TWI618375B - 藍芽人員定位系統 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露了一種藍芽人員定位系統，用以定位一待定位人員之座標位置。本發明藍芽人員定位系統包含藍芽穿戴裝置、複數個藍芽無線基站與定位伺服器。藍芽穿戴裝置固定於該待定位人員上，定期發送複數個藍芽廣播訊號，其訊號內含一接觸於待定位人員之感測溫度。藉由複數個藍芽無線基站接收此一藍芽廣播訊號及其訊號強度並轉傳至定位伺服器。定位伺服器可根據接收之該等藍芽廣播訊號及其訊號強度判斷該藍芽穿戴裝置是否仍在待定位人員身上，並得知待定位人員正確定位位置。

Description

藍芽人員定位系統
本發明係關於一種定位系統，並且特別地，關於一種利用藍芽穿戴裝置定位之藍芽人員定位系統。
隨著通訊方式的進步，無線通訊技術已取代了傳統的有線電話與書信。而無線通訊技術所衍伸出的無線定位系統，即為其中一個相當重要的應用。常見的定位系統如全球衛星定位(Global Positioning System,GPS)便是利用GPS定位器與衛星之間的無線通訊形成一個定位系統。
目前生活上常使用的GPS及WiFi做定位。GPS需要在有衛星訊號才可使用，故往往無法使用在地下室或車庫，並且無法進行垂直定位。而WiFi需要在有基地台的情況下才有訊號，且誤差率也較高。不論是GPS還是WiFi定位，皆需要有衛星訊號或基地台之訊號發送才可定位。故本發明採用藍芽定位方式以提高精準度並降低設備需求。
於習知技術中，藍芽定位系統可用以監控物品的靠近或遠離。當接收端收到目標物之藍芽廣播訊號時，接收端可藉由藍芽廣播訊號之強度變化來判別該目標物是否靠近或遠離此接收端，進而產生一訊息告知監控人員。
在另一習知技術中，藍芽定位系統可藉由複數個藍芽接收端來追蹤判斷一藍芽發送端之位置。其發送端可為可攜式個人行動電子設備，該習知定位系統藉由藍芽發送端之位置等同該使用者位置使之定位之。
在上述習知技術中，藍芽定位系統皆無法提供有效的判斷藍芽發送端是否已脫離該待定位人員之偵測方法，而導致定位失誤的狀況發生，進而產生無效之定位。
由此可見，上述習知技術仍有諸多缺失，實非一良善之設計，而亟待加以改良。有鑑於此，本發明將提出一種藍芽人員定位系統以利有效定位。
本發明之一範疇在於提供一種藍芽人員定位系統。根據本發明之一具體實施例，本發明藍芽人員定位系統用以定位一待定位人員之座標位置，其包含有一藍芽穿戴裝置、複數個藍芽無線基站及一定位伺服器。藍芽穿戴裝置固定於該待定位人員上，用以定期發出複數個藍芽廣播訊號。複數個藍芽無線基站用以接收該等藍芽廣播訊號，根據該等藍芽廣播訊號以計算產生複數個相對應之無線訊號強度，並傳送該等藍芽廣播訊號以及該等無線訊號強度。定位伺服器用以接收該等藍芽廣播訊號以及該等無線訊號強度以計算該待定位人員之座標位置。其中，藍芽穿戴裝置包含有一導熱元件以及一溫度感測器，導熱元件用以與該待定位人員皮膚接觸，溫度感測器用以量測該導熱元件之溫度以產生一溫度值。
於另一具體實施例中，本發明藍芽人員定位系統用以定位一待定位人員之座標位置，其包含有一藍芽穿戴裝置、複數個藍芽無線基站、複數個環境溫度感測器及一定位伺服器。藍芽穿戴裝置固定於該待定位人員上，用以定期發出複數個藍芽廣播訊號。複數個藍芽無線基站用以接收該等藍芽廣播訊號，根據該等藍芽廣播訊號以計算產生複數個相對應之無線訊號強度，並傳送該等藍芽廣播訊號以及該等無線訊號強度。環境溫度感測器用以量測該偵測環境溫度並將此一溫度訊號傳送至定位伺服器中。定位伺服器用以接收該等藍芽廣播訊號、該等無線訊號強度以及環境溫度訊號以計算該待定位人員之座標位置。其中，藍芽穿戴裝置包含有一導熱元件以及一溫度感測器，導熱元件用以與該待定位人員皮膚接觸，溫度感測器用以量測該導熱元件之溫度以產生一溫度值。
此外，當藍芽穿戴裝置與環境溫度感測器之溫度差值小於兩者量測器之誤差值時，定位伺服器可藉此判斷該使用者已無穿戴藍芽穿戴裝置以避免產生無效定位座標。
相較於習知技術，本發明藍芽人員定位系統利用藍芽穿戴裝置發出數個藍芽無線廣播訊號並以該等藍芽無線廣播訊號之無線訊號強度計算出人員的位置，並且在藍芽穿戴裝置中利用溫度感測器判斷人員配戴狀況以確保定位結果之正確性。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述以及所附圖式得到進一步的了解。
