一种基于超声定位的定位系统、可穿戴设备和定位方法
一种基于超声定位的定位系统、可穿戴设备和定位方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及超声定位技术领域，特别地，涉及一种基于超声定位的定位系统、可穿戴设备和定位方法。
【背景技术】
[0002]带着孩子一起出门游玩、散步或者购物时，一不留神，孩子消失在视野中了，一一这恐怕是任何一个为人父母最恐惧的事情。商场、游乐场、家门口等成为儿童走失的高发地，儿童走失的频率非常之高，让全社会不得不正视这个严峻的问题，于是，预防儿童走失的产品应运而生。
[0003]目前，现有技术中已经有一些公司设计了追踪儿童的手环或者手表，这些手环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机上的GPS定位模块将自己的位置信号发送到定位后台来实现手机定位的。GPS定位精度较高，但受信号影响很大，最高精度10米左右，而且，基于GPS的定位手环在室内时收到的GPS信号非常弱，难以定位。而针对儿童走失的高发区域的室内商场等小区域，基于GPS原理的定位方法有一定的局限性。
[0004]智能终端应用也已经非常普遍，能发出和接收超声波。智能终端应用自身发出和接收的超声波在小区域的测距技术也已经趋于成熟。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明实施方式提出一种基于超声定位的定位系统、可穿戴设备和定位方法，从而提供一种防走失的解决方案。
[0006]本发明技术方案如下:
一种基于超声定位的定位系统，包括第一可穿戴设备和智能终端；所述第一可穿戴设备包括第一超声波发送器；所述智能终端包括第一超声波接收器和报警单元；
第一超声波发送器，用于发送包含第一可穿戴设备标识的第一超声波信号；
第一超声波接收器，用于接收所述第一超声波信号，并基于所述第一超声波信号的超声定位确定与所述可穿戴设备的距离，并当所述距离超过预先设定的门限值时，向所述报警单元发送报警命令；
报警单元，用于根据所述报警命令发出报警信号。
[0007]优选地，第一可穿戴设备和智能终端分别包括时间同步单元；智能终端的时间同步单元，用于向第一可穿戴设备的时间同步单元发送时间同步信号；第一可穿戴设备的时间同步单元，用于基于该时间同步信号与智能终端保持时间同步；
第一超声波发送器发送的第一超声波信号进一步包含第一超声波信号的发送时间点
Tl ；
第一超声波接收器，用于记录第一超声波信号的接收时间点T2，从所述第一超声波信号中解析出所述发送时间点Tl，并计算与所述可穿戴设备的距离L，其中: L =(T2-T1) XV ;V为超声波在空气中的传播速度。
[0008]优选地，智能终端还包括第二超声波发送器；第一可穿戴设备包括第二超声波接收器；
第一超声波发送器发送的所述包含可穿戴设备标识的第一超声波信号，是第二超声波接收器从第二超声波发送器接收到的；
第一超声波接收器，用于保存预设的处理时间Δ T以及第二超声波发送器发出所述第一超声波信号的时间点Tl，记录第一超声波信号的接收时间点T2，并计算与所述可穿戴设备的距离L，其中:
L= ((Τ2-Τ1-ΔΤ)/2) XV ;V为超声波在空气中的传播速度。
[0009]优选地，所述第一可穿戴设备还包括第二超声波接收器和存储单元；
第二超声波接收器，用于接收除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备发送的第二超声波信号，并从所述第二超声波信号中解析出所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识；
存储单元，用于关联存储所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及所述接收第二超声波信号时的位置；
第一超声波发送器，用于当接收到智能终端发出的包含所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识的超声波信号时，向智能终端发送包含所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置的第三超声波信号，从而由所述智能终端基于所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置确定所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的历史参考位置。
[0010]一种基于超声定位的可穿戴设备，包括:
第一超声波发送器:用于发送包含可穿戴设备标识的第一超声波信号；从而由智能终端的第一超声波接收器接收所述第一超声波信号，并由智能终端的第一超声波接收器基于所述第一超声波信号的超声定位确定与所述可穿戴设备的距离，并当所述距离超过预先设定的门限值时，由智能终端的第一超声波接收器向智能终端的报警单元发送报警命令，其中报警单元根据所述报警命令发出报警信号。
[0011]优选地，还包括:
时间同步单元，用于从智能终端接收时间同步信号，并基于该时间同步信号与智能终端保持时间同步；
第一超声波发送器发送的第一超声波信号进一步包含第一超声波信号的发送时间点Tl ;第一超声波接收器，用于记录第一超声波信号的接收时间点T2，从所述第一超声波信号中解析出超声波发送时间点Tl，并计算与所述可穿戴设备的距离L，其中:
L =(T2-T1) XV ;V为超声波在空气中的传播速度。
[0012]优选地，可穿戴设备还包括第二超声波接收器；智能终端还包括第二超声波发送器;
第一超声波发送器发送的所述包含可穿戴设备标识的第一超声波信号，是第二超声波接收器从第二超声波发送器接收到的；
第一超声波接收器，用于保存预设的处理时间Δ T以及第二超声波发送器发出所述第一超声波信号的时间点Tl，记录第一超声波信号的接收时间点T2，并计算与所述可穿戴设备的距离L，其中:
L= ((Τ2-Τ1-ΔΤ)/2) XV ;V为超声波在空气中的传播速度。
[0013]优选地，可穿戴设备还包括第二超声波接收器和存储单元；
第二超声波接收器，用于接收除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备发送的第二超声波信号，并从所述第二超声波信号中解析出所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识；
存储单元，用于关联存储所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置；
第一超声波发送器，用于当接收到智能终端发出的包含所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识的超声波信号时，向智能终端发送包含所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置的第三超声波信号，从而由所述智能终端基于所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置确定所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的历史参考位置。
[0014]优选地，所述可穿戴设备为手环、项链、脚环、脚链或项圈。
[0015]一种基于超声定位的定位方法，包括:
第一可穿戴设备发送包含第一可穿戴设备标识的第一超声波信号；
智能终端接收所述第一超声波信号，并基于所述第一超声波信号的超声定位确定与所述可穿戴设备的距离，并当所述距离超过预先设定的门限值时，发出报警命令，并根据所述报警命令发出报警信号。
[0016]从上述技术方案中可以看出，在本发明实施方式中，系统包括第一可穿戴设备和智能终端；所述第一可穿戴设备包括第一超声波发送器；所述智能终端包括第一超声波接收器和报警单元；第一超声波发送器，用于发送包含第一可穿戴设备标识的第一超声波信号；第一超声波接收器，用于接收第一超声波信号，并基于第一超声波信号的超声定位确定与可穿戴设备的距离，并当距离超过预先设定的门限值时，向报警单元发送报警命令；报警单元，用于根据报警命令发出报警信号。应用本发明之后，可以基于超声波测距原理监测被看护人的活动范围，有效地预防被看护人走失。
