CN104469911A - 一种包含近距离无线通信模块的追踪器及追踪方法 - Google Patents

一种包含近距离无线通信模块的追踪器及追踪方法 Download PDF

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郭磊
王军生
刘荣斌
李宏伟
刘航
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Abstract

一种包含近距离无线通信模块的追踪器及追踪方法，涉及无线通信领域，尤其涉及一种小型定位追踪器装置及追踪方法，用于老人、儿童、宠物等的看护。追踪器包括电池、控制器，与控制器连接的卫星定位模块、网络通信模块，还包括与控制器连接的加速度传感器模块和近距离通信模块，近距离通信模块可以是蓝牙模块或Wi-Fi模块。工作时，看护人的智能手机开启相应模块，如果追踪器与智能手机的近距离通信模块可以通信或追踪器静止，则追踪器不发送位置信息，否则，追踪器接收定位信号，并通过公网向智能手机发送位置信息。采用该方案，可以大大降低追踪器的功耗，达到节能目的，延长待机时间。

Description

一种包含近距离无线通信模块的追踪器及追踪方法
技术领域
    本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种小型定位追踪器装置及追踪方法。
背景技术
在日常生活中，老人和儿童的安全问题越来越引起人们的重视，尤其是外出时，实时掌握老人和儿童的位置，是每个看护人的基本要求。当人们带宠物外出时，也有实时了解宠物位置的需求。
随着移动互联网的发展、技术进步和高性能低功耗处理芯片的推出等，满足以上需求的穿戴设备、追踪设备已经从概念转化成产品，且越来越受到人们的关注。
现有的技术主要有以下两种：一种是基于卫星的定位，一种是基于移动公网基站的定位。基于卫星的定位方式是利用设备上的GPS/北斗定位模块确定位置，然后将自己的位置信息发送给看护终端；基于移动公网基站的定位是利用多个基站和设备之间距离的测算距离来确定设备位置，然后通过后台服务器将位置信息发送给看护终端。用于被看护方定位的追踪器一般体积都比较小，所以不能配置大容量的电池，这就导致追踪器的待机时间短，充电频繁，使用繁琐。采用上述两种方式的设备都存在功耗大、续航时间短的问题。
为了解决节能问题，现在大家基本都是通过划定指定区域报警和变更上报频次的方法，但是这两种方法节能的前提是降低了定位追踪的效果，而且节能效果并不明显。
中国专利文献《CN 202978933 U》公开了一种基于蓝牙的追踪装置和防丢***，追踪装置使用蓝牙通信方式，功耗低，但该方案只在一定区域内起作用，超出作用区域，只能报警，不能确定被追踪方处在何地。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，保证在公网覆盖范围内实施监控，同时实现追踪器的节能，提出了本发明。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种包含近距离无线通信模块的追踪器，包括电池、控制器，与控制器连接的卫星定位模块、网络通信模块，并且，还包括与控制器连接的加速度传感器模块和近距离通信模块。
一种追踪方法，基于上述追踪器、移动公网以及该移动公网下的智能手机实现，该方法包括以下步骤：
A、追踪器开启加速度传感器模块，追踪器和智能手机开启近距离无线通信模块，并匹配双方通信；
B、追踪器定时判断加速度传感器是否有运动信号，如果有信号，执行步骤D，否则，执行步骤C；
C、追踪器判断卫星定位模块或网络通信模块是否开启，如果开启，关闭卫星定位模块和网络通信模块，转到步骤B；
D、追踪器判断近距离通信模块是否收到智能手机的信号，如果收到，转到步骤C，如果没有收到，执行步骤E；
E、追踪器判断定位模块或网络通信模块是否开启，如果未开启，开启卫星定位模块和网络通信模块，执行步骤F，如果开启，执行步骤F；
F、当收到有效定位信息并且网络通信模块工作正常后，追踪器发送位置信息，然后转到步骤B。
在实际生活中，考虑以下情况： 
1、被看护方在家或长时间停留在某一位置时，看护人知道被看护方的位置，此时追踪器不必发送位置信息。
2、被看护方外出时才需要看护人了解其位置信息。被看护方外出时，如果有看护人陪同，并且是在看护人的视线范围内，追踪器也不必发送位置信息。
追踪器发送位置信息需要卫星定位模块和网络通信模块同时工作，停止发送位置信息可以大大降低追踪器的功耗，达到节能目的。
为了达到上述目的，本申请采用了以下技术手段：
1、使用加速度传感器来判断被监护人是否处于移动状态。
2、使用“视距通信”技术来判断被看护方是否在看护人的视线范围内。这里的“视距通信”不是传统意义上的概念。传统的“视距通信”是两个通信装置间如果没有遮挡就可以通信，这里是指“可视距离”，也就是近距离无线通信。
目前使用较广泛的近距无线通信技术是蓝牙(Bluetooth)，无线局域网802.11(Wi-Fi)和红外数据传输(IrDA)。由于实现追踪需要使用智能手机，而蓝牙和Wi-Fi是大多数智能手机的标准配置，因此这里使用这两项技术手段。新的蓝牙通信模块的通信距离可以达到30-40米，民用Wi-Fi的通信距离为30米左右，都是视线可达的范围，并且不会距离太远。
