一種基于超聲定位的定位系統(tǒng)、可穿戴設(shè)備和定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及超聲定位技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種基于超聲定位的定位系統(tǒng)、可穿戴設(shè)備和定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]帶著孩子一起出門游玩、散步或者購(gòu)物時(shí)，一不留神，孩子消失在視野中了，一一這恐怕是任何一個(gè)為人父母最恐懼的事情。商場(chǎng)、游樂場(chǎng)、家門口等成為兒童走失的高發(fā)地，兒童走失的頻率非常之高，讓全社會(huì)不得不正視這個(gè)嚴(yán)峻的問題，于是，預(yù)防兒童走失的產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。
[0003]目前，現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)有一些公司設(shè)計(jì)了追蹤兒童的手環(huán)或者手表，這些手環(huán)或者手表大都是基于GPS定位原理。基于GPS的定位方式是利用手機(jī)上的GPS定位模塊將自己的位置信號(hào)發(fā)送到定位后臺(tái)來實(shí)現(xiàn)手機(jī)定位的。GPS定位精度較高，但受信號(hào)影響很大，最高精度10米左右，而且，基于GPS的定位手環(huán)在室內(nèi)時(shí)收到的GPS信號(hào)非常弱，難以定位。而針對(duì)兒童走失的高發(fā)區(qū)域的室內(nèi)商場(chǎng)等小區(qū)域，基于GPS原理的定位方法有一定的局限性。
[0004]智能終端應(yīng)用也已經(jīng)非常普遍，能發(fā)出和接收超聲波。智能終端應(yīng)用自身發(fā)出和接收的超聲波在小區(qū)域的測(cè)距技術(shù)也已經(jīng)趨于成熟。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施方式提出一種基于超聲定位的定位系統(tǒng)、可穿戴設(shè)備和定位方法，從而提供一種防走失的解決方案。
[0006]本發(fā)明技術(shù)方案如下:
一種基于超聲定位的定位系統(tǒng)，包括第一可穿戴設(shè)備和智能終端；所述第一可穿戴設(shè)備包括第一超聲波發(fā)送器；所述智能終端包括第一超聲波接收器和報(bào)警單元；
第一超聲波發(fā)送器，用于發(fā)送包含第一可穿戴設(shè)備標(biāo)識(shí)的第一超聲波信號(hào)；
第一超聲波接收器，用于接收所述第一超聲波信號(hào)，并基于所述第一超聲波信號(hào)的超聲定位確定與所述可穿戴設(shè)備的距離，并當(dāng)所述距離超過預(yù)先設(shè)定的門限值時(shí)，向所述報(bào)警單元發(fā)送報(bào)警命令；
報(bào)警單元，用于根據(jù)所述報(bào)警命令發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0007]優(yōu)選地，第一可穿戴設(shè)備和智能終端分別包括時(shí)間同步單元；智能終端的時(shí)間同步單元，用于向第一可穿戴設(shè)備的時(shí)間同步單元發(fā)送時(shí)間同步信號(hào)；第一可穿戴設(shè)備的時(shí)間同步單元，用于基于該時(shí)間同步信號(hào)與智能終端保持時(shí)間同步；
第一超聲波發(fā)送器發(fā)送的第一超聲波信號(hào)進(jìn)一步包含第一超聲波信號(hào)的發(fā)送時(shí)間點(diǎn)
Tl ；
第一超聲波接收器，用于記錄第一超聲波信號(hào)的接收時(shí)間點(diǎn)T2，從所述第一超聲波信號(hào)中解析出所述發(fā)送時(shí)間點(diǎn)Tl，并計(jì)算與所述可穿戴設(shè)備的距離L，其中: L =(T2-T1) XV ;V為超聲波在空氣中的傳播速度。