[0017]而且，本发明还提出了两种 超声测距的方法，一种是智能终端与可穿戴设备之间基于时间同步的超声测距；另一种是智能终端与可穿戴设备之间无需时间同步的超声测距方法。
[0018]另外，本发明还提出了一种协助定位方式。在被看护人已经走失时，可以通过协助方式获取被看护人的历史参考位置。
【附图说明】
[0019]图1为根据本发明基于超声定位的定位系统结构图；
图2根据本发明为时间同步方式的定位系统结构图；
图3根据本发明为时间同步方式的定位方法流程图；
图4根据本发明为不时间同步方式的定位系统结构图； 图5根据本发明为不时间同步方式的定位方法流程图；
图6根据本发明具有协助定位功能的定位系统结构图。
【具体实施方式】
[0020]为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点表达得更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本发明实施方式再作进一步详细的说明。
[0021]为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本发明的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本发明的方案。但是很明显，本发明的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本发明的方案，一些实施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。
[0022]由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求。
[0023]本发明提出一种基于超声波的防止被看护人走失的技术方案。被看护人可以是儿童、老人、病人、囚犯等需要被看护的人员。在本发明的技术方案中，智能终端可以利用自带的元器件发出和接收超声波，穿戴式设备也可以发生和接收超声波。
[0024]穿戴式设备具体可以实施为手环、项链、脚环、脚链或项圈，等等。看护人手持智能终端，被看护人穿戴有穿戴式设备。
[0025]智能终端通过超声波测距检测与被看护人的距离，当距离超过预先设定的门限值时，智能终端可以进行声音、设备振动等多种报警方式，提醒智能终端携带者关于被看护人的活动范围，以达到防止被看护人走失的目的。
[0026]图1为根据本发明基于超声定位的定位系统结构图。
[0027]如图1所示，该系统包括第一可穿戴设备和智能终端。其中:第一可穿戴设备包括第一超声波发送器；智能终端包括第一超声波接收器和报警单元；
第一超声波发送器，用于发送包含第一可穿戴设备标识的第一超声波信号；
第一超声波接收器，用于接收第一超声波信号，并基于第一超声波信号的超声定位确定与可穿戴设备的距离，并当距离超过预先设定的门限值时，向报警单元发送报警命令；报警单元，用于根据报警命令发出报警信号。
[0028]在一个实施方式中，报警单元具体可以通过声音报警、振动报警、闪光报警等方式发出报警。
[0029]在一个实施方式中，第一可穿戴设备还包括第二超声波接收器和存储单元；
第二超声波接收器，用于接收除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备发送的第二超声波信号，并从所述第二超声波信号中解析出所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识；
存储单元，用于关联存储所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及所述接收第二超声波信号时的位置； 第一超声波发送器，用于当接收到智能终端发出的包含除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识的超声波信号时，向智能终端发送包含第二超声波信号的接收时间、除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置的第三超声波信号，从而由智能终端基于第二超声波信号的接收时间、除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置确定除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的历史参考位置。
[0030]智能终端可以包括但是不局限于:功能手机、智能手机、掌上电脑、个人电脑(PC)、平板电脑或个人数字助理(PDA)，等等。而且，智能终端适用于任意的智能终端操作系统，具体可以采用的操作系统包括但是不局限于:安卓(Andorid)、Palm OS、Symbian(塞班)、Windows mobile、Linux、Android (安卓)、iPhone (苹果)OS、Black Berry (黑莓)OS 6.0、Windows Phone系列，等等。在本发明实施方式中，智能终端具体可以采用Andorid操作系统，而且智能终端可以采用到Andorid的各个版本之中，包括但是不局限于:阿童木(Android Beta)、发条机器人(Android 1.0)、纸杯蛋糕(Android 1.5)、甜甜圈(Android 1.6)、松饼(Android 2.0/2.1)，冻酸奶(Android 2.2)、姜饼(Android 2.3)、蜂巢(Android 3.0)、冰激凌三明治(Android 4.0)、果冻豆(Jelly Bean, Android 4.1)等片反本。
[0031]以上详细罗列了 Android平台的具体版本，本领域技术人员可以意识到，本发明实施方式并不局限于上述罗列版本，而还可以适用于其他基于Android软件架构的任意版本之中。
[0032]本发明提出两种超声测距的方法，一种是智能终端与可穿戴设备之间时间同步的超声测距；一种是智能终端与可穿戴设备之间无需时间同步的超声测距方法。
[0033]图2根据本发明为时间同步方式的定位系统结构图。
[0034]如图2所示，该系统包括第一可穿戴设备和智能终端。第一可穿戴设备包括第一超声波发送器；智能终端包括第一超声波接收器和报警单元；
第一超声波发送器，用于发送包含第一可穿戴设备标识的第一超声波信号；
第一超声波接收器，用于接收第一超声波信号，并基于第一超声波信号的超声定位确定与可穿戴设备的距离，并当距离超过预先设定的门限值时，向报警单元发送报警命令；第一可穿戴设备和智能终端分别包括时间同步单元；智能终端的时间同步单元，用于向第一可穿戴设备的时间同步单元发送时间同步信号；第一可穿戴设备的时间同步单元，用于基于该时间同步信号与智能终端保持时间同步；
第一超声波发送器发送的第一超声波信号进一步包含第一超声波信号的发送时间点
Tl ；
第一超声波接收器，用于记录第一超声波信号的接收时间点T2，从第一超声波信号中解析出发送时间点Tl，并计算与可穿戴设备的距离L，其中:
L =(T2-T1) XV ;V为超声波在空气中的传播速度。
[0035]报警单元，用于根据报警命令发出报警信号。
[0036]具体地，智能终端可以通过超声波方式、wifi方式、蓝牙方式等电磁传输方式与第一可穿戴设备保持时间同步。
[0037]在一个实施方式中，第一可穿戴设备还包括第二超声波接收器和存储单元(图2中没有画出)。
[0038]第二超声波接收器，用于接收除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备发送的第二超声波信号，并从所述第二超声波信号中解析出所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识；
存储单元，用于关联存储所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及所述接收第二超声波信号时的位置；
第一超声波发送器，用于当接收到智能终端发出的包含所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识的超声波信号时，向智能终端发送包含所述第二超声波信号的接收时间、除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置的第三超声波信号，从而由所述智能终端基于所述第二超声波信号的 接收时间、除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置确定除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的历史参考位置。
