专利名称：一种基于无线通讯技术追踪监护的系统和方法
技术领域：
本发明属于监护监控技术领域。
背景技术：
现代人的生活节奏加快，家长无法时时刻刻陪伴着小孩。当小孩上学、外出游玩 时，家长更是担心走失、拐卖的情况发生。有些小孩淘气，时常逃课打游戏，家长也需要了解 其行踪。此外，家人也很担心有智障的患者以及思维不清楚的老人走失。现代无线通讯技 术的发展，监护人随时随地掌握被监护人行踪的梦想，已成为现实。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于无线通讯技术追踪监护的系统和方法，用于对被监 护的人或其它目标进行无线定位追踪。本发明是通过以下技术方案来实现的。本发明由被监护人设备、后台控制系统和监护人设备组成，如图1所示。本发明所述的被监护人设备由中央控制模块A、与电信运营商的通讯网络进行通 讯的电信运营商级无线通讯模块A、接收定位信号的定位模块A、与其它的无线技术节点进 行通讯的短距离无线通讯模块A、监测报警信号的报警模块A、微型话筒A和摄像头A组成， 各模块分别与中央控制模块连接。其中电信运营商级无线通讯模块A负责与电信运营商的通讯网络进行通讯；定 位模块A负责接收定位信号，并将数据发送给中央控制模块A ；短距离无线通讯模块A负责 与其它的无线技术节点进行通讯，并将数据发送给中央控制模块A ；报警模块A负责监测报 警信号，将数据发送给中央控制模块A ；微型话筒A和摄像头A将设备外部的音频、视频数 据传给中央控制模块A ；中央控制模块A接收其它模块发送的数据，并实时进行分析，通过 电信运营商级无线通讯模块A或短距离通讯模块A收发数据，如采用短信、语音、IP数据包、 自定义的其他无线通讯方式。本发明所述的电信运营商的通讯网络，可以是GSM/GPRS、CDMA、WCDMA, TD、WIMAX、 LTE等通讯网络。本发明所述的定位信号，可以是GPS、GL0NASS、伽利略和北斗等全球定位系统的定 位信号，也包括采用基站定位技术的定位信号(A-GPS)。本发明所述的其它的无线技术节点，可以采用Zigbee、UWB、WiFi、蓝牙或其它自定 义的适合短距离通讯的无线通讯协议。被监护人设备还可设报警按钮。被监护人一旦发现有紧急情况，按下报警按钮，设 备发出报警信号给后台控制系统。如果被监护人设备选装微型话筒和摄像头，还能实时将 外部的声音、视频等传给后台控制系统或被监护人。被监护人设备还可设保护装置。在设防条件下，一旦从被监护人身上取下设备，设 备自动发出报警信号，防止被监护人脱离监护，如制作成皮带后，皮带一旦被解开，则发出报警信号。本发明所述的后台控制系统是监护人与被监护人设备之间的通讯控制平台。被监 护人设备将定位数据(如坐标、时间等)、报警数据等传送到后台控制系统。后台控制系统接 收数据后，进行格式化加工，分类存储。对于需要监护人及时响应的数据，如报警、越界等数 据，通过监护人事先设定的通讯方式(如电话通知或短信提醒)，立刻通知监护人处理。监护人用互联网登录后台控制系统，可设定多项参数，如监护时段、每时段的设防 范围、联系方式(电话号码、QQ号、邮箱地址等)等参数。监护人在后台控制系统的电子地图上查看被监护人的实时位置(如图4)，并查看 其历史时段的运动轨迹。监护人还可以查看收听已上传的和实时的音频、视频数据，了解被 监护人情况。监护人还可在数字地图上(如图4)设定不同时段被监护人的合理活动区域(设防 范围)。一旦后台控制系统发现被监护人超出了设防范围，立刻用设定的联系方式向监护人 发出越界信息。监护人可使用电话或登录后台控制系统，通过认证后，主动联系被监护人设备，监 听外界音视频。本发明所述的监护人设备由中央控制模块B、与电信运营商的通讯网络进行通讯 的电信运营商级无线通讯模块B、接收定位信号的定位模块B、与其它的无线技术节点进行 通讯短距离无线通讯模块B、监测报警信号的报警模块B、微型话筒B、喇叭B、指示灯B和摄 像头B、显示模块B组成，各模块分别与中央控制模块连接。