一种基于无线射频的无源SOS呼叫救援装置、系统及方法与流程

本发明实施例涉及救援设备领域，具体涉及一种基于无线射频的无源sos呼叫救援装置、系统及方法。

背景技术：

突发事件，严重威胁人民群众的生命财产安全，给正常的社会生活和生产活动带来了严重影响。在突发事件中受害者大部分都是老人、儿童、伤残人士等特殊的弱势群体，他们由于身体生理上的原因，在突发事件中处于弱势地位，抵御自然灾害能力受到很大限制，更容易受到突发事件的伤害。发生危机时，移动电话和电脑等是目前最有效的应急通讯工具。然而由于经济和安全因素，老人和孩子往往没有配备移动电话。电脑和互联网技术也由于使用成本较高，并且操作复杂，不是人人都能掌握的，对于弱势群体来说，无论从成本还是从其易用性方面考虑，都难以全面普及。弱势群体由于缺乏有效的应急通讯工具导致无法及时地寻求外部援助，从而造成了很多不必要的伤亡和损失。

目前，市场上存在一些应急救援装置，但是现有技术是通过有源(主要是电池)开关结合射频技术进行本地呼叫，部分结合网络实现远程通讯，当救援装置电源耗尽时，导致紧急情况无法使用，此外多数救援设备没有定位性能差，无法知晓求救者的精确位置。

技术实现要素：

为此，本发明实施例提供一种基于无线射频的无源sos呼叫救援装置、系统及方法，以解决现有呼叫救援装置电量供应有限、定位不精准的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，公开了一种基于无线射频的无源sos呼叫救援装置，所述呼叫救援装置包括：呼救模块和信息收发模块，所述呼救模块包括射频发射器和动能发电装置，所述动能发电装置与射频发射器连接并为射频发射器提供电力支持，所述信息收发模块包括射频标签、微处理器和无线通信装置，所述射频发射器发出射频信号，射频标签感应接收射频信号，微处理器与射频标签连接对接收的射频信号进行处理，判断射频发射器的位置，处理完成后的位置信息通过无线通信装置发送至云端服务器。

进一步地，所述射频发射器采用rf433无线收发模组,所述无线通信装置采用wi-fi模块、2g/3g/4g/5g模块或nb-iot。

进一步地，所述动能发电模块采用pm4250自发电模块。

进一步地，所述呼救模块包括按键模块，所述按键模块与射频发射器连接，按键模块用于用户通过按键触发射频发射器发射射频信号。

根据本发明实施例的第二方面，公开了一种基于无线射频的无源sos呼叫救援系统，所述呼叫救援系统包括：呼叫救援装置、云端服务器、救援机构终端和家属移动终端，所述呼叫救援装置通过无线通信装置与云端服务器建立通信连接，云端服务器内设置有信息处理模块和信息发送模块，所述信息处理模块对接收呼叫救援装置发送的救援信息进行数据处理，所述信息发送模块将处理后的呼叫信息发送至救援机构终端和家属移动终端。

进一步地，所述救援机构终端与云端服务器建立连接关系，救援机构终端用于救援机构对用户进行救援使用，救援机构终端设有第一接收模块和第一显示模块，第一接收模块用于救援机构终端接收服务器发送的呼叫信息数据，所述第一显示模块用于救援机构终端显示服务器发送的呼叫信息数据；所述家属移动终端与云端服务器建立连接关系，家属移动终端用于用户家属、朋友、邻居或约定好的救助者对用户进行救援使用，家属移动终端设有第二接收模块和第二显示模块，所述第二接收模块用于家属移动终端接收服务器发送的呼叫信息数据，所述第二显示模块用于家属移动终端显示服务器发送的呼叫信息数据。

进一步地，所述救援机构终端设置在救援机构监控中心，救援机构终端采用电脑，所述家属移动终端由救助提供者持有，家属移动终端为手机或平板电脑，家属移动终端上接收电话语音和短信的双重呼救信息。