[0039]当对测距精度要求不高时，可以采用时间同步方式进行超声波定位。
[0040]图3根据本发明为时间同步方式的定位方法流程图，在该方法中，第一穿戴式设备具体实施为具有超声波发送功能的手环。手环中设置有自身的标识；智能终端中保存有需要监测的手环的标识。
[0041 ] 如图3所示，该方法包括:
步骤301?步骤303:手环定时发送带自身标识的超声波，智能终端接收超声波。
[0042]步骤304:智能终端判断接收到的超声波中所携带的标识是否与需要监测的手环的标识相匹配，如果是则执行步骤305及其后续步骤；如果不是，则返回执行步骤303。优选地，当智能终端判定接收到的超声波中所携带的标识是否与需要监测的手环的标识不匹配时，或不能接收到包含需要监测的手环的标识的超声波信号时，进一步发出报警。
[0043]步骤305:智能终端计算与手环之间的距离L，其中L =(T2-T1) XV ;V为超声波在空气中的传播速度；T2为智能终端接收到超声波的时间点；T1为手环发出超声波的时间点；T1可以携带在手环所定时发送的超声波中。
[0044]步骤306:智能终端判断L是否小于预先设定的第一门限值SI，其中当L小于SI时，返回执行步骤301及其后续步骤；当L不小于SI时，执行步骤307及其后续步骤。
[0045]步骤307:智能终端判断L是否小于预先设定的第二门限值S2，S2大于SI ;其中当L小于S2时，执行步骤309并退出本流程；当L不小于S2时，执行步骤308并退出本流程。
[0046]步骤308:智能终端执行严重报警，比如发出声音、闪光提醒和振动提醒。
[0047]步骤309:智能终端执行预警报警，比如发出声音和闪光提醒。
[0048]图4根据本发明为不时间同步方式的定位系统结构图。
[0049]如图4所示，该系统包括第一可穿戴设备和智能终端。第一可穿戴设备包括第一超声波发送器；智能终端包括第一超声波接收器和报警单元；
第一超声波发送器，用于发送包含第一可穿戴设备标识的第一超声波信号；
第一超声波接收器，用于接收第一超声波信号，并基于第一超声波信号的超声定位确定与可穿戴设备的距离，并当距离超过预先设定的门限值时，向报警单元发送报警命令；智能终端还包括第二超声波发送器；第一可穿戴设备还包括第二超声波接收器； 其中第一超声波发送器发送的所述包含可穿戴设备标识的第一超声波信号，是第二超声波接收器从第二超声波发送器接收到的；
第一超声波接收器，用于保存预设的处理时间Δ T以及第二超声波发送器发出所述第一超声波信号的时间点Tl，记录第一超声波信号的接收时间点T2，并计算与所述可穿戴设备的距离L，其中:
L= ((Τ2-Τ1-ΔΤ)/2) XV ;V为超声波在空气中的传播速度。
[0050]在不时间同步方式的定位方式中，智能终端首先打开安装的应用软件，选择需要测距的第一可穿戴设备的ID，当有多个ID时，也可以进行轮询测距。第一可穿戴设备开启超声功能。智能终端定时发送超声波信号，该信号带有需要测距的ID，第一可穿戴设备收到超声波信号后进行解析，若超声波信号中带有自身的ID，则将该超声波信号再发送出去；若收到的超声波信号中没有自己ID，则不做反应。智能终端收到第一可穿戴设备发送的超声波信号，计算智能终端到第一可穿戴设备的距离，当距离超过一定范围，则发出该距离对应的报警信号，如不同的声音信号和振动信号，等等。
[0051]具体地，智能终端首先发送超声波信号并记录时刻Tl，智能终端记录第一可穿戴设备接收到该超声波信号时需要执行的处理时间Δ T0第一可穿戴设备接收到超声波信号后，执行处理时间ΔΤ，并将超声波信号发送至智能终端，智能终端接收到可穿戴设备返回的该定位信号时记录时刻T2。
[0052]在一个实施方式中，第一可穿戴设备还包括存储单元；
第二超声波接收器，还用于接收除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备发送的第二超声波信号，并从第二超声波信号中解析出所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识；
存储单元，用于关联存储所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及所述接收第二超声波信号时的位置；
第一超声波发送器，用于当接收到智能终端发出的包含所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识的超声波信号时，向智能终端发送包含所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置的第三超声波信号，从而由所述智能终端基于所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置确定所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的历史参考位置。
[0053]图5根据本发明为不时间同步方式的定位方法流程图。在该方法中，第一穿戴式设备具体实施为具有超声波发送功能的手环。手环中设置有自身的标识；智能终端中保存有需要监测的手环的标识。
[0054]如图5所示，该方法包括:
步骤501?步骤503:智能终端定时发送带自身标识的超声波，手环接收超声波。
[0055]步骤504:手环判断接收到的超声波中所携带的标识是否与自身标识相匹配，如果是则执行步骤505及其后续步骤；如果不是，则返回执行步骤503。
[0056]步骤505?506:手环将接收到的超声波进一步发送出去，智能终端接收超声波。
[0057]步骤507:智能终端判断接收到的超声波中所携带的标识是否与需要监测的手环的标识相匹配，如果是则执行步骤508及其后续步骤；如果不是，则返回执行步骤501。
[0058]步骤508:智能终端计算与手环之间的距离L，其中L= ((T2-T1-Δ T)/2)XV ;V为超声波在空气中的传播速度；ΔT为预设处理时间；Τ2为智能终端接收到超声波信号的时间点；T1为智能终端发出超声波信号的时间点。
[0059]步骤509:智能终端判断L是否小于预先设定的第一门限值SI，其中当L小于SI时，返回执行步骤501及其后续步骤；当L不小于SI时，执行步骤510及其后续步骤。
[0060]步骤510:智能终端判断L是否小于预先设定的第二门限值S2，S2大于SI ;其中当L小于S2时，执行步骤512并退出本流程；当L不小于S2时，执行步骤511并退出本流程。
[0061]步骤511:智能终端执行严重报警，比如发出声音、闪光提醒和振动提醒。
[0062]步骤512:智能终端执行预警报警，比如发出声音和闪光提醒。
[0063]当第一可穿戴设备远离智能终端时，第一可穿戴设备与智能终端之间将没有超声波交互。此时，通常情况下，智能终端将失去对第一可穿戴设备的监控。为进一步解决此技术问题，本发明还提出了一种具有协助定位功能的定位系统。
[0064]图6根据本发明具有协助定位功能的定位系统结构图。
[0065]由图6可见，该系统包含第一可穿戴设备、第二可穿戴设备和智能终端。其中:第一可穿戴设备与智能终端之间的距离不在超声波交互范围之内；第一可穿戴设备与第二可穿戴设备之间的距离在超声波交互范围之内；第二可穿戴设备与智能终端之间的距离在超声波交互范围之内。智能终端期望监控第一可穿戴设备。
[0066]由于第一可穿戴设备与智能终端之间的距离不在超声波交互范围之内，因此智能终端不能接收到第一可穿戴设备发送的超声波信号时，智能终端认定第一可穿戴设备已经丢失。此时，智能终端发出包含第一可穿戴设备标识的超声波信号，用于查询第一可穿戴设备。
[0067]由于第一可穿戴设备与第二可穿戴设备之间的距离在超声波交互范围之内，第二可穿戴设备可以接收到第一可穿戴设备发送的超声波信号。第二可穿戴设备从第一可穿戴设备发送 的超声波信号中解析出第一可穿戴设备的标识，并且关联存储接收到第一可穿戴设备发送的超声波信号的时间、第一可穿戴设备的标识以及接收到第一可穿戴设备发送的超声波信号时第二可穿戴设备的位置。
