WO2018214270A1 - 目标地理位置监控系统及方法 - Google Patents

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WO2018214270A1
WO2018214270A1 PCT/CN2017/093992 CN2017093992W WO2018214270A1 WO 2018214270 A1 WO2018214270 A1 WO 2018214270A1 CN 2017093992 W CN2017093992 W CN 2017093992W WO 2018214270 A1 WO2018214270 A1 WO 2018214270A1
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WO
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node
communication
information
geographical
target
Prior art date
Application number
PCT/CN2017/093992
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English (en)
French (fr)
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张贯京
葛新科
高伟明
张红治
陈琦
周亮
Original Assignee
深圳市易特科信息技术有限公司
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Publication date
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    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/0202Child monitoring systems using a transmitter-receiver system carried by the parent and the child
    • G08B21/0261System arrangements wherein the object is to detect trespassing over a fixed physical boundary, e.g. the end of a garden
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/0202Child monitoring systems using a transmitter-receiver system carried by the parent and the child
    • G08B21/028Communication between parent and child units via remote transmission means, e.g. satellite network
    • G08B21/0283Communication between parent and child units via remote transmission means, e.g. satellite network via a telephone network, e.g. cellular GSM
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/50Network services
    • H04L67/52Network services specially adapted for the location of the user terminal

Definitions

  • the present invention relates to the field of target geographic location monitoring technologies, and in particular, to a target geographic location monitoring system and method.
  • the SIM card will make the design of the node more complicated and increase the node's Design difficulty and volume, it is inconvenient for carrying around;
  • the cellular network control signaling of a large number of data services such as services is relatively complicated and long, and is not suitable for such high frequency and small data services.
  • the traditional cellular network uses only one of the code division, the division or the frequency division.
  • the number of nodes accommodated by one communication system is limited, and the similar location service is low.
  • the nodes of the traditional cellular network consume a relatively large amount of power and need to charge the nodes frequently.
  • a primary object of the present invention is to provide a target geographic location monitoring system and method, aiming at solving the technical problem of how to safely and effectively monitor the geographic location of multiple target nodes.
  • the present invention provides a target geographic location monitoring system, which is applied to a server, wherein the server establishes a communication connection with a plurality of nodes through a communication gateway, and establishes communication with a plurality of monitoring terminals through the communication network.
  • the target geographic location monitoring system further includes an information acquiring module, configured to acquire, from the monitoring terminal, a geographical activity range preset by the monitor for each node, and store the storage in the server. In the unit.
  • the alarm is a light flashing alarm or a siren alarm.
  • the alarm plays a prompt message in a flashing manner or a voice siren to notify the user to return.
  • a preset active range the alarm plays a prompt message in a flashing manner or a voice siren to notify the user to return.
  • each node allocates one or more communication channels to match one or more monitoring terminals,
  • the first time is greater than or equal to the second day.
  • the target geographic location monitoring system and method of the present invention is based on LoRa communication technology
  • the positioning architecture improves the number of nodes monitored in the communication system by adopting a multiplexing mode that assigns different communication channels and communication gaps to the monitoring nodes.
  • the target geographical location monitoring system and method of the invention can simultaneously and safely and effectively monitor the geographical location of a plurality of nodes, so that the node has long-distance, low power consumption (long battery life), low-cost characteristics, and can be made in the communication system.
  • the node Compared with the traditional cellular network, the node has a longer life span and does not need to charge the node frequently. It is widely used to effectively and comprehensively monitor and prevent the travel safety of target users, especially the elderly and children, to minimize the accident of the target user. .
  • FIG. 3 is a functional block diagram of a target geographic location monitoring system applied to a server
  • FIG. 4 is a flow chart of a preferred embodiment of a target geographic location monitoring method of the present invention.
  • the server 2 and the communication gateway 3 are wired, and each node 1 and the communication gateway 3 are wirelessly connected, and each monitoring terminal 4 and the server 2 communicate via the Internet (Internet) and mobile communication.
  • a network, wired network establishes a communication connection.
  • the node 1 is a wireless electronic device worn on a target user (for example, an elderly person or a child), and can obtain its own geographical location information.
  • the server 2 is a web server or a communication server for running the target geographic location monitoring system 20 of the present invention to complete the monitoring function of the target geographic location.
  • the object of the present invention refers to a target user, such as an elderly person or a child.
  • the communication network 5 is preferably a wireless communication network, including but not limited to, a GSM network, a GPRS network, a CDMA network, a WCDMA network, TD-SCDMA network, WiMAX network, TD-LTE network, FDD-LTE network, 3G ⁇ 4G ⁇ 5G network and other wireless transmission networks.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the structure of a preferred embodiment of the node 1 of FIG. 1.
  • the node 1 is a wireless electronic device worn on a target user (such as an elderly person or a child), including but not limited to, a positioning unit 11, a communication port 12, a control unit 13, and an alarm device 14. And an ultrasonic sensor 15.
  • the positioning unit 11, the communication port 12, the alarm 14 and the ultrasonic sensor 15 are all connected to the control unit 13 through a data line, and the control unit 13 can control the positioning unit 11, the communication port 1, the alarm 14 and the ultrasonic sensor 15 work.
  • the positioning unit 11 is a GPS module or a Beidou module, and is used to acquire geographic location information of the node 1.
