定位腰带、定位系统及定位方法与流程

本发明属于通讯技术领域，具体涉及定位腰带、定位系统及定位方法。

背景技术：

随着科学技术的发展，现有的定位方式多种多样，如gps定位、基站定位、wifi定位、ip定位、rfid/二维码等标签识别定位、蓝牙定位等等。定位技术日益应用在人们的日常生活中，如电子商务方面、应急救援方面、公共安全方面等等，给人们带来了诸多益处和便利。

儿童因为年龄小不懂事，单独外出常会发生各种意外，例如落水、撞击等，目前我国每年有大量儿童失踪，给社会带来了极大的不幸，因而现有很多定位产品应运而生，在小孩遇到危险时及时发现并找出小孩的具体位置，比如具有gps定位功能的手机放在小孩身上，还比如具有定位功能的手表等等。我国目前老年化日益严重，老年人随着年数的增长，生理机能逐渐衰竭，比如健忘、老年痴呆等等，单独外出常常让家人难以放心，因而家人常常给他们佩戴具有定位功能的定位产品，以便意外情况下的寻找。

现有各种定位产品和定位方法的确给人们带来了很大的帮助，让家人或监护人可以寻找到出现意外的小孩或迷路的老人，但是现有的定位产品一般都是定时给服务器或监护人终端发送定位信息，一般为10分钟到一个小时之间，由于定位信息发送比较频繁，就造成了定位产品功耗较高、耗电量大，待机时间短。且现有定位产品，当家人或监护人距小孩或老人的较远时，即使接收到报警求助也难以及时赶到现场进行救助。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供定位腰带、定位系统及定位方法，功耗低、待机时间长，能自动检测佩戴定位器的人员是否遇到危险，并向周边的人员进行求助。

定位腰带，包括腰带本体以及设置在腰带本体两端的金属扣，腰带本体上设有控制器、定位器、声光报警器、电源以及沿其长度方向均匀分布有多个加速度传感器；定位器用于获取佩戴者的位置信息；加速度传感器用于获取佩戴者的加速度；电源用于给定位腰带供电，电源通过两金属扣扣接连成通电回路，当两金属扣扣接时，通电回路闭合；控制器还用于根据佩戴者的位置信息判断佩戴者是否处于危险状态，如果处于危险状态，启动声光报警器进行报警。

优选地，所述金属扣上还设有一层包裹其外表面的橡胶层。

定位系统，包括上述的定位腰带，服务器和移动终端；服务器用于预设有危险区域；定位腰带用于获取佩戴者的位置信息和加速度，并结合危险区域判断佩戴者是否处于危险状态，如果佩戴者处于危险状态时，控制所述声光报警器进行报警；定位腰带还用于将报警信息通过服务器发送给移动终端。

定位方法，在上述的定位系统上运行；包括：

s1：服务器上预设有多个危险区域；

s2：定位腰带获取佩戴者的位置信息，定义为监测位置信息，并发送给服务器；

s3：服务器根据佩戴者的监测位置信息，获取监测范围内的危险区域，并发送给定位腰带；

s4：定位腰带实时获取佩戴者的位置信息与加速度，并结合监测范围内的危险区域判断佩戴者是否处于危险状态，如果佩戴者处于危险状态时，控制所述声光报警器进行报警；

s5：定位腰带将报警信息通过服务器发送给移动终端。

优选地，所述s4中，定位腰带获取佩戴者的位置信息的时刻点为：

ti+1＝ti+lj/3vi；

其中，ti+1为定位腰带下一次读取位置信息的时刻，ti为定位腰带上一次读取位置信息的时刻，lj为定位腰带与第j个危险区域的距离，vi为定位腰带上一监测时间内的平均速度。