[0068]第二可穿戴设备接收到智能终端发出的包含第一可穿戴设备标识的超声波信号后，从本地检索出接收到第一可穿戴设备发送的超声波信号的时间、第一可穿戴设备的标识以及接收到第一可穿戴设备发送的超声波信号时第二可穿戴设备的位置，并将检索出的这些信息(接收到第一可穿戴设备发送的超声波信号的时间、第一可穿戴设备的标识以及接收到第一可穿戴设备发送的超声波信号时第二可穿戴设备的位)发送到智能终端。因此，智能终端可以基于第二可穿戴设备所提供的信息间接了解第一可穿戴设备的大致位置。
[0069]在图6中，在第一可穿戴设备与智能终端之间，利用第二可穿戴设备执行协助定位。实际上，在第一可穿戴设备与智能终端之间，还可以具有多个协助定位的可穿戴设备，本发明对此并无限定。
[0070]以上所述，仅为本发明实施方式的较佳实施例而已，并非用于限定本发明实施方式的保护范围。凡在本发明实施方式的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施方式的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于超声定位的定位系统，其特征在于，包括第一可穿戴设备和智能终端；所述第一可穿戴设备包括第一超声波发送器；所述智能终端包括第一超声波接收器和报警单元; 第一超声波发送器，用于发送包含第一可穿戴设备标识的第一超声波信号； 第一超声波接收器，用于接收所述第一超声波信号，并基于所述第一超声波信号的超声定位确定与所述可穿戴设备的距离，并当所述距离超过预先设定的门限值时，向所述报警单元发送报警命令； 报警单元，用于根据所述报警命令发出报警信号。2.根据权利要求1所述的基于超声定位的定位系统，其特征在于，第一可穿戴设备和智能终端分别包括时间同步单元；智能终端的时间同步单元，用于向第一可穿戴设备的时间同步单元发送时间同步信号；第一可穿戴设备的时间同步单元，用于基于该时间同步信号与智能终端保持时间同步； 第一超声波发送器发送的第一超声波信号进一步包含第一超声波信号的发送时间点Tl ； 第一超声波接收器，用于记录第一超声波信号的接收时间点T2，从所述第一超声波信号中解析出所述发送时间点Tl，并计算与所述可穿戴设备的距离L，其中: L =(T2-T1) XV ;V为超声波在空气中的传播速度。3.根据权利要求1所述的基于超声定位的定位系统，其特征在于，智能终端还包括第二超声波发送器；第一可穿戴设备包括第二超声波接收器； 第一超声波发送器发送的所述包含可穿戴设备标识的第一超声波信号，是第二超声波接收器从第二超声波发送器接收到的； 第一超声波接收器，用于保存预设的处理时间Δ T以及第二超声波发送器发出所述第一超声波信号的时间点Tl，记录第一超声波信号的接收时间点T2，并计算与所述可穿戴设备的距离L，其中: L= ((Τ2-Τ1-ΔΤ)/2) XV ;V为超声波在空气中的传播速度。4.根据权利要求1所述的基于超声定位的定位系统，其特征在于，所述第一可穿戴设备还包括第二超声波接收器和存储单元； 第二超声波接收器，用于接收除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备发送的第二超声波信号，并从所述第二超声波信号中解析出所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识； 存储单元，用于关联存储所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及所述接收第二超声波信号时的位置； 第一超声波发送器，用于当接收到智能终端发出的包含所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识的超声波信号时，向智能终端发送包含所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置的第三超声波信号，从而由所述智能终端基于所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置确定所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的历史参考位置。5.一种基于超声定位的可穿戴设备，其特征在于，包括: 第一超声波发送器:用于发送包含可穿戴设备标识的第一超声波信号；从而由智能终端的第一超声波接收器接收所述第一超声波信号，并由智能终端的第一超声波接收器基于所述第一超声波信号的超声定位确定与所述可穿戴设备的距离，并当所述距离超过预先设定的门限值时，由智能终端的第一超声波接收器向智能终端的报警单元发送报警命令，其中报警单元根据所述报警命令发出报警信号。6.根据权利要求5所述的基于超声定位的可穿戴设备，其特征在于，还包括: 时间同步单元，用于从智能终端接收时间同步信号，并基于该时间同步信号与智能终端保持时间同步； 第一超声波发送器发送的第一超声波信号进一步包含第一超声波信号的发送时间点Tl ;第一超声波接收器，用于记录第一超声波信号的接收时间点T2，从所述第一超声波信号中解析出超声波发送时间点Tl，并计算与所述可穿戴设备的距离L，其中: L =(T2-T1) XV ;V为超声波在空气中的传播速度。7.根据权利要求5所述的基于超声定位的可穿戴设备，其特征在于，可穿戴设备还包括第二超声波接收器；智能终端还包括第二超声波发送器； 第一超声波发送器发送的所述包含可穿戴设备标识的第一超声波信号，是第二超声波接收器从第二超声波发送器接收到的； 第一超声波接收器，用于保存预设的处理时间Δ T以及第二超声波发送器发出所述第一超声波信号的时间点Tl，记录第一超声波信号的接收时间点T2，并计算与所述可穿戴设备的距离L，其中: L= ((Τ2-Τ1-ΔΤ)/2) XV ;V为超声波在空气中的传播速度。8.根据权利要求5所述的基于超声定位的可穿戴设备，其特征在于，可穿戴设备还包括第二超声波接收器和存储单元； 第二超声波接收器，用于接收除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备发送的第二超声波信号，并从所述第二超声波信号中解析出所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识； 存储单元，用于关联存储所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置； 第一超声波发送器，用于当接收到智能终端发出的包含所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识的超声波信号时，向智能终端发送包含所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置的第三超声波信号，从而由所述智能终端基于所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置确定所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的历史参考位置。9.根据权利要求5-8中任一项所述的基于超声定位的可穿戴设备，其特征在于， 所述可穿戴设备为手环、项链、脚环、脚链或项圈。10.一种基于超声定位的定位方法，其特征在于，包括: 第一可穿戴设备发送包含第一可穿戴设备标识的第一超声波信号； 智能终端接收所述第一超声波信号，并基于所述第一超声波信号的超声定位确定与所述可穿戴设备的距离，并当所述距离超过预先设定的门限值时，发出报警命令，并根据所述报警命令发出报警信号。
【专利摘要】本发明公开了一种基于超声定位的定位系统、可穿戴设备和定位方法。系统包括第一可穿戴设备和智能终端；所述第一可穿戴设备包括第一超声波发送器；所述智能终端包括第一超声波接收器和报警单元；第一超声波发送器，用于发送包含第一可穿戴设备标识的第一超声波信号；第一超声波接收器，用于接收所述第一超声波信号，并基于所述第一超声波信号的超声定位确定与所述可穿戴设备的距离，并当所述距离超过预先设定的门限值时，向所述报警单元发送报警命令；报警单元，用于根据所述报警命令发出报警信号。
【IPC分类】G01S11/14
【公开号】CN104898111
【申请号】CN201510339402
【发明人】刘广松, 窦新玉
【申请人】苏州触达信息技术有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月18日
