信息进行处理和判断做出相应的操作，通过HPI接口接收和暂存图像采集模块4的视频和图像信息，通过4G模块16与互联网5进行数据交互。
[0030]进一步的，具体如图1所示，每位儿童早晨进入教室时，由教师佩戴一个智能手环I，智能手环I中的ZigBee芯片14与协调器中的ZigBee芯片14通过ZigBee协议进行自检测、自调节、自组网，并通过建立的无线传感器网络采集每位儿童的位置信息和身体信息，相关信息通过无线传感器网络汇聚到协调器通过协调器中ZigBee芯片14串口传输到集中器3。图像采集模块4将图片和视频信息通过HPI接口传输到集中器3。集中器3对信息进行分析和判断，通过4G模块16提示教师或者家长，同时4G模块16还将信息上传至服务器6，教师和家长可以通过智能设备7或者是Web/客户端8主动查询这些信息。
[0031]如图2所示，本发明中的智能手环I包括GPS模块9，体温采集模块10，陀螺仪和加速度传感器模块11，睡眠检测模块12，运动量检测模块13和ZigBee芯片14(MC13224)。GPS模块9使用U-BL0XNE0-6M模组，可以高效稳定接收到GPS位置信息。体温采集模块10通过贴纸式温度传感器采集儿童体温，陀螺仪和加速度传感器模块11用于检测儿童的姿态变换从而判断儿童是否摔倒，睡眠监测模块12用于检测儿童的睡眠状况，运动量检测模块13用于检测儿童的运动量，ZigBee芯片(MC13224) 14为基于ARM7内核的ZigBee芯片，通过对ZigBee协议栈的设置，将智能手环中的ZigBee芯片MC13224通信模式设置为ZigBee终端节点和路由节点。
[0032]如图3所示，本发明中的集中器包括15LPC1788嵌入式系统和16 4G模块，15LPC1788嵌入式系统是集中器的主控芯片，通过串口与协调器2中的ZigBee芯片14进行数据交互，同时对信息进行处理和判断做出相应的操作，接收和暂存图像采集模块4的视频和图像信息，通过4G模块16与互联网5进行数据交互。4G模块16使用第4代无线通信芯片实现无线数据传输，上行速度为50Mbps，下行速度为10Mbps，完全满足视频数据的无线传输。协调器2为ZigBee芯片14 (MC13224)，通信模式设置为ZigBee协调器节点。图像采集模块4通过高清摄像头采集视频和图像信息，经过DSP图像处理模块的分析和计算后，通过HPI接口传送至LPC1788嵌入式系统。
[0033]本发明具体实施方案分为以下三个相对独立工作部分:第一部分为Zigbee无线传感器网络，由智能手环中的ZigBee终端节点和路由节点，协调器中的ZigBee协调节点组成ZigBee无线自组织传感器网络，智能手环由儿童携带，而协调器固定放置在合适位置。ZigBee芯片MC13244包括MCU和无线模块，MCU通过I/O接口控制传感器模块，通过无线模块发送和接收数据，传感器采集到的数据通过无线传感器网络汇聚到协调节点，协调器节点与集中器通过串口进行数据交互。
[0034]第二部分为集中器和图像采集模块，集中器对协调节点传送来的数据进行分析和处理，如果儿童的体温，位置，姿态，睡眠状态，远动量出现异常时，集中器会通过4G模块主动向幼儿园教师家长发出报警信息，同时这些信息也会上传至服务器，教师和家长也可以主动查询信息。集中器还控制图像采集模块的数据采集，图像数据可以通过4G无线通信模块经过互联网上传至服务器进行存储，家长可以查询视频信息实时关爱孩子。
[0035]第三部分为互联网部分，集中器将传感器数据，视频和图像数据通过4G网络传送至互联网的服务器上，服务器上运行有数据库程序用于数据的存储、分析和统计，同时提供Web服务。教师和家长在PC机上可以通过Web/客户端访问服务器，查询相关数据，也可以通过安卓或者是苹果智能设备上的App对服务器的数据进行查询。
[0036]对于本领域技术人员而言，然而本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0037]以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于ZigBee和4G技术的智能幼儿园看护系统，包括智能手环、协调器、集中器、图像采集模块、互联网、服务器、智能设备、Web/客户端用户；其特征是:所述智能手环连接协调器；所述协调器和图像采集模块与集中器连接；所述集中器通过互联网上传数据到服务器；所述智能设备通过互联网访问服务器；所述Web/客户端用户通过互联网访问服务器。2.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee和4G技术的智能幼儿园看护系统，其特征是:所述智能手环包括GPS模块、体温采集模块、陀螺仪和加速度传感器模块、睡眠检测模块、运动量检测模块和ZigBee芯片；所述GPS模块、体温采集模块、陀螺仪和加速度传感器模块、睡眠检测模块和运动量检测模块均与ZigBee芯片连接。智能手环中的ZigBee芯片与协调器中的ZigBee芯片组成无线传感器网络进行数据交互。3.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee和4G技术的智能幼儿园看护系统，其特征是:所述集中器包括LPC1788嵌入式系统和4G模块；所述LPC1788嵌入式系统是集中器的主控芯片，通过串口与协调器中的ZigBee芯片进行数据交互，同时对信息进行处理和判断做出相应的操作，并通过HPI接口接收和暂存图像采集模块的视频和图像信息，通过4G模块与互联网进行数据交互。
【专利摘要】本发明公开了一种基于ZigBee和4G技术的智能幼儿园看护系统，包括智能手环、协调器、集中器、图像采集模块、互联网、服务器、智能设备、Web/客户端用户；智能手环连接协调器；协调器和图像采集模块与集中器连接；集中器通过互联网上传数据到服务器；智能设备和Web/客户端用户通过互联网访问服务器；它能够有效检测儿童的位置信息，身体信息和视频信息，给幼儿园的教师提供帮助，防止儿童离开幼儿园区域，及时发现儿童的体温，姿态，睡眠状态和运动量等信息的异常，同时这些数据也能上传至服务器，供家长实时查询，给孩子一个更加安全和健康的学习和生活环境，让家长能够更加安心和放心。
【IPC分类】H04L29/08, H04N7/18
【公开号】CN105187470
【申请号】CN201510293703
【发明人】胡力, 李思明, 李成, 全金凤, 粟建克
【申请人】吉首大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年5月25日