1、2、3‧‧‧藍芽人員定位系統
12‧‧‧藍芽穿戴裝置
14‧‧‧藍芽無線基站
16‧‧‧定位伺服器
18‧‧‧環境溫度感測器
121‧‧‧導熱元件
122‧‧‧溫度感測器
123、141‧‧‧藍芽模組
142‧‧‧網路通訊模組
181‧‧‧溫度感測模組
182‧‧‧傳輸模組
圖一係繪示本發明之藍芽人員定位系統之第一具體實施例之示意圖。
圖二係繪示本發明之藍芽人員定位系統之第一具體實施例之功能方塊圖。
圖三係繪示本發明之藍芽人員定位系統之第二具體實施例之示意圖。
圖四係繪示本發明之藍芽人員定位系統之第二具體實施例之功能方塊圖。
圖五係繪示本發明之藍芽人員定位系統之第三具體實施例之示意圖。
圖六係繪示本發明之藍芽人員定位系統之第三具體實施例之功能方塊圖。
為使本發明之目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖並舉實施例，對本發明作進一步詳細說明。
請參閱圖一及圖二，圖一係繪示本發明之藍芽人員定位系統1之第一具體實施例之示意圖，圖二係繪示本發明之藍芽人員定位系統1之第一具體實施例之功能方塊圖。在本發明之第一實施例中，本發明藍芽人員定位系統1包含一藍芽穿戴裝置12、複數個藍芽無線基站14及一定位伺服器16。藍芽穿戴裝置12固定於該待定位人員上，用以定期發出複數個藍芽廣播訊號。複數個藍芽無線基站14用以接收該等藍芽廣播訊號，根據該等藍芽廣播訊號以計算產生複數個相對應之無 線訊號強度，並傳送該等藍芽廣播訊號以及該等無線訊號強度。定位伺服器16用以接收該等藍芽廣播訊號以及該等無線訊號強度以計算該待定位人員之座標位置。
其中，藍芽穿戴裝置12包含有一藍芽模組123、一導熱元件121以及一溫度感測器122。藍芽模組123用以定期發出複數個藍芽廣播訊號。該藍芽廣播訊號包含藍芽穿戴裝置12之唯一辨識碼以及溫度感測器122量測之一溫度值。導熱元件12用以與該待定位人員皮膚接觸。溫度感測器122用以量測該導熱元件之溫度以產生一溫度值。
此外，複數個藍芽無線基站14部屬於待定位人員之活動空間中，該等藍芽無線基站14接收到藍芽廣播訊號時可測得一訊號強度(RSSI)，該等藍芽基站14將接收到的藍芽廣播訊號與該訊號強度傳遞至定位伺服器16，接著定位伺服器16根據接收到之訊號強度計算出該待定位人員之位置。
於實際應用上，該等藍芽無線基站14得包含一藍芽模組141以及一網路通訊模組142，該等藍芽基站14透過該藍芽模組141接收該藍芽穿戴裝置12所發出之一個以上藍芽無線廣播訊號，並計算該等藍芽無線廣播訊號之訊號強度(RSSI)後，經由該網路通訊模組142傳遞至該定位伺服器16。該網路通訊模組142可為藍芽、乙太區域網路(Ethernet)、WiFi無線區域網路或無線行動通訊模組或其他可供通訊用之有線無線網路模組。
定位伺服器16可根據複數個藍芽無線基站14所回傳之同一藍芽穿戴裝置12之唯一識別碼的藍芽廣播訊號及其訊號強度 (RSSI)並比對回傳之該等藍芽無線基站14位置可分析定位出該藍芽穿戴裝置12位置。定位方法可為單點利用近接法(Proximity Method)如Apple iBeacon之定位方式；或為利用RSSI換算距離後進行三點定位、多點定位、蜂巢式定位等。
在實際應用上，定位伺服器16可根據所得到之該等藍芽無線廣播訊號之溫度值是否介於人體標準溫度再加減該溫度感測器122之誤差值，以及導熱元件121之溫度衰減後判定該藍芽穿戴裝置12是否穿戴於該待定位人員身上，或是已經脫離該待定位人員。
請參閱圖三及圖四，圖三係繪示本發明之藍芽人員定位系統2之第二具體實施例之示意圖，圖四係繪示本發明之藍芽人員定位系統2之第二具體實施例之功能方塊圖。在本發明之第二實施例中，本發明藍芽人員定位系統2包含一藍芽穿戴裝置12、複數個藍芽無線基站14、一定位伺服器16及一環境溫度感測器18。藍芽穿戴裝置12固定於該待定位人員上，用以定期發出複數個藍芽廣播訊號。複數個藍芽無線基站14用以接收該等藍芽廣播訊號，根據該等藍芽廣播訊號以計算產生複數個相對應之無線訊號強度，並傳送該等藍芽廣播訊號以及該等無線訊號強度至分析伺服器16。環境溫度感測器18用以量測藍芽無線基站14附近環境溫度後傳遞一溫度訊號給定位伺服器16。定位伺服器16接收藍芽無線基站14所傳遞之該等藍芽廣播訊號及無線訊號強度並接收環境溫度感測器18之溫度訊號，藉以比對計算該待定位人員之座標位置。
