一种具有太阳能充电的智能定位轮椅的制作方法

文档序号:15395462发布日期:2018-09-08 02:04阅读:444来源:国知局

本发明涉及定位终端装置技术和医疗器械领域,尤其涉及一种基于nb-iot的太阳能充电的智能定位轮椅及其定位传输方法。



背景技术:

定位装置,一般用于儿童、老人的定位及宠物防丢。现有的便携式定位装置,一般通过安装gps模块、gprs模块和蓝牙模块实现地理位置定位功能,电路结构较复杂,数据通讯较繁锁,功耗较大,成本较高。蓝牙模块虽然可以解决功耗问题,但是因其传输距离的局限性,不能实现远距离定位。总体而言,以上模块用户接受程度不高,已经不能满足市场需求。

万物互联(ioe)定义为:将人、流程、数据和事物结合一起使得网络连接变得更加相关和更有价值。万物互联将信息转化为行动,给企业、个人和国家创造新的功能,并带来更加丰富的体验和前所未有的经济发展机遇。

基于蜂窝的窄带物联网(narrowbandinternetofthings,nb-iot)成为万物互联网络的一个重要分支。nb-iot构建于蜂窝网络,只消耗大约180khz的带宽,可直接部署于gsm网络、umts网络或lte网络,以降低部署成本、实现平滑升级。nb-iot是iot领域一个新兴的技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(lpwa)。nb-iot支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。

目前,移动通信正在从人和人的连接,向人与物以及物与物的连接迈进,万物互联是必然趋势。然而当前的移动网络在物与物连接上能力不足,蓝牙、zigbee等短距离通信技术又不具备广覆盖、可移动以及大连接数等特性。物与物连接的数量又越来越多,亟需新的移动网路来解决这一问题。

轮椅是比较先进的用于残疾人代步的工具,过往的残疾人出行不便,只能依靠拐杖代步,因使用过于废力,从而不能实现长途代步,有了轮椅之后,残疾人出行方便,出行距离也变远了。但是,目前市面上的轮椅都不支持物联网功能,即不能实现对轮椅的实时定位和数据监测,因此我们需要实现一种新型具有无线定位功能的轮椅,以方便残障人士及其家属的管理跟踪。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题之一在于:针对传统的移动网络传输以及wifi、zigbee等短距离通信技术存在的不足,而提供一种能提高非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖、具备支撑海量连接的能力、功耗更低和待机时间更长的基于nb-iot的定位终端装置。

本发明所要解决的技术问题之二在于:提供一种上述基于nb-iot的定位轮椅的定位传输方法。

作为本发明第一方面的一种基于nb-iot的智能定位轮椅的定位终端装置,包括:

gps/bd卫星定位模块,所述gps/bd卫星定位模块用于获取定位终端的卫星位置信息;

加速度传感器,所述加速度传感器用于获取定位终端的xyz三轴的加速度信息;

nb-iot无线通信模块,所述nb-iot无线通信模块用于与远端云平台进行数据交互;

mcu控制器,所述mcu控制器分别与所述gps/bd卫星定位模块、加速度传感器、nb-iot无线通信模块以及太阳能光伏模块连接,用于收集所述gps/bd卫星定位模块获取到的卫星位置信息;mcu控制器实际记录轮椅的运行轨迹信息、电池容量信息。

电源模块,所述电源模块与所述mcu控制器连接,用于向所述mcu控制器供电。实时监测电池容量,并将电量数据上报云平台。

太阳能光伏模块,所述太阳能光伏模块用于给电源模块内的锂电池充电,解决了续航的问题。

云平台,所述云平台用于实现对智能定位轮椅上传过来的数据进行存储、分析及统计,并以报表的形式输出,方便用户实际监控轮椅及其使用者的情况。

在本发明的一个优选实施例中,还包括一与所述mcu控制器连接的用于存储数据信息的存储器。

作为本发明第二方面的一种上述基于nb-iot的定位轮椅的定位传输方法,包括以下步骤:

步骤s1,mcu控制器一方面获取其内部的定位器状态,另一方面读取加速度传感器获取的轮椅的xyz三轴的加速度信息和电源模块内部电池电量信息。

步骤s2,mcu控制器启动gps/bd卫星定位模块和nb-iot定位模块,gps/bd卫星定位模块获取定位轮椅的卫星位置信息,nb-iot定位模块获得定位轮椅的基站定位信息。