采用本申请的技术方案，当被看护方与看护方距离过远时，追踪器搜索不到看护人手机的近距离通信信号，追踪器开启卫星定位模块和网络通信模块，开始上报被看护方的位置信息和其他数据，这个工作模式我们称为“追踪模式”。当被看护方回家或长时间不移动时，加速度传感器自动使追踪器处于待机状态，关闭定位和通信模块，这个我们称为“静止模式”。当被看护方移动，追踪器搜索到看护人的智能手机发送的近距离通信信号时，关闭定位和通信模块，只定时接收智能手机的无线信号，这个我们成为“近距离通信模式”。通过三者之间的相互转换，来实现定位追踪器降低功耗的目的。
“近距离通信模式”下，追踪器的功耗不超过“追踪模式”下的十分之一。经过实验，采用该方法，追踪器的待机时间可以增加4到5倍，有效地减少了对电池进行充电维护的次数，方便使用。
附图说明
图1为追踪器的组成框图，
图2是追踪方法的逻辑框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参看图1，追踪器包括电池、控制器，与控制器连接的卫星定位模块、网络通信模块，加速度传感器模块和近距离通信模块，其中近距离通信模块可以选择蓝牙通信模块或Wi-Fi通信模块；当选择Wi-Fi模块时，由于追踪器没有或有很少的输入功能，因此在选择Wi-Fi热点时无法输入热点的名称和密码，这里的解决方案是将热点名称预存到追踪器控制器中，将预存的名称印刷在说明书或追踪器上。追踪器与智能手机之间的Wi-Fi可以不进行数据交换，追踪器只要收到智能手机的Wi-Fi信号即可，因此，不需要热点的密码，进一步的，如果需要密码也可以在追踪器中预存一个密码并印刷在说明书或追踪器上。当选择蓝牙通信模块时，双方通信需要设备的名称和密码，这里也采用追踪器中预存设备名称与密码的方式，智能手机根据预存的内容设置。追踪器还包括连接到控制器的两个按键，用于设置追踪器工作的时间间隔。
本发明中描述的追踪方法是基于本发明中提出的追踪器、移动公网以及工作在移动公网下的智能手机来实现。传统的追踪方式是追踪器设备将位置信号通过GPRS等数传方式将收到的经纬度数据发送给服务器，服务器经过处理，将经纬度转换为易理解的地名信息并发送给监控方。本方法中，如果采用“追踪模式”，实现过程也是上述方法，本说明书和权利要求书中将上述过程简称为追踪器发送位置信息。
参看图2，为实现追踪器节能目的，首先追踪器开启加速度传感器模块，开启追踪器和智能手机的近距离无线通信模块，并匹配双方通信。匹配过程如下：
如果采用Wi-Fi通信模块，则智能手机设置为Wi-Fi热点，将热点的名称设置为追踪器控制器中存储的热点名称，必要时还要将热点的密码设置追踪器控制器中存储的密码。设置完成后，如果追踪器与智能手机距离足够近，追踪器可以收到智能手机的Wi-Fi信号。
如果采用蓝牙通信模块，双方通信需要设备的名称和密码，这里也采用追踪器中预存设备名称与密码的方式，智能手机根据预存的内容设置。
设置完成后，如果追踪器与智能手机距离足够近，追踪器可以收到智能手机的蓝牙信号。
上述设置，可以使用手机的APP完成，以减轻用户的操作难度。手机APP的应用已经非常普及，这里不再描述。设备只需设置一次，智能手机可以保存参数，在其后的使用中不必再进行上述设置。
设置完成后，追踪器开始下述工作：
步骤B、追踪器定时判断加速度传感器是否有运动信号，如果有信号，说明被看护方在移动，否则，说明被看护方处于静止状态。
如果看护方处于静止状态，说明在此之前双方处于可视范围内或已经发送过位置信息，此时追踪器其他部分不用工作，因此，判断卫星定位模块或网络通信模块是否处于开启状态。由于两个模块是同时工作的，因此只检测一个模块的工作状态即可。如果处于开启状态，由于这种情况下不需要发送位置信息，关闭两个模块，追踪器处于“静止模式”。然后转到步骤B。
如果被看护方在移动，追踪器判断Wi-Fi模块或蓝牙模块是否收到智能手机的信号。由于有网络热点/设备名的限定，可以保证追踪器只检查共同工作的智能手机的信号。
如果收到，说明双方处于可视范围，追踪器处于“近距离通信模式”，判断卫星定位模块或网络通信模块是否处于开启状态，如果处于开启状态，由于这种情况下不需要发送位置信息，关闭两个模块，然后转到步骤B。
如果没有收到，说明被看护方与看护方距离较远，需要追踪器发送位置信息。这时检查卫星定位模块或网络通信模块是否处于开启状态，如果处于关闭状态，开启两个模块。由于卫星定位模块和网络通信模块从开启到正常工作需要一定时间，因此要在卫星定位模块收到有效的信息并且网络通信模块接入网络后才能发送位置信息。发送完成后，转到步骤B。
追踪模块隔一段时间重复从步骤B开始的过程，时间间隔为1分钟，既每过1分钟追踪器检查加速度传感器信号、检查Wi-Fi或蓝牙信号等。
为了使用更加灵活，使用时可以通过两个按键调整上述时间间隔。两个按键分别对应增加时间间隔和减少时间间隔，每按一次，可以增加或减少，如30秒。最小的时间间隔为30秒，最大为10分钟。
采用上述方案，如果被看护方在家，加速度传感器没有触发信号，追踪器动作很少；看护人和被看护方一同外出时，如果距离很近，追踪器上的近距离通信模块和智能手机上的近距离通信模块可以通信，追踪器不用接受卫星定位信号，网络通信模块也不工作；当被看护方长时间处于一个地方不动时，加速度传感器没有触发信号，由于看护人知道被看护方的最后位置，追踪器不用上传位置信息；只有被看护方和看护人处于相对运动状态，两者间的距离超过“视距”范围，且被看护方有移动时，追踪器才启动卫星定位模块和网络传输模块，上传位置信息。
不难看出，一个智能手机可以同时对多个追踪器进行看护。 