[0008]優(yōu)選地，智能終端還包括第二超聲波發(fā)送器；第一可穿戴設(shè)備包括第二超聲波接收器；
第一超聲波發(fā)送器發(fā)送的所述包含可穿戴設(shè)備標(biāo)識(shí)的第一超聲波信號(hào)，是第二超聲波接收器從第二超聲波發(fā)送器接收到的；
第一超聲波接收器，用于保存預(yù)設(shè)的處理時(shí)間Δ T以及第二超聲波發(fā)送器發(fā)出所述第一超聲波信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)Tl，記錄第一超聲波信號(hào)的接收時(shí)間點(diǎn)T2，并計(jì)算與所述可穿戴設(shè)備的距離L，其中:
L= ((Τ2-Τ1-ΔΤ)/2) XV ;V為超聲波在空氣中的傳播速度。
[0009]優(yōu)選地，所述第一可穿戴設(shè)備還包括第二超聲波接收器和存儲(chǔ)單元；
第二超聲波接收器，用于接收除第一可穿戴設(shè)備之外的其他可穿戴設(shè)備發(fā)送的第二超聲波信號(hào)，并從所述第二超聲波信號(hào)中解析出所述除第一可穿戴設(shè)備之外的其他可穿戴設(shè)備的標(biāo)識(shí)；
存儲(chǔ)單元，用于關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)所述第二超聲波信號(hào)的接收時(shí)間、所述除第一可穿戴設(shè)備之外的其他可穿戴設(shè)備的標(biāo)識(shí)以及所述接收第二超聲波信號(hào)時(shí)的位置；
第一超聲波發(fā)送器，用于當(dāng)接收到智能終端發(fā)出的包含所述除第一可穿戴設(shè)備之外的其他可穿戴設(shè)備的標(biāo)識(shí)的超聲波信號(hào)時(shí)，向智能終端發(fā)送包含所述第二超聲波信號(hào)的接收時(shí)間、所述除第一可穿戴設(shè)備之外的其他可穿戴設(shè)備的標(biāo)識(shí)以及接收第二超聲波信號(hào)時(shí)的位置的第三超聲波信號(hào)，從而由所述智能終端基于所述第二超聲波信號(hào)的接收時(shí)間、所述除第一可穿戴設(shè)備之外的其他可穿戴設(shè)備的標(biāo)識(shí)以及接收第二超聲波信號(hào)時(shí)的位置確定所述除第一可穿戴設(shè)備之外的其他可穿戴設(shè)備的歷史參考位置。
[0010]一種基于超聲定位的可穿戴設(shè)備，包括:
第一超聲波發(fā)送器:用于發(fā)送包含可穿戴設(shè)備標(biāo)識(shí)的第一超聲波信號(hào)；從而由智能終端的第一超聲波接收器接收所述第一超聲波信號(hào)，并由智能終端的第一超聲波接收器基于所述第一超聲波信號(hào)的超聲定位確定與所述可穿戴設(shè)備的距離，并當(dāng)所述距離超過預(yù)先設(shè)定的門限值時(shí)，由智能終端的第一超聲波接收器向智能終端的報(bào)警單元發(fā)送報(bào)警命令，其中報(bào)警單元根據(jù)所述報(bào)警命令發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0011]優(yōu)選地，還包括:
時(shí)間同步單元，用于從智能終端接收時(shí)間同步信號(hào)，并基于該時(shí)間同步信號(hào)與智能終端保持時(shí)間同步；
第一超聲波發(fā)送器發(fā)送的第一超聲波信號(hào)進(jìn)一步包含第一超聲波信號(hào)的發(fā)送時(shí)間點(diǎn)Tl ;第一超聲波接收器，用于記錄第一超聲波信號(hào)的接收時(shí)間點(diǎn)T2，從所述第一超聲波信號(hào)中解析出超聲波發(fā)送時(shí)間點(diǎn)Tl，并計(jì)算與所述可穿戴設(shè)備的距離L，其中:
L =(T2-T1) XV ;V為超聲波在空氣中的傳播速度。
[0012]優(yōu)選地，可穿戴設(shè)備還包括第二超聲波接收器；智能終端還包括第二超聲波發(fā)送器;
