專利名稱：一種基于無線通訊技術(shù)追蹤監(jiān)護(hù)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于監(jiān)護(hù)監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代人的生活節(jié)奏加快，家長無法時時刻刻陪伴著小孩。當(dāng)小孩上學(xué)、外出游玩 時，家長更是擔(dān)心走失、拐賣的情況發(fā)生。有些小孩淘氣，時常逃課打游戲，家長也需要了解 其行蹤。此外，家人也很擔(dān)心有智障的患者以及思維不清楚的老人走失。現(xiàn)代無線通訊技 術(shù)的發(fā)展，監(jiān)護(hù)人隨時隨地掌握被監(jiān)護(hù)人行蹤的夢想，已成為現(xiàn)實。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于無線通訊技術(shù)追蹤監(jiān)護(hù)的系統(tǒng)和方法，用于對被監(jiān) 護(hù)的人或其它目標(biāo)進(jìn)行無線定位追蹤。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。本發(fā)明由被監(jiān)護(hù)人設(shè)備、后臺控制系統(tǒng)和監(jiān)護(hù)人設(shè)備組成，如圖1所示。本發(fā)明所述的被監(jiān)護(hù)人設(shè)備由中央控制模塊A、與電信運營商的通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通 訊的電信運營商級無線通訊模塊A、接收定位信號的定位模塊A、與其它的無線技術(shù)節(jié)點進(jìn) 行通訊的短距離無線通訊模塊A、監(jiān)測報警信號的報警模塊A、微型話筒A和攝像頭A組成， 各模塊分別與中央控制模塊連接。其中電信運營商級無線通訊模塊A負(fù)責(zé)與電信運營商的通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊；定 位模塊A負(fù)責(zé)接收定位信號，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給中央控制模塊A ；短距離無線通訊模塊A負(fù)責(zé) 與其它的無線技術(shù)節(jié)點進(jìn)行通訊，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給中央控制模塊A ；報警模塊A負(fù)責(zé)監(jiān)測報 警信號，將數(shù)據(jù)發(fā)送給中央控制模塊A ；微型話筒A和攝像頭A將設(shè)備外部的音頻、視頻數(shù) 據(jù)傳給中央控制模塊A ；中央控制模塊A接收其它模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，并實時進(jìn)行分析，通過 電信運營商級無線通訊模塊A或短距離通訊模塊A收發(fā)數(shù)據(jù)，如采用短信、語音、IP數(shù)據(jù)包、 自定義的其他無線通訊方式。本發(fā)明所述的電信運營商的通訊網(wǎng)絡(luò)，可以是GSM/GPRS、CDMA、WCDMA, TD、WIMAX、 LTE等通訊網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明所述的定位信號，可以是GPS、GL0NASS、伽利略和北斗等全球定位系統(tǒng)的定 位信號，也包括采用基站定位技術(shù)的定位信號(A-GPS)。本發(fā)明所述的其它的無線技術(shù)節(jié)點，可以采用Zigbee、UWB、WiFi、藍(lán)牙或其它自定 義的適合短距離通訊的無線通訊協(xié)議。被監(jiān)護(hù)人設(shè)備還可設(shè)報警按鈕。被監(jiān)護(hù)人一旦發(fā)現(xiàn)有緊急情況，按下報警按鈕，設(shè) 備發(fā)出報警信號給后臺控制系統(tǒng)。如果被監(jiān)護(hù)人設(shè)備選裝微型話筒和攝像頭，還能實時將 外部的聲音、視頻等傳給后臺控制系統(tǒng)或被監(jiān)護(hù)人。被監(jiān)護(hù)人設(shè)備還可設(shè)保護(hù)裝置。