Claims (10)

1.一种包含近距离无线通信模块的追踪器，包括电池、控制器，与控制器连接的卫星定位模块、网络通信模块，其特征在于：还包括与控制器连接的加速度传感器模块和近距离通信模块。
2.根据权利要求1所述的一种包含近距离无线通信模块的追踪器，其特征在于：所述近距离通信模块是蓝牙通信模块。
3.根据权利要求2所述的一种包含近距离无线通信模块的追踪器，其特征在于：追踪器的控制器中存储蓝牙通信模块的设备名称和对应的密码，并将上述内容印刷在追踪器上。
4.根据权利要求1所述的一种包含近距离无线通信模块的追踪器，其特征在于：所述近距离通信模块是Wi-Fi通信模块，追踪器的控制器中存储热点的名称或热点的名称和热点对应的密码，并将上述内容印刷在追踪器上。
5.根据权利要求1所述的一种包含近距离无线通信模块的追踪器，其特征在于：追踪器还包括连接到控制器的两个按键。
6.一种追踪方法，基于权利要求1至5所述的追踪器、移动公网以及该移动公网下的智能手机实现，其特征在于该方法包括以下步骤：
A、追踪器开启加速度传感器模块，追踪器和智能手机开启近距离无线通信模块，并匹配双方通信；
B、追踪器定时判断加速度传感器是否有运动信号，如果有信号，执行步骤D，否则，执行步骤C；
C、追踪器判断卫星定位模块或网络通信模块是否开启，如果开启，关闭卫星定位模块和网络通信模块，转到步骤B；
D、追踪器判断近距离通信模块是否收到智能手机的信号，如果收到，转到步骤C，如果没有收到，执行步骤E；
E、追踪器判断定位模块或网络通信模块是否开启，如果未开启，开启卫星定位模块和网络通信模块，执行步骤F，如果开启，执行步骤F；
F、当收到有效定位信息并且网络通信模块工作正常后，追踪器发送位置信息，然后转到步骤B。
7.根据权利要求6所述的一种追踪方法，其特征在于：步骤A中，如果所述近距离无线通信模块为Wi-Fi通信模块，则智能手机设置为Wi-Fi热点，将热点的名称或名称和密码设置为追踪器控制器中存储的热点名称或名称及密码。
8.根据权利要求6所述的一种追踪方法，其特征在于：步骤A中，如果所述近距离无线通信模块为蓝牙通信模块，将智能手机的蓝牙设备名和密码设置为追踪器控制器中存储设备名和密码。
9.根据权利要求6所述的一种追踪方法，其特征在于：步骤B中所述的定时间隔为1分钟。
10.根据权利要求6所述的一种追踪方法，其特征在于：当控制器收到两个按键的输入信号时，根据输入源不同，延长或缩短步骤B中所述的定时间隔。
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