第一超聲波發(fā)送器發(fā)送的所述包含可穿戴設(shè)備標(biāo)識(shí)的第一超聲波信號(hào)，是第二超聲波接收器從第二超聲波發(fā)送器接收到的；
第一超聲波接收器，用于保存預(yù)設(shè)的處理時(shí)間Δ T以及第二超聲波發(fā)送器發(fā)出所述第一超聲波信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)Tl，記錄第一超聲波信號(hào)的接收時(shí)間點(diǎn)T2，并計(jì)算與所述可穿戴設(shè)備的距離L，其中:
L= ((Τ2-Τ1-ΔΤ)/2) XV ;V為超聲波在空氣中的傳播速度。
[0013]優(yōu)選地，可穿戴設(shè)備還包括第二超聲波接收器和存儲(chǔ)單元；
第二超聲波接收器，用于接收除第一可穿戴設(shè)備之外的其他可穿戴設(shè)備發(fā)送的第二超聲波信號(hào)，并從所述第二超聲波信號(hào)中解析出所述除第一可穿戴設(shè)備之外的其他可穿戴設(shè)備的標(biāo)識(shí)；
存儲(chǔ)單元，用于關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)所述第二超聲波信號(hào)的接收時(shí)間、所述除第一可穿戴設(shè)備之外的其他可穿戴設(shè)備的標(biāo)識(shí)以及接收第二超聲波信號(hào)時(shí)的位置；
第一超聲波發(fā)送器，用于當(dāng)接收到智能終端發(fā)出的包含所述除第一可穿戴設(shè)備之外的其他可穿戴設(shè)備的標(biāo)識(shí)的超聲波信號(hào)時(shí)，向智能終端發(fā)送包含所述第二超聲波信號(hào)的接收時(shí)間、所述除第一可穿戴設(shè)備之外的其他可穿戴設(shè)備的標(biāo)識(shí)以及接收第二超聲波信號(hào)時(shí)的位置的第三超聲波信號(hào)，從而由所述智能終端基于所述第二超聲波信號(hào)的接收時(shí)間、所述除第一可穿戴設(shè)備之外的其他可穿戴設(shè)備的標(biāo)識(shí)以及接收第二超聲波信號(hào)時(shí)的位置確定所述除第一可穿戴設(shè)備之外的其他可穿戴設(shè)備的歷史參考位置。
[0014]優(yōu)選地，所述可穿戴設(shè)備為手環(huán)、項(xiàng)鏈、腳環(huán)、腳鏈或項(xiàng)圈。
[0015]一種基于超聲定位的定位方法，包括:
第一可穿戴設(shè)備發(fā)送包含第一可穿戴設(shè)備標(biāo)識(shí)的第一超聲波信號(hào)；
智能終端接收所述第一超聲波信號(hào)，并基于所述第一超聲波信號(hào)的超聲定位確定與所述可穿戴設(shè)備的距離，并當(dāng)所述距離超過預(yù)先設(shè)定的門限值時(shí)，發(fā)出報(bào)警命令，并根據(jù)所述報(bào)警命令發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0016]從上述技術(shù)方案中可以看出，在本發(fā)明實(shí)施方式中，系統(tǒng)包括第一可穿戴設(shè)備和智能終端；所述第一可穿戴設(shè)備包括第一超聲波發(fā)送器；所述智能終端包括第一超聲波接收器和報(bào)警單元；第一超聲波發(fā)送器，用于發(fā)送包含第一可穿戴設(shè)備標(biāo)識(shí)的第一超聲波信號(hào)；第一超聲波接收器，用于接收第一超聲波信號(hào)，并基于第一超聲波信號(hào)的超聲定位確定與可穿戴設(shè)備的距離，并當(dāng)距離超過預(yù)先設(shè)定的門限值時(shí)，向報(bào)警單元發(fā)送報(bào)警命令；報(bào)警單元，用于根據(jù)報(bào)警命令發(fā)出報(bào)警信號(hào)。應(yīng)用本發(fā)明之后，可以基于超聲波測(cè)距原理監(jiān)測(cè)被看護(hù)人的活動(dòng)范圍，有效地預(yù)防被看護(hù)人走失。
[0017]而且，本發(fā)明還提出了兩種