在設(shè)防條件下，一旦從被監(jiān)護(hù)人身上取下設(shè)備，設(shè) 備自動發(fā)出報警信號，防止被監(jiān)護(hù)人脫離監(jiān)護(hù)，如制作成皮帶后，皮帶一旦被解開，則發(fā)出報警信號。本發(fā)明所述的后臺控制系統(tǒng)是監(jiān)護(hù)人與被監(jiān)護(hù)人設(shè)備之間的通訊控制平臺。被監(jiān) 護(hù)人設(shè)備將定位數(shù)據(jù)(如坐標(biāo)、時間等)、報警數(shù)據(jù)等傳送到后臺控制系統(tǒng)。后臺控制系統(tǒng)接 收數(shù)據(jù)后，進(jìn)行格式化加工，分類存儲。對于需要監(jiān)護(hù)人及時響應(yīng)的數(shù)據(jù)，如報警、越界等數(shù) 據(jù)，通過監(jiān)護(hù)人事先設(shè)定的通訊方式(如電話通知或短信提醒)，立刻通知監(jiān)護(hù)人處理。監(jiān)護(hù)人用互聯(lián)網(wǎng)登錄后臺控制系統(tǒng)，可設(shè)定多項參數(shù)，如監(jiān)護(hù)時段、每時段的設(shè)防 范圍、聯(lián)系方式(電話號碼、QQ號、郵箱地址等)等參數(shù)。監(jiān)護(hù)人在后臺控制系統(tǒng)的電子地圖上查看被監(jiān)護(hù)人的實時位置(如圖4)，并查看 其歷史時段的運動軌跡。監(jiān)護(hù)人還可以查看收聽已上傳的和實時的音頻、視頻數(shù)據(jù)，了解被 監(jiān)護(hù)人情況。監(jiān)護(hù)人還可在數(shù)字地圖上(如圖4)設(shè)定不同時段被監(jiān)護(hù)人的合理活動區(qū)域(設(shè)防 范圍)。一旦后臺控制系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)被監(jiān)護(hù)人超出了設(shè)防范圍，立刻用設(shè)定的聯(lián)系方式向監(jiān)護(hù)人 發(fā)出越界信息。監(jiān)護(hù)人可使用電話或登錄后臺控制系統(tǒng)，通過認(rèn)證后，主動聯(lián)系被監(jiān)護(hù)人設(shè)備，監(jiān) 聽外界音視頻。本發(fā)明所述的監(jiān)護(hù)人設(shè)備由中央控制模塊B、與電信運營商的通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊 的電信運營商級無線通訊模塊B、接收定位信號的定位模塊B、與其它的無線技術(shù)節(jié)點進(jìn)行 通訊短距離無線通訊模塊B、監(jiān)測報警信號的報警模塊B、微型話筒B、喇叭B、指示燈B和攝 像頭B、顯示模塊B組成，各模塊分別與中央控制模塊連接。其中電信運營商級無線通訊模塊B負(fù)責(zé)與電信運營商的通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊；定 位模塊B負(fù)責(zé)接收定位信號，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給中央控制模塊B ；短距離無線通訊模塊B負(fù)責(zé) 與其它的無線技術(shù)節(jié)點進(jìn)行通訊，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給中央控制模塊B ；報警模塊B負(fù)責(zé)監(jiān)測報 警信號，將數(shù)據(jù)發(fā)送給中央控制模塊B ；微型話筒B和攝像頭模塊B將外部的音頻、視頻數(shù) 據(jù)傳給中央控制模塊B ；顯示模塊B將設(shè)備信息顯示出來；中央控制模塊B接收其它模塊發(fā) 送的數(shù)據(jù)，并實時進(jìn)行分析，通過電信運營商級無線通訊模塊B或短距離無線通訊模塊B收 發(fā)數(shù)據(jù)，如采用短信、語音、IP數(shù)據(jù)包、自定義數(shù)據(jù)格式等方式；中央控制模塊B自身具備運 算能力，可完成無線測距等功能，并將信息通過顯示模塊B、喇叭B、指示燈B展現(xiàn)。