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及超声定位技术领域，特别地，涉及一种基于超声定位的定位系统、可穿戴设备和定位方法。
【背景技术】
[0002]带着孩子一起出门游玩、散步或者购物时，一不留神，孩子消失在视野中了，一一这恐怕是任何一个为人父母最恐惧的事情。商场、游乐场、家门口等成为儿童走失的高发地，儿童走失的频率非常之高，让全社会不得不正视这个严峻的问题，于是，预防儿童走失的产品应运而生。
[0003]目前，现有技术中已经有一些公司设计了追踪儿童的手环或者手表，这些手环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机上的GPS定位模块将自己的位置信号发送到定位后台来实现手机定位的。GPS定位精度较高，但受信号影响很大，最高精度10米左右，而且，基于GPS的定位手环在室内时收到的GPS信号非常弱，难以定位。而针对儿童走失的高发区域的室内商场等小区域，基于GPS原理的定位方法有一定的局限性。
[0004]智能终端应用也已经非常普遍，能发出和接收超声波。智能终端应用自身发出和接收的超声波在小区域的测距技术也已经趋于成熟。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明实施方式提出一种基于超声定位的定位系统、可穿戴设备和定位方法，从而提供一种防走失的解决方案。
[0006]本发明技术方案如下:
一种基于超声定位的定位系统，包括第一可穿戴设备和智能终端；所述第一可穿戴设备包括第一超声波发送器；所述智能终端包括第一超声波接收器和报警单元；
第一超声波发送器，用于发送包含第一可穿戴设备标识的第一超声波信号；
第一超声波接收器，用于接收所述第一超声波信号，并基于所述第一超声波信号的超声定位确定与所述可穿戴设备的距离，并当所述距离超过预先设定的门限值时，向所述报警单元发送报警命令；
报警单元，用于根据所述报警命令发出报警信号。
[0007]优选地，第一可穿戴设备和智能终端分别包括时间同步单元；智能终端的时间同步单元，用于向第一可穿戴设备的时间同步单元发送时间同步信号；第一可穿戴设备的时间同步单元，用于基于该时间同步信号与智能终端保持时间同步；
第一超声波发送器发送的第一超声波信号进一步包含第一超声波信号的发送时间点
Tl ；
第一超声波接收器，用于记录第一超声波信号的接收时间点T2，从所述第一超声波信号中解析出所述发送时间点Tl，并计算与所述可穿戴设备的距离L，其中: L =(T2-T1) XV ;V为超声波在空气中的传播速度。
[0008]优选地，智能终端还包括第二超声波发送器；第一可穿戴设备包括第二超声波接收器；
第一超声波发送器发送的所述包含可穿戴设备标识的第一超声波信号，是第二超声波接收器从第二超声波发送器接收到的；
第一超声波接收器，用于保存预设的处理时间Δ T以及第二超声波发送器发出所述第一超声波信号的时间点Tl，记录第一超声波信号的接收时间点T2，并计算与所述可穿戴设备的距离L，其中:
L= ((Τ2-Τ1-ΔΤ)/2) XV ;V为超声波在空气中的传播速度。
[0009]优选地，所述第一可穿戴设备还包括第二超声波接收器和存储单元；
第二超声波接收器，用于接收除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备发送的第二超声波信号，并从所述第二超声波信号中解析出所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识；
存储单元，用于关联存储所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及所述接收第二超声波信号时的位置；
第一超声波发送器，用于当接收到智能终端发出的包含所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识的超声波信号时，向智能终端发送包含所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置的第三超声波信号，从而由所述智能终端基于所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置确定所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的历史参考位置。
[0010]一种基于超声定位的可穿戴设备，包括:
第一超声波发送器:用于发送包含可穿戴设备标识的第一超声波信号；从而由智能终端的第一超声波接收器接收所述第一超声波信号，并由智能终端的第一超声波接收器基于所述第一超声波信号的超声定位确定与所述可穿戴设备的距离，并当所述距离超过预先设定的门限值时，由智能终端的第一超声波接收器向智能终端的报警单元发送报警命令，其中报警单元根据所述报警命令发出报警信号。
[0011]优选地，还包括:
时间同步单元，用于从智能终端接收时间同步信号，并基于该时间同步信号与智能终端保持时间同步；
第一超声波发送器发送的第一超声波信号进一步包含第一超声波信号的发送时间点Tl ;第一超声波接收器，用于记录第一超声波信号的接收时间点T2，从所述第一超声波信号中解析出超声波发送时间点Tl，并计算与所述可穿戴设备的距离L，其中:
L =(T2-T1) XV ;V为超声波在空气中的传播速度。
[0012]优选地，可穿戴设备还包括第二超声波接收器；智能终端还包括第二超声波发送器;
第一超声波发送器发送的所述包含可穿戴设备标识的第一超声波信号，是第二超声波接收器从第二超声波发送器接收到的；
第一超声波接收器，用于保存预设的处理时间Δ T以及第二超声波发送器发出所述第一超声波信号的时间点Tl，记录第一超声波信号的接收时间点T2，并计算与所述可穿戴设备的距离L，其中:
L= ((Τ2-Τ1-ΔΤ)/2) XV ;V为超声波在空气中的传播速度。
[0013]优选地，可穿戴设备还包括第二超声波接收器和存储单元；
第二超声波接收器，用于接收除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备发送的第二超声波信号，并从所述第二超声波信号中解析出所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识；
存储单元，用于关联存储所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置；
第一超声波发送器，用于当接收到智能终端发出的包含所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识的超声波信号时，向智能终端发送包含所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置的第三超声波信号，从而由所述智能终端基于所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置确定所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的历史参考位置。
[0014]优选地，所述可穿戴设备为手环、项链、脚环、脚链或项圈。
[0015]一种基于超声定位的定位方法，包括:
第一可穿戴设备发送包含第一可穿戴设备标识的第一超声波信号；
智能终端接收所述第一超声波信号，并基于所述第一超声波信号的超声定位确定与所述可穿戴设备的距离，并当所述距离超过预先设定的门限值时，发出报警命令，并根据所述报警命令发出报警信号。
[0016]从上述技术方案中可以看出，在本发明实施方式中，系统包括第一可穿戴设备和智能终端；所述第一可穿戴设备包括第一超声波发送器；所述智能终端包括第一超声波接收器和报警单元；第一超声波发送器，用于发送包含第一可穿戴设备标识的第一超声波信号；第一超声波接收器，用于接收第一超声波信号，并基于第一超声波信号的超声定位确定与可穿戴设备的距离，并当距离超过预先设定的门限值时，向报警单元发送报警命令；报警单元，用于根据报警命令发出报警信号。应用本发明之后，可以基于超声波测距原理监测被看护人的活动范围，有效地预防被看护人走失。
