CN104349279B - 基于虚拟围栏的防走失装置及其定位方法和用途 - Google Patents
基于虚拟围栏的防走失装置及其定位方法和用途 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种基于虚拟围栏的防走失装置及其定位方法和用途。本发明的服务器定时发送组成虚拟围栏的所有基站的ID给监控终端，监控终端接收并保存，监控终端定时通过网络通信获取当前连接基站的ID，并将其与存储在监控终端内的基站的ID比对，因此监控终端无需长期与服务器保持通信，GPS模块无需长期保持打开状态，只有当监控终端内所存储的基站的ID不包含当前连接基站的ID时，即监控终端刚进入或刚离开虚拟围栏范围内时，监控终端才会启动GPS功能模块定位监控终端当前的位置，并通过GSM或GPRS或3G网络将当前位置发送给服务器，同时向服务器报警，服务器再向监控平台报警，因此，本发明大大减少监控终端的电能损耗，使其工作时间延长。
Description
技术领域
本发明涉及定位监控技术领域，具体涉及一种基于虚拟围栏的防走失装置及其定位方法和用途。
背景技术
随着社会的不断发展，人们的生活节奏的加快，越来越多的年轻人因工作，无法实时对老人和小孩的监控，由于老人的年龄越来越大，以及小孩的年幼，造成老人的意识越来越模糊，儿童受限于成长水平，国内儿童被拐卖与老人走失等事件不断发生。针对上述问题，市场就出现了很多监控定位设备，现有的监控定位设备一般是通过基站或GPS定位，在一定程度上能监控定位老人、小孩等易走失人群，避免儿童被拐卖与老人走失等事件发生，但是现有的监控定位设备仍存在以下不足之处：
（1）现有的监控定位设备，需要长时间通过移动通信网络与其他设备保持通信定位或通过GPS卫星定位，GPS要长期处于打开状态，因此长时间利用移动网络通讯或GPS定位均消耗大量电量，从而导致定位设备自身的电能损耗严重，导致监控定位设备无法长时间使用，尤其系定位设备受其电池容量制约，其应用领域会受到一定制约；如：鞋子，作为人们的日常穿着使用，将定位设备安装在鞋体上，以监控穿着带有定位设备的鞋子的老人和小孩，这是非常好的监控绑定对象，但是，传统耗电量较大的定位设备却很难应用在这种体积较小的鞋体上，因此，传统的定位设备，其应用领域始终受到限制。（2）现有的监控定位设备，通常是采用基站或GPS定位，单一的GPS定位不能实现室内定位，因此不能满足对老年人和儿童监护的应用需求，而单一的基站定位，则定位精确度不高，定位不准确，导致警察等搜寻人员无法及时找到，给犯罪分子提供转移儿童或老人的时间。因此，设计制作一款能针对儿童、老人、残疾人等易走失人群的低功耗、高精度的防走失装置具有重要现实意义。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种***简单、实施容易，可结合GPS和基站定位，使定位精度高、耗电量少的基于虚拟围栏的防走失装置及其定位方法；本发明能够及时、有效地监控绑定对象是否越出虚拟围栏，使得搜寻人员能及时找到，避免老人走失、儿童被拐的事件发生，具有更安全的监控功效。
本发明的目的是这样实现的：
一种基于虚拟围栏的防走失装置，包括服务器、监控终端、以及监控平台；
监控平台，利用网络与服务器通信，用于设定地理范围并把该地理范围上传给服务器，用于接收并根据服务器下发的报警通知方式，向使用监控平台的用户进行报警提醒；
服务器，利用网络与监控终端通信，根据用户所设定的地理范围而计算、查找出与所述地理范围相关的所有基站，并将所有基站的信号所覆盖的区域组成的一虚拟围栏，发送给监控平台确认、用于定时将虚拟围栏的所有基站的ID发送给监控终端储存、用于查询报警通知方式，并将其发送给监控平台；
绑定监控对象的监控终端，用于接收、存储组成虚拟围栏的所有基站的ID，与当前基站进行通信而取得当前基站的ID,确认其本地存储的所有基站的ID是否包含当前连接基站的ID，用于当监控终端在或不在所述虚拟围栏范围内时，采集GPS卫星信号定位以及通过移动通信网络将当前位置发送给服务器。