  • the ultrasonic sensor 15 is an ultrasonic circuit in the prior art, and includes, for example, an ultrasonic transmitting circuit and an ultrasonic receiving circuit.
  • the ultrasonic transmitting circuit includes a driving circuit of a plurality of ultrasonic transmitting tubes for detecting a target.
  • the geographical environment in which the user is located ⁇ transmits ultrasonic signals in multiple directions.
  • the ultrasonic receiving circuit includes a filtering circuit, an amplifying circuit and a converting circuit for filtering, amplifying and converting the ultrasonic signal after receiving the ultrasonic signal reflected from the surrounding geographical environment.
  • the ultrasonic sensor 15 detects the road condition information of the surrounding geographical environment of the target user by measuring the inter-turn interval between the transmitting and receiving ultrasonic waves, for example, detecting the distance of the target user from the obstacle and the height from the ground.
  • the road condition information is information for transmitting the ultrasonic signal through the ultrasonic sensor 15, and detecting the distance between the wearer and the obstacle determined by the inter-turn interval of the reflected ultrasonic signal.
  • the ultrasonic sensor 15 can measure and discover the road condition for the server 2 to determine whether the target user is in a dangerous geographical environment. When the target user is in a dangerous geographical environment, the alarm is notified by the alarm device 14, which is bad for the elderly with poor vision. It is of great significance for people and other target users to be able to provide early warning of potential risks for the elderly.
  • FIG. 3 is a functional block diagram of a target geographic location monitoring system 20 applied to the server 2.
  • the server 2 includes, but is not limited to, the communication unit 21, the processing unit 22, and the storage unit 23.
  • the communication unit 21 can be a wired communication interface and/or a wireless communication interface, for example, supporting GSM, GPRS, WCDMA, CDMA, TD-SCDMA, WiMAX, TD-L TE, FDD-LTE, 3G ⁇ 4G ⁇ 5G. Communication interface of communication technology.
  • the processing unit 32 can be a central processing unit (CPU), a microcontroller (MCU), a data processing chip, or an information processing unit having data processing functions.
  • the storage unit 33 can be a read only memory unit ROM, an electrically erasable storage unit EEPROM, a flash memory unit FLASH or a solid hard disk.
  • the target geographic location monitoring system 20 includes, but is not limited to, an information acquiring module 201, a channel allocating module 202, a location locating module 203, a node tracking module 204, and an environmental monitoring module.
  • Block 205 The module referred to in the present invention refers to a series of computer program instruction segments that can be executed by the processing unit 22 of the server 1 and that can perform fixed functions, which are stored in the storage unit 23 of the server 1. This embodiment will specifically describe the functions of the various modules in the target geographic location monitoring system 20 in conjunction with FIG.
  • Step S31 The information acquiring module 201 acquires, from the monitoring terminal 4, the geographical activity range preset by the monitor for each node.
  • the monitor sets the geographical activity range data of each node 1 in the monitoring terminal 4 in advance, and uploads the geographical activity range data of each node 1 to the storage unit 23 of the server 2 through the communication network 5,
  • the monitor can be the guardian or medical staff of the target user (such as an elderly person or a child).
  • Step S32 the channel allocation module 202 assigns each communication node 1 a different communication channel and a different communication gap through the communication gateway 3, so that each node 1 matches one or more monitoring terminals 4 for communication.
  • the channel allocation module 202 uses different communication channel coding to assign different communication channels to each node, and may assign one or more communication channels to the node 1 to match one or more monitoring terminals 4, that is, It can be said that one node 1 can match multiple monitoring terminals 4 at the same time, and one monitoring terminal 4 can also match multiple nodes 1; the communication matching means that data matching between the matching node 1 and the monitoring terminal 4 is possible.
  • the first node 1 matches the first monitoring terminal 4, and the second node 1 matches the second monitoring terminal 4.
  • the second monitoring terminal 4 has no right to view the data of the first node 1, and the communication gateway 3 does not push the data of the first node 1 to The second monitoring terminal 4.
  • Step S33 the location locating module 203 locates the geographic location of the node by using the positioning unit of the node 1 with the first time T1 as a cycle.
  • each node 1 periodically scans the geographic location of the node 1 through the first positioning module 11 every first time T1, instead of actually passing the geographic location information of each node 1 through the communication channel.
  • Sending to server 2 reduces the frequency of use of the network communication channel, thereby reducing the risk of network congestion.
  • the first time interval T1 is used to periodically scan the geographic location of the node 1
  • the second inter-frame ⁇ 2 is used to obtain the geographical location information of the node 1 through the communication gateway 3, instead of realizing the geography of each node 1.
  • the location information is sent to the server 2 through the communication channel.
  • This splitting mechanism using different communication gaps periodically transmits data, which reduces the frequency of use of the network communication channel, thereby reducing the risk of network congestion.
  • Step S35 the node tracking module 204 determines, according to the geographic location information of the node 1, whether the node 1 exceeds a preset geographical activity range; specifically, after receiving the geographical location information sent by the node 1, the node tracking module 204 monitors the node. Whether the location of 1 exceeds the pre-set geographic activity range. If the node 1 exceeds the preset geographical activity range, step S36 is performed; if the node 1 does not exceed the preset geographical activity range, step S33 is performed to continue monitoring the geographic location of the node 1.