[0017]而且，本发明还提出了两种 超声测距的方法，一种是智能终端与可穿戴设备之间基于时间同步的超声测距；另一种是智能终端与可穿戴设备之间无需时间同步的超声测距方法。
[0018]另外，本发明还提出了一种协助定位方式。在被看护人已经走失时，可以通过协助方式获取被看护人的历史参考位置。
【附图说明】
[0019]图1为根据本发明基于超声定位的定位系统结构图；
图2根据本发明为时间同步方式的定位系统结构图；
图3根据本发明为时间同步方式的定位方法流程图；
图4根据本发明为不时间同步方式的定位系统结构图； 图5根据本发明为不时间同步方式的定位方法流程图；
图6根据本发明具有协助定位功能的定位系统结构图。
【具体实施方式】
[0020]为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点表达得更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本发明实施方式再作进一步详细的说明。
[0021]为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本发明的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本发明的方案。但是很明显，本发明的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本发明的方案，一些实施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。
[0022]由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求。
[0023]本发明提出一种基于超声波的防止被看护人走失的技术方案。被看护人可以是儿童、老人、病人、囚犯等需要被看护的人员。在本发明的技术方案中，智能终端可以利用自带的元器件发出和接收超声波，穿戴式设备也可以发生和接收超声波。
[0024]穿戴式设备具体可以实施为手环、项链、脚环、脚链或项圈，等等。看护人手持智能终端，被看护人穿戴有穿戴式设备。
[0025]智能终端通过超声波测距检测与被看护人的距离，当距离超过预先设定的门限值时，智能终端可以进行声音、设备振动等多种报警方式，提醒智能终端携带者关于被看护人的活动范围，以达到防止被看护人走失的目的。
[0026]图1为根据本发明基于超声定位的定位系统结构图。
[0027]如图1所示，该系统包括第一可穿戴设备和智能终端。其中:第一可穿戴设备包括第一超声波发送器；智能终端包括第一超声波接收器和报警单元；
第一超声波发送器，用于发送包含第一可穿戴设备标识的第一超声波信号；
第一超声波接收器，用于接收第一超声波信号，并基于第一超声波信号的超声定位确定与可穿戴设备的距离，并当距离超过预先设定的门限值时，向报警单元发送报警命令；报警单元，用于根据报警命令发出报警信号。
[0028]在一个实施方式中，报警单元具体可以通过声音报警、振动报警、闪光报警等方式发出报警。
[0029]在一个实施方式中，第一可穿戴设备还包括第二超声波接收器和存储单元；
第二超声波接收器，用于接收除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备发送的第二超声波信号，并从所述第二超声波信号中解析出所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识；
存储单元，用于关联存储所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及所述接收第二超声波信号时的位置； 第一超声波发送器，用于当接收到智能终端发出的包含除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识的超声波信号时，向智能终端发送包含第二超声波信号的接收时间、除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置的第三超声波信号，从而由智能终端基于第二超声波信号的接收时间、除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置确定除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的历史参考位置。
[0030]智能终端可以包括但是不局限于:功能手机、智能手机、掌上电脑、个人电脑(PC)、平板电脑或个人数字助理(PDA)，等等。而且，智能终端适用于任意的智能终端操作系统，具体可以采用的操作系统包括但是不局限于:安卓(Andorid)、Palm OS、Symbian(塞班)、Windows mobile、Linux、Android (安卓)、iPhone (苹果)OS、Black Berry (黑莓)OS 6.0、Windows Phone系列，等等。在本发明实施方式中，智能终端具体可以采用Andorid操作系统，而且智能终端可以采用到Andorid的各个版本之中，包括但是不局限于:阿童木(Android Beta)、发条机器人(Android 1.0)、纸杯蛋糕(Android 1.5)、甜甜圈(Android 1.6)、松饼(Android 2.0/2.1)，冻酸奶(Android 2.2)、姜饼(Android 2.3)、蜂巢(Android 3.0)、冰激凌三明治(Android 4.0)、果冻豆(Jelly Bean, Android 4.1)等片反本。
[0031]以上详细罗列了 Android平台的具体版本，本领域技术人员可以意识到，本发明实施方式并不局限于上述罗列版本，而还可以适用于其他基于Android软件架构的任意版本之中。
[0032]本发明提出两种超声测距的方法，一种是智能终端与可穿戴设备之间时间同步的超声测距；一种是智能终端与可穿戴设备之间无需时间同步的超声测距方法。
[0033]图2根据本发明为时间同步方式的定位系统结构图。
[0034]如图2所示，该系统包括第一可穿戴设备和智能终端。第一可穿戴设备包括第一超声波发送器；智能终端包括第一超声波接收器和报警单元；
第一超声波发送器，用于发送包含第一可穿戴设备标识的第一超声波信号；
第一超声波接收器，用于接收第一超声波信号，并基于第一超声波信号的超声定位确定与可穿戴设备的距离，并当距离超过预先设定的门限值时，向报警单元发送报警命令；第一可穿戴设备和智能终端分别包括时间同步单元；智能终端的时间同步单元，用于向第一可穿戴设备的时间同步单元发送时间同步信号；第一可穿戴设备的时间同步单元，用于基于该时间同步信号与智能终端保持时间同步；
第一超声波发送器发送的第一超声波信号进一步包含第一超声波信号的发送时间点
Tl ；
第一超声波接收器，用于记录第一超声波信号的接收时间点T2，从第一超声波信号中解析出发送时间点Tl，并计算与可穿戴设备的距离L，其中:
L =(T2-T1) XV ;V为超声波在空气中的传播速度。
[0035]报警单元，用于根据报警命令发出报警信号。
[0036]具体地，智能终端可以通过超声波方式、wifi方式、蓝牙方式等电磁传输方式与第一可穿戴设备保持时间同步。
[0037]在一个实施方式中，第一可穿戴设备还包括第二超声波接收器和存储单元(图2中没有画出)。
[0038]第二超声波接收器，用于接收除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备发送的第二超声波信号，并从所述第二超声波信号中解析出所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识；
存储单元，用于关联存储所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及所述接收第二超声波信号时的位置；
第一超声波发送器，用于当接收到智能终端发出的包含所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识的超声波信号时，向智能终端发送包含所述第二超声波信号的接收时间、除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置的第三超声波信号，从而由所述智能终端基于所述第二超声波信号的 接收时间、除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置确定除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的历史参考位置。
