一種基于多種定位方式的智能卡裝置的制造方法
專利名稱:一種基于多種定位方式的智能卡裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型的技術方案包括一種基于多種定位方式的智能卡裝置，該裝置包括控制模塊、定位模塊、通信模塊和RFID模塊，所述定位模塊、通信模塊和RFID模塊分別與控制模塊相連接，其特征在于所述定位模塊包括GPS定位單元，北斗定位單元和LBS定位單元及WIFI定位單元，通信模塊包括語音通信單元和蜂窩數(shù)據(jù)通信單元，所述RFID模塊包括頻率分別為13.56MHz的高頻RFID單元與433MHz或2.4G的超高頻RFID單元。通過無線網(wǎng)絡技術、低頻13.56MHz的RFID與高頻2.4G的RFID的技術、微小傳感器技術、GPS、北斗和LBS定位、攝像視頻技術、WIFI定位及通信技術共同集成在一個體積小巧的智能卡設備內(nèi)，使人們佩戴更方便，實現(xiàn)功能更廣泛，定位更準確，一機多用的特點。
【專利說明】
-種基于多種定位方式的智能卡裝置
技術領域
[0001] 本實用新型設及一種基于多種定位方式的智能卡裝置，屬于定位智能卡領域。
【背景技術】
[0002] 目前市面的電子工作證(智能卡裝置)功能單一，通常只具備最基本的身份識別功 能。工作人員在持卡時根據(jù)工作需要，往往還需要額外佩帶其他設備，如對講機、手機、GPS 等，電子工作證本身不具備語音通訊、衛(wèi)星定位、有害氣體檢測、RFID和WIFI相結(jié)合等功能， 運非常不利于工卡本身給人們在工作中可W帶來的工作便利性和人身安全性提供保障。
[0003] 另外，現(xiàn)有的定位設備多基于單一的定位方式，如衛(wèi)星定位、LBS定位等，采用衛(wèi)星 定位方式的優(yōu)點在于定位速度快，精度高，但對環(huán)境依存度較大，無法在室內(nèi)準確定位;LBS 則正好相反，在室內(nèi)也能夠提供定位信息，但定位的精度不及前者。上述兩者皆為單向廣播 的傳播方式，缺乏交互性，不能將設備的位置信息保存并提供給后臺服務中屯、。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 針對現(xiàn)有技術功能單一，且定位不準確的問題，本實用新型的技術方案提供了一 種基于多種定位方式的智能卡裝置，包括控制模塊、定位模塊、通信模塊和RFID模塊，所述 定位模塊、通信模塊和RFID模塊分別與控制模塊相連接，所述定位模塊包括GPS定位單元， 北斗定位單元和LBS定位單元，加上WIFI定位，通信模塊包括語音通信單元和蜂窩數(shù)據(jù)通信 單元。
[0005] 優(yōu)選地，所述RFID模塊包括頻率分別為13.56MHz的高頻RFID單元與433MHz或2.4G 的超高頻RFID單元。
[0006] 優(yōu)選地，還包括轉(zhuǎn)換開關單元，與所述控制模塊或所述定位模塊連接，從而控制所 述定位模塊的定位方式。
[0007] 優(yōu)選地，所述通信模塊還包WIFI通信單元和/或藍牙通信單元。
[000引優(yōu)選地，還包括氣體傳感器模塊，所述氣體傳感器模塊包括有害氣體傳感器單元 和可燃氣體傳感器單元，其中，所述有害氣體傳感器單元包括CO氣體傳感器、HsS氣體傳感 器、SQ;;氣體傳感器、雜氣體傳感器、肥L氣體傳感器之中的至少一種;所述可燃氣體傳感 器單元包括催化燃燒傳感器。
[0009] 優(yōu)選地，還包括軌跡記錄模塊，軌跡記錄模塊內(nèi)設有存儲單元，用于記錄所述智能 卡裝置的位置信息。
[0010] 優(yōu)選地，還包括攝像頭模塊，所述攝像頭模塊與所述控制模塊相連接。
[0011] 優(yōu)選地，還包括求助模塊，所述求助模塊與所述控制模塊相連接，其中，所述求助 模塊包括求助鍵，用于控制所述控制模塊將報警信息和定位模塊采集的位置信息通過所述 通信模塊發(fā)送至對應設備。
[0012] 優(yōu)選地，還包括顯示屏，所述顯示屏與所述控制模塊相連接。
[0013] 優(yōu)選地，所述顯示屏為觸控液晶屏。
[0014] 本實用新型通過設置GPS(北斗）和LBS、WIFIS種定位方式的結(jié)合，有效地提高了 定位的精確度和環(huán)境適應能力。RFID模塊兼顧超高頻(433MHz或2.4G)和高頻（13.56MHz)， 提供了較遠和較近的兩種傳播范圍，根據(jù)需求適宜選用其中一種可有效提供安全性，并節(jié) 省電力消耗。提供了包括有害氣體傳感器單元和可燃氣體傳感器單元的氣體傳感器模塊， 當出現(xiàn)有毒氣體或可燃氣體泄漏等險情時，氣體傳感器模塊自動報警，并經(jīng)通信模塊將智 能卡裝置的位置報告給后臺，從而為工作人員提供安全保障。
【附圖說明】
[0015] 為了使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實施 例對本實用新型進行詳細描述。
[0016] 圖1所示為根據(jù)本實用新型第一實施例的一種基于多種定位方式的智能卡裝置的 結(jié)構框圖。