  • Step S36 the node tracking module 204 generates prompt information and sends it to the node 1 through the communication gateway 3, and the alarm device 14 of the node 1 plays the prompt information to prompt the target user worn by the node to return to the geographical activity range.
  • the alarm device 14 may be a light flashing alarm and a siren alarm.
  • the control unit 13 of the node 1 controls the alarm device 14 to emit a light flashing siren or siren.
  • the prompt message informs the user to return to the geographic activity range.
  • Step S37 the environment monitoring module 205 controls the ultrasonic sensor 15 of the node 1 to acquire road condition information of the geographical environment in which the target user is currently located.
  • the ultrasonic sensor 15 transmits a plurality of ultrasonic signals in different directions for detecting the surrounding geographical environment of the target user to detect the road condition information of the geographical environment in which the target user is currently located.
  • the ultrasonic sensor 15 detects the road condition information of the surrounding geographical environment of the target user by measuring the inter-turn interval between the transmitting and receiving ultrasonic waves, for example, detecting the distance of the target user from the obstacle and the height from the ground.
  • the road condition information is that the ultrasonic wave is emitted by the ultrasonic sensor 15 The wave signal, and detecting the distance information between the wearer and the obstacle determined by the inter-turn interval of the reflected ultrasonic signal.
  • the ultrasonic sensor 15 can measure and discover the road condition for the server 2 to determine whether the target user is in a dangerous geographical environment.
  • the alarm is notified by the alarm device 14, which is bad for the elderly with poor vision. It is of great significance for people and other target users to be able to provide early warning of potential risks for the elderly.
  • Step S38 the environment monitoring module 205 determines whether the target user is in a dangerous geographical environment according to the road condition information of the geographical environment in which the target user is currently located; if the target user is in a dangerous geographical environment, step S39 is performed; if the target user is not in a dangerous geography The environment returns to step S37 to continue monitoring the road condition information of the geographical environment in which the target user is located.