根据本发明实施例的第三方面，公开了一种基于无线射频的无源sos呼叫救援方法，所述呼叫救援方法为：

步骤一：用户通过按键模块触发射频发射器发出射频信号；

步骤二：信息收发模块的射频标签感应接收射频信号，微处理器根据接收的射频信号进行处理计算，结合提前录入的呼救信号发出点位置信息，判断呼叫者的位置；

步骤三：无线通信装置将呼救者的位置信息发送至云端服务器，云端服务器的信息处理模块对接收的呼救信息进行处理；

步骤四：信息处理模块将处理后的呼叫信息通过信息发送模块发送到救援机构终端或家属移动终端；

步骤五：救援机构终端第一接收模块或家属移动终端的第二接收模块接收到用户呼叫信息，救援机构终端第一显示模块或家属移动终端的第二显示模块显示用户呼叫时间及位置信息，包括电话语音提醒和短信提醒，由救援机构或家属、亲戚、朋友或指定的救助者进行施救。

本发明实施例具有如下优点：

本发明实施例公开了一种基于无线射频的无源sos呼叫救援装置、系统及方法，呼叫救援装置内安装有动能发电装置，能够为呼叫模块提供电力支持，不需要更换电池，使用寿命长，保证随时都能进行呼救，通过射频发射器发射射频信号，射频标签接收射频信号，与传统呼救装置的蓝牙定位方式相比能够更加精准地定位呼救者的位置信息，通过云端后台服务器及时向救援机构和家属移动终端发送呼救信息，对呼救者进行快速救援，形成良好的救助模式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对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。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例1提供的一种基于无线射频的无源sos呼叫救援装置连接示意图；

图2为本发明实施例2提供的一种基于无线射频的无源sos呼叫救援系统连接图；

图3为本发明实施例3提供的一种基于无线射频的无源sos呼叫救援方法流程图；

图中：1-动能发电装置、2-射频发射器、3-射频标签、4-微处理器、5-无线通信装置、6-按键模块。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参考图1，本实施例公开了一种基于无线射频的无源sos呼叫救援装置，所述呼叫救援装置包括：呼救模块和信息收发模块，呼救模块包括射频发射器2和动能发电装置1，动能发电装置1与射频发射器2连接并为射频发射器2提供电力支持，信息收发模块包括射频标签3、微处理器4和无线通信装置5，所述无线通信装置5采用wi-fi模块、2g/3g/4g/5g模块或nb-iot，射频发射器2发出射频信号，射频标签3感应接收射频信号，微处理器4与射频标签3连接对接收的射频信号进行处理，判断射频发射器2的位置，处理完成后的位置信息通过无线通信装置5发送至云端服务器。

射频发射器2采用rf433无线收发模组，射频识别是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触；

无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池；也有标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波，调成无线电频率的电磁场。标签包含了电子存储的信息，无需接触即可识别。与条形码不同的是，射频标签3不需要处在识别器视线之内，也可以嵌入被识别物体之内；

一套完整的射频识别系统，是由阅读器与电子标签及应用软件系统三个部分组成，其工作原理是阅读器发射特定频率的无线电波能量，用以驱动电路将内部的数据送出，此时阅读器便依序接收解读数据，送给应用程序做相应的处理，标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的信息，或者由标签主动发送某一频率的信号，解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

rf433无线收发模组，采用高频射频技术，因此也叫rf433射频小模块。其由射频前端与单片机组成，可高速传输数据信号的微型收发信机，对无线传输的数据进行打包、检错、纠错处理。元器件都采用工业级标准，工作稳定可靠，体积小便于安装。适用于安全报警、无线自动抄表、家居及工业自动化、远端遥控、无线数传等等广泛领域。

动能发电模块采用pm4250自发电模块。该自发电模块采用电磁感应发电原理，每次按压产生的微小平面运动，都可以产生大于200uj的能量，可用于低功耗产品的供电，取代传统的电池，即免去了后期更换电池的成本又环保。

所述呼救模块包括按键模块6，所述按键模块6与射频发射器2连接，按键模块6用于用户通过按键触发射频发射器2发射射频信号，反馈位置信息，便于对呼救者进行救治。

实施例2

参考图2，本实施例公开了一种基于无线射频的无源sos呼叫救援系统，所述呼叫救援系统包括：呼叫救援装置、云端服务器、救援机构终端和家属移动终端，所述呼叫救援装置通过无线通信装置5与云端服务器建立通信连接，云端服务器内设置有信息处理模块和信息发送模块，所述信息处理模块对接收呼叫救援装置发送的救援信息进行数据处理，所述信息发送模块将处理后的呼叫信息发送至救援机构终端和家属移动终端。