优选地，所述s4中，当判断佩戴者的位置信息落入危险区域内时，定义为危险状态；即：当lj小于预设的安全距离时，判断佩戴者落入危险区域内，定义为危险状态。

优选地，所述s4中，当结合加速度判断佩戴者失去平衡时，定义为危险状态；即：

其中，a为所有加速度在检测平面上分量的合力，ak+1为第k+1个加速度在检测平面上分量，k为加速度传感器的数量；b为所有加速度在垂直于检测平面上分量的合力，bk+1为第k+1个加速度在垂直于检测平面上分量；所述检测平面为加速度传感器所处的平面，其中全部加速度传感器位于同一平面内；

当a大于预设的检测平面上分量阈值，b大于预设的垂直于检测平面上分量阈值且佩戴者的位置信息落入危险区域内时，判断佩戴者失去平衡，定义为危险状态。

优选地，所述s4中，当检测到佩戴者处于危险状态且接收到解除报警命令时，定位腰带获取当前所处的危险区域，定义为解除报警区域；当检测到佩戴者处于解除报警区域内时，控制所述声光报警器关闭；当检测到佩戴者当前的位置信息脱离解除报警区域时，清空解除报警区域。

优选地，还包括：

s6：当检测到定位腰带的位置信息脱离监测范围时，返回s2。

优选地，还包括：

s7：所述定位腰带还用于记录佩戴者的行驶路径：行驶路径包括起始点和拐点；

起始点为定位腰带启动时的原始位置信息；

定位腰带按照设定频率获取佩戴者的移动方向并定义为路径信息，当连续检测到相同移动方向的路径信息的个数超过预设的直线移动个数时，保存最近一次的路径信息；当定位腰带检测到的佩戴者的移动方向偏离上一次路径信息中的移动方向时，保存本次路径信息，定义为拐点。

由上述技术方案可知，本发明提供的定位腰带、定位系统及定位方法，方便佩戴在身上，并根据预设的危险区域，判断佩戴者是否遇到危险，并进行声光报警，向周边的人员进行求助。该定位腰带根据与危险区域的距离读取定位信息，当距离比较远，读取定位信息频率低，当距离比较近，读取定位信息频率高，具有功耗低、待机时间长的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为定位腰带的结构示意图。

图2为定位系统的结构框图。

图3为定位方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

实施例：

定位腰带，如图1所示，包括腰带本体以及设置在腰带本体两端的金属扣，腰带本体上设有控制器、定位器、声光报警器、电源以及沿其长度方向均匀分布有多个加速度传感器；定位器用于获取佩戴者的位置信息；加速度传感器用于获取佩戴者的加速度；电源用于给定位腰带供电，电源通过两金属扣扣接连成通电回路，当两金属扣扣接时，通电回路闭合；控制器还用于根据佩戴者的位置信息判断佩戴者是否处于危险状态，如果处于危险状态，启动声光报警器进行报警。

该腰带使用时，拴在腰间，腰带中各个模块之间的连线埋于腰带本体内，当将两个金属扣扣接，这样腰带内的通电回路闭合，电源给腰带内的电子设备供电，开始工作。加速度体现了佩戴者瞬间移动的快慢程度，加速度越大，佩戴者移动越快。当加速度过大时，可以判定为佩戴者处于跌倒状态。具体实施时，加速度传感器沿着腰带本体的长度方向分布且位于同一水平高度上，这样，假如佩戴者只在水平方向上运动时，加速度在垂直于检测平面上分量的合力为零；假如佩戴者只在竖直方向上运动时，加速度在检测平面上分量的合力为零；假如佩戴者处于倾斜状态时，加速度在检测平面和垂直于检测平面上均存在有分量，如果佩戴者跌倒时，加速度在检测平面或垂直于检测平面上的分量过大。该定位腰带方便佩戴在身上，并根据预设的危险区域，判断佩戴者是否遇到危险，并进行声光报警，引起周边的人员的注意，向周边的人员进行求助。

为了防止佩戴者触电，所述金属扣上还设有一层包裹其外表面的橡胶层。具体实施时，腰带本体上还可以设有速度传感器，用于检测佩戴者移动的速度。其中一个金属扣上设有通孔，另一金属扣的侧面上向外凸出设有卡扣部，两金属扣通过卡扣部穿过通孔过盈配合扣接，卡扣部包括橡胶部和覆盖在橡胶部外表面的柔性导电层，其中柔性导电层与金属扣的表面贴合。橡胶部能够发生形变，使得卡扣部穿过通孔过盈配合扣接，当施力时，橡胶部发生形变使得卡扣部脱离通孔。柔性导电层保证与通孔扣接时，两个金属扣之间的正常通电。