其中，環境溫度感測器18包含一溫度感測模組181以及 一傳輸模組182。傳輸模組182用以傳遞環境溫度感測模組181所測量得到的室溫予定位伺服器16。當定位伺服器16得到藍芽穿戴裝置12之溫度感測器122量測之溫度值與環境溫度感測器18之溫度感測模組181所量測之室溫差值小於藍芽穿戴裝置12之溫度感測器122與環境溫度感測器18之溫度感測模組181的累積誤差範圍時，定位伺服器16可認定藍芽穿戴裝置12已經脫離待定位人員。其中，該傳輸模組182可為藍芽、乙太區域網路(Ethernet)、WiFi無線區域網路或無線行動通訊模組或其他可供通訊用之有線無線網路模組。
於實際應用上，當溫度感測器122與溫度感測模組181所量測之溫度差值小於累積誤差範圍時，定位伺服器16可搭配監視系統判斷藍芽穿戴裝置12是否仍在待定位人員身上。
請參閱圖五及圖六，圖五係繪示本發明之藍芽人員定位系統3之第三具體實施例之示意圖，圖六係繪示本發明之藍芽人員定位系統3之第三具體實施例之功能方塊圖。在本發明之第三實施例中，本發明藍芽人員定位系統2包含一藍芽穿戴裝置12、複數個藍芽無線基站14、一定位伺服器16。藍芽穿戴裝置12固定於該待定位人員上，用以定期發出複數個藍芽廣播訊號。複數個藍芽無線基站14用以接收該等藍芽廣播訊號，根據該等藍芽廣播訊號以計算產生複數個相對應之無線訊號強度，並傳送該等藍芽廣播訊號以及該等無線訊號強度至分析伺服器16。定位伺服器16接收藍芽無線基站14所傳遞之該等藍芽廣播訊號及無線訊號強度並接收環境溫度感測器18之溫度訊號，藉以比對計算該待定位人員之座標位置。
其中，藍芽穿戴裝置12包含一環境溫度感測器18，該環境溫度感測器18藉由其內之溫度感測模組181量測藍芽穿戴裝置12外之環境溫度並將其外在溫度訊號以電連接方式傳送至傳輸模組182，傳輸模組182將此訊號傳送至藍芽無線基站。該傳輸模組182可為原藍芽模組123。
在上述實施例中，該藍芽廣播訊號包含一藍芽穿戴裝置12之唯一辨識碼、該溫度感測器122量測之一溫度值與環境溫度感測器18量測之外在環境溫度。導熱元件12用以與該待定位人員皮膚接觸。溫度感測器122用以量測該導熱元件之溫度以產生一溫度值。
於實際應用上，本發明藍芽人員定位系統3可被應用於一緊急疏散系統。藍芽人員定位系統3之藍芽無線基站14可安裝於一大樓或工廠之各個樓層，當遇到緊急事故需完全疏散人員時，該藍芽人員定位系統2可監測各使用者之目前位置。若發現有人員尚未疏離該建物，定位伺服器16可根據藍芽穿戴裝置12之溫度感測器122與環境溫度感測器18中之溫度感測模組181之溫差確認未疏離人員是否仍穿戴藍芽穿戴裝置12。若所述仍屬實，則可利用藍芽人員定位系統3之各樓層藍芽無線基站14定位該未疏散人員之正確樓層與位置予以救援。
於實際應用上，本發明藍芽人員定位系統3可被應用於醫院或產後護理之家之嬰兒室，數個藍芽無線基站14佈署於醫院或產後護理之家，由嬰幼兒穿戴藍芽穿戴裝置12，定位伺服器16可根據藍芽穿戴裝置12之溫度感測器122與環境溫度感測器18中之溫度感測模組181之溫差確認嬰幼兒否仍穿戴藍芽穿戴裝置12，如該穿戴藍芽穿戴 裝置12已脫離嬰幼兒則由定位伺服器16發出警報並顯示嬰幼兒之藍芽穿戴裝置12尚未脫離嬰幼兒之最後位置；此外可於醫院或產後護理之家設定警示或禁制區，當定位伺服器16偵測到該穿戴藍芽穿戴裝置12接近或進入警示或禁制區時發出警報。
於實際應用上，本發明藍芽人員定位系統3可被應用於幼兒園或校園，於幼兒園或校園佈署數個藍芽無線基站14，由學生穿戴藍芽穿戴裝置12，定位伺服器16可根據藍芽穿戴裝置12之溫度感測器122與環境溫度感測器18中之溫度感測模組181之溫差確認幼兒或學生否仍穿戴藍芽穿戴裝置12，如該穿戴藍芽穿戴裝置12已脫離幼兒或學生則由定位伺服器16發出警報並顯示幼兒或學生之藍芽穿戴裝置12尚未脫離幼兒或學生之最後位置；此外可於幼兒園或校園設定警示或禁制區，當定位伺服器16偵測到該穿戴藍芽穿戴裝置12接近或進入警示或禁制區時發出警報。