  • Step S39 the environment monitoring module 205 generates alarm information and sends the alarm information to the monitoring terminal 4 matching the node 1 through the communication network 5.
  • the alarm information includes the geographical location information of the target user and the road condition information of the geographical environment in which the target user is currently located, and may be displayed on the display screen of the monitoring terminal 4 or played by the sounding unit of the monitoring terminal 4, Notifying the family or guardian of the monitoring terminal 4 to provide assistance, and fundamentally monitoring and preventing the safety of the target users, especially the elderly and children, to prevent the target users from walking into the dangerous geographical environment, Avoid accidents with the target user.
  • the target geographic location monitoring system and method of the present invention is based on the positioning architecture of the LoRa communication technology, and improves the communication system by adopting a multiplexing mode for allocating different communication channels and communication gaps to the monitoring nodes.
  • the target geographical location monitoring system and method of the invention can simultaneously and safely and effectively monitor the geographical location of a plurality of nodes, so that the node has long-distance, low power consumption (long battery life), low-cost characteristics, and can be made in the communication system.
  • the node Compared with the traditional cellular network, the node has a longer life span and does not need to charge the node frequently. It is widely used to effectively and comprehensively monitor and prevent the travel safety of target users, especially the elderly and children, to minimize the accident of the target user. .

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Abstract

本发明提供一种目标地理位置监控系统及方法,应用于服务器中,该方法包括步骤:通过通信网关给每一个节点分配不同的通信信道和通信时隙使每一个节点匹配一个或多个监控终端;以第一时间为周期定位节点的地理位置;以第二时间为周期从节点获取节点的地理位置信息;当节点超出预置的地理活动范围时产生提示信息并通过通信网关发送给节点,该节点的报警器播放提示信息以提示目标用户返回地理活动范围;控制节点的超声波传感器获取目标用户当前所处地理环境的路况信息;当目标用户处于危险地理环境时产生报警信息并将通过通信网络发送给与节点匹配的监控终端。本发明提高了监控的目标节点数量,并同时有效地监控多个节点的目标地理位置。

Description

目标地理位置监控系统及方法 技术领域
[0001] 本发明涉及目标地理位置监控技术领域, 尤其涉及一种目标地理位置监控系统 及方法。
背景技术
[0002] 当今社会, 老人和孩子走丢的情况吋有发生。 在老人和孩子身上安置一些无线 电子设备 (称为节点) , 定吋给老人和孩子的监护人发送位置信息, 这样, 老 人和孩子的监护人就能够更加安心一些。 对于某些贵重物品, 也可以通过安装 上这些节点, 来进行防盗等事宜。
[0003] 传统实现节点数据传输的方法是, 首先通过传统的蜂窝网络把节点的数据收集 起来, 再通过运营商网络或者互联网, 把地理位置数据传递给监护人持有的电 子设备上 (比如手机、 笔记本电脑) 。 但是这个方法有很多问题。 第一, 节点 必须带有 SIM卡来和传统蜂窝网络进行通信, 但是, SIM卡使用比较贵, 且必须 按吋缴费; 第二, 附带 SIM卡会使节点的设计更加复杂, 增大了节点的设计难度 和体积, 给随身携带带来不便; 第三, 因为该老人和孩子还有贵重物品都带节 点, 节点的数量会非常多, 当节点的数量增大到一定值的吋候, 就会造成传统 蜂窝网络无法提供服务的情况; 第四, 因为这些节点属于监控类的设备, 实吋 性要求也比较高, 所以上传频率会比较大, 但是数据量比较小, 传统的用于语 音和娱乐服务等大量数据服务的蜂窝网络控制信令比较复杂, 也比较长, 不适 用于这种高频次和数据量小的服务。 第五, 从资源的复用方式来说, 传统的蜂 窝网络, 只使用码分、 吋分或者频分中的一种资源复用方式, 一个通信系统容 纳的节点数量有限, 类似位置服务等低速率数据、 高频次服务, 只使用单一的 方法, 在有限的通信带宽下, 当节点的数量增大到一定程度之后, 通信系统就 会造成雪崩效应, 导致所有的节点都无法发送数据。 第六, 传统蜂窝网络的节 点, 耗电量比较大, 需要频繁给节点充电。
