一种基于北斗的游客安全管理装置及系统的制作方法

本发明涉及游客安全管理领域，特别涉及一种基于北斗的游客安全管理装置及系统。

背景技术：

2015年国内旅游人数突破41亿人次，预计到2020年国内旅游人数将超过68亿人次，形成巨量旅游市场。旅游人数的不断增长带动了旅游经济的快速发展，2015年中国旅游收入超过4万亿元人民币，国内旅游和国内旅游消费均列世界第一。随着旅游业的不断扩大和迅速增长，游客的人身安全也越来越受到重视。在旅游过程中，景区内存在众多不安全隐患点且时空分布随机，而且很多游客安全意识薄弱，经常会出现游客私自进入景区禁入区域、游客走丢、游客在游玩过程中昏倒而无人察觉、遇到紧急情况无法及时发送求救信号等问题。

目前，大多数景区安装了视频监控设备和系统，但是监控设备通常具有监控盲区，布控位置有限且监控方向单一，管理方式较为被动，无法有效地解决以上问题，游客的人身安全得不到有力的保障。

技术实现要素：

本发明的目的在于现有的景区监控设备布控位置有限且监控方向单一的缺陷，从而提供一种能够对游客安全进行有效管理的装置与方法

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于北斗的游客安全管理装置，包括：主控模块、北斗差分定位模块、加速度计模块、陀螺仪模块、移动通讯模块、电源管理模块、蓝牙模块、存储模块、语音模块、显示模块以及按键模块；其中，

所述北斗差分定位模块用于获取游客的位置信息；所述加速度计模块用于获取游客的加速度；所述陀螺仪模块用于获得游客移动过程中三个方向的角加速度；所述移动通讯模块用于与后台通讯；所述电源管理模块用于管理游客安全管理装置的电源；所述蓝牙模块用于游客安全管理装置之间的通信；所述按键模块用于游客遇到危险紧急情况时向系统发送求救信号；所述存储模块用于存储包括位置信息、禁区地理围栏区域信息、语音信息、阈值信息在内的多种信息；所述语音模块用于播放警告语音；所述显示模块用于显示游客的位置；所述主控模块，用于启动和管理装置。

上述技术方案中，所述主控模块包括以下功能：

a、位置比较，所述主控模块能够将游客的实时位置信息与禁区地理围栏区域进行比较，根据比较结果确定是否发出警告；

b、距离计算与距离比较，所述主控模块能够计算一游客安全管理装置与其它游客安全管理装置之间的距离，然后将计算结果与距离阈值进行比较，根据比较结果确定是否发出警告；

c、平滑滤波，所述主控模块能够对速度和加速度的采样点实现平滑滤波；

d、速度值与加速度值的比较，所述主控模块能够分别将速度值与加速度值与对应的阈值进行比较；

e、时长比较，所述主控模块能够将游客在一位置的停留时长与时长阈值进行比较，根据比较结果确定是否发出警告。

本发明还提供了一种基于北斗的游客安全管理系统，包括：所述的基于北斗的游客安全管理装置、服务监控中心；其中，所述的服务监控中心通过移动通讯网络与基于北斗的游客安全管理装置进行通讯，该服务监控中心能够接收装置的位置和报警信息，从而看到游客实时的位置。

本发明又提供了一种游客安全预警方法，该方法基于所述的基于北斗的游客安全管理系统实现，包括：

步骤101)、读取存储在游客安全管理装置的存储模块中的配置文件，得到配置文件中设置的禁区地理围栏区域；

步骤102)、游客安全管理装置中的北斗差分定位模块基于差分数据协议实时接收RTD差分信息，修正由于卫星钟差、电离层、对流层和伪距所导致的定位误差；运用游客安全管理装置里的陀螺仪模块所得到游客实时角加速度信息，得到短时间内游客准确的行为，从而辅助游客在无卫星定位信号或卫星定位信息较弱的地方得到精确的位置信息；

步骤103)、每接收一个实时的位置信息，游客安全管理装置中的主控模块将该信息与禁区地理围栏区域相比对，如果得到的位置信息在禁区地理围栏区域范围之内，则游客安全管理装置启动语音报警服务，提醒游客进入非游览区危险；如果得到的位置信息在禁区地理围栏区域范围之外，则继续等待下一个位置信息，转入步骤102)。

