CN210377568U - 一种基于uwb技术的自动打点系统 - Google Patents

Abstract

一种基于UWB技术的自动打点系统，包括定位模块、无线收发装置、和控制模块，所述定位模块为UWB标签，所述定位模块设置于可穿戴设备内，所述UWB标签用于实时发送位置信息和身份识别标记；所述无线收发装置为基站，所述基站用于接收UWB标签发送的信息和发送控制命令至定位模块；所述控制模块包括控制平台和显示装置，所述控制平台与所述无线收发装置通信连接，所述显示装置用于显示身份识别标记；所述控制平台设置有优先级排序模块，所述优先级排序模块存储有限定区域内基站的位置信息，通过比对各个基站与UWB标签的实际距离得出排序，输出最高级排序结果。

Description

一种基于UWB技术的自动打点系统

技术领域

本实用新型涉及安防领域，更具体的是涉及一种基于UWB技术的自动打点系统。

背景技术

目前医院都配有语音呼叫系统，病人可以通过病房的床头的按钮呼叫护士或者医生。将基于UWB技术的医院自动打点系统整合到原有的语音呼叫系统中，可以精确定位到护士和医生位于哪个房间或者区域，并准确记录进入、离开房间或者区域的时间。实现更加方便的呼叫转移等功能。减轻医护人员的工作负担，提高工作效率。还能更好的考核，管理医护人员的工作情况。而目前市面上的定位精度高的系统往往需要消耗大量的能量，在医院这种自身职业特性导致对人员定位要求并不需要精确到厘米级的使用场景，沿用之前的厘米级定位简直就是浪费资源。

实用新型内容

为了解决上述技术问题的至少一方面，本实用新型提供了如下解决方案。

一种基于UWB技术的自动打点系统，包括定位模块、无线收发装置和控制模块，所述定位模块为UWB标签，所述定位模块设置于可穿戴设备内，所述UWB标签用于实时发送配置信息和身份识别标记；

所述无线收发装置为基站，所述基站用于接收UWB标签发送的信息和发送控制命令至定位模块；

所述控制模块包括控制平台和显示装置，所述控制平台与所述无线收发装置通信连接，所述显示装置用于显示身份识别标记；

所述控制平台设置有优先级排序模块，所述优先级排序模块存储有限定区域内基站的位置信息，用于比对各个基站与UWB标签的实际距离得出排序，输出最高级排序结果。

进一步地讲，所述定位模块还包括RFID模块，所述RFID模块存储有身份识别标记。

进一步地讲，所述无线收发装置包括RFID阅读器，设置于限定区域用于识别RFID模块存储的身份识别标记。

进一步地讲，所述定位模块用于将身份识别标记和配置信息打包以编码的形式通过UWB 标签发送至基站。

进一步地讲，所述控制平台用于通过计算同一UWB信号至不同基站所需的时间，确定定位模块的具体位置。

进一步地讲，所述控制平台还包括云平台，所述云平台存储有身份识别信息。

进一步地讲，所述可穿戴设备还包括振动检测装置。

进一步地讲，一种基于自动打点系统的限定区域判断方法，步骤如下：

S1：在每个限定区域内设置一个基站，在定位模块中写入相应的身份识别标记，并交由工作人员佩戴；

S2：所述定位模块中的UWB标签固定间隔时间发送身份识别标记和配置信息至基站；

S3：基站在接收到UWB标签发送的编码解析出该UWB标签与基站的距离并打包以编码的形式传输至控制平台，控制平台解析编码后确认该UWB标签所处的限定区域；

S4：控制平台输出该UWB标签所处的限定区域并存储于数据库中。

该实用新型的优点：通过布设UWB标签和基站的结合使医护人员所处的限定区域都可以通过显示装置显示，将医护人员的动向直观展示于系统上，减少了人工效力；将UWB标签和RFID标签通过通过微控制器实现信息绑定，并通过RFID阅读器实现对身份信息的写入；在限定区域内架设单个基站实现对目标的区域定位，不使用精确定位从而节约了能源消耗，延长了定位模块的使用时间。