技术问题 [0004] 本发明的主要目的在于提供一种目标地理位置监控系统及方法, 旨在解决如何 安全有效地监控多个目标节点的地理位置的技术问题。
问题的解决方案
技术解决方案
[0005] 为实现上述目的, 本发明提供了一种目标地理位置监控系统, 应用于服务器中 , 所述服务器通过通信网关与多个节点建立通信连接, 并通过通信网络与多个 监控终端建立通信连接, 所述目标地理位置监控系统包括: 通信信道分配模块 , 用于通过通信网关给每一个节点分配不同的通信信道和不同的通信吋隙使每 一个节点匹配一个或多个监控终端进行通信; 位置定位模块, 用于通过所述节 点的定位单元以第一吋间为周期定位节点的地理位置, 并通过通信网关以第二 吋间为周期从节点获取该节点的地理位置信息; 节点追踪模块, 用于根据所述 节点的地理位置信息判断该节点是否超出预先设置的地理活动范围, 当所述节 点超出预先设置的地理活动范围吋产生提示信息并通过通信网关发送给节点, 该节点的报警器播放提示信息以提示该节点佩戴的目标用户返回地理活动范围 ; 环境监控模块, 用于控制所述节点的超声波传感器获取目标用户当前所处地 理环境的路况信息, 根据目标用户当前所处地理环境的路况信息判断目标用户 是否处于危险地理环境, 并产生报警信息并将报警信息通过通信网络发送给与 所述节点匹配的监控终端。
[0006] 优选的, 所述目标地理位置监控系统还包括信息获取模块, 该信息获取模块用 于从所述监控终端获取监控者为每一节点预设的地理活动范围, 并存储在服务 器的存储单元中。
[0007] 优选的, 所述节点追踪模块还用于根据所述节点的地理位置信息和预置的电子 地图产生指引目标用户返回地理活动范围的导航路线并通过通信网关发送给节 点, 该节点的报警器播放导航路线以将目标用户指引至地理活动范围内。
[0008] 优选的, 所述报警器为灯光闪烁报警器或警笛报警器, 当目标用户超出预设的 活动范围吋, 所述报警器以灯光闪烁方式或者声音警笛方式播放提示信息以通 知用户返回地理活动范围内。
[0009] 优选的, 每一个节点分配一个或多个通信信道来匹配一个或多个监控终端, 所 述第一吋间大于等于第二吋间。
[0010] 本发明还提供一种目标地理位置监控方法, 应用于服务器中, 所述服务器通过 通信网关与多个节点建立通信连接, 并通过通信网络与多个监控终端建立通信 连接, 所述目标地理位置监控方法包括步骤: 通过通信网关给每一个节点分配 不同的通信信道和不同的通信吋隙使每一个节点匹配一个或多个监控终端进行 通信; 通过所述节点的定位单元以第一吋间为周期定位节点的地理位置; 通过 通信网关以第二吋间为周期从节点获取该节点的地理位置信息; 根据所述节点 的地理位置信息判断该节点是否超出预先设置的地理活动范围; 当所述节点超 出预先设置的地理活动范围吋产生提示信息并通过通信网关发送给节点, 该节 点的报警器播放提示信息以提示该节点佩戴的目标用户返回地理活动范围; 控 制所述节点的超声波传感器获取目标用户当前所处地理环境的路况信息; 根据 目标用户当前所处地理环境的路况信息判断目标用户是否处于危险地理环境; 产生报警信息并将该报警信息通过通信网络发送给与所述节点匹配的监控终端
[0011] 优选的, 所述目标地理位置监控方法还包括步骤: 从所述监控终端获取监控者 为每一节点预设的地理活动范围数据, 并存储在服务器的存储单元中。
[0012] 优选的, 所述目标地理位置监控方法还包括步骤: 根据所述节点的地理位置信 息和预置的电子地图产生指引目标用户返回地理活动范围的导航路线并通过通 信网关发送给节点, 该节点的报警器播放导航路线以将目标用户指引至地理活 动范围内。
[0013] 优选的, 所述报警器为灯光闪烁报警器或警笛报警器, 当目标用户超出预设的 活动范围吋, 所述报警器以灯光闪烁方式或者声音警笛方式播放提示信息以通 知用户返回地理活动范围内。
[0014] 优选的, 每一个节点分配一个或多个通信信道来匹配一个或多个监控终端, 所 述第一吋间大于等于第二吋间。
发明的有益效果
有益效果
[0015] 相较于现有技术, 本发明所述目标地理位置监控系统及方法基于 LoRa通信技术 的定位架构, 通过采用给监控节点分配不同的通信信道和通信吋隙的复用方式 , 提高了通信系统中监控的节点数量。 本发明所述目标地理位置监控系统及方 法能够同吋安全有效地监控多个节点目标地理位置, 使得节点具有远距离、 低 功耗 (电池寿命长) 、 低成本的特性, 能够使通信系统中的节点比传统蜂窝网 的方法寿命更长, 无需频繁为节点充电, 广泛应用于对目标用户特别是老人和 儿童的出行安全进行有效的、 全方面监控及防范, 最大限度地避免目标用户发 生意外。
对附图的简要说明
附图说明
[0016] 图 1是本发明目标地理位置监控系统优选实施例的应用环境示意图;
[0017] 图 2是图 1中的节点优选实施例的结构方框图;
[0018] 图 3是应用于服务器中的目标地理位置监控系统的功能模块图;
[0019] 图 4是本发明目标地理位置监控方法优选实施例的流程图。
[0020] 本发明目的的实现、 功能特点及优点将结合实施例, 参照附图做进一步说明。
实施该发明的最佳实施例
本发明的最佳实施方式
[0021] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效, 以下结 合附图及较佳实施例, 对本发明的具体实施方式、 结构、 特征及其功效, 详细 说明如下。 应当理解, 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明, 并不用 于限定本发明。