定位系统，如图2所示，包括上述的定位腰带，服务器和移动终端；服务器用于预设有危险区域；定位腰带用于获取佩戴者的位置信息和加速度，并结合危险区域判断佩戴者是否处于危险状态，如果佩戴者处于危险状态时，控制所述声光报警器进行报警；定位腰带还用于将报警信息通过服务器发送给移动终端。

危险区域包括河边、楼梯、高速公路等区域，该危险区域可以由监护人设定或者是服务器自定义。另外危险区域还可以采用手动输入的方式，即服务器将地图传输给移动终端，监护人根据佩戴者的具体情况，在移动终端加载的地图中手动划出需要报警区域的边界，形成所述危险区域。当报警后，定位腰带将报警信息(包括佩戴者的位置信息、危险状态等)送给移动终端，方便监护人及时了解佩戴者当前所处的位置和危险状态，并及时进行救援。

定位方法，如图3所示，在上述的定位系统上运行；包括：

s1：服务器上预设有多个危险区域；

s2：定位腰带获取佩戴者的位置信息，定义为监测位置信息，并发送给服务器；

s3：服务器根据佩戴者的监测位置信息，获取监测范围内的危险区域，并发送给定位腰带；

s4：定位腰带实时获取佩戴者的位置信息与加速度，并结合监测范围内的危险区域判断佩戴者是否处于危险状态，如果佩戴者处于危险状态时，控制所述声光报警器进行报警；

s5：定位腰带将报警信息通过服务器发送给移动终端。

具体实施时，当定位腰带启动时，定义其最初的位置信息为监测位置信息，监测位置信息用于标示需要监测的区域范围，监测范围可以为以监测位置信息为圆心，预设的监测距离为半径形成的圆形监测区域。步骤s2-s3用于缩小需要监测的危险区域数量，即只需要监测附近(即监测范围内)的危险区域，不需要监测所有的危险区域，减小了定位腰带的监测量，减小定位腰带的功耗，延长待机时间。

定位腰带获取佩戴者的位置信息的时刻点为：

ti+1＝ti+lj/3vi；

其中，ti+1为定位腰带下一次读取位置信息的时刻，ti为定位腰带上一次读取位置信息的时刻，lj为定位腰带与第j个危险区域的距离，vi为定位腰带上一监测时间内的平均速度。

具体实施时，如果定位腰带读取位置信息的频率越高，则能够更好地了解佩戴者所处的位置以及能够尽快知道佩戴者是否处于危险，但是定位腰带频繁地读取位置信息，造成功耗较大。但是如果为了降低功耗，延长定位腰带读取时间，就使得监护人不能及时地掌握佩戴者所处的位置。所以该方法定位腰带两次读取位置信息的间隔与lj、vi有关，由上式可以看出，lj/vi的值越大，两次读取位置信息的间隔越长，lj/vi表示佩戴者到达第j个危险区域的时间，如果时间越长，说明佩戴者还有较长时间才能到达第j个危险区域，可以延长下次读取位置信息的时间，减小定位腰带读取位置信息的次数，降低定位腰带的功耗。另外，为了保证及时地对佩戴者进行定位，该方法中检测时刻点的系数优选为3，即为佩戴者到达危险区域时间的1/3。1/3既不会出现定位间隔时间太长，导致没能在佩戴者到达危险区域前获取佩戴者的位置信息，出现危险；也不会出现定位间隔时间太短，导致佩戴者距离危险区域很远就获取佩戴者的位置信息，1/3在保证及时获得佩戴者的位置信息的同时，能够尽量减少定位器的工作次数，更好地减小功耗。该方法根据与危险区域的距离读取定位信息，当距离比较远，读取定位信息频率低，当距离比较近，读取定位信息频率高，具有功耗低、待机时间长的优点。

