一种基于流动型网络的移动监护方法与系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于流动型网络的移动监护方法与系统。本方法为：1)在便携设备中设置一信息采集模块和一蓝牙模块；在移动终端上安装一服务监控模块；2)将每一便携设备的设备信息及该便携设备的用户信息注册到服务器；3)运行服务监控模块的移动终端定时搜索周围可无线连接的设备，并获取搜索到的设备的设备信息将其发送到服务器；4)服务器对收到的每一设备信息进行验证并将验证结果反馈给移动终端；如果验证通过，则移动终端与对应的便携设备建立通信连接，并将该便携设备采集的信息和用户信息发送给服务器；5)用户登录服务器，查询对应用户的采集信息。本发明大大提高可穿戴设备的连接能力和数据传输能力。
【专利说明】 —种基于流动型网络的移动监护方法与系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于流动型网络的移动监护方法及系统，利用便携式嵌入式设备，智能手机，后台服务器建立新型的流动专用网络，用于对老年人及儿童的行动及健康状态进行监控。其中便携式嵌入式设备作为用户终端，后台服务器用来存储用户信息，智能手机作为流动型网络节点，用来接收便携式嵌入式设备传输的用户信息并上传至服务器。用户可以登录服务器查询相关信息，服务器对数据进行处理后，也可以向用户发送某些警报。
【背景技术】
[0002]随着物联网技术的高速发展，越来越多的嵌入式传感器应运而生。作为应用，这些传感器可以被嵌入便携式设备中，人们可以根据携带不同类型的传感器来获取相关的数据信息。
[0003]现有背景相关技术的主要特点:
[0004]1.嵌入式传感器芯片已经足够微小，可以被嵌入不同外观的便携式移动设备中，比如个人报警器，手环等穿戴式设备。
[0005]2.在有效距离内，智能手机可以与含有蓝牙模块的嵌入式设备自动连接通信。
[0006]3.智能手机可以通过WIFI或者3G上传数据到服务器。
[0007]4.数据加密，可以对不同数据进行加密，保护用户信息的安全性。
[0008]在现有的老年人及儿童健康及行动监护系统中，传感器采集的数据需要上传至远程服务器，一般有两种方式。一是含有传感器的嵌入式设备内置3G/WIFI模块，直接连接至Internet,向远程服务器上传数据。二是嵌入式设备内置蓝牙模块，与持有者的手机连接，将数据同步至手机，再由手机将数据上传至服务器。它们的主要特点如下:
[0009]1.嵌入式设备内置3G模块，直接通过移动网络上传采集数据。缺点是需要插入SIM卡，体积较大，而且3G模块功耗较高。
[0010]2.嵌入式设备内置WIFI模块，通过移动WIFI网络上传数据至服务器。特点是要求移动WIFI网络SSID固定，嵌入式设备需要记忆WIFI网络名称并主动搜寻。缺点是需要服务提供商提供一个固定名称的WIFI网络，同时WIFI模块的功耗也较高。
[0011]3.嵌入式设备内置蓝牙模块，通过蓝牙与个人手机连接，再由手机上传数据。由于蓝牙模块功耗较低，所以这种方法使得嵌入式设备工作时间大大延长。但由于手机电池的限制，个人手机却无法保持长时间工作，限制了整体系统的持续使用时间。
【发明内容】
[0012]针对现有技术存在的技术问题，本发明目的在于提供一种流动型网络的建立方法，用于老人/儿童健康行动监护系统中。本发明提出了一种嵌入式设备可以与任意进入有效距离内的手机自动建立连接的方法，而不局限于嵌入式设备使用者本人的个人手机，因此可以大大提高可穿戴设备的连接能力和数据传输能力。本系统包含便携式嵌入式设备，智能手机，后台服务器三大终端。用户通过便携式嵌入式设备采集数据，自动与有效距离内的已开通该服务的智能手机建立连接并传输数据，然后由该智能手机上传数据到服务器。其中每个开通该服务的智能手机都构成了该流动型网络中的一个节点，便携式嵌入式设备作为一个用户终端，后台服务器作为网络终端，保存并处理各种用户信息。用户可以登录服务器查询相关信息，服务器对数据进行处理后，也可以向用户发送某些警报。
[0013]本发明的技术方案为:
[0014]一种基于流动型网络的移动监护方法，其步骤为:
[0015]I)在便携设备中设置一信息采集模块和一蓝牙模块；在每一参与移动监护的移动终端上安装一服务监控模块；
[0016]2)将每一所述便携设备的设备信息及该便携设备的用户信息注册到服务器，所述设备信息包括设备名和唯一的设备ID号，以及通信地址；
[0017]3)运行所述服务监控模块的所述移动终端定时搜索周围可无线连接的设备，并获取搜索到的设备的设备信息将其发送到所述服务器；
[0018]4)所述服务器对收到的每一设备信息进行验证并将验证结果反馈给所述移动终端；如果验证通过，则所述移动终端与对应的便携设备建立通信连接，并将该便携设备采集的信息和用户信息发送给所述服务器；
[0019]5)用户登录所述服务器，查询对应用户的采集信息。
[0020]进一步的，所述步骤3)中，当所述移动终端搜索周围可无线连接的设备为多个设备时，如果某一设备为设定时间间隔内连接过的设备，则放弃与该设备进行通信连接。
[0021]进一步的，所述步骤3)中，当所述移动终端搜索周围可无线连接的设备为多个设备时，移动终端根据当前时间距离与这些设备的上一次数据接收时间的时间间隔，设置通信连接的优先顺序，时间间隔越长，优先级越高；在时间间隔相同时，移动终端与设备的距离越近，优先级越高。
[0022]进一步的，所述步骤3)中，当所述移动终端搜索周围可无线连接的设备为上一次连接过的设备时，如果时间间隔大于设定阈值，则重新建立通信连接关系。
[0023]进一步的，所述服务器记录每次所述移动终端发送过来的数据的大小，所述服务器根据每个移动终端发送数据的大小对所述移动终端进行付费。
[0024]进一步的，所述便携设备将信息采集模块采集的信息与该便携设备的用户信息打包并加密后发送给所述移动终端。
[0025]进一步的，所述移动终端为智能手机；所述移动终端通过3G网络或WIFI与所述服务器通信连接。
[0026]一种基于流动型网络的移动监护系统，其特征在于包括一流动型网络，其包括一服务器、多个便携设备、多个移动终端；所述便携设备中设置一信息采集模块和一蓝牙模块，所述移动终端上安装一服务监控模块；其中，所述移动终端通过定时搜索所述便携设备的蓝牙模块与所述便携设备无线连接，所述移动终端通过网络与所述服务器连接；所述服务器中存储每一所述便携设备的设备信息及该便携设备的用户信息，所述设备信息包括设备名和唯一的设备ID号，以及通信地址。
[0027]进一步的，所述移动终端为智能手机；所述移动终端通过3G网络或WIFI与所述服务器通信连接。
[0028]进一步的，所述便携设备将信息采集模块采集的信息与该便携设备的用户信息打包并加密后发送给所述移动终端。
[0029]与现有技术相比，本发明的积极效果为:
[0030]本发明提出的是嵌入式设备固定名称，作为host主机，智能手机主动搜索并与其连接，可以延长整体系统工作时间。如今对于社会上一些特殊人群，其相关人员可能有获取其某些信息的需求，如老年人或者小孩的位置信息(预防该类人群走丢)，本发明提供了一种可行的解决方案，并实现多赢。该特殊服务的一种实现方式为:可考虑开发一款收费软件，智能手机用户安装后，每次与便携式嵌入式设备连接并向服务器上传数据，通过某种方式向便携式设备用户收取部分费用，实现安装软件自动盈利。而便携式嵌入式用户及其相关人员可以登录服务器来获取某些自身急需的重要信息，形成一种新的商业模式。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1为该流动型网络实现方式的整体框图；
[0032]图2为便携式嵌入式设备自动随机的与有效距离内的智能手机建立蓝牙连接；
[0033]图3为智能手机通过wifi或3G网络向服务器上传数据；
[0034]图4为用户登陆服务器查询个人信息；
[0035]图5为文档加密简单框图；
[0036]图6为文档加密简单数据帧结构模型；
[0037]图7为智能手机端收费软件基本框图。
【具体实施方式】
[0038]下面实施方式进一步详细说明本发明的内容，但不以任何方式限制本发明的权利范围。
[0039]该流动型网络的建立方法整体框图如说明书附图1所示。