附图说明

图1为本实用新型的系统架构图。

图2为本实用新型控制方法的流程图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本实用新型的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本实用新型的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

在本实用新型的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本实用新型实施例的实施过程构成任何限定。

应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请所提供的实施例中，应理解，“与A相应的B”表示B与A相关联，根据A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其它信息确定B。

本实用新型中UWB(UItra Wideband)是一种无载波通信技术，RFID(RadioFrequency Identification)技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。

以下以本实用新型在医院应用为例，详细描述本实用新型的技术方案。

如图1所示，一种基于UWB技术的自动打点系统，包括定位模块、无线收发装置、摄像模块和控制模块。定位模块定时将配置信息和身份识别标记发送至无线收发装置，无线收发装置打包信息发送至控制模块，控制模块记录各个定位模块的位置变化，并记录定位模块所处区域和摄像模块的编号，将定位模块的位置在电子地图中显示。

定位模块：

所述定位模块包括UWB标签和RFID模块，所述定位模块设置于可穿戴设备内，所述UWB标签用于实时发送配置信息和身份识别标记，所述RFID模块存储有身份识别标记；

所述配置信息包括但不限定于自身电量，所处的状态、事件等信息。

所述可穿戴设备包括但不限定于卡片式、电子手环，电子脚环，可制作成佩戴于胸前的工牌。

无线收发装置：

所述无线收发装置为基站，所述基站用于接收UWB标签发送的信息和发送控制命令至定位模块，基站自身包括通讯装置用于与控制模块通讯，由于基站内部设备皆为现有技术且本领域技术人员都了解，因此不在具体实施方式中列出详细配置。

在一种实施方式中，通常将基站设置于病房内用于确认目标是否进入限定区域。

基站区域定位的原理：A、B、C为基站，接收范围恒定，可穿戴设备UWB标签发送带有自身身份识别标记的信号至周围的A、B、C三个基站。

A基站接收到UWB标签的信号，根据发送接收的时间差得出UWB标签距离A基站0.6米；

B基站接收到UWB标签的信号，根据发送接收的时间差得出UWB标签距离B基站0.9米；

C基站接收到UWB标签的信号，根据发送接收的时间差得出UWB标签距离C基站1.1米；

由此可以通过优先级排序模块计算出UWB标签最靠近基站A，即把UWB标签定位在A附近，实现区域定位。

通过上述的区域定位，可以实现对目标的初步定位，明确其所在的范围区域。

控制模块：

所述控制模块包括控制平台和显示装置，所述控制平台与所述无线收发装置连接，控制平台接收基站发送的信息，并进行分类储存；在工作人员输入相关人员信息查询，控制平台调取所查询的人员信息并通过显示装置以图像的形式显示。所述显示装置用于显示身份识别标记并通过标亮显示身份信息和当前所处区域，方便工作人员直观了解各个限定区域内的人员分布情况。

所述基站设置于各个限定区域，彼此之间的间距依据通信范围等距离布置，基站自身可以记录信号到本基站的时间，并上传至控制平台。

控制平台通过接收某个UWB标签同一时间发出的配置信息，控制平台在确定定位模块距离最近的病房后，将医护人员所处的限定区域在数据库和云平台进行更新。

显示装置可以显示身份识别标记和身份信息，工作人员可以通过输入设备点击屏幕上的身份信息框，得到记录更为详细具体的身份信息，如身高、体重、病历、过敏症状等。

在一种实施方式中，可穿戴设备为病患佩戴的电子手环，在电子手环中安装振动检测装置，基于夜间医院中的病患多为睡眠状况，而大部分病患因为自身原因，在睡眠期间无法翻身，所以安装振动检测装置，在持续一定时间内检测不到振动信号时，即可认为病患处于睡眠状态，暂时将电子手环进入休眠状态，使UWB标签不发送信号；当振动检测装置检测到振动信号的时候，UWB标签结束休眠状态，UWB标签继续依照固定间隔时间发送配置信息，减少了电池的消耗。