本发明还提供了一种游客长时间停留预警方法，该方法基于所述的基于北斗的游客安全管理系统实现，包括：

步骤201)、读取存储在游客安全管理装置的存储模块中的配置文件，得到配置文件中设置的停留时长阈值；

步骤202)、通过北斗差分定位模块获取游客的速度，通过加速度计模块获取同一时间下的游客的加速度；

步骤203)、游客安全管理装置中的主控模块利用多项式的最小二乘逼近来对速度和加速度的采样点实现平滑滤波；

步骤204)、判断t时刻的游客速度是否小于0.1且加速度的绝对值小于0.1，若是，转入步骤205)；若为否，t＝t+1，重新执行步骤204)；

步骤205)、游客安全管理装置记录时间，该时间为计算停留时长的初始时间t₀＝t；

步骤206)、令t＝t+1，判断t时刻的游客速度是否小于0.1且加速度的绝对值小于0.1，若是，转入步骤207)，若为否，t＝t+1，然后转入步骤204)；

步骤207)、游客安全管理装置计算游客在某个位置的停留时长Δt＝t-t₀；

步骤208)、判断停留时长是否超过设置的阈值，若是，转入步骤209)，若为否，转入步骤206)；

步骤209)、游客安全管理装置启动语音报警，并自动将游客停留时间过长的报警信息和游客的位置信息发送给服务监控中心，并通知最近工作人员查看。

本发明再提供了一种走散提醒方法，该方法基于所述的基于北斗的游客安全管理系统实现，包括：

步骤301)、将游客安全管理装置A作为主机，将N个游客安全管理装置B₁……B_N作为从机，在游客领取游客安全管理装置时通过游客安全管理装置中的蓝牙模块对游客安全管理装置A和N个游客安全管理装置B₁……B_N进行绑定；

步骤302)、读取存储在游客安全管理装置的存储模块中的配置文件，得到配置文件中设置的距离的阈值；

步骤303)、游客安全管理装置B_i每隔1s通过其自身的蓝牙模块向游客安全管理装置A发送编号、经纬度信息、时间信息，游客安全管理装置A接收信息；其中，i＝1,2,…,N；

步骤304)、游客安全管理装置A中的主控模块根据同一UTC时间下与游客安全管理装置B_i的经纬度，计算游客安全管理装置之间的距离；

步骤305)、游客安全管理装置A中的主控模块将步骤304)得到的游客安全管理装置之间的距离与步骤302)所读取的距离的阈值进行比较，当游客安全管理装置A和游客安全管理装置B_i之间的距离超过预设的阈值时，游客安全管理装置A通过语音模块启动语音报警提醒游客，并在游客安全管理装置A的显示模块上显示B_i的位置。

本发明的优点在于：

相对于现有的视频监控设备，本发明提出的基于北斗的安全管理装置和系统利用北斗定位技术，提出了游客安全预警方法、游客长时间停留预警方法和走散提醒方法，提高了景区的安全监控与预警的精度和效率，做到提前预报、及早预警，科学指导各景区开展人员意外的施救工作，最大限度保障游客的人身安全。

附图说明

图1是本发明的基于北斗的游客安全管理装置的结构示意图；

图2是本发明的基于北斗的游客安全管理系统的结构示意图；

图3是游客安全预警的实现流程图；

图4是游客长时间停留预警的实现流程图；

图5是走散提醒的实现流程图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步的描述。

参考图1，本发明的基于北斗的游客安全管理装置包括：主控模块、北斗差分定位模块、加速度计模块、陀螺仪模块、移动通讯模块、电源管理模块、蓝牙模块、存储模块、语音模块、显示模块以及按键模块；其中，所述北斗差分定位模块，用于获取游客的位置信息；所述加速度计模块，用于获取游客的加速度；所述陀螺仪模块，用于获得游客移动过程中三个方向的角加速度，以辅助修正卫星定位数据；所述移动通讯模块，用于与后台通讯，如上传位置信息；所述电源管理模块，用于管理游客安全管理装置的电源；所述蓝牙模块，用于游客安全管理装置之间的通信；所述按键模块，用于游客遇到危险紧急情况时向系统发送求救信号；所述存储模块，用于存储位置信息、禁区地理围栏区域、语音等；所述语音模块，用于播放警告语音；所述显示模块，用于显示游客的位置；所述主控模块，用于启动和管理装置。

图2为本发明的基于北斗的游客安全管理系统的示意图，如图所示，该系统包括：基于北斗的游客安全管理装置，以及服务监控中心；其中，所述的服务监控中心通过移动通讯网络与基于北斗的游客安全管理装置进行通讯，该服务监控中心能够接收装置的位置和报警信息，从而看到游客实时的位置，方便管理人员发现异常报警信息。

本发明的基于北斗的游客安全管理装置和系统，利用北斗差分定位技术，获取游客在景区内的精确位置信息，具有游客安全预警、游客长时间停留预警、走散提醒等功能。

(1)游客安全预警功能是指通过配置文件设置禁区地理围栏，游客安全管理装置获取游客位置信息并进行误差修正，当游客的实时位置在禁区地理围栏区域内时进行语音报警。

(2)长时间停留报警是指游客安全管理装置计算游客在每个位置的停留时长，当超过预先设置的停留时长阈值时进行语音报警并处理。

(3)走散提醒是指在游客领取游客安全管理装置时通过蓝牙对装置A(主机)和N个装置B₁……B_N(从机)进行绑定，装置A计算同一UTC时间下与N个装置B₁……B_N装置之间的距离，当距离超出预设的阈值时，装置A启动语音报警提醒游客。