[0017] 圖2所示為根據(jù)本實用新型第二實施例的一種基于多種定位方式的智能卡裝置的 結(jié)構框圖。
[0018] 圖3所示為根據(jù)本實用新型第一實施例的一種基于多種定位方式的智能卡裝置的 定位方式的時序圖。
【具體實施方式】
[0019] 參考圖1，根據(jù)本實用新型第一實施例的一種基于多種定位方式的智能卡裝置，包 括控制模塊Ml、用于測量所述智能卡裝置位置的定位模塊M2、用于提供語音和數(shù)字數(shù)據(jù)傳 輸?shù)耐ㄐ拍KM4和RFID模塊M5，所述定位模塊M2、通信模塊M4和RFID模塊M5分別與控制模 塊Ml相連接。
[0020] 本實施例選用集成了微處理器、基帶模塊和WIFI模塊的SoC系統(tǒng)，例如聯(lián)發(fā)科公司 的MTK6260,在單一忍片集成了 ARM核屯、微控制器即控制模塊M1，GSM/GPRS基帶模塊與WIFI 模塊即通信模塊M4(分別實現(xiàn)語音通信、蜂窩數(shù)據(jù)通信W及網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信），GPS模塊即定位 模塊M2的GPS定位單元U21?？蒞有效地縮小設備的體積，降低功率，延長續(xù)航時間，增強系 統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0021] 另外，所述定位模塊M2還包括北斗定位單元U22,所述北斗定位單元U22可通過包 括了控制模塊Ml的SoC外接專用的北斗定位電路來實現(xiàn)，屬于本領域技術人員適宜選擇的 范圍。LBS定位單元U23則利用所述通信模塊M4的GPRS數(shù)據(jù)通信功能，通過獲取和多個基站 的時間差和位置關系來實現(xiàn)定位。定位信息除了提供給使用者外，還通過通信模塊M4傳輸 至后臺服務器。后臺對指定區(qū)域的智能卡裝置的使用者進行定位圈選后即可統(tǒng)計出實時的 人員數(shù)量。
[0022] 示例性的轉(zhuǎn)換開關單元U24由單刀雙擲開關組或開關忍片組構成，所述轉(zhuǎn)換開關 單元U24連接所述定位模塊M2,通過控制各定位單元的工作狀態(tài)(例如開啟，關閉或休眠)來 實現(xiàn)不同定位方式。其具體過程將在后述具體運行方式中描述。此外，通過將轉(zhuǎn)換開關單元 U24連接在控制模塊Ml上，由控制模塊Ml發(fā)出指令控制定位模塊M2的工作狀態(tài)或定位方式 亦可。當連接控制模塊Ml時，轉(zhuǎn)換開關單元U24可W采用按鈕、波段開關或觸摸屏。所述RFID 模塊M5包括頻率分別為13.56MHz的高頻RFID單元呪1與433MHz的超高頻RFID單元呪2。兩者 采取公用的基帶模塊電路和彼此獨立的調(diào)制模塊電路與天線，從而縮減體積和漏電流產(chǎn)生 的待機功耗。所述高頻RFID單元U51的有效傳輸距離不足1米左右，優(yōu)選為2-3厘米，且無需 電源。所述超高頻RFID單元U52的有效傳輸距離為10米，能達到更高的傳輸速度，但功率消 耗較高。同時安裝高頻RFID單元U51和超高頻RFID單元U52,根據(jù)不同需求啟用相應單元降 低功耗，在對安全性要求較高的場合可W只允許高頻RFID單元U51驗證，主動降低傳輸距 離，W達到防止監(jiān)聽或盜刷的作用。另外，所述超高頻RFID單元U52也可選用2.4G頻率，當超 高頻RFID單元U52選用2.4G頻率時，除了能達到W上效果外，還支持多頻點，并達到更高的 傳輸速度和傳輸距離?？▋?nèi)置的RFID模塊M5,通過相關的平臺軟件就能開啟對佩戴員工(使 用者)的考勤及巡檢功能，非常有助于提升企業(yè)的管理效率。
[0023] 本實施例還設有氣體傳感器。所述氣體傳感器包括有害氣體傳感器單元U31和可 燃氣體傳感器單元U32。其中有害氣體傳感器單元U31由CO氣體傳感器、耗採氣體傳感器、 SQs氣體傳感器組成，能夠檢測廠區(qū)或礦區(qū)等敏感區(qū)域是否有有毒氣體泄漏，所述可燃氣體 傳感器單元U32采用催化燃燒傳感器，檢測環(huán)境可燃氣體濃度是否安全，例如接近燃燒或爆 炸的臨界值。當發(fā)現(xiàn)有毒氣體或可燃氣體達到預設值時，即向使用者報警，或者通過通信模 塊M4將所述定位模塊M2測得的位置信息發(fā)送給對應的后臺服務器，通知后臺工作人員。此 夕h通信模塊M4還能接收來自后臺提供的安全求生路線信息，通過外設的輸出設備提示給 所述智能卡裝置的使用者。另外本實施例選用了裡電池作為供電電源。上述模塊配套的外 圍電路，例如聽筒、天線、放大器忍片、電源忍片等屬于本領域技術人員適宜選擇的范圍，在 此不再寶言。