在另一种实施方式中，一种基于自动打点系统的工作流程步骤如下：

S1：在每个限定区域内设置一个基站，在定位模块中写入相应的身份识别标记，并交由工作人员佩戴；

S2：所述定位模块中的UWB标签固定间隔时间发送身份识别标记和配置信息至基站；

S3：基站在接收到UWB标签发送的编码解析出该UWB标签与基站的距离并打包以编码的形式传输至控制平台，控制平台解析编码后确认该UWB标签所处的限定区域；

S4：控制平台输出该UWB标签所处的限定区域并存储于数据库中。

在一个具体实施例中，工作人员通过RFID阅读器在可穿戴设备(如卡片)写入身份识别标记在卡片内的RFID芯片上，卡片内的RFID芯片与UWB芯片通过微控制器实现信息绑定连接，因此UWB标签可以将储存在RFID芯片上的身份识别标记通过自身载波信号向外发送。

将卡片与护士A绑定，护士A在进行日常工作时，需要长时间的走动巡视各个病房检查病患的情况，当护士A行进至病室1时，自身佩戴的UWB标签结合护士A的身份识别标记和当前时间向外传输脉冲信号，病室1所属的基站在接收到UWB标签发送的信号后，通过自身芯片解析出护士A的UWB标签实际距离为1米，而其他病室所属的基站也都接收到该UWB标签发送的信号并进行了解析得出实际距离。

病室2所属的基站距离护士A1.5米；病室3所属的基站距离护士A2.5米；病室4所属的基站距离护士A2.5米；病室5所属的基站距离护士A3.5米。各个基站将解析出的数值发送至控制平台，控制平台通过比对各个数值得出护士A距离病室1最近，得出了护士A 当前处于病室1的区域。控制平台将护士A的当前所处区域存入数据库中，并推送至打点系统平台界面，对护士A的位置进行了更新，方便了工作人员在应对突发情况是对人员的调动。由于本控制方法只需要使用一个基站即可对UWB标签进行定位，减少了在病室内的建设成本，为密集区域实现UWB定位实现了可能。

在一个具体的实施例中，当护士A在日常巡视行进至病室1时，医院管理平台接到病室 4的病人的呼救信息，管理平台通过系统查询得知当前区域所在的护士分别为护士A护士B 护士C，护士B所在病室3距离病室4为1.5米，护士C所在的病室8距离病室4为4米，得出优先级为护士B>护士A>护士C；管理平台通过进一步查询，得到护士B当前在病室3内正在进行作业，鉴于某些医疗情况无法临时中断赶去病室4，因此管理平台同时通知护士A 与护士B前往病室4，通知信息通过护士佩戴的移动通讯设备(可穿戴设备科添加相应模块实现移动通讯功能)以语音的形式播报，因此可实现对医护人员的灵活调配，在尽可能的保证处理突发事件的能力的同时对人员进行合理的调配。

由于护士A行进病室4附近的领域时，自身的UWB标签向四周所发送的信号便首先被位于病室4的基站所接收并解析出距离，控制平台在接收到来自基站的信息后，解析确认护士 A已进入病室4，将配置信息更新并存储于数据库中，在管理平台显示并通知。

在一个具体的实施例中，划定一个限定区域为护士休息区域，护士们进入这个限定区域即可被确认为处于休息状态，因此可以划定护士的状态为“休息”“巡视”“派遣”“工作”四个状态。当出现突发情况，需要从休息区域中调配护士前去诊断工作时，管理平台通过护士佩戴的移动通讯设备通知护士A前去病室6进行相关项目的作业。护士A在走出休息区域后，非休息区域基站接收到的护士A的UWB标签信号将身份标记信息和接收的时间发送至控制平台，当距离上显示护士A已经离开休息区域后即可更新护士A最新归属的限定区域(如病室1)，并将护士A所处的限定区域更新至数据库中存储，在管理平台上显示此刻护士A属于“派遣”状态。

护士A在行进过程中不断更新数据库和管理平台中的状态，直至护士A行进至目标区域：病室6的范围内，护士A的UWB标签在向病室6的基站发送信号，并被控制平台结合周边基站发送的信号解析得知护士A处于病室6的范围内。控制平台更新护士A的所处区域并存储于数据库中，并通过管理平台更新护士当前的状态，将“派遣”更新为“工作”。