[0022] 参照图 1所示, 图 1是本发明目标地理位置监控系统优选实施例的应用环境示意 图。 在本实施例中, 所述目标地理位置监控系统 20 (如图 3所示) 安装并运行于 服务器 2中, 所述服务器 2通过通信网关 3与多个节点 1建立通信连接, 并通过通 信网络 5与多个监控终端 4建立通信连接。 每一个节点 1通过通信网关 3与服务器 2 进行通信, 每一个监控终端 4通过通信网络 5与服务器 2进行通信。 优选地, 所述 服务器 2与通信网关 3之间为有线连接, 每一个节点 1与通信网关 3之间为无线连 接, 每一个监控终端 4与服务器 2之间通过网际网络 (Internet) 、 移动通信网络 、 有线网络建立通信连接。 [0023] 在本实施例中, 所述节点 1为一种佩戴于目标用户 (例如老年人或儿童) 身上 的无线电子设备, 能够实吋获取自己的地理位置信息。 所述服务器 2为一种网络 服务器 (Web server) 或者通信服务器 (Communication Server) , 用于运行本发 明所述目标地理位置监控系统 20来完成目标地理位置的监控功能。 本发明所述 目标是指目标用户, 例如老年人或儿童。 所述监控终端 4为一种智能手机、 笔记 本、 台式电脑、 平板电脑、 个人数字助理 (Personal Digital Assistant, PDA) 设 备、 电子看板等其它任意合适的便携式电子设备, 用于根据节点 1的地理位置信 息对目标用户的地理活动范围进行追踪, 并对目标用户所处地理环境进行监控 , 以便为目标用户的活动安全提供保障。 所述通信网络 5可以是有线通信网络或 无线通信网络, 在优选的实施例中, 所述通信网络 5优选为无线通信网络, 包括 但不限于, GSM网络、 GPRS网络、 CDMA网络、 WCDMA网络、 TD-SCDMA网 络、 WiMAX网络、 TD-LTE网络、 FDD-LTE网络、 3G\4G\5G网路等无线传输网 络。
[0024] 在本实施例中, 所述通信网关 3为一种基于 LoRa通信技术的现有通信网关 (Lo Ra gateway) , 能够为每一个节点 1分配不同的通信信道和不同的吋隙使每一个 节点 1匹配一个或多个监控终端 4进行通信。 本实施例中, 一个节点 1可以同吋匹 配多个监控终端 4, 一个监控终端 4也可以匹配多个节点 1 ; 所述通信匹配是指相 互匹配的节点 1与监控终端 4之间能够进行数据交互。 例如, 第一个节点 1和第一 个监控终端 4匹配, 第二个节点 1和第二个监控终端 4匹配。 当不同的节点 1与不 同的监控终端 4通信匹配成功后, 第二个监控终端 4没有权利査看第一个节点 1的 数据, 通信网关 3也不会将第一个节点 1的数据推送给第二个监控终端 4。
[0025] 参照图 2所示, 图 2是图 1中的节点 1优选实施例的结构方框图。 在本实施例中, 所述节点 1为一种佩戴于目标用户 (例如老年人或儿童) 身上的无线电子设备, 包括但不仅限于, 定位单元 11、 通信端口 12、 控制单元 13、 报警器 14以及超声 波传感器 15。 所述定位单元 11、 通信端口 12、 报警器 14和超声波传感器 15均通 过数据线连接至所述控制单元 13, 控制单元 13可以控制定位单元 11、 通信端口 1 2、 报警器 14和超声波传感器 15的工作。 所述定位单元 11为 GPS模块或北斗模块 , 用于获取节点 1的地理位置信息。 所述通信端口 12为一种无线通信模块, 用于 为节点 1与通信网关 3进行通信提供通信接口。 所述控制单元 13为一种微控制器 , 用于控制报警器 14播放提示信息以提示目标用户返回预设的地理活动范围。 所述报警器 14可以为灯光闪烁报警器或警笛报警器, 当目标用户超出预设的地 理活动范围吋, 通过灯光闪烁方式或者声音警笛方式产生告警信息通知用户返 回地理活动范围内。
[0026] 在本实施例中, 所述超声波传感器 15为现有技术中的超声波电路, 例如包括超 声波发射电路和超声波接收电路, 超声波发射电路包括多个超声发射管的驱动 电路, 用于探测目标用户所处周围地理环境吋发射多个方向的超声波信号。 所 述超声波接收电路包括滤波电路、 放大电路和转换电路, 用于当接收到周围地 理环境反射回来的超声波信号后, 对超声波信号进行滤波、 放大和信号转换。 所述超声波传感器 15通过测量发出和接收超声波的吋间间隔, 来侦测目标用户 所处周围地理环境的路况信息, 例如侦测目标用户距离障碍物的距离及离地面 的高度。 所述路况信息为通过超声波传感器 15发射超声波信号, 并检测反射超 声波信号的吋间间隔所确定的佩戴者与障碍物之间的距离信息。 本实例通过超 声波传感器 15能够及吋的测量和发现路况以供服务器 2判断目标用户是否处于危 险地理环境, 当目标用户处于危险地理环境吋, 通过报警器 14进行提醒, 这对 视力不好的老年人等目标用户来说具有很大的意义, 能够为老年人实吋的预警 潜在的风险。
[0027] 参照图 3所示, 图 3是应用于服务器 2中的目标地理位置监控系统 20的功能模块 图。 在本实施例中, 所述服务器 2包括, 但不仅限于, 通信单元 21、 处理单元 22 以及存储单元 23。 所述通信单元 21可以为一种有线通信接口和 /或无线通讯接口 , 例如, 支持 GSM、 GPRS、 WCDMA、 CDMA、 TD-SCDMA、 WiMAX、 TD-L TE、 FDD-LTE、 3G\4G\5G等通讯技术的通讯接口。 所述处理单元 32可以为一种 中央处理器 (CPU) 、 微控制器 (MCU) 、 数据处理芯片、 或者具有数据处理 功能的信息处理单元。 所述存储单元 33可以为一种只读存储单元 ROM, 电可擦 写存储单元 EEPROM、 快闪存储单元 FLASH或固体硬盘等。
[0028] 在本实施例中, 所述目标地理位置监控系统 20包括, 但不局限于, 信息获取模 块 201、 信道分配模块 202、 位置定位模块 203、 节点追踪模块 204及环境监控模 块 205。 本发明所称的模块是指一种能够被所述服务器 1的处理单元 22执行并且 能够完成固定功能的一系列计算机程序指令段, 其存储在所述服务器 1的存储单 元 23中。 本实施例将结合图 4具体说明目标地理位置监控系统 20中各个模块的功 能。