[0024] 本實施例的具體運行方式如下：定位階段時，參考圖3,首先由所述轉(zhuǎn)換開關單元 U24通過控制所述定位模塊M2內(nèi)各定位單元的工作狀態(tài)(例如開啟，關閉或休眠），控制模塊 Ml檢測所述各定位單元的工作狀態(tài)，從而進入不同的定位模式。示例性的，定位模式可包 含:A.單一定位單元定位，即在同一時間內(nèi)GPS/北斗/LBS定位單元U23中及通信模塊中的 WIFI定位僅一者實現(xiàn)定位功能。W僅使用GPS定位單元U21為例，實現(xiàn)方式為所述轉(zhuǎn)換開關 單元U24關閉北斗定位單元U22和LBS定位單元U23的電源(或者向控制模塊Ml發(fā)出信號，不 使用該單元），所述控制模塊Ml檢測到各定位單元的工作狀態(tài)后，只獲取GI^定位單元U21的 定位信息，并返回位置結(jié)果(包括經(jīng)締度等信息或者定位失敗的提示）?？蒞達到縮短定位 的流程，節(jié)省電量的有益效果。B.優(yōu)先定位模式，即為所述各定位單元設置優(yōu)先級順序，例 如首先通過GPS定位單元U21定位，如果定位成功則返回位置結(jié)果，如果定位失敗則再使用 北斗定位單元U22、LBS定位單元U23定位。依次使用多種定位方式，提高定位成功的概率。C. 混合定位，通過不同的定位單元協(xié)同工作W提高定位的精度(高于單一的定位方式），示例 性的，可選用GI^和北斗協(xié)同定位，充分利用兩者的衛(wèi)星，在單一定位單元捜不到4顆及W上 衛(wèi)星的情況下依然可W實現(xiàn)定位，從而擴寬了使用范圍。協(xié)同定位的方式有多種選擇，例如 將二者的單獨測量的結(jié)果求加權平均數(shù)，W防止誤差過大;也可W先取得二者的衛(wèi)星位置， 再根據(jù)GPS和北斗提供的公開資料，將二者的衛(wèi)星位置代入同一坐標系，再根據(jù)代入同一坐 標系計算出的結(jié)果代入偽距觀測方程組，最后利用最小二乘法求出所述智能卡裝置的所在 位置。上述不同衛(wèi)星定位系統(tǒng)的坐標系變換和通過衛(wèi)星位置列偽距觀測方程組求解坐標位 置(例如GPS本身的定位原理)皆為現(xiàn)有技術，在此不再寶言。WIFI定位采用基于RSSI技術的 指紋法定位，在定位區(qū)域的邊界附近放置復數(shù)個參考點AP，優(yōu)選為大于等于20個。當使用者 位于室內(nèi)時，GPS或北斗的定位精度較差，優(yōu)選采用WIFI模式定位。
[0025] 獲取所述智能卡裝置的所在位置后，可W通過通信模塊M4的GPRS基帶模塊或者 WIFI通信發(fā)送至該智能卡裝置對應后臺服務器，從而使后臺工作人員得知所述GPRS基帶模 塊使用者的位置。另外可W加設輸出設備，如顯示屏M8顯示所述智能卡裝置的所在位置的 信息，或者通過控制模塊Ml將所述智能卡裝置的所在位置轉(zhuǎn)換為地圖上的標示。另外，還可 W在所述智能卡裝置內(nèi)增設包括存儲單元的軌跡記錄模塊M6,定時將獲取的位置信息存入 所述軌跡記錄模塊M6的存儲單元內(nèi)，從而記錄所述智能卡裝置的運動軌跡。根據(jù)企業(yè)需要 可對佩戴智能卡裝置的員工(使用者)設置定時定路線的巡檢安排，替代傳統(tǒng)的各種巡檢輔 助設備和裝置，輕松便捷的完成生產(chǎn)流程中規(guī)定的巡檢任務。另外還可配置控制模塊Ml定 時將軌跡記錄模塊M6內(nèi)存儲的軌跡信息上傳后臺服務器，佩戴智能卡裝置的職員（使用者） 在工作期間內(nèi)如發(fā)生意外或者無法聯(lián)絡的緊急狀態(tài)時，可通過后臺調(diào)度中屯、對佩戴智能卡 裝置的職員（使用者)進行行動軌跡回放，便于及時找到失聯(lián)的職員（使用者）。
[0026] 參考圖2,根據(jù)本實用新型第二實施例的一種基于多種定位方式的智能卡裝置，包 括控制模塊Ml、用于測量所述智能卡裝置位置的定位模塊M2、用于提供語音和數(shù)字數(shù)據(jù)傳 輸?shù)耐ㄐ拍KM4和RFID模塊M5，所述定位模塊M2、通信模塊M4和RFID模塊M5分別與控制模 塊Ml相連接。其中控制模塊Ml選用英特爾公司的x86體系的微處理忍片，例如Atom Z3590， 可W達到更高的處理能力。定位模塊M2選用北斗/GPS雙模基帶忍片，通信模塊M4選用TDD- LTE 4G基帶忍片（同時提供語音通信和）,RFID模塊M5分別采用2.4G和13.56MHz的兩塊RFID 忍片。采取單片忍片的設計可W提高設備的可維修性，即使部分原件出現(xiàn)故障，依然不妨礙 其他部分正常運行。轉(zhuǎn)換開關模塊與控制模塊Ml相連接，通過向控制模塊Ml發(fā)送控制信號 來實現(xiàn)不同定位方式。具體定位方式及方法與本實用新型第一實施例基本相同，在此不再 寶言。
[0027] 本實施例還設有氣體傳感器模塊M3。所述氣體傳感器模塊M3包括有害氣體傳感器 單元U31和可燃氣體傳感器單元U32。其中有害氣體傳感器單元U31由CO氣體傳感器、HsS氣 體傳感器、S%氣體傳感器、麵巧S氣體傳感器、H化氣體傳感器組成，能夠檢測廠區(qū)或礦區(qū)等 敏感區(qū)域是否有有毒氣體泄漏，所述可燃氣體傳感器單元U32采用催化燃燒傳感器，檢測環(huán) 境可燃氣體濃度是否安全，例如接近燃燒或爆炸的臨界值。當發(fā)現(xiàn)有毒氣體或可燃氣體達 到預設值時，即向使用者報警，或者通過通信模塊M4將所述定位模塊M2測得的位置信息發(fā) 送給對應的后臺服務器，通知后臺工作人員。此外，通信模塊M4還能接收來自后臺提供的安 全求生路線信息，通過外設的顯示屏M8提示給所述智能卡裝置的使用者。