在一种实施方式中，医院根据患者自身病症和身体条件将住院病人分为等级1、等级2、等级3，而重症患者一旦突发情况，往往需要多位医护人员前往救治，因此设定等级1的住院病人摁下按钮时，需要呼叫数位护士作为陪同作业。

在具体的一个实施例中，目标的身份识别标记为“00000001”，基站位置标记为“10000000”，目标所携带的可穿戴设备将自身的身份识别标记“00000001”发送至基站，基站将自身位置标记与接收的身份识别标记以及接收时间打包合成“0000000110000000”以16位二进制代码的形式发送至控制平台，和当前配置信息打包控制平台在接收到16位二进制代码后进行解析，得出身份识别标记为“00000001”的目标，所处于“10000000”的基站。

当工作人员接收到病患突发状况摁下的呼救信息后，立即通过控制平台查询当前结束工作状态的护士所处位置，通过预存于控制平台内的信息挑选出适合病患状况的医护人员赶往现场。

收到通知的医护人员可以通过摁压摁钮1表明进入工作状态，控制平台通过接收所通知医护人员回复的信号可统计参与救助的人数，看是否需要补充人员，并将病患突发状况发送至尚处于工作状态的负责病患的主治医生和医护人员，待主治医师和医护人员结束当前工作状态后即可立即赶往现场。

在一种实施方式中，工作人员需要进入某个区域进行作业的情况，工作人员需提前在控制平台上输入进入区域的编号，设置在区域内的停留时间。工作人员离开监控室时，由于监控室出入口设置有基站的存在，基站会检测到工作人员的身份识别标记并发送至控制平台，控制平台识别出该工作人员的身份并记录离开的时间；工作人员在前进至目标区域的过程时，由于路径中的各个区域都是有基站的存在，当工作人员进入某一个区域后，自身可穿戴设备中的UWB标签时隔两秒就会发送一次配置信息和身份识别标记的脉冲信号，该区域内的基站将受到该UWB标签脉冲信号的时间和身份识别标记至控制平台，控制平台根据接收时间最早的基站得出工作人员的当前所处的限定区域，并在显示装置上显示工作人员当前所处的限定区域编号，同步更新至本地数据库和上传至云平台。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的保护范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种基于UWB技术的自动打点系统，包括定位模块、无线收发装置和控制模块，其特征在于：所述定位模块为UWB标签，所述定位模块设置于可穿戴设备内，所述UWB标签用于实时发送配置信息和身份识别标记；

所述无线收发装置为基站，所述基站用于接收UWB标签发送的信息和发送控制命令至定位模块；

所述控制模块包括控制平台和显示装置，所述控制平台与所述无线收发装置通信连接，所述显示装置用于显示身份识别标记；

所述控制平台设置有优先级排序模块，所述优先级排序模块存储有限定区域内基站的位置信息，用于比对各个基站与UWB标签的实际距离得出排序，输出最高级排序结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于UWB技术的自动打点系统，其特征在于：所述定位模块还包括RFID模块，所述RFID模块存储有身份识别标记。

3.根据权利要求2所述的一种基于UWB技术的自动打点系统，其特征在于：所述无线收发装置包括RFID阅读器，用于写入身份识别标记于RFID模块内。

4.根据权利要求1所述的一种基于UWB技术的自动打点系统，其特征在于：所述定位模块用于将身份识别标记和配置信息打包以编码的形式通过UWB标签发送至基站。

5.根据权利要求1所述的一种基于UWB技术的自动打点系统，其特征在于：所述控制平台用于通过计算同一UWB信号至不同基站所需的时间，确定定位模块的具体位置。

6.根据权利要求1所述的一种基于UWB技术的自动打点系统，其特征在于：所述控制平台还包括云平台，所述云平台存储有身份识别信息。

7.根据权利要求1所述的一种基于UWB技术的自动打点系统，其特征在于：所述可穿戴设备还包括振动检测装置。

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