步骤s3,mcu控制器收集gps/bd卫星定位模块获取到的卫星位置信息;mcu控制器收集nb-iot无线通信模块获取到的基站位置信息,用于获取定位轮椅的辅助定位信息。

步骤s4,mcu控制器对步骤s3所收集到的卫星位置信息、基站定位信息和加速度信息进行处理得到定位轮椅的精确位置信息;

步骤s5,mcu控制器将处理得到的当前位置信息和电池容量信息通过nb-iot无线通信模块发送至远端云平台。

在本发明的一个优选实施例中,在所述步骤s4中,mcu控制器将处理得到的定位轮椅的当前位置信息保存至存储器内。

相比较传统移动网络传输,以及wifi、zigbee等短距离通信技术,本发明的基于nb-iot的定位轮椅装置具有以下优点:

1、能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖,在同样的频段下,nb-iot无线通信模块比现有的网络增益高25db以上,覆盖面积扩大120倍,这样会提高室内网络传输的实时性;

2、具备支撑海量连接的能力,nb-iot无线通信模块的一个扇区能够支持10万个连接,支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构;

3、nb-iot无线通信模块的功耗更低和待机时间更长,再结合定位轮椅的低功耗设计能使用该轮椅拥有极低功耗的特点,方便用户使用。

本发明所要解决的技术问题之三在于:提供一种太阳能光伏充电装置实现对无线定位轮椅电源实时充电。

本发明所要解决的技术问题之四在于:提供一种云平台实现对无线定位轮椅的实时监测、数据统计及管理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构图。

图2是本发明的工作流程示意图。

图3是本发明的产品示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术路线、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。

参见图1,图中给出的是一种基于nb-iot的定位轮椅的定位装置结构图,包括mcu控制器d1、gps/bd卫星定位模块d2、nb-iot无线通信模块d3、加速度传感器d4、太阳能光伏模块d5、电源模块d6、存储器d7以及云平台d8。

mcu控制器d1分别与gps/bd卫星定位模块d2、nb-iot无线通信模块d3、加速度传感器d4、太阳能模块d5、电源模块d6、存储器d7以及云平台d8连接。

其中,gps/bd卫星定位模块d2用于获取定位轮椅的卫星位置信息。nb-iot无线通信模块d3用于获取定位轮椅的基站辅助定位信息。加速度传感器d4用于获取定位轮椅的xyz三轴的加速度信息。nb-iot无线通信模块d4同时也用于与远端云平台d8进行数据交互。太阳能光伏模块d5用于对电源模块电源d6进行不间断充电。电源模块d6向mcu控制器d1供电。存储器d7用于存储数据信息。

参见图2,本发明的基于nb-iot的定位轮椅的定位传输方法,包括以下步骤:

步骤s1,mcu控制器d1一方面获取其内部的定位器状态,另一方面读取加速度传感器d4获取的轮椅的xyz三轴的加速度信息和电源模块d6内部电池电量信息。

步骤s2,mcu控制器d1启动gps/bd卫星定位模块d2和nb-iot定位模块d3,gps/bd卫星定位模块d2获取定位轮椅的卫星位置信息,nb-iot定位模块d3获得定位轮椅的基站定位信息。

步骤s3,mcu控制器d1收集gps/bd卫星定位模块d2获取到的卫星位置信息;mcu控制器d1收集nb-iot无线通信模块d3获取到的基站位置信息,用于获取定位轮椅的辅助定位信息。

步骤s4,mcu控制器d1对步骤s3所收集到的卫星位置信息、基站定位信息和加速度信息进行处理得到定位轮椅的精确位置信息;

步骤s5,mcu控制器d1将处理得到的当前位置信息和电池容量信息通过nb-iot无线通信模块d3发送至远端云平台d8。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

参见图3,图中给出的是一种具有太阳能充电的定位轮椅产品示意图。如上所诉,图中d5为太阳能光伏模块,其他d1、d2、d3、d4、d6和d7安装在定位装置d9内。整个定位装置固定在轮椅的扶手d10上。

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