UWB电子标签聚集时进行报警的聚众报警模块。

在上述的高精度实时监控系统中，所述的UWB电子标签上设有能够当UWB电子标签被破坏或拆卸时发出报警信息的破损报警模块。

在上述的高精度实时监控系统中，所述的UWB电子标签上设有心跳检测模块、测步模块和体温检测模块；所述的UWB电子标签上还设有用于手动发送信息的手动按钮。、

在上述的高精度实时监控系统中，所述的无线路由器、无线模块和UWB电子标签的通讯工作频段为6489.6MHz，带宽为450MHz-520MHz之间，发射功率谱密度为-35dbm/MHz至-62dbm/MHz。

与现有的技术相比，本高精度实时监控系统的优点在于：1、设计更合理，结构简单且定位精准。2、功能多样，显示信息全面，能够满足多种需求。

附图说明

图1是本实用新型提供的模块示意图。

图2是本实用新型提供的UWB基站的室内分布图。

图3是本实用新型提供的部分区域的实时监控系统图。

图中，处理器1、监控终端2、无线路由器3、UWB基站4、UWB电子标签5、距离检测模块6、无线模块7、有线模块8、UWB电子标签位置计算模块9、地图存储模块10、地图区域划分模块11、越区报警模块12、历史数据存储模块13、历史数据调取模块14、轨迹跟踪模块15、轨迹分析模块16、聚众报警模块17、破损报警模块18、心跳检测模块19、测步模块20、体温检测模块21、手动按钮22。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1-3所示，本高精度实时监控系统包括处理器1和连接在处理器1上的监控终端2，处理器1通过无线路由器3有线和/或无线连接有至少一个UWB基站4，且UWB基站4能够无线连接UWB电子标签5，在UWB基站4上设有能够识别UWB电子标签5与UWB基站4之间距离的距离检测模块6，具体的无线路由器3、无线模块7和UWB电子标签5的通讯工作频段为6489.6MHz，带宽为450MHz-520MHz之间，发射功率谱密度为-35dbm/MHz至-62dbm/MHz。

上述所说的UWB电子标签5能够实时发射位置信息并被UWB基站4接收，通过设置在两者之间的距离检测模块6进行距离测试，随后将测试的信息发送给处理器，处理器经过计算后，将信息通过监控终端2呈现给客户，从而对UWB电子标签5进行位置判断。在本申请中，所用的高精度实时监控系统是一种基于超宽带通信的无线定位技术，主要用于室内定位。相比于WiFi、蓝牙等技术，超宽带通信不需要使用传统通信体制中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，且穿透力强、抗多径效果好、安全性高。因此采用UWB进行无线定位，可以满足未来无线定位关于精度的需求，优势明显，并且系统在实现高精度实时定位的同时达到人员管理和人员监控的目的，尤其适用于监狱、看守所等特殊场所。

具体的，UWB基站4上设有无线模块7和有线模块8，UWB基站4通过无线模块7和/或有线模块8与无线路由器3连接，且无线模块7还能够无线连接UWB电子标签5。具体的，UWB基站4包括多个主基站和从基站，主基站与从基站之间具有通讯模块用于主基站与从基站之间的信号传输，从基站得到的数据通过通讯模块传递给主基站，主基站与处理器之间还连接有数据传输模块，数据传输模块将主基站和从基站得到的数据传送给处理器。

本系统进行定位时，通过三个基站对UWB电子标签5实现定位，其中主基站与从基站之间呈三角分布，同时各个基站处于同一水平高度；其次，当本系统应用于室内定位时，在每个房间内分别设有一个主基站和两个从基站，且三个基站分别设置在其中的三个墙角上，这样能够有效避免墙体对信号造成的影响，从而能够提高定位精度，为了避免多个基站对同一个UWB电子标签5进行重复定位，在任意两个主基站之间还连接有判断模块，当任意一个主基站与UWB电子标签5配对后，其他的主基站不能够与该UWB电子标签5配对，同时该主基站还将连接两个能够对该UWB电子标签5进行定位的从基站，从而实现对UWB电子标签5的精准定位。若室内的空间较大，导致UWB电子标签5超出了基站的接收范围，则在该空间内继续布置基站使得该空间内的每个位置都能够处于基站的接受范围内。

进一步的，处理器1上连接有UWB电子标签位置计算模块9、地图存储模块10、地图区域划分模块11和越区报警模块12。处理器1能够对处理器1进行实时的精准定位，同时在部分特殊区域设有电子围栏，当处理器1靠近或接触后则会触发越狱报警模块，并保持持续性的报警状态。同时每个UWB电子标签具有唯一的ID，通过UWB电子标签位置计算模块9的计算，得到实时的位置信息，直观地了解各单位是否到达应到的区域内，此外每个UWB电子标签分别与摄像头联动，报警时能够调用就近的摄像头快速了解实时状态，从而实现快速点名功能。