本发明还可以作以下进一步改进。
所述监控终端包括GPS功能模块、GSM模块以及MCU模块，所述GPS功能模块用于采集卫星信号来定位监控终端的当前位置，所述GSM模块用于监控终端与基站、服务器通信连接，所述MCU模块是用于接收、存储组成虚拟围栏的所有基站的ID，以及确认虚拟围栏的所有基站的ID是否包含当前连接基站的ID。
所述服务器包括数据收发模块、围栏计算模块、以及报警处理模块，所述数据收发模块是用于接收和发送组成虚拟围栏的所有基站的ID，所述围栏计算模块是用于计算和查找出用户在监控平台上所设定的地理范围所相关的所有基站，所述报警处理模块是用于查询报警通知方式，并将其发送给监控平台。
所述监控平台包括围栏设定模块和报警展示模块，所述围栏设定模块是用于用户在监控平台上设定监控终端所在的大致的地理范围，所述报警展示模块是用于在监控平台上提醒用户报警。
所述虚拟围栏是一形状不规则的围栏、并且可通过监控平台重新设定的监控范围。
所述监控平台是手机或电脑。
本发明还提供一种基于虚拟围栏的防走失装置的定位方法，其特征是，包括如下步骤：
步骤一：用户通过监控平台设定监控终端当前的大致地理范围，并把该地理范围上传到服务器；
步骤二：服务器通过计算、查找出与该地理范围相关的所有基站，并将所有基站信号所覆盖的区域组成虚拟围栏；
步骤三：服务器把该虚拟围栏的范围发送至监控平台给用户确认；用户若确认，服务器定时将虚拟围栏所有基站的ID发送给监控终端，否则返回步骤一；
步骤四：监控终端把虚拟围栏所有基站的ID保存到监控终端的MCU模块中；
步骤五：监控终端定时通过GSM或GPRS或3G网络查询当前与之连接的基站的ID；
步骤六：监控终端将查询到的基站的ID与MCU模块中所保存的基站的ID比对，并确认MCU模块中所保存的基站的ID是否包含当前获取的基站的ID，若不包含，即监控终端在或不在虚拟围栏的范围内时，监控终端启动GPS功能模块定位当前位置，并通过GSM模块连接网络，从而向服务器发送监控终端的当前位置，若包含，则返回步骤五；
步骤七：服务器根据监控终端发送过来的当前位置，查找最佳报警通知方式，并把报警通知方式下发至监控平台；
步骤八：监控平台根据服务器下发的通知方式，向用户进行报警提醒。
本发明还提供一种基于虚拟围栏的低功耗防走失装置的用途，其特征是，所述监控终端作为定位设备、并安装在鞋体上，使穿着鞋体的人作为被绑定监控的对象，用户由监控终端通过服务器监控穿着鞋体的人；也就是说，此低功耗防走失装置可应用在鞋体上，作为监控穿着鞋体的人。
本发明的有益效果如下：
（1）本发明基于虚拟围栏的低功耗防走失装置，其服务器定时发送组成虚拟围栏的所有基站的ID给监控终端，监控终端接收并保存，监控终端定时通过网络通信获取当前连接基站的ID，并将其与存储在监控终端内的基站的ID比对，因此监控终端无需长期与服务器保持通信，GPS模块无需长期保持打开状态，只有当监控终端内所存储的基站的ID不包含当前连接基站的ID时，即监控终端刚进入或刚离开（在或不在）虚拟围栏（安全区域）范围内时，监控终端才会启动GPS功能模块定位监控终端当前的位置，并通过GSM或GPRS或3G网络将当前位置发送给服务器，同时向服务器报警，服务器再向监控平台报警，因此，本发明大大减少监控终端的电能损耗，使其工作时间延长，既有利于监控的连贯性，提高监控效果，又扩大了低功耗防走失装置的应用领域，如，可以应用在体积较小的被监控绑定对象，如：鞋体。
（二）再有，本发明低功耗防走失装置的定位方法，能够及时、有效地监控被绑定对象是否越出虚拟围栏，并及时发出警报，使得搜寻人员能及时找到绑定对象，避免老人走失、儿童被拐的事件发生，具有更安全的监控功效。
（三）更有的是，本发明的虚拟围栏与一般意义上的地图围栏不同，本发明的虚拟围栏是由多个网络基站的覆盖范围组成的平面不规则的图形，该虚拟围栏的最小单位是一个基站的覆盖范围。本发明利用网络基站作为围栏的最小单位，这有利于监控终端进行本地围栏计算，避免网络通讯，降低设备功耗。
附图说明
图1为本发明低功耗防走失装置的组成原理方框图。