所述救援机构终端与云端服务器建立连接关系，救援机构终端用于救援机构对用户进行救援使用，救援机构终端设有第一接收模块和第一显示模块，第一接收模块用于救援机构终端接收服务器发送的呼叫信息数据，所述第一显示模块用于救援机构终端显示服务器发送的呼叫信息数据；所述家属移动终端与云端服务器建立连接关系，家属移动终端用于用户家属、朋友、邻居或约定好的救助者对用户进行救援使用，家属移动终端设有第二接收模块和第二显示模块，所述第二接收模块用于家属移动终端接收服务器发送的呼叫信息数据，所述第二显示模块用于家属移动终端显示服务器发送的呼叫信息数据。

所述救援机构终端设置在救援机构监控中心，救援机构终端采用电脑，所述家属移动终端由救助提供者持有，救助提供者包括家属、朋友或机构指定责任人，家属移动终端为手机或平板电脑，家属移动终端上接收电话语音和短信的双重呼救信息。

实施例3

参考图3，本实施例公开了一种基于无线射频的无源sos呼叫救援方法，所述呼叫救援方法为：

步骤一：用户通过按键模块6触发射频发射器2发出射频信号；

步骤二：信息收发模块的射频标签3感应接收射频信号，微处理器4根据接收的射频信号进行处理计算，结合提前录入的呼救信号发出点位置信息，判断呼叫者的位置；

步骤三：无线通信装置5将呼救者的位置信息发送至云端服务器，云端服务器的信息处理模块对接收的呼救信息进行处理；

步骤四：信息处理模块将处理后的呼叫信息通过信息发送模块发送到救援机构终端或家属移动终端；

步骤五：救援机构终端第一接收模块或家属移动终端的第二接收模块接收到用户呼叫信息，救援机构终端第一显示模块或家属移动终端的第二显示模块显示用户呼叫时间及位置信息，包括电话语音提醒和短信提醒，由救援机构或家属、亲戚、朋友或指定的救助者进行施救。

在步骤二中，无线射频识别定位的方法为：

s1：设定射频发射器2发送射频信号的次数；

s2：根据发送射频信号的次数，微处理器4读取射频标签3的信息；

s3：当微处理器4开始读取射频标签3信息时，记录开始时间，根据发送射频信号的次数，所述微处理器4读取射频标签3信息结束后，记录结束时间；

s4：根据微处理器4读取射频标签3的信息、开始时间和结束时间，计算标签与微处理器4之间的距离，然后根据几何定位计算法计算所述标签的位置。

计算标签微处理器4之间的距离的方法如式(1)和式(2)所示：

δt＝(t0/n)-(δt+δt1+δt2+δt3)(1)

其中，t0为所述微处理器4读取操作的过程所需要的时间，n为发送射频信号的次数，δt为所述结束时间与所述开始时间的差，δt1为微处理器4延迟一段时间完成发送射频信号命令需要的时间，δt2为射频标签3接收到射频信号，将其转换为自己的能量，并返回电磁信号的过程需要的时间，δt3为微处理器4接收到来自射频标签3的反馈信号进行处理直至开始延时过程需要的时间，δt为射频信号在所述微处理器4与标签之间的传播路径上的单次往返时间。

s＝v*δt/2(2)

其中，v为所述射频信号的传输速度，δt为所述射频信号在所述微处理器4与所述标签之间的传播路径上的单次往返时间，s为所述微处理器4与所述标签之间的距离，几何定位计算方法包括三边定位法、三角定位法或双曲线定位法的任意一种。

实施例4

本实施例公开了另一种基于无线射频的无源sos呼叫救援方法，通过家属移动终端上的小程序对每个射频发射点进行标记，输入该点位的位置信息，每个射频发射点的位置信息不同，当不同的发射点发送射频信息，通过云端服务器发送设置参数到家属移动终端，家属移动终端上的小程序显示呼救者的位置，及时对呼救者进行救助。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。