[0040]便携式嵌入式设备在使用之前，需要向服务器进行注册和激活，注册过程由生产商在设备出货前完成，激活过程用户在服务网站上完成。在注册过程中，生产商将设备名称、设备类型、设备MAC地址、设备唯一 ID等信息提供给服务器。在激活过程中，用户使用购买设备时提供的设备唯一 ID和授权码激活设备，并提供用户个人信息，包括用户名称，用户密码和手机号码等。
[0041]便携式嵌入式设备与智能手机的通信连接建立和数据同步方式为:
[0042]1.嵌入式设备具有固定的名称，可与智能手机建立无线通信连接。手机通过无线主动搜索模块定时主动搜寻设备，发现设备后，与之建立连接，如果是多个设备，则按以下原则选择连接:
[0043]a.手机可以通过MAC地址记忆最近连接过的设备。若曾与该设备在指定的时间间隔内连接过，则忽略这些设备，防止反复连接。
[0044]b.对于与手机最近数据同步过的设备，连接优先级会降低。
[0045]c.对于其它的设备，手机通过随机的方式选择一个进行连接。
[0046]2.连接设备后，手机可获取设备的基本信息如MAC地址、密码、最近数据同步时间等。考虑到数据同步周期和安全性问题，数据同步按如下方式进行:
[0047]a.如果设备在指定的时间间隔内进行过数据同步，则无需再次进行同步，断开连接。
[0048]b.若距上次的数据同步相隔较长时间，则进行安全认证。认证信息包括设备MAC地址，设备唯一 ID，用户名称，用户密码，服务器对这些信息进行匹配检测，以判断设备是否合法，用户是否合法。
[0049]c.设备同步数据信息到手机，如运动数据，报警信息，设备功率等信息。
[0050]3.传输结束，断开连接
[0051]这种方式和传统监护系统的方式不同之处在于,在传统系统中，嵌入式设备主动搜索用户手机，或者WIFI热点，并建立连接；而本系统中，嵌入式设备是被动建立数据连接，由于这种技术特性，可以建立流动性数据网络，解决了监护系统长时间连续工作的问题。
[0052]嵌入式设备外观可考虑做成手环，卡片，腰带扣等模型，方便携带。在嵌入式设备周围有效距离内，只要出现了安装服务软件的智能手机，设备数据便会自动同步到该手机，如说明书附图2所示。手机用户可以通过某种方式收取便携式嵌入式设备用户部分费用。该服务的一种实现方式为，开发一款收费软件，该收费软件功能流程图如说明书附图7所示。手机用户下载安装后，每次根据上传到服务器的数据包字节数收取相应费用。
[0053]智能手机端获取便携式嵌入式设备发送过来的数据后，通过WIFI或者3G网络上传该信息到服务器，如说明书附图3所示。其中考虑到信息安全及付费手段问题，这些数据可以考虑某种特定加密方式。该加密方式具体实现为，便携式嵌入式设备发送包含有个人信息和传感器数据的数据包，进行加密，防止手机用户读取该信息；文档加密简单框图如说明书附图5所示。智能手机用户收取数据包后，加入个人信息，也可加入其它信息如手机的GPS等，上传至服务器。达到最终效果为:服务器端通过解密后，可以获取到便携式嵌入式设备的用户信息和传感器数据，智能手机用户的个人信息，然后根据数据包字节大小对智能手机用户进行付费。文档加密简单数据帧结构如说明书附图6所示。
[0054]后台服务器可以根据获取到的用户信息，通过算法处理，转化为用户感兴趣的信息，并为用户提供查询功能，也可以向用户发送某些警报。例如，服务器根据收集到的设备自带信息如运动信息，手机的位置信息等，可以在服务器中计算出设备运动路径。
[0055]如说明书附图4所示。
[0056]使用场景1:一个老年人佩戴具有心率监测功能的便携式设备，在户外运动，当遇到开通了该服务的智能手机用户时，设备通过蓝牙自动与智能手机建立连接，把心率信息发送到智能手机端，再由手机通过3G网络或WIFI把信息上传到服务器。老人或者其亲属可以通过登录服务器查询其心率变化信息，为老人的健康生活提供信息参考。同时，开通该服务的智能手机用户协助上传了他人的健康数据，将得到一定的服务费用。