[0039]当对测距精度要求不高时，可以采用时间同步方式进行超声波定位。
[0040]图3根据本发明为时间同步方式的定位方法流程图，在该方法中，第一穿戴式设备具体实施为具有超声波发送功能的手环。手环中设置有自身的标识；智能终端中保存有需要监测的手环的标识。
[0041 ] 如图3所示，该方法包括:
步骤301?步骤303:手环定时发送带自身标识的超声波，智能终端接收超声波。
[0042]步骤304:智能终端判断接收到的超声波中所携带的标识是否与需要监测的手环的标识相匹配，如果是则执行步骤305及其后续步骤；如果不是，则返回执行步骤303。优选地，当智能终端判定接收到的超声波中所携带的标识是否与需要监测的手环的标识不匹配时，或不能接收到包含需要监测的手环的标识的超声波信号时，进一步发出报警。
[0043]步骤305:智能终端计算与手环之间的距离L，其中L =(T2-T1) XV ;V为超声波在空气中的传播速度；T2为智能终端接收到超声波的时间点；T1为手环发出超声波的时间点；T1可以携带在手环所定时发送的超声波中。
[0044]步骤306:智能终端判断L是否小于预先设定的第一门限值SI，其中当L小于SI时，返回执行步骤301及其后续步骤；当L不小于SI时，执行步骤307及其后续步骤。
[0045]步骤307:智能终端判断L是否小于预先设定的第二门限值S2，S2大于SI ;其中当L小于S2时，执行步骤309并退出本流程；当L不小于S2时，执行步骤308并退出本流程。
[0046]步骤308:智能终端执行严重报警，比如发出声音、闪光提醒和振动提醒。
[0047]步骤309:智能终端执行预警报警，比如发出声音和闪光提醒。
[0048]图4根据本发明为不时间同步方式的定位系统结构图。
[0049]如图4所示，该系统包括第一可穿戴设备和智能终端。第一可穿戴设备包括第一超声波发送器；智能终端包括第一超声波接收器和报警单元；
第一超声波发送器，用于发送包含第一可穿戴设备标识的第一超声波信号；
第一超声波接收器，用于接收第一超声波信号，并基于第一超声波信号的超声定位确定与可穿戴设备的距离，并当距离超过预先设定的门限值时，向报警单元发送报警命令；智能终端还包括第二超声波发送器；第一可穿戴设备还包括第二超声波接收器； 其中第一超声波发送器发送的所述包含可穿戴设备标识的第一超声波信号，是第二超声波接收器从第二超声波发送器接收到的；
第一超声波接收器，用于保存预设的处理时间Δ T以及第二超声波发送器发出所述第一超声波信号的时间点Tl，记录第一超声波信号的接收时间点T2，并计算与所述可穿戴设备的距离L，其中:
L= ((Τ2-Τ1-ΔΤ)/2) XV ;V为超声波在空气中的传播速度。
[0050]在不时间同步方式的定位方式中，智能终端首先打开安装的应用软件，选择需要测距的第一可穿戴设备的ID，当有多个ID时，也可以进行轮询测距。第一可穿戴设备开启超声功能。智能终端定时发送超声波信号，该信号带有需要测距的ID，第一可穿戴设备收到超声波信号后进行解析，若超声波信号中带有自身的ID，则将该超声波信号再发送出去；若收到的超声波信号中没有自己ID，则不做反应。智能终端收到第一可穿戴设备发送的超声波信号，计算智能终端到第一可穿戴设备的距离，当距离超过一定范围，则发出该距离对应的报警信号，如不同的声音信号和振动信号，等等。
[0051]具体地，智能终端首先发送超声波信号并记录时刻Tl，智能终端记录第一可穿戴设备接收到该超声波信号时需要执行的处理时间Δ T0第一可穿戴设备接收到超声波信号后，执行处理时间ΔΤ，并将超声波信号发送至智能终端，智能终端接收到可穿戴设备返回的该定位信号时记录时刻T2。
[0052]在一个实施方式中，第一可穿戴设备还包括存储单元；
第二超声波接收器，还用于接收除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备发送的第二超声波信号，并从第二超声波信号中解析出所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识；
存储单元，用于关联存储所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及所述接收第二超声波信号时的位置；
第一超声波发送器，用于当接收到智能终端发出的包含所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识的超声波信号时，向智能终端发送包含所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置的第三超声波信号，从而由所述智能终端基于所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置确定所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的历史参考位置。
[0053]图5根据本发明为不时间同步方式的定位方法流程图。在该方法中，第一穿戴式设备具体实施为具有超声波发送功能的手环。手环中设置有自身的标识；智能终端中保存有需要监测的手环的标识。
[0054]如图5所示，该方法包括:
步骤501?步骤503:智能终端定时发送带自身标识的超声波，手环接收超声波。
[0055]步骤504:手环判断接收到的超声波中所携带的标识是否与自身标识相匹配，如果是则执行步骤505及其后续步骤；如果不是，则返回执行步骤503。
[0056]步骤505?506:手环将接收到的超声波进一步发送出去，智能终端接收超声波。
[0057]步骤507:智能终端判断接收到的超声波中所携带的标识是否与需要监测的手环的标识相匹配，如果是则执行步骤508及其后续步骤；如果不是，则返回执行步骤501。
[0058]步骤508:智能终端计算与手环之间的距离L，其中L= ((T2-T1-Δ T)/2)XV ;V为超声波在空气中的传播速度；ΔT为预设处理时间；Τ2为智能终端接收到超声波信号的时间点；T1为智能终端发出超声波信号的时间点。
[0059]步骤509:智能终端判断L是否小于预先设定的第一门限值SI，其中当L小于SI时，返回执行步骤501及其后续步骤；当L不小于SI时，执行步骤510及其后续步骤。
[0060]步骤510:智能终端判断L是否小于预先设定的第二门限值S2，S2大于SI ;其中当L小于S2时，执行步骤512并退出本流程；当L不小于S2时，执行步骤511并退出本流程。
[0061]步骤511:智能终端执行严重报警，比如发出声音、闪光提醒和振动提醒。
[0062]步骤512:智能终端执行预警报警，比如发出声音和闪光提醒。
[0063]当第一可穿戴设备远离智能终端时，第一可穿戴设备与智能终端之间将没有超声波交互。此时，通常情况下，智能终端将失去对第一可穿戴设备的监控。为进一步解决此技术问题，本发明还提出了一种具有协助定位功能的定位系统。
[0064]图6根据本发明具有协助定位功能的定位系统结构图。
[0065]由图6可见，该系统包含第一可穿戴设备、第二可穿戴设备和智能终端。其中:第一可穿戴设备与智能终端之间的距离不在超声波交互范围之内；第一可穿戴设备与第二可穿戴设备之间的距离在超声波交互范围之内；第二可穿戴设备与智能终端之间的距离在超声波交互范围之内。智能终端期望监控第一可穿戴设备。
[0066]由于第一可穿戴设备与智能终端之间的距离不在超声波交互范围之内，因此智能终端不能接收到第一可穿戴设备发送的超声波信号时，智能终端认定第一可穿戴设备已经丢失。此时，智能终端发出包含第一可穿戴设备标识的超声波信号，用于查询第一可穿戴设备。
[0067]由于第一可穿戴设备与第二可穿戴设备之间的距离在超声波交互范围之内，第二可穿戴设备可以接收到第一可穿戴设备发送的超声波信号。第二可穿戴设备从第一可穿戴设备发送 的超声波信号中解析出第一可穿戴设备的标识，并且关联存储接收到第一可穿戴设备发送的超声波信号的时间、第一可穿戴设备的标识以及接收到第一可穿戴设备发送的超声波信号时第二可穿戴设备的位置。
