一種戶外實(shí)時(shí)定位通訊系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無(wú)線傳輸領(lǐng)域，具體涉及一種戶外實(shí)時(shí)定位通訊系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，在戶外群體活動(dòng)(如旅游、徒步、騎行等)中，時(shí)常發(fā)生人員走散、迷路甚至失蹤等事件。2014年3月20日，嶗山一驢友失蹤五天，家屬查看景區(qū)監(jiān)控未見(jiàn)身影。2014年8月中旬，5位驢友在網(wǎng)上相約集體前往黑竹溝景區(qū)探險(xiǎn)，在景區(qū)迷路，3名驢友失聯(lián)，至今下落不明。2015年5月9日，8名游客被困龍洞風(fēng)景區(qū)，救援隊(duì)伍上山搜救四次，失蹤的8名游客仍未找到。頻繁發(fā)生的戶外意外事故給安全問(wèn)題敲響了警鐘。
[0003]分析目前國(guó)內(nèi)戶外群體活動(dòng)的發(fā)展現(xiàn)狀，由于在戶外活動(dòng)如旅游、戶外探險(xiǎn)中，通訊信號(hào)時(shí)有時(shí)無(wú)，致使個(gè)體在出現(xiàn)事故時(shí)因不能得到及時(shí)營(yíng)救而發(fā)生意外。目前用于戶外活動(dòng)的定位設(shè)備主要有手持導(dǎo)航儀、電話手表等。手持導(dǎo)航儀由于僅僅可以定位使用者自己，無(wú)法對(duì)他人進(jìn)行定位，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)通訊，在個(gè)體迷路時(shí)也無(wú)法實(shí)現(xiàn)群體間的溝通互助，在群體戶外活動(dòng)中也不能很有效地解決安全問(wèn)題。電話手表在無(wú)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)時(shí)也無(wú)法實(shí)現(xiàn)定位功能。
[0004]ZigBee是用于近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、高數(shù)據(jù)速率和低成本應(yīng)用的無(wú)線連網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，并且是一種具有廣泛工業(yè)支持的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，由不同的制造商制造的ZigBee設(shè)備能相互操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述技術(shù)的不足，提供一種戶外實(shí)時(shí)定位通訊系統(tǒng)，能夠應(yīng)用于戶外群體活動(dòng)的實(shí)時(shí)定位和實(shí)時(shí)通信，即使在無(wú)第三方網(wǎng)絡(luò)支持的情況下，也能保證戶外群體內(nèi)的互聯(lián)互通。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的戶外實(shí)時(shí)定位通訊系統(tǒng)，包括至少一個(gè)手環(huán)和網(wǎng)關(guān)，每個(gè)手環(huán)包括手環(huán)本體、分別設(shè)置于手環(huán)本體內(nèi)的手環(huán)ZigBee模塊和手環(huán)GPS模塊、分別設(shè)置于手環(huán)本體表面上的報(bào)警按鈕和報(bào)警顯示單元、及設(shè)置于手環(huán)本體內(nèi)向手環(huán)供電的手環(huán)電源模塊，手環(huán)GPS模塊、報(bào)警按鈕和報(bào)警顯示單元分別與手環(huán)ZigBee模塊相連;所述網(wǎng)關(guān)包括處理器、與處理器相連的網(wǎng)關(guān)ZigBee模塊、與網(wǎng)關(guān)ZigBee模塊相連的網(wǎng)關(guān)GPS、通過(guò)網(wǎng)關(guān)藍(lán)牙模塊或網(wǎng)關(guān)WIFI模塊與處理器相連的網(wǎng)關(guān)攜帶者的移動(dòng)終端，以及給網(wǎng)關(guān)供電的網(wǎng)關(guān)電源模塊；