[0057]使用场景2:学生佩戴具有定位功能的专用手环。放学后，学生从校门走向地铁站，此时，与一位下班老师(简称A)的智能手机进行自动的蓝牙连接，同步并上传了含有位置信息的数据包到服务器。乘坐地铁时，该同学的手环再次和一位车上乘客(简称B)的智能手机进行了自动连接和数据同步，但是由于信号不佳，数据信息没有上传至远程服务器，暂存在B的手机中。B到站后走出地铁，信号变得良好，暂存的数据立即上传到了服务器。同学到站后，步行一小段路回家，又与途中的一位行人(简称C)的手机进行了数据同步，上传了当时的定位信息。该学生在回家的途中，先后与A、B、C的手机进行了连接，发送了多次位置信息，服务器端根据这些信息，成功获得出了其回家的具体路线。
【权利要求】
1.一种基于流动型网络的移动监护方法，其步骤为: 1)在便携设备中设置一信息采集模块和一蓝牙模块；在每一参与移动监护的移动终端上安装一服务监控模块； 2)将每一所述便携设备的设备信息及该便携设备的用户信息注册到服务器，所述设备信息包括设备名和唯一的设备ID号，以及通信地址； 3)运行所述服务监控模块的所述移动终端定时搜索周围可无线连接的设备，并获取搜索到的设备的设备信息将其发送到所述服务器； 4)所述服务器对收到的每一设备信息进行验证并将验证结果反馈给所述移动终端；如果验证通过，则所述移动终端与对应的便携设备建立通信连接，并将该便携设备采集的信息和用户信息发送给所述服务器； 5)用户登录所述服务器，查询对应用户的采集信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤3)中，当所述移动终端搜索周围可无线连接的设备为多个设备时，如果某一设备为设定时间间隔内连接过的设备，则放弃与该设备进行通信连接。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤3)中，当所述移动终端搜索周围可无线连接的设备为多个设备时，移动终端根据当前时间距离与这些设备的上一次数据接收时间的时间间隔，设置通信连接的优先顺序，时间间隔越长，优先级越高；在时间间隔相同时，移动终端与设备的距离越近，优先级越高。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤3)中，当所述移动终端搜索周围可无线连接的设备为上一次连接过的设备时，如果时间间隔大于设定阈值，则重新建立通信连接关系。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述服务器记录每次所述移动终端发送过来的数据的大小，所述服务器根据每个移动终端发送数据的大小对所述移动终端进行付费。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述便携设备将信息采集模块采集的信息与该便携设备的用户信息打包并加密后发送给所述移动终端。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述移动终端为智能手机；所述移动终端通过3G网络或WIFI与所述服务器通信连接。
8.一种基于流动型网络的移动监护系统，其特征在于包括一流动型网络，其包括一服务器、多个便携设备、多个移动终端；所述便携设备中设置一信息采集模块和一蓝牙模块，所述移动终端上安装一服务监控模块；其中，所述移动终端通过定时搜索所述便携设备的蓝牙模块与所述便携设备无线连接，所述移动终端通过网络与所述服务器连接；所述服务器中存储每一所述便携设备的设备信息及该便携设备的用户信息，所述设备信息包括设备名和唯一设备ID号，以及通信地址。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于所述移动终端为智能手机；所述移动终端通过3G网络或WIFI与所述服务器通信连接。
10.如权利要求8或9所述的系统，其特征在于所述便携设备将信息采集模块采集的信息与该便携设备的用户信息打包并加密后发送给所述移动终端。
【文档编号】H04W48/16GK103997735SQ201410167191
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年4月24日 优先权日:2014年4月24日
【发明者】段晓辉, 焦秉立, 高虹桥, 黄安鹏, 冯程, 许珊 申请人:北京大学