[0068]第二可穿戴设备接收到智能终端发出的包含第一可穿戴设备标识的超声波信号后，从本地检索出接收到第一可穿戴设备发送的超声波信号的时间、第一可穿戴设备的标识以及接收到第一可穿戴设备发送的超声波信号时第二可穿戴设备的位置，并将检索出的这些信息(接收到第一可穿戴设备发送的超声波信号的时间、第一可穿戴设备的标识以及接收到第一可穿戴设备发送的超声波信号时第二可穿戴设备的位)发送到智能终端。因此，智能终端可以基于第二可穿戴设备所提供的信息间接了解第一可穿戴设备的大致位置。
[0069]在图6中，在第一可穿戴设备与智能终端之间，利用第二可穿戴设备执行协助定位。实际上，在第一可穿戴设备与智能终端之间，还可以具有多个协助定位的可穿戴设备，本发明对此并无限定。
[0070]以上所述，仅为本发明实施方式的较佳实施例而已，并非用于限定本发明实施方式的保护范围。凡在本发明实施方式的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施方式的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于超声定位的定位系统，其特征在于，包括第一可穿戴设备和智能终端；所述第一可穿戴设备包括第一超声波发送器；所述智能终端包括第一超声波接收器和报警单元; 第一超声波发送器，用于发送包含第一可穿戴设备标识的第一超声波信号； 第一超声波接收器，用于接收所述第一超声波信号，并基于所述第一超声波信号的超声定位确定与所述可穿戴设备的距离，并当所述距离超过预先设定的门限值时，向所述报警单元发送报警命令； 报警单元，用于根据所述报警命令发出报警信号。2.根据权利要求1所述的基于超声定位的定位系统，其特征在于，第一可穿戴设备和智能终端分别包括时间同步单元；智能终端的时间同步单元，用于向第一可穿戴设备的时间同步单元发送时间同步信号；第一可穿戴设备的时间同步单元，用于基于该时间同步信号与智能终端保持时间同步； 第一超声波发送器发送的第一超声波信号进一步包含第一超声波信号的发送时间点Tl ； 第一超声波接收器，用于记录第一超声波信号的接收时间点T2，从所述第一超声波信号中解析出所述发送时间点Tl，并计算与所述可穿戴设备的距离L，其中: L =(T2-T1) XV ;V为超声波在空气中的传播速度。3.根据权利要求1所述的基于超声定位的定位系统，其特征在于，智能终端还包括第二超声波发送器；第一可穿戴设备包括第二超声波接收器； 第一超声波发送器发送的所述包含可穿戴设备标识的第一超声波信号，是第二超声波接收器从第二超声波发送器接收到的； 第一超声波接收器，用于保存预设的处理时间Δ T以及第二超声波发送器发出所述第一超声波信号的时间点Tl，记录第一超声波信号的接收时间点T2，并计算与所述可穿戴设备的距离L，其中: L= ((Τ2-Τ1-ΔΤ)/2) XV ;V为超声波在空气中的传播速度。4.根据权利要求1所述的基于超声定位的定位系统，其特征在于，所述第一可穿戴设备还包括第二超声波接收器和存储单元； 第二超声波接收器，用于接收除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备发送的第二超声波信号，并从所述第二超声波信号中解析出所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识； 存储单元，用于关联存储所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及所述接收第二超声波信号时的位置； 第一超声波发送器，用于当接收到智能终端发出的包含所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识的超声波信号时，向智能终端发送包含所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置的第三超声波信号，从而由所述智能终端基于所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置确定所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的历史参考位置。5.一种基于超声定位的可穿戴设备，其特征在于，包括: 第一超声波发送器:用于发送包含可穿戴设备标识的第一超声波信号；从而由智能终端的第一超声波接收器接收所述第一超声波信号，并由智能终端的第一超声波接收器基于所述第一超声波信号的超声定位确定与所述可穿戴设备的距离，并当所述距离超过预先设定的门限值时，由智能终端的第一超声波接收器向智能终端的报警单元发送报警命令，其中报警单元根据所述报警命令发出报警信号。6.根据权利要求5所述的基于超声定位的可穿戴设备，其特征在于，还包括: 时间同步单元，用于从智能终端接收时间同步信号，并基于该时间同步信号与智能终端保持时间同步； 第一超声波发送器发送的第一超声波信号进一步包含第一超声波信号的发送时间点Tl ;第一超声波接收器，用于记录第一超声波信号的接收时间点T2，从所述第一超声波信号中解析出超声波发送时间点Tl，并计算与所述可穿戴设备的距离L，其中: L =(T2-T1) XV ;V为超声波在空气中的传播速度。7.根据权利要求5所述的基于超声定位的可穿戴设备，其特征在于，可穿戴设备还包括第二超声波接收器；智能终端还包括第二超声波发送器； 第一超声波发送器发送的所述包含可穿戴设备标识的第一超声波信号，是第二超声波接收器从第二超声波发送器接收到的； 第一超声波接收器，用于保存预设的处理时间Δ T以及第二超声波发送器发出所述第一超声波信号的时间点Tl，记录第一超声波信号的接收时间点T2，并计算与所述可穿戴设备的距离L，其中: L= ((Τ2-Τ1-ΔΤ)/2) XV ;V为超声波在空气中的传播速度。8.根据权利要求5所述的基于超声定位的可穿戴设备，其特征在于，可穿戴设备还包括第二超声波接收器和存储单元； 第二超声波接收器，用于接收除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备发送的第二超声波信号，并从所述第二超声波信号中解析出所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识； 存储单元，用于关联存储所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置； 第一超声波发送器，用于当接收到智能终端发出的包含所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识的超声波信号时，向智能终端发送包含所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置的第三超声波信号，从而由所述智能终端基于所述第二超声波信号的接收时间、所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的标识以及接收第二超声波信号时的位置确定所述除第一可穿戴设备之外的其他可穿戴设备的历史参考位置。9.根据权利要求5-8中任一项所述的基于超声定位的可穿戴设备，其特征在于， 所述可穿戴设备为手环、项链、脚环、脚链或项圈。10.一种基于超声定位的定位方法，其特征在于，包括: 第一可穿戴设备发送包含第一可穿戴设备标识的第一超声波信号； 智能终端接收所述第一超声波信号，并基于所述第一超声波信号的超声定位确定与所述可穿戴设备的距离，并当所述距离超过预先设定的门限值时，发出报警命令，并根据所述报警命令发出报警信号。
【专利摘要】本发明公开了一种基于超声定位的定位系统、可穿戴设备和定位方法。系统包括第一可穿戴设备和智能终端；所述第一可穿戴设备包括第一超声波发送器；所述智能终端包括第一超声波接收器和报警单元；第一超声波发送器，用于发送包含第一可穿戴设备标识的第一超声波信号；第一超声波接收器，用于接收所述第一超声波信号，并基于所述第一超声波信号的超声定位确定与所述可穿戴设备的距离，并当所述距离超过预先设定的门限值时，向所述报警单元发送报警命令；报警单元，用于根据所述报警命令发出报警信号。
【IPC分类】G01S11/14
【公开号】CN104898111
【申请号】CN201510339402
【发明人】刘广松, 窦新玉
【申请人】苏州触达信息技术有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月18日
最新回复(0)