本發(fā)明所述的監(jiān)護(hù)人設(shè)備由監(jiān)護(hù)人攜帶，一般在與被監(jiān)護(hù)人距離不遠(yuǎn)，可以不通 過電信運營商通訊網(wǎng)絡(luò)，直接與被監(jiān)護(hù)人設(shè)備進(jìn)行無線通訊的場合下使用，主要功能是1、 直接通過無線方式聯(lián)系被監(jiān)護(hù)人設(shè)備，可發(fā)出控制指令和接收被監(jiān)護(hù)人設(shè)備的數(shù)據(jù)；2、當(dāng) 無法直接聯(lián)系被監(jiān)護(hù)人設(shè)備時，可使用電信運營商的通訊網(wǎng)絡(luò)，向被監(jiān)護(hù)人設(shè)備發(fā)送定位 查詢和其它控制命令，并通過后臺控制系統(tǒng)保持與被監(jiān)護(hù)人設(shè)備的聯(lián)系；3、依據(jù)設(shè)定的條 件，如判斷出兩個設(shè)備距離超過設(shè)定距離，發(fā)出聲、光等報警信號。本發(fā)明所述的基于無線通訊技術(shù)追蹤監(jiān)護(hù)的方法由普通監(jiān)護(hù)模式、人工報警模式 和近距離監(jiān)護(hù)模式構(gòu)成
1)普通監(jiān)護(hù)模式
Sl-I 被監(jiān)護(hù)人設(shè)備檢查是否在需要監(jiān)護(hù)時段；如果不在監(jiān)護(hù)時段，繼續(xù)本步驟。S1-2:被監(jiān)護(hù)人設(shè)備接收并綜合衛(wèi)星和基站發(fā)出的定位信號，發(fā)送至后臺控制系 統(tǒng)。
S1-3:后臺控制系統(tǒng)計算并判斷被監(jiān)護(hù)人設(shè)備是否超出監(jiān)護(hù)人預(yù)設(shè)的該時段活動 范圍；沒有超出，返回S1-1。S1-4 后臺控制系統(tǒng)通過監(jiān)護(hù)人預(yù)設(shè)的通信方式，如短信、電話、郵件、QQ等方式， 向監(jiān)護(hù)人報警。S1-5:監(jiān)護(hù)人通過瀏覽器登錄后臺控制系統(tǒng)，在電子地圖上查看被監(jiān)護(hù)人的移動 軌跡。S1-6:監(jiān)護(hù)人啟動被監(jiān)護(hù)人設(shè)備的麥克和攝像頭，接收被監(jiān)護(hù)人設(shè)備發(fā)送的音、視 頻信號或圖片資料。2)人工報警模式
52-1被監(jiān)護(hù)人在緊急情況下，可以手工在被監(jiān)護(hù)人設(shè)備上通過一組特定按鍵，直接啟 動報警信號，進(jìn)入普通監(jiān)護(hù)模式中的S1-4。3)近距離監(jiān)護(hù)模式
53-1監(jiān)護(hù)人預(yù)設(shè)兩個設(shè)備之間合理距離范圍；
S3-2 被監(jiān)護(hù)人設(shè)備與監(jiān)護(hù)人設(shè)備直接進(jìn)行無線通訊并測距；
S3-3 被監(jiān)護(hù)人設(shè)備和/或監(jiān)護(hù)人設(shè)備一旦發(fā)現(xiàn)雙方不能直接通訊，或者無線測距計 算出相互距離大于預(yù)設(shè)合理距離，被監(jiān)護(hù)人設(shè)備和/或監(jiān)護(hù)人設(shè)備通過聲、光等方式發(fā)出 報警信號；
S3-4 當(dāng)被監(jiān)護(hù)人設(shè)備和/或監(jiān)護(hù)人設(shè)備之間通訊恢復(fù)，并且相互距離小于預(yù)設(shè)距離 后，則設(shè)備取消聲、光報警信號；
S3-5 返回S3-2，直至監(jiān)護(hù)人取消近距離監(jiān)護(hù)。被監(jiān)護(hù)人設(shè)備開機即進(jìn)入普通監(jiān)護(hù)模式。近距離監(jiān)護(hù)模式是監(jiān)護(hù)人設(shè)定設(shè)備的一 種直接通訊的特殊模式，當(dāng)被監(jiān)護(hù)人設(shè)備運行在該模式中時，普通監(jiān)護(hù)模式的程序不能被 取消。本發(fā)明所述的方法采取GPS和A-GPS (基站輔助定位)相結(jié)合的技術(shù)，監(jiān)護(hù)人通過 瀏覽器采用電子地圖方式設(shè)定被監(jiān)護(hù)人活動范圍。當(dāng)被監(jiān)護(hù)人行動超越設(shè)定范圍，后臺控 制系統(tǒng)可采用電話、短信等多種手段及時告知監(jiān)護(hù)人。監(jiān)護(hù)人隨時可在電子地圖上查看被 監(jiān)護(hù)人位置信息，并回放行動軌跡，并可與被監(jiān)護(hù)人設(shè)備直接建立通訊，掌握解被監(jiān)護(hù)人行