所述s4中的危险状态可以通过以下方法判断：

方法一：所述s4中，当判断佩戴者的位置信息落入危险区域内时，定义为危险状态；即：当lj小于预设的安全距离时，判断佩戴者落入危险区域内，定义为危险状态。即当定位腰带与第j个危险区域的距离太小，小于安全距离，认为佩戴者处于危险状态，安全距离根据佩戴者的具体情况设定。

方法二：所述s4中，当结合加速度判断佩戴者失去平衡时，定义为危险状态；即：

其中，a为所有加速度在检测平面上分量的合力，ak+1为第k+1个加速度在检测平面上分量，k为加速度传感器的数量；b为所有加速度在垂直于检测平面上分量的合力，bk+1为第k+1个加速度在垂直于检测平面上分量；所述检测平面为加速度传感器所处的平面，其中全部加速度传感器位于同一平面内；

当a大于预设的检测平面上分量阈值，b大于预设的垂直于检测平面上分量阈值且佩戴者的位置信息落入危险区域内时，判断佩戴者失去平衡，定义为危险状态。

即当检测到所有加速度在检测平面上分量的合力大于检测平面上分量阈值，以及所有加速度在垂直于检测平面上分量的合力大于垂直于检测平面上分量阈值时，判断该佩戴者跌倒或滑到。检测平面上分量阈值和垂直于检测平面上分量阈值根据佩戴者具体情况确定。如果佩戴者跌倒或滑到，且落入危险区域时，判断佩戴者处于危险状态。如果所有加速度在检测平面上分量的合力大于检测平面上分量阈值，以及所有加速度在垂直于检测平面上分量的合力大于垂直于检测平面上分量阈值，但是佩戴者的位置信息未落入危险区域内，此时不报警。

所述s4中，当检测到佩戴者处于危险状态且接收到解除报警命令时，定位腰带获取当前所处的危险区域，定义为解除报警区域；当检测到佩戴者处于解除报警区域内时，控制所述声光报警器关闭；当检测到佩戴者当前的位置信息脱离解除报警区域时，清空解除报警区域。

具体实施时，解除报警命令可以通过设置在腰带本体上的解除报警按钮获得，如果定位腰带错误报警时，佩戴者可以通过按下解除报警按钮解除报警，说明当处于该危险区域内时不报警。当接收到解除报警命令后，在佩戴者未离开该危险区域前，即便检测到佩戴者处于危险状态，也不报警。如果检测到佩戴者离开该危险区域后，清空数据。该步骤用于佩戴者手动修正定位腰带不准确的报警信息，提高了报警的准确度，同时也避免了在不需要报警的区域重复报警。

还包括：

s6：当检测到定位腰带的位置信息脱离监测范围时，重新对佩戴者进行定位，获取新的监测区域，返回s2。

还包括：

s7：所述定位腰带还用于记录佩戴者的行驶路径：行驶路径包括起始点和拐点；

起始点为定位腰带启动时的原始位置信息；

定位腰带按照设定频率获取佩戴者的移动方向并定义为路径信息，当连续检测到相同移动方向的路径信息的个数超过预设的直线移动个数时，保存最近一次的路径信息；当定位腰带检测到的佩戴者的移动方向偏离上一次路径信息中的移动方向时，保存本次路径信息，定义为拐点。

该方法还用于记录佩戴者的行驶路径并发送给移动终端，方便监护人快速寻找到佩戴者或者在佩戴者的行驶路径上寻找丢失物品。行驶路径主要保存的数据包括起始点和拐点；该方法在获得一定数量的相同移动方向的路径信息后，认为当前处于直线移动，则不在保存后面同一直线行驶路段中获得的路径信息，节省了存储的数据量。当检测到移动方向偏离上一次路径信息中的移动方向时，认为佩戴者拐弯，记录该拐点。该方法仅通过记录少量的数据点就能够获得佩戴者的行驶路径，节省了数据占用的存储空间。直线移动个数可以设定为3-5个。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。