[00%]本實施例還設有攝像頭模塊M7,用于記錄現(xiàn)場的圖像或影像信息；顯示屏M8,用于 顯示位置信息和回放攝像頭模塊M7記錄的信息。顯示屏M8優(yōu)選為觸控顯示屏M8,還可W作 為輸入設備供使用者輸入控制命令，從而簡化了操作過程;求助模塊包括求助鍵，用于控制 所述控制模塊Ml將報警信息和定位模塊M2采集的位置信息通過所述通信模塊M4發(fā)送至對 應設備。在危機狀況下，按下卡背面的求助鍵既能及時實現(xiàn)持卡人與后臺工作人員的通話 聯(lián)接。鍵下的同時，智能卡裝置本身還會發(fā)出聲光和振動信號來增強救援響應(需適宜加裝 燈、揚聲器和振動馬達）。本實施例還包括藍牙通信單元（圖中未示），所述藍牙通信單元與 控制忍片連接，用于與藍牙耳機等外置設備連接。智能卡裝置在使用時通常掛在胸前，采用 有線耳機容易和固定智能卡裝置繩子纏在一起，并不方便。提供了藍牙通信功能可W解決 上述問題。示例性的藍牙通信單元采用德州儀器公司的CC2540超低功耗藍牙控制忍片。另 外本實施例選用了裡電池作為供電電源。上述模塊配套的外圍電路，例如聽筒、天線、放大 器忍片等屬于本領域技術人員適宜選擇的范圍，在此不再寶言。
[0029] 本實用新型第二實施例的具體運行過程與第一實施例基本相同，故在此省略。
[0030] W上是對本實用新型的較佳實施進行了具體說明，但本實用新型創(chuàng)造并不限于所 述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本實用新型精神的前提下還可做作出種種的等 同變形或替換，運些等同的變形或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內(nèi)。
【主權項】
1. 一種基于多種定位方式的智能卡裝置，包括控制模塊(M1)、定位模塊(M2)、通信模塊 (M4)和RFID模塊(M5)，所述定位模塊(M2)、通信模塊(M4)和RFID模塊(M5)分別與控制模塊 (Ml)相連接，其特征在于所述定位模塊(M2)包括GPS定位單元(U21)、北斗定位單元(U22)和 LBS定位單元(U23)，通信模塊(M4)包括語音通信單元(U41)和蜂窩數(shù)據(jù)通信單元(U42)。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于多種定位方式的智能卡裝置，其特征在于所述RFID 模塊(M5)包括頻率分別為13.56MHz的高頻RFID單元(U51)與433MHz或2.4G的超高頻RFID單 元(U52) 〇3. 根據(jù)權利要求1或2所述的一種基于多種定位方式的智能卡裝置，其特征在于還包括 轉(zhuǎn)換開關單元(U24 )，與所述控制模塊(Ml)或所述定位模塊(M2)連接，從而控制所述定位模 塊(M2)的定位方式。4. 根據(jù)權利要求1或2所述的一種基于多種定位方式的智能卡裝置，其特征在于所述通 信模塊(M4)還包WIFI通信單元(U43)和/或藍牙通信單元。5. 根據(jù)權利要求3所述的一種基于多種定位方式的智能卡裝置，其特征在于還包括氣 體傳感器模塊(M3)，所述氣體傳感器模塊(M3)包括有害氣體傳感器單元(U31)和可燃氣體 傳感器單元(U32)，其中，所述有害氣體傳感器單元(U31)包括C0氣體傳感器、H2S氣體傳感 器、S〇2氣體傳感器、順3氣體傳感器、HCL氣體傳感器之中的至少一種;所述可燃氣體傳感器 單元(U32)包括催化燃燒傳感器。6. 根據(jù)權利要求1或2所述的一種基于多種定位方式的智能卡裝置，其特征在于還包括 軌跡記錄模塊(M6)，軌跡記錄模塊(M6)內(nèi)設有存儲單元，用于記錄所述智能卡裝置的位置 信息。7. 根據(jù)權利要求1或2所述的一種基于多種定位方式的智能卡裝置，其特征在于還包括 攝像頭模塊(M7)，所述攝像頭模塊(M7)與所述控制模塊(Ml)相連接。8. 根據(jù)權利要求1或2所述的一種基于多種定位方式的智能卡裝置，其特征在于還包括 求助模塊，所述求助模塊與所述控制模塊(Ml)相連接，其中，所述求助模塊包括求助鍵，用 于控制所述控制模塊(Ml)將報警信息和定位模塊(M2)采集的位置信息通過所述通信模塊 (M4)發(fā)送至對應設備。9. 根據(jù)權利要求1或2所述的一種基于多種定位方式的智能卡裝置，其特征在于還包括 顯示屏(M8)，所述顯示屏(M8)與所述控制模塊(Ml)相連接。10. 根據(jù)權利要求9所述的一種基于多種定位方式的智能卡裝置，其特征在于所述顯示 屏(M8)為觸控液晶屏。
【文檔編號】G01N33/00GK205721881SQ201620311109
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月14日
【發(fā)明人】譚克新