於上述實施例中，藍芽模組可為藍芽協會所定義的任何版本之藍芽通訊協定規範，例如包含藍芽2.0通訊協定系列、藍芽3.0通訊協定系列或藍芽4.0通訊協定系列所定義各種藍芽裝置。
相較於習知技術，本發明藍芽人員定位系統利用藍芽穿戴裝置發出數個藍芽無線廣播訊號，並以該等藍芽無線廣播訊號之無線訊號強度計算出人員的位置，並且在藍芽穿戴裝置中利用溫度感測器判斷人員配戴狀況以確保定位結果正確。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對 本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。

Claims (9)

  1. 一種藍芽人員定位系統，用以定位一待定位人員之座標位置，其包含有：一藍芽穿戴裝置，固定於該待定位人員上，用以定期發出複數個藍芽廣播訊號，該藍芽穿戴裝置包含有一溫度感測器以及一導熱元件，該導熱元件用以與該待定位人員皮膚接觸，以及該溫度感測器用以量測該導熱元件之溫度以產生一溫度值，其中每一藍芽廣播訊號包含該溫度感測器所量測之該溫度值；複數個藍芽無線基站，用以接收該等藍芽廣播訊號，根據該等藍芽廣播訊號以計算產生複數個相對應之無線訊號強度，並傳送該等藍芽廣播訊號以及該等無線訊號強度；以及一定位伺服器，用以接收該等藍芽無線基站之該等藍芽廣播訊號以及該等無線訊號強度以計算該待定位人員之座標位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之藍芽人員定位系統，其中每一藍芽廣播訊號包含一藍芽穿戴裝置之唯一辨識碼。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之藍芽人員定位系統，其中該定位伺服器根據若該等藍芽無線廣播訊號之該溫度值係介於人體標準溫度之範圍內，則判定該藍芽穿戴裝置是穿戴於該待定位人員身上。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之藍芽人員定位系統，其中該定位伺服器根據若該等藍芽無線廣播訊號之該溫度值係超出或低於人體標準溫度之範圍外，則判定該藍芽穿戴裝置已脫離於該待定位人員身上。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之藍芽人員定位系統，其中該定位伺服器根據該等藍芽無線廣播訊號之該溫度值是否介於人體標準溫度再加減該溫度感測器之誤差值以及導熱元件之溫度衰減，藉以判定該藍芽穿戴裝置是否仍穿戴於該待定位人員身上，或是已經脫離該待定位人員。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之藍芽人員定位系統，其中該藍芽人員定位系統另包含有一環境溫度感測器，該環境溫度感測器包含有一溫度感測模組以及一傳輸模組，該溫度感測模組用以感測一室溫值，該傳輸模組電連接於該溫度感測模組，用以將該室溫值傳送至該定位伺服器。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之藍芽人員定位系統，其中當該定位伺服器接收到該藍芽穿戴裝置之該溫度感測器量測之該溫度值與該室溫值接近至該環境溫度感測器與該藍芽穿戴裝置之該溫度感測器累積誤差範圍，則該定位伺服器可認定該藍芽穿戴裝置已經脫離該待定位人員。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之藍芽人員定位系統，其中該傳輸模組得為藍芽、乙太區域網路、WiFi無線區域網路或無線行動通訊模組或其他可供通訊用之有線無線網路模組。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之藍芽人員定位系統，其中每一藍芽基站包含有一藍芽模組以及一網路通訊模組，每一藍芽基站透過該藍芽模組接收該藍芽穿戴裝置所發出之該等藍芽廣播訊號，並計算該等藍芽廣播訊號以產生該等無線訊號強度訊號後，經由該網路通訊模組傳遞至該定位伺服器，而該網路通訊模組得為藍芽、乙太區域網路(Ethernet)、WiFi無線區域網路或無線行動通訊模組或其他可供通訊用之有線無線網路模組。
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