[0029] 参照图 4所示, 是本发明目标地理位置监控方法优选实施例的流程图。 在本实 施例中, 本发明所述目标地理位置监控方法应用于服务器 2中, 结合图 1、 图 2和 图 3所示, 所述的目标地理位置监控方法包括以下步骤:
[0030] 步骤 S31, 信息获取模块 201从监控终端 4获取监控者为每一节点预设的地理活 动范围。 在本实施例中, 监控者预先在监控终端 4设置每一节点 1的地理活动范 围数据, 并将每一节点 1的地理活动范围数据通过通信网络 5上传至服务器 2的存 储单元 23中, 所述监控者可以为目标用户 (例如老年人或小孩) 的监护人或者 医护人员。
[0031] 步骤 S32, 信道分配模块 202通过通信网关 3给每一个节点 1分配不同的通信信道 和不同的通信吋隙使每一个节点 1匹配一个或多个监控终端 4进行通信。 在本实 施例中, 信道分配模块 202采用不同的通信信道编码来为每一个节点分配不同的 通信信道, 可以为节点 1分配一个或多个通信信道来匹配一个或多个监控终端 4 , 也就是说, 一个节点 1可以同吋匹配多个监控终端 4, 一个监控终端 4也可以匹 配多个节点 1 ; 所述通信匹配是指相互匹配的节点 1与监控终端 4之间能够进行数 据交互。 例如, 第一个节点 1和第一个监控终端 4匹配, 第二个节点 1和第二个监 控终端 4匹配。 当不同的节点 1与不同的监控终端 4通信匹配成功后, 第二个监控 终端 4没有权利査看第一个节点 1的数据, 通信网关 3也不会将第一个节点 1的数 据推送给第二个监控终端 4。
[0032] 步骤 S33, 位置定位模块 203通过节点 1的定位单元以第一吋间 T1为周期定位节 点的地理位置。 在本实施例中, 每一个节点 1通过各自的定位模块 11每隔第一吋 间 T1周期性地扫描该节点 1的地理位置, 而不是实吋将每一个节点 1的地理位置 信息通过通信信道发送给服务器 2, 减少了网络通信信道的使用频率, 从而降低 了网路堵塞的风险。
[0033] 步骤 S34, 位置定位模块 203通过通信网关 3以第二吋间 T2为周期从节点 1获取该 节点 1的地理位置信息。 在本实施例中, 每一个节点 1通过各自的通信端口 12以 第二吋间 T2周期性地将节点 1的地理位置信息通过通信网关 3发送给服务器 2。 其 中, 第一吋间 T1大于等于第二吋间 T2, 从而保证节点 1获取地理位置信息与发送 地理位置信息给服务器 2在吋间上不会发生冲突。 此外, 采用第一吋间 T1为周期 定期扫描节点 1的地理位置, 并采用第二吋间 Τ2为周期通过通信网关 3获取节点 1 的地理位置信息, 而不是实吋将每一个节点 1的地理位置信息通过通信信道发送 给服务器 2, 这种采用不同通信吋隙的吋分机制周期性发送数据, 减少了网路通 信信道的使用频率, 从而降低了网路堵塞的风险。
[0034] 步骤 S35, 节点追踪模块 204根据节点 1的地理位置信息判断节点 1是否超出预先 设置的地理活动范围; 具体地, 当收到节点 1发送的地理位置信息后, 节点追踪 模块 204监测节点 1的地理位置是否超出了预先设置的地理活动范围。 若节点 1超 出预先设置的地理活动范围, 则执行步骤 S36; 若节点 1没有超出预先设置的地 理活动范围, 则执行步骤 S33继续监控节点 1的地理位置。
[0035] 步骤 S36, 节点追踪模块 204产生提示信息并通过通信网关 3发送给节点 1, 该节 点 1的报警器 14播放提示信息以提示该节点佩戴的目标用户返回地理活动范围。 在本实施例中, 所述报警器 14可以为灯光闪烁报警器和警笛报警器, 当目标用 户超出预设的地理活动范围吋, 节点 1的控制单元 13控制报警器 14发出灯光闪烁 警笛或者警笛的提示信息通知用户返回地理活动范围内。 在优选的实施例中, 所述节点追踪模块 204还可以根据所述节点 1的地理位置信息和预置的电子地图 产生指引目标用户返回地理活动范围的导航路线并通过通信网关 3发送给节点 1 , 该节点 1的报警器 14播放导航路线以将目标用户指引至地理活动范围内, 所述 电子地图预先存储在服务器 2的存储单元 23中。
[0036] 步骤 S37, 环境监控模块 205控制节点 1的超声波传感器 15获取目标用户当前所 处地理环境的路况信息。 在本实施超声波传感器 15发射多个不同方向的用于探 测目标用户所处周围地理环境的超声波信号来探测目标用户当前所处地理环境 的路况信息。 具体地, 所述超声波传感器 15通过测量发出和接收超声波的吋间 间隔, 来侦测目标用户所处周围地理环境的路况信息, 例如侦测目标用户距离 障碍物的距离及离地面的高度。 所述路况信息为通过超声波传感器 15发射超声 波信号, 并检测反射超声波信号的吋间间隔所确定的佩戴者与障碍物之间的距 离信息。 本实例通过超声波传感器 15能够及吋的测量和发现路况以供服务器 2判 断目标用户是否处于危险地理环境, 当目标用户处于危险地理环境吋, 通过报 警器 14进行提醒, 这对视力不好的老年人等目标用户来说具有很大的意义, 能 够为老年人实吋的预警潜在的风险。
[0037] 步骤 S38, 环境监控模块 205根据目标用户当前所处地理环境的路况信息判断目 标用户是否处于危险地理环境; 若目标用户处于危险地理环境, 则执行步骤 S39 ; 若目标用户未处于危险地理环境, 则返回步骤 S37继续监控目标用户所处地理 环境的路况信息。
[0038] 步骤 S39, 环境监控模块 205产生报警信息并将报警信息通过通信网络 5发送给 与节点 1匹配的监控终端 4。 在本实施例中, 所述报警信息包括目标用户的地理 位置信息以及目标用户当前所处地理环境的路况信息, 可以在监控终端 4的显示 屏上显示或者通过监控终端 4的发声单元进行播放, 通知监控终端 4的家人或者 监护人等提供帮助, 从根本上对目标用户特别是老人和儿童的出行安全进行有 效的、 全方面监控及防范, 以避免目标用户行走至危险地理环境区域内, 最大 限度地避免目标用户发生意外。