图2为本发明低功耗防走失装置的定位方法流程图。
图3 为本发明的虚拟围栏的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例一，如图1至3图所示，一种基于虚拟围栏的低功耗防走失装置，包括服务器2、监控终端1、以及监控平台3；
监控平台3，利用网络与服务器2通信，用于设定地理范围并把该地理范围上传给服务器2，用于接收并根据服务器2下发的报警通知方式，向使用监控平台3的用户进行报警提醒。
服务器2，利用网络与监控终端1通信，根据用户所设定的地理范围而计算、查找出与所述地理范围相关的所有基站5，并将所有基站5的信号所覆盖的区域组成的一虚拟围栏4，发送给监控平台3确认、用于定时将虚拟围栏4的所有基站5的ID发送给监控终端1储存、用于查询报警通知方式，并将其发送给监控平台。
绑定监控对象的监控终端1，用于接收、存储组成虚拟围栏4的所有基站5的ID，与当前基站5进行通信而取得当前基站5的ID,确认其本地存储的所有基站5的ID是否包含当前连接基站5的ID，用于当监控终端1在或不在所述虚拟围栏4范围内时，采集GPS卫星信号定位以及通过移动通信网络将当前位置发送给服务器2。所述监控终端可以是一微型定位设备，它可藏于被监控对象的身上或随身携带物上，例如鞋子等。
作为本发明低功耗防走失装置更具体的技术方案：
所述监控终端1包括GPS功能模块11、GSM模块12以及MCU模块13，所述GPS功能模块11用于采集卫星信号来定位监控终端1的当前位置，所述GSM模块12用于监控终端1与基站5、服务器2通信连接，所述MCU模块13是用于接收、存储组成虚拟围栏4的所有基站5的ID，以及确认虚拟围栏4的所有基站5的ID是否包含当前连接基站5的ID。
所述服务器2包括数据收发模块21、围栏计算模块22以及报警处理模块23，所述数据收发模块21是用于接收和发送组成虚拟围栏4的所有基站的ID，所述围栏计算模块22是用于计算和查找出用户在监控平台3上所设定的地理范围所相关的所有基站5，所述报警处理模块23是用于查询报警通知方式，并将其发送给监控平台3。
所述监控平台3包括围栏设定模块31和报警展示模块32，所述围栏设定模块31是用于用户在监控平台3上设定监控终端1所在的大致的地理范围，所述报警展示模块32是用于在监控平台3上提醒用户报警。
所述虚拟围栏4是一形状不规则、并且可通过监控平台3重新设定的监控范围。
所述监控平台可以是手机，也可以是电脑或其它联网设备。
本发明低功耗防走失装置的定位方法，包括如下步骤：
步骤一：用户通过监控平台3设定监控终端1当前的大致地理范围，并把该地理范围上传到服务器2；
步骤二：服务器2通过计算、查找出与该地理范围相关的所有基站5，并将所有基站5信号所覆盖的区域组成虚拟围栏4；
步骤三：服务器2把该虚拟围栏4的范围发送至监控平台3给用户确认；用户若确认，服务器2定时（如：第4小时一次）将安全的虚拟围栏4所有基站5的ID发送给监控终端1，否则返回步骤一；
步骤四：监控终端1把虚拟围栏4所有基站5的ID保存到监控终端1的MCU模块13中；
步骤五：监控终端1定时（如：2分钟）通过GSM或GPRS或3G网络查询当前与之连接的基站5的ID；
步骤六：监控终端1将查询到的基站5的ID与MCU模块13中所保存的基站5的ID比对，并确认MCU模块13中所保存的基站5的ID是否包含当前获取的基站5的ID，若不包含，即监控终端1在或不在虚拟围栏4的范围内时，监控终端1启动GPS功能模块11定位当前位置，并通过GSM模块12连接网络，从而向服务器2发送监控终端1的当前位置，若包含，则返回步骤五；
步骤七：服务器2根据监控终端1发送过来的当前位置，查找最佳报警通知方式，并把报警通知方式下发至监控平台3；
步骤八：监控平台3根据服务器2下发的通知方式，向用户进行报警提醒。
本发明基于虚拟围栏的低功耗防走失装置的用途，所述监控终端1作为定位设备、并安装在鞋体上，使穿着鞋体的人作为被绑定监控的对象，用户由监控终端1通过服务器2监控穿着鞋体的人；也就是说，此低功耗防走失装置可应用在鞋体上，作为监控穿着鞋体的人。