其中电信运营商级无线通讯模块B负责与电信运营商的通讯网络进行通讯；定 位模块B负责接收定位信号，并将数据发送给中央控制模块B ；短距离无线通讯模块B负责 与其它的无线技术节点进行通讯，并将数据发送给中央控制模块B ；报警模块B负责监测报 警信号，将数据发送给中央控制模块B ；微型话筒B和摄像头模块B将外部的音频、视频数 据传给中央控制模块B ；显示模块B将设备信息显示出来；中央控制模块B接收其它模块发 送的数据，并实时进行分析，通过电信运营商级无线通讯模块B或短距离无线通讯模块B收 发数据，如采用短信、语音、IP数据包、自定义数据格式等方式；中央控制模块B自身具备运 算能力，可完成无线测距等功能，并将信息通过显示模块B、喇叭B、指示灯B展现。本发明所述的监护人设备由监护人携带，一般在与被监护人距离不远，可以不通 过电信运营商通讯网络，直接与被监护人设备进行无线通讯的场合下使用，主要功能是1、 直接通过无线方式联系被监护人设备，可发出控制指令和接收被监护人设备的数据；2、当 无法直接联系被监护人设备时，可使用电信运营商的通讯网络，向被监护人设备发送定位 查询和其它控制命令，并通过后台控制系统保持与被监护人设备的联系；3、依据设定的条 件，如判断出两个设备距离超过设定距离，发出声、光等报警信号。本发明所述的基于无线通讯技术追踪监护的方法由普通监护模式、人工报警模式 和近距离监护模式构成
1)普通监护模式
Sl-I 被监护人设备检查是否在需要监护时段；如果不在监护时段，继续本步骤。S1-2:被监护人设备接收并综合卫星和基站发出的定位信号，发送至后台控制系 统。
S1-3:后台控制系统计算并判断被监护人设备是否超出监护人预设的该时段活动 范围；没有超出，返回S1-1。S1-4 后台控制系统通过监护人预设的通信方式，如短信、电话、邮件、QQ等方式， 向监护人报警。S1-5:监护人通过浏览器登录后台控制系统，在电子地图上查看被监护人的移动 轨迹。S1-6:监护人启动被监护人设备的麦克和摄像头，接收被监护人设备发送的音、视 频信号或图片资料。2)人工报警模式
52-1被监护人在紧急情况下，可以手工在被监护人设备上通过一组特定按键，直接启 动报警信号，进入普通监护模式中的S1-4。3)近距离监护模式
53-1监护人预设两个设备之间合理距离范围；
S3-2 被监护人设备与监护人设备直接进行无线通讯并测距；
S3-3 被监护人设备和/或监护人设备一旦发现双方不能直接通讯，或者无线测距计 算出相互距离大于预设合理距离，被监护人设备和/或监护人设备通过声、光等方式发出 报警信号；
S3-4 当被监护人设备和/或监护人设备之间通讯恢复，并且相互距离小于预设距离 后，则设备取消声、光报警信号；
S3-5 返回S3-2，直至监护人取消近距离监护。被监护人设备开机即进入普通监护模式。近距离监护模式是监护人设定设备的一 种直接通讯的特殊模式，当被监护人设备运行在该模式中时，普通监护模式的程序不能被 取消。本发明所述的方法采取GPS和A-GPS (基站辅助定位)相结合的技术，监护人通过 浏览器采用电子地图方式设定被监护人活动范围。当被监护人行动超越设定范围，后台控 制系统可采用电话、短信等多种手段及时告知监护人。监护人随时可在电子地图上查看被 监护人位置信息，并回放行动轨迹，并可与被监护人设备直接建立通讯，掌握解被监护人行
S示ο本发明也可用于对其它目标进行无线定位追踪。本发明的优点是(1)体积小，结构紧凑，可携带；(2)无线控制，监护与被监护设 备之间无需线缆连接；(3)除适用于追踪被监护人位置外，也可作为一个通讯的基础平台， 配合其它如脉搏计数器等医疗设备接口，实时监护可自由活动的病人身体生理参数，一旦 发现病情恶化，可迅速报警、定位并介入治疗干预；(4)功耗小，价格低。
图1为本发明系统框图。图2为本发明普通监护模式和人工报警模式流程图。图3为本发明近距离监护模式流程图。图4为本发明后台控制系统界面设计示意图。图中粗实线合围区域为被监护人活动区域，细实线为被监护人实际行进路线。
具体实施例方式本发明将通过以下实施例作进一步的说明。实施例1家长带儿童外出，防止走失