S示ο本發(fā)明也可用于對其它目標(biāo)進(jìn)行無線定位追蹤。本發(fā)明的優(yōu)點是(1)體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，可攜帶；(2)無線控制，監(jiān)護(hù)與被監(jiān)護(hù)設(shè) 備之間無需線纜連接；(3)除適用于追蹤被監(jiān)護(hù)人位置外，也可作為一個通訊的基礎(chǔ)平臺， 配合其它如脈搏計數(shù)器等醫(yī)療設(shè)備接口，實時監(jiān)護(hù)可自由活動的病人身體生理參數(shù)，一旦 發(fā)現(xiàn)病情惡化，可迅速報警、定位并介入治療干預(yù)；(4)功耗小，價格低。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)框圖。圖2為本發(fā)明普通監(jiān)護(hù)模式和人工報警模式流程圖。圖3為本發(fā)明近距離監(jiān)護(hù)模式流程圖。圖4為本發(fā)明后臺控制系統(tǒng)界面設(shè)計示意圖。圖中粗實線合圍區(qū)域為被監(jiān)護(hù)人活動區(qū)域，細(xì)實線為被監(jiān)護(hù)人實際行進(jìn)路線。
具體實施例方式本發(fā)明將通過以下實施例作進(jìn)一步的說明。實施例1家長帶兒童外出，防止走失
被監(jiān)護(hù)人設(shè)備設(shè)計為手表或腰帶等式樣，由兒童佩戴。家長攜帶監(jiān)護(hù)人設(shè)備。監(jiān)護(hù)人 設(shè)備直接與被監(jiān)護(hù)人設(shè)備采用藍(lán)牙、UWB或其他無線技術(shù)直接通訊，計算出相互距離。一旦 兒童走出設(shè)定有效距離(如15米)，監(jiān)護(hù)人設(shè)備立刻通過聲、光等方式向家長報警，家長可立 刻查找兒童，防止兒童走失。如果兒童被拐騙，兒童離開了家長一定距離，設(shè)備也會主動報 警。如果兒童或歹徒主動解開設(shè)備，設(shè)備會自動報警，告知家長。實施例2家長監(jiān)控兒童上學(xué)，防止逃課或被拐騙
家長通過后臺控制系統(tǒng)，設(shè)定小孩在上課期間的有效活動范圍。一旦小孩離開了此活 動范圍，會立刻接到短信或電話通知。家長可通過后臺控制系統(tǒng)查看小孩的具體問題，也可 以連接小孩攜帶的設(shè)備，收聽小孩外部環(huán)境的實時聲音，判斷是逃課了，還是出現(xiàn)了其它情 況，決定干預(yù)的方法和程度。同樣可用來監(jiān)控有智障的被監(jiān)護(hù)人，一旦走失后，能夠迅速追蹤定位，方便尋找。實施例3作為通訊平臺，監(jiān)控老人、病人的情況
有些便攜式的醫(yī)療監(jiān)控設(shè)備，如能夠檢測人體脈搏、血壓等參數(shù)。醫(yī)療設(shè)備通過專用接 口(如USB接口)，將體征參數(shù)傳入被監(jiān)護(hù)人設(shè)備，被監(jiān)護(hù)人設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)至后臺控制系統(tǒng)。一旦 后臺控制系統(tǒng)或連接后臺控制系統(tǒng)的其它監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)被監(jiān)護(hù)目標(biāo)的體征參數(shù)出現(xiàn)異常， 立即通知監(jiān)護(hù)人，及時定位找到被監(jiān)護(hù)人，處理病情。如果病人自我感覺不好，也可按下人 工報警按鈕，提醒監(jiān)護(hù)人介入。
權(quán)利要求
1.一種基于無線通訊技術(shù)追蹤監(jiān)護(hù)的系統(tǒng)，其特征是由被監(jiān)護(hù)人設(shè)備、后臺控制系統(tǒng) 和監(jiān)護(hù)人設(shè)備組成所述的被監(jiān)護(hù)人設(shè)備由中央控制模塊A、與電信運營商的通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊的電信運 營商級無線通訊模塊A、接收定位信號的定位模塊A、與其它的無線技術(shù)節(jié)點進(jìn)行通訊的短 距離無線通訊模塊A、監(jiān)測報警信號的報警模塊A、微型話筒A和攝像頭A組成，各模塊分別 與中央控制模塊連接；所述的監(jiān)護(hù)人設(shè)備由中央控制模塊B、與電信運營商的通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊的電信運營 商級無線通訊模塊B、接收定位信號的定位模塊B、與其它的無線技術(shù)節(jié)點進(jìn)行通訊短距離 無線通訊模塊B、監(jiān)測報警信號的報警模塊B、微型話筒B、喇叭B、指示燈B和攝像頭B、顯示 模塊B組成，各模塊分別與中央控制模塊連接。