【申請人】深圳市欣華天泰信息技術有限公司
【專利摘要】本實用新型的技術方案包括一種基于多種定位方式的智能卡裝置，該裝置包括控制模塊、定位模塊、通信模塊和RFID模塊，所述定位模塊、通信模塊和RFID模塊分別與控制模塊相連接，其特征在于所述定位模塊包括GPS定位單元，北斗定位單元和LBS定位單元及WIFI定位單元，通信模塊包括語音通信單元和蜂窩數(shù)據(jù)通信單元，所述RFID模塊包括頻率分別為13.56MHz的高頻RFID單元與433MHz或2.4G的超高頻RFID單元。通過無線網(wǎng)絡技術、低頻13.56MHz的RFID與高頻2.4G的RFID的技術、微小傳感器技術、GPS、北斗和LBS定位、攝像視頻技術、WIFI定位及通信技術共同集成在一個體積小巧的智能卡設備內(nèi)，使人們佩戴更方便，實現(xiàn)功能更廣泛，定位更準確，一機多用的特點。
【專利說明】
-種基于多種定位方式的智能卡裝置
技術領域
[0001] 本實用新型設及一種基于多種定位方式的智能卡裝置，屬于定位智能卡領域。
【背景技術】
[0002] 目前市面的電子工作證(智能卡裝置)功能單一，通常只具備最基本的身份識別功 能。工作人員在持卡時根據(jù)工作需要，往往還需要額外佩帶其他設備，如對講機、手機、GPS 等，電子工作證本身不具備語音通訊、衛(wèi)星定位、有害氣體檢測、RFID和WIFI相結(jié)合等功能， 運非常不利于工卡本身給人們在工作中可W帶來的工作便利性和人身安全性提供保障。
[0003] 另外，現(xiàn)有的定位設備多基于單一的定位方式，如衛(wèi)星定位、LBS定位等，采用衛(wèi)星 定位方式的優(yōu)點在于定位速度快，精度高，但對環(huán)境依存度較大，無法在室內(nèi)準確定位;LBS 則正好相反，在室內(nèi)也能夠提供定位信息，但定位的精度不及前者。上述兩者皆為單向廣播 的傳播方式，缺乏交互性，不能將設備的位置信息保存并提供給后臺服務中屯、。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 針對現(xiàn)有技術功能單一，且定位不準確的問題，本實用新型的技術方案提供了一 種基于多種定位方式的智能卡裝置，包括控制模塊、定位模塊、通信模塊和RFID模塊，所述 定位模塊、通信模塊和RFID模塊分別與控制模塊相連接，所述定位模塊包括GPS定位單元， 北斗定位單元和LBS定位單元，加上WIFI定位，通信模塊包括語音通信單元和蜂窩數(shù)據(jù)通信 單元。
[0005] 優(yōu)選地，所述RFID模塊包括頻率分別為13.56MHz的高頻RFID單元與433MHz或2.4G 的超高頻RFID單元。
[0006] 優(yōu)選地，還包括轉(zhuǎn)換開關單元，與所述控制模塊或所述定位模塊連接，從而控制所 述定位模塊的定位方式。
[0007] 優(yōu)選地，所述通信模塊還包WIFI通信單元和/或藍牙通信單元。
[000引優(yōu)選地，還包括氣體傳感器模塊，所述氣體傳感器模塊包括有害氣體傳感器單元 和可燃氣體傳感器單元，其中，所述有害氣體傳感器單元包括CO氣體傳感器、HsS氣體傳感 器、SQ;;氣體傳感器、雜氣體傳感器、肥L氣體傳感器之中的至少一種;所述可燃氣體傳感 器單元包括催化燃燒傳感器。
[0009] 優(yōu)選地，還包括軌跡記錄模塊，軌跡記錄模塊內(nèi)設有存儲單元，用于記錄所述智能 卡裝置的位置信息。
[0010] 優(yōu)選地，還包括攝像頭模塊，所述攝像頭模塊與所述控制模塊相連接。
[0011] 優(yōu)選地，還包括求助模塊，所述求助模塊與所述控制模塊相連接，其中，所述求助 模塊包括求助鍵，用于控制所述控制模塊將報警信息和定位模塊采集的位置信息通過所述 通信模塊發(fā)送至對應設備。
[0012] 優(yōu)選地，還包括顯示屏，所述顯示屏與所述控制模塊相連接。
[0013] 優(yōu)選地，所述顯示屏為觸控液晶屏。
[0014] 本實用新型通過設置GPS(北斗）和LBS、WIFIS種定位方式的結(jié)合，有效地提高了 定位的精確度和環(huán)境適應能力。RFID模塊兼顧超高頻(433MHz或2.4G)和高頻（13.56MHz)， 提供了較遠和較近的兩種傳播范圍，根據(jù)需求適宜選用其中一種可有效提供安全性，并節(jié) 省電力消耗。提供了包括有害氣體傳感器單元和可燃氣體傳感器單元的氣體傳感器模塊， 當出現(xiàn)有毒氣體或可燃氣體泄漏等險情時，氣體傳感器模塊自動報警，并經(jīng)通信模塊將智 能卡裝置的位置報告給后臺，從而為工作人員提供安全保障。
【附圖說明】
[0015] 為了使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實施 例對本實用新型進行詳細描述。
[0016] 圖1所示為根據(jù)本實用新型第一實施例的一種基于多種定位方式的智能卡裝置的 結(jié)構框圖。
[0017] 圖2所示為根據(jù)本實用新型第二實施例的一種基于多種定位方式的智能卡裝置的 結(jié)構框圖。