Claims (2)
1.一种基于虚拟围栏的低功耗防走失装置，包括服务器（2）、监控终端（1）、以及监控平台（3）；
监控平台（3），利用网络与服务器（2）通信，用于设定地理范围并把该地理范围上传给服务器（2），用于接收并根据服务器（2）下发的报警通知方式，向使用监控平台（3）的用户进行报警提醒；
服务器（2），利用网络与监控终端（1）通信，根据用户所设定的地理范围而计算、查找出与所述地理范围相关的所有基站，并将所有基站的信号所覆盖的区域组成的一虚拟围栏（4），发送给监控平台（3）确认、用于定时将虚拟围栏（4）的所有基站的ID发送给监控终端（1）储存、用于查询报警通知方式，并将其发送给监控平台；
绑定监控对象的监控终端（1），用于接收、存储组成虚拟围栏（4）的所有基站的ID，与当前基站进行通信而取得当前基站的ID,确认其本地存储的所有基站的ID是否包含当前连接基站的ID，用于当监控终端（1）在或不在所述虚拟围栏（4）范围内时，采集GPS卫星信号定位以及通过移动通信网络将当前位置发送给服务器（2）；
所述监控终端（1）包括GPS功能模块（11）、GSM模块（12）以及MCU模块（13），所述GPS功能模块（11）用于采集卫星信号来定位监控终端（1）的当前位置，所述GSM模块（12）用于监控终端（1）与基站、服务器（2）通信连接，所述MCU模块（13）是用于接收、存储组成虚拟围栏（4）的所有基站的ID，以及确认虚拟围栏（4）的所有基站的ID是否包含当前连接基站的ID；
所述服务器（2）包括数据收发模块（21）、围栏计算模块（22）以及报警处理模块（23），所述数据收发模块（21）是用于接收和发送组成虚拟围栏（4）的所有基站的ID，所述围栏计算模块（22）是用于计算和查找出用户在监控平台（3）上所设定的地理范围所相关的所有基站，所述报警处理模块（23）是用于查询报警通知方式，并将其发送给监控平台（3）；
所述监控平台（3）包括围栏设定模块（31）和报警展示模块（32），所述围栏设定模块（31）是用于用户在监控平台（3）上设定监控终端（1）所在的大致的地理范围，所述报警展示模块（32）是用于在监控平台（3）上提醒用户报警；
所述虚拟围栏（4）是一形状不规则、并且可通过监控平台（3）重新设定的监控范围；
所述监控平台（3）是手机或电脑。
2.一种如权利要求1所述基于虚拟围栏的低功耗防走失装置的定位方法，其特征是，包括如下步骤：
步骤一:用户通过监控平台（3）设定监控终端（1）当前的大致地理范围，并把该地理范围上传到服务器（2）；
步骤二：服务器（2）通过计算、查找出与该地理范围相关的所有基站，并将所有基站信号所覆盖的区域组成虚拟围栏（4）；
步骤三：服务器（2）把该虚拟围栏（4）的范围发送至监控平台（3）给用户确认；用户若确认，服务器（2）定时将虚拟围栏（4）所有基站的ID发送给监控终端（1），否则返回步骤一；
步骤四：监控终端（1）把虚拟围栏（4）所有基站的ID保存到监控终端（1）的MCU模块（13）中；
步骤五：监控终端（1）定时通过GSM或GPRS或3G网络查询当前与之连接的基站的ID；
步骤六：监控终端（1）将查询到的基站的ID与MCU模块（13）中所保存的基站的ID比对，并确认MCU模块（13）中所保存的基站的ID是否包含当前获取的基站的ID，若不包含，即监控终端（1）在或不在虚拟围栏（4）的范围内时，监控终端（1）启动GPS功能模块（11）定位当前位置，并通过GSM模块（12）连接网络，从而向服务器（2）发送监控终端（1）的当前位置，若包含，则返回步骤五；
步骤七：服务器（2）根据监控终端（1）发送过来的当前位置，查找最佳报警通知方式，并把报警通知方式下发至监控平台（3）；
步骤八：监控平台（3）根据服务器（2）下发的通知方式，向用户进行报警提醒；
所述监控终端（1）作为定位设备、并安装在鞋体上，使穿着鞋体的人作为被绑定监控的对象，用户由监控终端（1）通过服务器（2）监控穿着鞋体的人。
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