2.一種基于無線通訊技術(shù)追蹤監(jiān)護(hù)的方法，其特征是由普通監(jiān)護(hù)模式、人工報警模式 和近距離監(jiān)護(hù)模式構(gòu)成所述的普通監(jiān)護(hù)模式為Sl-I 被監(jiān)護(hù)人設(shè)備檢查是否在需要監(jiān)護(hù)時段；如果不在監(jiān)護(hù)時段，繼續(xù)本步驟；Sl-2 被監(jiān)護(hù)人設(shè)備接收并綜合衛(wèi)星和基站發(fā)出的定位信號，發(fā)送至后臺控制系統(tǒng)；S1-3:后臺控制系統(tǒng)計算并判斷被監(jiān)護(hù)人設(shè)備是否超出監(jiān)護(hù)人預(yù)設(shè)的該時段活動范 圍；沒有超出，返回Sl-I ；S1-4 后臺控制系統(tǒng)通過監(jiān)護(hù)人預(yù)設(shè)的通信方式，如短信、電話、郵件、QQ等方式，向監(jiān) 護(hù)人報警；Sl-5 監(jiān)護(hù)人通過瀏覽器登錄后臺控制系統(tǒng)，在電子地圖上查看被監(jiān)護(hù)人的移動軌跡；51-6監(jiān)護(hù)人啟動被監(jiān)護(hù)人設(shè)備的麥克和攝像頭，接收被監(jiān)護(hù)人設(shè)備發(fā)送的音、視頻信 號或圖片資料；所述的人工報警模式為52-1被監(jiān)護(hù)人在緊急情況下，可以手工在被監(jiān)護(hù)人設(shè)備上通過一組特定按鍵，直接啟 動報警信號，進(jìn)入普通監(jiān)護(hù)模式中的S1-4 ；所述的近距離監(jiān)護(hù)模式為53-1監(jiān)護(hù)人預(yù)設(shè)兩個設(shè)備之間合理距離范圍；S3-2 被監(jiān)護(hù)人設(shè)備與監(jiān)護(hù)人設(shè)備直接進(jìn)行無線通訊并測距；S3-3 被監(jiān)護(hù)人設(shè)備和/或監(jiān)護(hù)人設(shè)備一旦發(fā)現(xiàn)雙方不能直接通訊，或者無線測距計 算出相互距離大于預(yù)設(shè)合理距離，被監(jiān)護(hù)人設(shè)備和/或監(jiān)護(hù)人設(shè)備通過聲、光等方式發(fā)出 報警信號；S3-4 當(dāng)被監(jiān)護(hù)人設(shè)備和/或監(jiān)護(hù)人設(shè)備之間通訊恢復(fù)，并且相互距離小于預(yù)設(shè)距離 后，則設(shè)備取消聲、光報警信號；S3-5 返回S3-2，直至監(jiān)護(hù)人取消近距離監(jiān)護(hù)。
全文摘要
一種基于無線通訊技術(shù)追蹤監(jiān)護(hù)的系統(tǒng)和方法，由被監(jiān)護(hù)人設(shè)備、后臺控制系統(tǒng)和監(jiān)護(hù)人設(shè)備組成，在被監(jiān)護(hù)的人或其它目標(biāo)上，安裝或攜帶具有定位和無線測距功能的設(shè)備，設(shè)備不斷將自身坐標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送至后臺系統(tǒng)，一旦后臺系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的位置已超出監(jiān)護(hù)人在電子地圖上設(shè)定的活動范圍，立刻向監(jiān)護(hù)人報警；同時，監(jiān)護(hù)人設(shè)備和被監(jiān)護(hù)人設(shè)備可配合使用，相互直接進(jìn)行短距離無線測距，可通過聲、光等方式報警。本發(fā)明體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，可攜帶；無需線纜連接；功耗小，價格低。
文檔編號G08B21/02GK102103786SQ201110050160
公開日2011年6月22日 申請日期2011年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月3日
發(fā)明者曾勍煒 申請人:南昌大學(xué)