[0018] 圖3所示為根據(jù)本實用新型第一實施例的一種基于多種定位方式的智能卡裝置的 定位方式的時序圖。
【具體實施方式】
[0019] 參考圖1，根據(jù)本實用新型第一實施例的一種基于多種定位方式的智能卡裝置，包 括控制模塊Ml、用于測量所述智能卡裝置位置的定位模塊M2、用于提供語音和數(shù)字數(shù)據(jù)傳 輸?shù)耐ㄐ拍KM4和RFID模塊M5，所述定位模塊M2、通信模塊M4和RFID模塊M5分別與控制模 塊Ml相連接。
[0020] 本實施例選用集成了微處理器、基帶模塊和WIFI模塊的SoC系統(tǒng)，例如聯(lián)發(fā)科公司 的MTK6260,在單一忍片集成了 ARM核屯、微控制器即控制模塊M1，GSM/GPRS基帶模塊與WIFI 模塊即通信模塊M4(分別實現(xiàn)語音通信、蜂窩數(shù)據(jù)通信W及網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信），GPS模塊即定位 模塊M2的GPS定位單元U21?？蒞有效地縮小設備的體積，降低功率，延長續(xù)航時間，增強系 統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0021] 另外，所述定位模塊M2還包括北斗定位單元U22,所述北斗定位單元U22可通過包 括了控制模塊Ml的SoC外接專用的北斗定位電路來實現(xiàn)，屬于本領域技術人員適宜選擇的 范圍。LBS定位單元U23則利用所述通信模塊M4的GPRS數(shù)據(jù)通信功能，通過獲取和多個基站 的時間差和位置關系來實現(xiàn)定位。定位信息除了提供給使用者外，還通過通信模塊M4傳輸 至后臺服務器。后臺對指定區(qū)域的智能卡裝置的使用者進行定位圈選后即可統(tǒng)計出實時的 人員數(shù)量。
[0022] 示例性的轉(zhuǎn)換開關單元U24由單刀雙擲開關組或開關忍片組構成，所述轉(zhuǎn)換開關 單元U24連接所述定位模塊M2,通過控制各定位單元的工作狀態(tài)(例如開啟，關閉或休眠)來 實現(xiàn)不同定位方式。其具體過程將在后述具體運行方式中描述。此外，通過將轉(zhuǎn)換開關單元 U24連接在控制模塊Ml上，由控制模塊Ml發(fā)出指令控制定位模塊M2的工作狀態(tài)或定位方式 亦可。當連接控制模塊Ml時，轉(zhuǎn)換開關單元U24可W采用按鈕、波段開關或觸摸屏。所述RFID 模塊M5包括頻率分別為13.56MHz的高頻RFID單元呪1與433MHz的超高頻RFID單元呪2。兩者 采取公用的基帶模塊電路和彼此獨立的調(diào)制模塊電路與天線，從而縮減體積和漏電流產(chǎn)生 的待機功耗。所述高頻RFID單元U51的有效傳輸距離不足1米左右，優(yōu)選為2-3厘米，且無需 電源。所述超高頻RFID單元U52的有效傳輸距離為10米，能達到更高的傳輸速度，但功率消 耗較高。同時安裝高頻RFID單元U51和超高頻RFID單元U52,根據(jù)不同需求啟用相應單元降 低功耗，在對安全性要求較高的場合可W只允許高頻RFID單元U51驗證，主動降低傳輸距 離，W達到防止監(jiān)聽或盜刷的作用。另外，所述超高頻RFID單元U52也可選用2.4G頻率，當超 高頻RFID單元U52選用2.4G頻率時，除了能達到W上效果外，還支持多頻點，并達到更高的 傳輸速度和傳輸距離?？▋?nèi)置的RFID模塊M5,通過相關的平臺軟件就能開啟對佩戴員工(使 用者)的考勤及巡檢功能，非常有助于提升企業(yè)的管理效率。
[0023] 本實施例還設有氣體傳感器。所述氣體傳感器包括有害氣體傳感器單元U31和可 燃氣體傳感器單元U32。其中有害氣體傳感器單元U31由CO氣體傳感器、耗採氣體傳感器、 SQs氣體傳感器組成，能夠檢測廠區(qū)或礦區(qū)等敏感區(qū)域是否有有毒氣體泄漏，所述可燃氣體 傳感器單元U32采用催化燃燒傳感器，檢測環(huán)境可燃氣體濃度是否安全，例如接近燃燒或爆 炸的臨界值。當發(fā)現(xiàn)有毒氣體或可燃氣體達到預設值時，即向使用者報警，或者通過通信模 塊M4將所述定位模塊M2測得的位置信息發(fā)送給對應的后臺服務器，通知后臺工作人員。此 夕h通信模塊M4還能接收來自后臺提供的安全求生路線信息，通過外設的輸出設備提示給 所述智能卡裝置的使用者。另外本實施例選用了裡電池作為供電電源。上述模塊配套的外 圍電路，例如聽筒、天線、放大器忍片、電源忍片等屬于本領域技術人員適宜選擇的范圍，在 此不再寶言。