被监护人设备设计为手表或腰带等式样，由儿童佩戴。家长携带监护人设备。监护人 设备直接与被监护人设备采用蓝牙、UWB或其他无线技术直接通讯，计算出相互距离。一旦 儿童走出设定有效距离(如15米)，监护人设备立刻通过声、光等方式向家长报警，家长可立 刻查找儿童，防止儿童走失。如果儿童被拐骗，儿童离开了家长一定距离，设备也会主动报 警。如果儿童或歹徒主动解开设备，设备会自动报警，告知家长。实施例2家长监控儿童上学，防止逃课或被拐骗
家长通过后台控制系统，设定小孩在上课期间的有效活动范围。一旦小孩离开了此活 动范围，会立刻接到短信或电话通知。家长可通过后台控制系统查看小孩的具体问题，也可 以连接小孩携带的设备，收听小孩外部环境的实时声音，判断是逃课了，还是出现了其它情 况，决定干预的方法和程度。同样可用来监控有智障的被监护人，一旦走失后，能够迅速追踪定位，方便寻找。实施例3作为通讯平台，监控老人、病人的情况
有些便携式的医疗监控设备，如能够检测人体脉搏、血压等参数。医疗设备通过专用接 口(如USB接口)，将体征参数传入被监护人设备，被监护人设备转发至后台控制系统。一旦 后台控制系统或连接后台控制系统的其它监控系统发现被监护目标的体征参数出现异常， 立即通知监护人，及时定位找到被监护人，处理病情。如果病人自我感觉不好，也可按下人 工报警按钮，提醒监护人介入。
权利要求
1.一种基于无线通讯技术追踪监护的系统，其特征是由被监护人设备、后台控制系统 和监护人设备组成所述的被监护人设备由中央控制模块A、与电信运营商的通讯网络进行通讯的电信运 营商级无线通讯模块A、接收定位信号的定位模块A、与其它的无线技术节点进行通讯的短 距离无线通讯模块A、监测报警信号的报警模块A、微型话筒A和摄像头A组成，各模块分别 与中央控制模块连接；所述的监护人设备由中央控制模块B、与电信运营商的通讯网络进行通讯的电信运营 商级无线通讯模块B、接收定位信号的定位模块B、与其它的无线技术节点进行通讯短距离 无线通讯模块B、监测报警信号的报警模块B、微型话筒B、喇叭B、指示灯B和摄像头B、显示 模块B组成，各模块分别与中央控制模块连接。
2.一种基于无线通讯技术追踪监护的方法，其特征是由普通监护模式、人工报警模式 和近距离监护模式构成所述的普通监护模式为Sl-I 被监护人设备检查是否在需要监护时段；如果不在监护时段，继续本步骤；Sl-2 被监护人设备接收并综合卫星和基站发出的定位信号，发送至后台控制系统；S1-3:后台控制系统计算并判断被监护人设备是否超出监护人预设的该时段活动范 围；没有超出，返回Sl-I ；S1-4 后台控制系统通过监护人预设的通信方式，如短信、电话、邮件、QQ等方式，向监 护人报警；Sl-5 监护人通过浏览器登录后台控制系统，在电子地图上查看被监护人的移动轨迹；51-6监护人启动被监护人设备的麦克和摄像头，接收被监护人设备发送的音、视频信 号或图片资料；所述的人工报警模式为52-1被监护人在紧急情况下，可以手工在被监护人设备上通过一组特定按键，直接启 动报警信号，进入普通监护模式中的S1-4 ；所述的近距离监护模式为53-1监护人预设两个设备之间合理距离范围；S3-2 被监护人设备与监护人设备直接进行无线通讯并测距；S3-3 被监护人设备和/或监护人设备一旦发现双方不能直接通讯，或者无线测距计 算出相互距离大于预设合理距离，被监护人设备和/或监护人设备通过声、光等方式发出 报警信号；S3-4 当被监护人设备和/或监护人设备之间通讯恢复，并且相互距离小于预设距离 后，则设备取消声、光报警信号；S3-5 返回S3-2，直至监护人取消近距离监护。
全文摘要
一种基于无线通讯技术追踪监护的系统和方法，由被监护人设备、后台控制系统和监护人设备组成，在被监护的人或其它目标上，安装或携带具有定位和无线测距功能的设备，设备不断将自身坐标数据发送至后台系统，一旦后台系统发现设备的位置已超出监护人在电子地图上设定的活动范围，立刻向监护人报警；同时，监护人设备和被监护人设备可配合使用，相互直接进行短距离无线测距，可通过声、光等方式报警。本发明体积小，结构紧凑，可携带；无需线缆连接；功耗小，价格低。
文档编号G08B21/02GK102103786SQ201110050160
公开日2011年6月22日 申请日期2011年3月3日 优先权日2011年3月3日
发明者曾勍炜 申请人:南昌大学