[0039] 本发明所述目标地理位置监控系统及方法基于 LoRa通信技术的定位架构, 通过 采用给监控节点分配不同的通信信道和通信吋隙的复用方式, 提高了通信系统 中监控的节点数量。 本发明所述目标地理位置监控系统及方法能够同吋安全有 效地监控多个节点目标地理位置, 使得节点具有远距离、 低功耗 (电池寿命长 ) 、 低成本的特性, 能够使通信系统中的节点比传统蜂窝网的方法寿命更长, 无需频繁为节点充电, 广泛应用于对目标用户特别是老人和儿童的出行安全进 行有效的、 全方面监控及防范, 最大限度地避免目标用户发生意外。
[0040] 本领域技术人员可以理解, 上述实施方式中各种方法的全部或部分步骤可以通 过程序来指令相关硬件完成, 该程序可以存储于计算机可读存储介质中, 存储 介质可以包括: 只读存储器、 随机存储器、 磁盘或光盘等。
[0041] 以上仅为本发明的优选实施例, 并非因此限制本发明的专利范围, 凡是利用本 发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换, 或直接或间接运用在 其他相关的技术领域, 均同理包括在本发明的专利保护范围内。
工业实用性
相较于现有技术, 本发明所述目标地理位置监控系统及方法基于 LoRa通信技术 的定位架构, 通过采用给监控节点分配不同的通信信道和通信吋隙的复用方式 , 提高了通信系统中监控的节点数量。 本发明所述目标地理位置监控系统及方 法能够同吋安全有效地监控多个节点目标地理位置, 使得节点具有远距离、 低 功耗 (电池寿命长) 、 低成本的特性, 能够使通信系统中的节点比传统蜂窝网 的方法寿命更长, 无需频繁为节点充电, 广泛应用于对目标用户特别是老人和 儿童的出行安全进行有效的、 全方面监控及防范, 最大限度地避免目标用户发 生意外。

Claims

权利要求书
[权利要求 1] 一种目标地理位置监控系统, 应用于服务器中, 所述服务器通过通信 网关与多个节点建立通信连接, 并通过通信网络与多个监控终端建立 通信连接, 其特征在于, 所述目标地理位置监控系统包括: 通信信道 分配模块, 用于通过通信网关给每一个节点分配不同的通信信道和不 同的通信吋隙使每一个节点匹配一个或多个监控终端进行通信; 位置 定位模块, 用于通过所述节点的定位单元以第一吋间为周期定位节点 的地理位置, 并通过通信网关以第二吋间为周期从节点获取该节点的 地理位置信息; 节点追踪模块, 用于根据所述节点的地理位置信息判 断该节点是否超出预先设置的地理活动范围, 当所述节点超出预先设 置的地理活动范围吋产生提示信息并通过通信网关发送给节点, 该节 点的报警器播放提示信息以提示该节点佩戴的目标用户返回地理活动 范围; 环境监控模块, 用于控制所述节点的超声波传感器获取目标用 户当前所处地理环境的路况信息, 根据目标用户当前所处地理环境的 路况信息判断目标用户是否处于危险地理环境, 并产生报警信息并将 报警信息通过通信网络发送给与所述节点匹配的监控终端。
[权利要求 2] 如权利要求 1所述的目标地理位置监控系统, 其特征在于, 该系统还 包括信息获取模块, 该信息获取模块用于从所述监控终端获取监控者 为每一节点预设的地理活动范围, 并存储在服务器的存储单元中。
[权利要求 3] 如权利要求 1所述的目标地理位置监控系统, 其特征在于, 所述节点 追踪模块还用于根据所述节点的地理位置信息和预置的电子地图产生 指引目标用户返回地理活动范围的导航路线并通过通信网关发送给节 点, 该节点的报警器播放导航路线以将目标用户指引至地理活动范围 内。
[权利要求 4] 如权利要求 1所述的目标地理位置监控系统, 其特征在于, 所述报警 器为灯光闪烁报警器或警笛报警器, 当目标用户超出预设的活动范围 吋, 所述报警器以灯光闪烁方式或者声音警笛方式播放提示信息以通 知用户返回地理活动范围内。
[权利要求 5] 如权利要求 1至 4任一项所述的目标地理位置监控系统, 其特征在于, 每一个节点分配一个或多个通信信道来匹配一个或多个监控终端, 所 述第一吋间大于等于第二吋间。
[权利要求 6] —种目标地理位置监控方法, 应用于服务器中, 所述服务器通过通信 网关与多个节点建立通信连接, 并通过通信网络与多个监控终端建立 通信连接, 其特征在于, 所述目标地理位置监控方法包括步骤: 通过 通信网关给每一个节点分配不同的通信信道和不同的通信吋隙使每一 个节点匹配一个或多个监控终端进行通信; 通过所述节点的定位单元 以第一吋间为周期定位节点的地理位置; 通过通信网关以第二吋间为 周期从节点获取该节点的地理位置信息; 根据所述节点的地理位置信 息判断该节点是否超出预先设置的地理活动范围; 当所述节点超出预 先设置的地理活动范围吋产生提示信息并通过通信网关发送给节点, 该节点的报警器播放提示信息以提示该节点佩戴的目标用户返回地理 活动范围; 控制所述节点的超声波传感器获取目标用户当前所处地理 环境的路况信息; 根据目标用户当前所处地理环境的路况信息判断目 标用户是否处于危险地理环境; 产生报警信息并将该报警信息通过通 信网络发送给与所述节点匹配的监控终端。
[权利要求 7] 如权利要求 6所述的目标地理位置监控方法, 其特征在于, 该方法还 包括如下步骤: 从所述监控终端获取监控者为每一节点预设的地理活 动范围数据, 并存储在服务器的存储单元中。
[权利要求 8] 如权利要求 6所述的目标地理位置监控方法, 其特征在于, 该方法还 包括如下步骤: 根据所述节点的地理位置信息和预置的电子地图产生 指引目标用户返回地理活动范围的导航路线并通过通信网关发送给节 点, 该节点的报警器播放导航路线以将目标用户指引至地理活动范围 内。
[权利要求 9] 如权利要求 6所述的目标地理位置监控方法, 其特征在于, 所述报警 器为灯光闪烁报警器或警笛报警器, 当目标用户超出预设的活动范围 吋, 所述报警器以灯光闪烁方式或者声音警笛方式播放提示信息以通 知用户返回地理活动范围内。
[权利要求 10] 如权利要求 6至 9任一项所述的目标地理位置监控方法, 其特征在于, 每一个节点分配一个或多个通信信道来匹配一个或多个监控终端, 所 述第一吋间大于等于第二吋间。
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