[0024] 本實施例的具體運行方式如下：定位階段時，參考圖3,首先由所述轉(zhuǎn)換開關單元 U24通過控制所述定位模塊M2內(nèi)各定位單元的工作狀態(tài)(例如開啟，關閉或休眠），控制模塊 Ml檢測所述各定位單元的工作狀態(tài)，從而進入不同的定位模式。示例性的，定位模式可包 含:A.單一定位單元定位，即在同一時間內(nèi)GPS/北斗/LBS定位單元U23中及通信模塊中的 WIFI定位僅一者實現(xiàn)定位功能。W僅使用GPS定位單元U21為例，實現(xiàn)方式為所述轉(zhuǎn)換開關 單元U24關閉北斗定位單元U22和LBS定位單元U23的電源(或者向控制模塊Ml發(fā)出信號，不 使用該單元），所述控制模塊Ml檢測到各定位單元的工作狀態(tài)后，只獲取GI^定位單元U21的 定位信息，并返回位置結(jié)果(包括經(jīng)締度等信息或者定位失敗的提示）?？蒞達到縮短定位 的流程，節(jié)省電量的有益效果。B.優(yōu)先定位模式，即為所述各定位單元設置優(yōu)先級順序，例 如首先通過GPS定位單元U21定位，如果定位成功則返回位置結(jié)果，如果定位失敗則再使用 北斗定位單元U22、LBS定位單元U23定位。依次使用多種定位方式，提高定位成功的概率。C. 混合定位，通過不同的定位單元協(xié)同工作W提高定位的精度(高于單一的定位方式），示例 性的，可選用GI^和北斗協(xié)同定位，充分利用兩者的衛(wèi)星，在單一定位單元捜不到4顆及W上 衛(wèi)星的情況下依然可W實現(xiàn)定位，從而擴寬了使用范圍。協(xié)同定位的方式有多種選擇，例如 將二者的單獨測量的結(jié)果求加權平均數(shù)，W防止誤差過大;也可W先取得二者的衛(wèi)星位置， 再根據(jù)GPS和北斗提供的公開資料，將二者的衛(wèi)星位置代入同一坐標系，再根據(jù)代入同一坐 標系計算出的結(jié)果代入偽距觀測方程組，最后利用最小二乘法求出所述智能卡裝置的所在 位置。上述不同衛(wèi)星定位系統(tǒng)的坐標系變換和通過衛(wèi)星位置列偽距觀測方程組求解坐標位 置(例如GPS本身的定位原理)皆為現(xiàn)有技術，在此不再寶言。WIFI定位采用基于RSSI技術的 指紋法定位，在定位區(qū)域的邊界附近放置復數(shù)個參考點AP，優(yōu)選為大于等于20個。當使用者 位于室內(nèi)時，GPS或北斗的定位精度較差，優(yōu)選采用WIFI模式定位。
[0025] 獲取所述智能卡裝置的所在位置后，可W通過通信模塊M4的GPRS基帶模塊或者 WIFI通信發(fā)送至該智能卡裝置對應后臺服務器，從而使后臺工作人員得知所述GPRS基帶模 塊使用者的位置。另外可W加設輸出設備，如顯示屏M8顯示所述智能卡裝置的所在位置的 信息，或者通過控制模塊Ml將所述智能卡裝置的所在位置轉(zhuǎn)換為地圖上的標示。另外，還可 W在所述智能卡裝置內(nèi)增設包括存儲單元的軌跡記錄模塊M6,定時將獲取的位置信息存入 所述軌跡記錄模塊M6的存儲單元內(nèi)，從而記錄所述智能卡裝置的運動軌跡。根據(jù)企業(yè)需要 可對佩戴智能卡裝置的員工(使用者)設置定時定路線的巡檢安排，替代傳統(tǒng)的各種巡檢輔 助設備和裝置，輕松便捷的完成生產(chǎn)流程中規(guī)定的巡檢任務。另外還可配置控制模塊Ml定 時將軌跡記錄模塊M6內(nèi)存儲的軌跡信息上傳后臺服務器，佩戴智能卡裝置的職員（使用者） 在工作期間內(nèi)如發(fā)生意外或者無法聯(lián)絡的緊急狀態(tài)時，可通過后臺調(diào)度中屯、對佩戴智能卡 裝置的職員（使用者)進行行動軌跡回放，便于及時找到失聯(lián)的職員（使用者）。
[0026] 參考圖2,根據(jù)本實用新型第二實施例的一種基于多種定位方式的智能卡裝置，包 括控制模塊Ml、用于測量所述智能卡裝置位置的定位模塊M2、用于提供語音和數(shù)字數(shù)據(jù)傳 輸?shù)耐ㄐ拍KM4和RFID模塊M5，所述定位模塊M2、通信模塊M4和RFID模塊M5分別與控制模 塊Ml相連接。其中控制模塊Ml選用英特爾公司的x86體系的微處理忍片，例如Atom Z3590， 可W達到更高的處理能力。定位模塊M2選用北斗/GPS雙模基帶忍片，通信模塊M4選用TDD- LTE 4G基帶忍片（同時提供語音通信和）,RFID模塊M5分別采用2.4G和13.56MHz的兩塊RFID 忍片。采取單片忍片的設計可W提高設備的可維修性，即使部分原件出現(xiàn)故障，依然不妨礙 其他部分正常運行。轉(zhuǎn)換開關模塊與控制模塊Ml相連接，通過向控制模塊Ml發(fā)送控制信號 來實現(xiàn)不同定位方式。具體定位方式及方法與本實用新型第一實施例基本相同，在此不再 寶言。
[0027] 本實施例還設有氣體傳感器模塊M3。所述氣體傳感器模塊M3包括有害氣體傳感器 單元U31和可燃氣體傳感器單元U32。其中有害氣體傳感器單元U31由CO氣體傳感器、HsS氣 體傳感器、S%氣體傳感器、麵巧S氣體傳感器、H化氣體傳感器組成，能夠檢測廠區(qū)或礦區(qū)等 敏感區(qū)域是否有有毒氣體泄漏，所述可燃氣體傳感器單元U32采用催化燃燒傳感器，檢測環(huán) 境可燃氣體濃度是否安全，例如接近燃燒或爆炸的臨界值。當發(fā)現(xiàn)有毒氣體或可燃氣體達 到預設值時，即向使用者報警，或者通過通信模塊M4將所述定位模塊M2測得的位置信息發(fā) 送給對應的后臺服務器，通知后臺工作人員。此外，通信模塊M4還能接收來自后臺提供的安 全求生路線信息，通過外設的顯示屏M8提示給所述智能卡裝置的使用者。