优化方案，处理器1上连接有历史数据存储模块13和历史数据调取模块14。处理器1上还连接有轨迹跟踪模块15和轨迹分析模块16。通过历史数据存储模块13和历史数据调取模块14能够更加直观地反应UWB电子标签的历史路径，从而用户直接得到更加丰富的信息。

优化方案，处理器1上连接有能够当UWB电子标签5聚集时进行报警的聚众报警模块17。当预设的某块区域内，UWB电子标签5的数量达到预设的数值后，将触发聚众报警模块17报警，能够有效防止打架斗殴事件的发生。

优化方案，UWB电子标签5上设有能够当UWB电子标签5被破坏或拆卸时发出报警信息的破损报警模块18。UWB电子标签5通过腕带结构佩戴在移动的人员或设备上，当设备被破坏后，则会触发破损报警模块18报警。

更进一步的，如果将设备佩戴在移动的人员身上，UWB电子标签5上设有心跳检测模块19、测步模块20和体温检测模块21，通过心跳检测模块19、测步模块20和体温检测模块21能够将更加丰富的数据在监控终端上面进行呈现；UWB电子标签5上还设有用于手动发送信息的手动按钮22，若持有UWB电子标签5的人员发生意外需要进行主动求救时，手动按钮22触发报警，使得救援人员能够在第一时间内实施救援和帮助。

本系统用于室内与室外的精准定位，例如工厂生产线管理、人员调度、医院管理、物品定位、变电站线路导航定位、机场场站车辆定位尤其适用于养老院老人监护、矿工作业监管、隧道安全施工、监狱、看守所等特殊场所，监管中心能够在后台掌握实时位置信息，同时还能够对于佩戴UWB电子标签5的人员实时更方便安全的管理，当UWB电子标签5移至禁区时能够第一时间掌握信息，例如在监狱内发生越狱或步入禁区，低下作业时工作人员进入到未知区域时都能够及时发出报警信号，此外UWB电子标签5能够主动发出求救信号，能够便于第一时间实施救援。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了处理器1、监控终端2、无线路由器3、UWB基站4、UWB电子标签5、距离检测模块6、无线模块7、有线模块8、UWB电子标签位置计算模块9、地图存储模块10、地图区域划分模块11、越区报警模块12、历史数据存储模块13、历史数据调取模块14、轨迹跟踪模块15、轨迹分析模块16、聚众报警模块17、破损报警模块18、心跳检测模块19、测步模块20、体温检测模块21、手动按钮22等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (8)

1.一种高精度实时监控系统，其特征在于，包括处理器(1)和连接在处理器(1)上的监控终端(2)，所述的处理器(1)通过无线路由器(3)有线和/或无线连接有至少一个UWB基站(4)，且UWB基站(4)能够无线连接UWB电子标签(5)，在UWB基站(4)上设有能够识别UWB电子标签(5)与UWB基站(4)之间距离的距离检测模块(6)，所述的处理器(1)上连接有UWB电子标签位置计算模块(9)，所述的处理器(1)上连接有地图存储模块(10)、地图区域划分模块(11)和越区报警模块(12)。

2.根据权利要求1所述的高精度实时监控系统，其特征在于，所述的UWB基站(4)上设有无线模块(7)和有线模块(8)，所述的UWB基站(4)通过无线模块(7)和/或有线模块(8)与无线路由器(3)连接，且无线模块(7)还能够无线连接UWB电子标签(5)。

3.根据权利要求1所述的高精度实时监控系统，其特征在于，所述的处理器(1)上连接有历史数据存储模块(13)和历史数据调取模块(14)。

4.根据权利要求3所述的高精度实时监控系统，其特征在于，所述的处理器(1)上还连接有轨迹跟踪模块(15)和轨迹分析模块(16)。

5.根据权利要求1或2或3所述的高精度实时监控系统，其特征在于，所述的处理器(1)上连接有能够当UWB电子标签(5)聚集时进行报警的聚众报警模块(17)。

6.根据权利要求1或2或3所述的高精度实时监控系统，其特征在于，所述的UWB电子标签(5)上设有能够当UWB电子标签(5)被破坏或拆卸时发出报警信息的破损报警模块(18)。

7.根据权利要求1所述的高精度实时监控系统，其特征在于，所述的UWB电子标签(5)上设有心跳检测模块(19)、测步模块(20)和体温检测模块(21)；所述的UWB电子标签(5)上还设有用于手动发送信息的手动按钮(22)。

8.根据权利要求1或2或3所述的高精度实时监控系统，其特征在于，所述的无线路由器(3)、无线模块(7)和UWB电子标签(5)的通讯工作频段为6489.6MHz，带宽为450MHz-520MHz之间，发射功率谱密度为-35dbm/MHz至-62dbm/MHz。