基于本发明的基于北斗的游客安全管理装置和系统的上述功能，对该游客安全管理装置中的模块做进一步的说明。

所述主控模块是游客安全管理装置的核心，游客安全管理装置的多个功能均需借助主控模块实现。具体的说，所述主控模块具有以下功能：

a、位置比较，所述主控模块能够将游客的实时位置信息与禁区地理围栏区域进行比较，根据比较结果确定是否发出警告；

b、距离计算与距离比较，所述主控模块能够计算一游客安全管理装置与其它游客安全管理装置之间的距离，然后将计算结果与距离阈值进行比较，根据比较结果确定是否发出警告；

c、平滑滤波，所述主控模块能够对速度和加速度的采样点实现平滑滤波；

d、速度值与加速度值的比较，所述主控模块能够分别将速度值与加速度值与对应的阈值进行比较；

e、时长比较，所述主控模块能够将游客在一位置的停留时长与时长阈值进行比较，根据比较结果确定是否发出警告。

本发明的基于北斗的游客安全管理装置和系统，主要具有游客安全预警、长时间停留预警、走散提醒等功能。下面进一步说明游客安全预警、游客长时间停留预警、走散提醒这三项功能的具体流程。

1、游客安全预警

参考图3，游客安全预警的具体实现步骤如下：

步骤1：读取存储在游客安全管理装置的存储模块中的配置文件，得到配置文件中设置的禁区地理围栏区域。

步骤2：游客安全管理装置中的北斗差分定位模块基于差分数据协议，实时接收RTD差分信息，修正由于卫星钟差、电离层、对流层和伪距所导致的定位误差。同时，运用游客安全管理装置里的陀螺仪模块所得到游客实时角加速度信息，可得到短时间内游客准确的行为，从而可以辅助游客在无卫星定位信号或卫星定位信息较弱的地方得到精确的位置信息。

步骤3：每接收一个实时的位置信息，游客安全管理装置中的主控模块会把该信息与禁区地理围栏区域相比对，如果得到的位置信息在禁区地理围栏区域范围之内，则游客安全管理装置启动语音报警服务，提醒游客进入非游览区危险。如果得到的位置信息在禁区地理围栏区域范围之外，则继续等待下一个位置信息，转入步骤2。

2、游客长时间停留预警

参考图4，游客长时间停留预警的具体实现步骤如下：

步骤1：读取存储在游客安全管理装置的存储模块中的配置文件，得到配置文件中设置的停留时长阈值。

步骤2：通过北斗差分定位模块获取游客的速度，通过加速度计模块获取同一时间下的游客的加速度。

步骤3：游客安全管理装置中的主控模块利用多项式的最小二乘逼近来对速度和加速度的采样点实现平滑滤波。

步骤4：判断t时刻的游客速度是否小于0.1(近似为0)且加速度的绝对值小于0.1(近似为0)。是，转入步骤5；否，t＝t+1，转入步骤4。

步骤5：游客安全管理装置记录时间，该时间为计算停留时长的初始时间t₀＝t。

步骤6：t＝t+1，判断t时刻的游客速度是否小于0.1(近似为0)且加速度的绝对值小于0.1(近似为0)，是，转入步骤7，否，t＝t+1，转入步骤4。

步骤7：游客安全管理装置计算游客在某个位置的停留时长Δt＝t-t₀。

步骤8：判断停留时长是否超过设置的阈值，是，转入步骤9，否，转入步骤6。

步骤9：游客安全管理装置启动语音报警，并自动将游客停留时间过长的报警信息和游客的位置信息发送给服务监控中心，并通知最近工作人员查看。

上述步骤3—步骤9均由游客安全管理装置中的主控模块实现。

3、走散提醒

参考图5，走散提醒的具体实现步骤如下：

步骤1：游客安全管理装置A(主机)和N个游客安全管理装置B₁……B_N(从机)有独立的编号ID，在游客领取游客安全管理装置时通过装置中的蓝牙模块对游客安全管理装置A(主机)和N个游客安全管理装置B₁……B_N(从机)进行绑定。

步骤2：读取存储在游客安全管理装置的存储模块中的配置文件，得到配置文件中设置的距离的阈值。

步骤3：游客安全管理装置B_i(i＝1,2,…,N)每隔1s通过其自身的蓝牙模块向游客安全管理装置A发送编号、经纬度信息、时间等信息，游客安全管理装置A接收信息。

步骤4：游客安全管理装置A中的主控模块根据同一UTC时间下与游客安全管理装置B_i(i＝1,2,…,N)的经纬度，计算游客安全管理装置之间的距离。

步骤5：游客安全管理装置A中的主控模块将步骤4得到的游客安全管理装置之间的距离与步骤2所读取的距离的阈值进行比较，当游客安全管理装置A和游客安全管理装置B_i(i＝1,2,…,N)之间的距离超过预设的阈值时，游客安全管理装置A通过语音模块启动语音报警提醒游客，并在游客安全管理装置A的显示模块上显示B_i(i＝1,2,…,N)的位置。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。