[00%]本實施例還設有攝像頭模塊M7,用于記錄現(xiàn)場的圖像或影像信息；顯示屏M8,用于 顯示位置信息和回放攝像頭模塊M7記錄的信息。顯示屏M8優(yōu)選為觸控顯示屏M8,還可W作 為輸入設備供使用者輸入控制命令，從而簡化了操作過程;求助模塊包括求助鍵，用于控制 所述控制模塊Ml將報警信息和定位模塊M2采集的位置信息通過所述通信模塊M4發(fā)送至對 應設備。在危機狀況下，按下卡背面的求助鍵既能及時實現(xiàn)持卡人與后臺工作人員的通話 聯(lián)接。鍵下的同時，智能卡裝置本身還會發(fā)出聲光和振動信號來增強救援響應(需適宜加裝 燈、揚聲器和振動馬達）。本實施例還包括藍牙通信單元（圖中未示），所述藍牙通信單元與 控制忍片連接，用于與藍牙耳機等外置設備連接。智能卡裝置在使用時通常掛在胸前，采用 有線耳機容易和固定智能卡裝置繩子纏在一起，并不方便。提供了藍牙通信功能可W解決 上述問題。示例性的藍牙通信單元采用德州儀器公司的CC2540超低功耗藍牙控制忍片。另 外本實施例選用了裡電池作為供電電源。上述模塊配套的外圍電路，例如聽筒、天線、放大 器忍片等屬于本領域技術人員適宜選擇的范圍，在此不再寶言。
[0029] 本實用新型第二實施例的具體運行過程與第一實施例基本相同，故在此省略。
[0030] W上是對本實用新型的較佳實施進行了具體說明，但本實用新型創(chuàng)造并不限于所 述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本實用新型精神的前提下還可做作出種種的等 同變形或替換，運些等同的變形或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內(nèi)。
【主權項】
1. 一種基于多種定位方式的智能卡裝置，包括控制模塊(M1)、定位模塊(M2)、通信模塊 (M4)和RFID模塊(M5)，所述定位模塊(M2)、通信模塊(M4)和RFID模塊(M5)分別與控制模塊 (Ml)相連接，其特征在于所述定位模塊(M2)包括GPS定位單元(U21)、北斗定位單元(U22)和 LBS定位單元(U23)，通信模塊(M4)包括語音通信單元(U41)和蜂窩數(shù)據(jù)通信單元(U42)。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于多種定位方式的智能卡裝置，其特征在于所述RFID 模塊(M5)包括頻率分別為13.56MHz的高頻RFID單元(U51)與433MHz或2.4G的超高頻RFID單 元(U52) 〇3. 根據(jù)權利要求1或2所述的一種基于多種定位方式的智能卡裝置，其特征在于還包括 轉(zhuǎn)換開關單元(U24 )，與所述控制模塊(Ml)或所述定位模塊(M2)連接，從而控制所述定位模 塊(M2)的定位方式。4. 根據(jù)權利要求1或2所述的一種基于多種定位方式的智能卡裝置，其特征在于所述通 信模塊(M4)還包WIFI通信單元(U43)和/或藍牙通信單元。5. 根據(jù)權利要求3所述的一種基于多種定位方式的智能卡裝置，其特征在于還包括氣 體傳感器模塊(M3)，所述氣體傳感器模塊(M3)包括有害氣體傳感器單元(U31)和可燃氣體 傳感器單元(U32)，其中，所述有害氣體傳感器單元(U31)包括C0氣體傳感器、H2S氣體傳感 器、S〇2氣體傳感器、順3氣體傳感器、HCL氣體傳感器之中的至少一種;所述可燃氣體傳感器 單元(U32)包括催化燃燒傳感器。6. 根據(jù)權利要求1或2所述的一種基于多種定位方式的智能卡裝置，其特征在于還包括 軌跡記錄模塊(M6)，軌跡記錄模塊(M6)內(nèi)設有存儲單元，用于記錄所述智能卡裝置的位置 信息。7. 根據(jù)權利要求1或2所述的一種基于多種定位方式的智能卡裝置，其特征在于還包括 攝像頭模塊(M7)，所述攝像頭模塊(M7)與所述控制模塊(Ml)相連接。8. 根據(jù)權利要求1或2所述的一種基于多種定位方式的智能卡裝置，其特征在于還包括 求助模塊，所述求助模塊與所述控制模塊(Ml)相連接，其中，所述求助模塊包括求助鍵，用 于控制所述控制模塊(Ml)將報警信息和定位模塊(M2)采集的位置信息通過所述通信模塊 (M4)發(fā)送至對應設備。9. 根據(jù)權利要求1或2所述的一種基于多種定位方式的智能卡裝置，其特征在于還包括 顯示屏(M8)，所述顯示屏(M8)與所述控制模塊(Ml)相連接。10. 根據(jù)權利要求9所述的一種基于多種定位方式的智能卡裝置，其特征在于所述顯示 屏(M8)為觸控液晶屏。
【文檔編號】G01N33/00GK205721881SQ201620311109
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月14日
【發(fā)明人】譚克新
【申請人】深圳市欣華天泰信息技術有限公司
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