[0007]每個(gè)手環(huán)ZigBee模塊與網(wǎng)關(guān)ZigBee模塊共同組建通訊局域網(wǎng)，手環(huán)GPS模塊和網(wǎng)關(guān)GPS模塊分別用于獲取手環(huán)攜帶者和網(wǎng)關(guān)攜帶者的位置信息，手環(huán)ZigBee模塊用于接收手環(huán)GPS模塊和報(bào)警按鈕發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)信息，網(wǎng)關(guān)ZigBee模塊用于接收各手環(huán)ZigBee模塊和網(wǎng)關(guān)GPS模塊發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)信息，處理器用于處理網(wǎng)關(guān)ZigBee模塊和網(wǎng)關(guān)攜帶者的移動(dòng)終端發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)信息。
[0008]進(jìn)一步地，所述手環(huán)GPS通過(guò)手環(huán)藍(lán)牙模塊與手環(huán)攜帶者的移動(dòng)終端相連。
[0009]進(jìn)一步地，所述報(bào)警顯示單元包括LED燈、振動(dòng)器和蜂鳴器中的至少一種，LED燈、振動(dòng)器和蜂鳴器分別與手環(huán)ZigBee模塊相連。
[0010]進(jìn)一步地，所述手環(huán)本體包括手環(huán)上段本體和手環(huán)下段本體，手環(huán)上段本體和手環(huán)下段本體通過(guò)鉸鏈相連接。
[0011 ]進(jìn)一步地，所述網(wǎng)關(guān)還包括與處理器相連的SD卡模塊，SD卡模塊通過(guò)3G模塊與Internet 相連。
[0012]進(jìn)一步地，所述處理器采用的是STM32處理器，網(wǎng)關(guān)WIFI模塊的CE腳、SO腳、SI腳和SCK腳分別接STM32處理器的73腳PB12、75腳PB14、76腳PB15及74腳roi3;網(wǎng)關(guān)藍(lán)牙模塊的RX腳和TX腳分別接STM32處理器的70腳PB 11及69腳PB 1。
[0013]進(jìn)一步地，所述網(wǎng)關(guān)ZigBee模塊和所述每個(gè)手環(huán)ZigBee模塊通過(guò)以下方式進(jìn)行抗同頻干擾:
[0014]空閑信道評(píng)估技術(shù)、或動(dòng)態(tài)信道選擇技術(shù)、或信道算法技術(shù)、或直序擴(kuò)頻技術(shù)、或跳頻擴(kuò)頻技術(shù)、或應(yīng)答重傳和幀緩存技術(shù)。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016]1、6?5對(duì)個(gè)體用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，通過(guò)2188的、藍(lán)牙以及36通訊之間的數(shù)據(jù)交換，保證戶外活動(dòng)中人員的位置信息可以由親屬或朋友實(shí)時(shí)查詢；
[0017]2、在一些情況惡劣的自然環(huán)境下，可能是3G/4G、GPS信號(hào)盲區(qū)，利用ZigBee自身作為定位錨點(diǎn)仍可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)互通與定位；
[0018]3、可記錄并通過(guò)數(shù)據(jù)交換上傳個(gè)體的行走軌跡，便于找回戶外活動(dòng)中走失的個(gè)體；
[0019]4、網(wǎng)關(guān)將手環(huán)個(gè)體的數(shù)據(jù)信息通過(guò)采集與處理，可將每個(gè)手環(huán)攜帶者的位置信息發(fā)送至網(wǎng)關(guān)攜帶者的移動(dòng)終端，便于其觀察群體中每位成員的位置信息，進(jìn)而對(duì)群體進(jìn)行管理，保證個(gè)體安全；
[0020]5、ZigBee通訊技術(shù)解決了跨境旅游時(shí)通訊資費(fèi)高的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明戶外實(shí)時(shí)定位通訊系統(tǒng)中手環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明戶外實(shí)時(shí)定位通訊系統(tǒng)中網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明戶外實(shí)時(shí)定位通訊系統(tǒng)的系統(tǒng)關(guān)聯(lián)圖；
[0024]圖4為WIFI模塊電路圖；
[0025]圖5為藍(lán)牙模塊電路圖；
[0026]圖6為Zigbee模塊電路圖；
[0027]圖7為SD卡模塊電路圖；
[0028]圖8為STM32處理器模塊電路圖。
[0029]圖中各部件標(biāo)號(hào)如下:手環(huán)GPS模塊1、手環(huán)ZigBee模塊2、手環(huán)藍(lán)牙模塊3、手環(huán)電源模塊4、振動(dòng)器5、蜂鳴器6、LED燈7、報(bào)警按鈕8、鉸鏈9、手環(huán)本體1、電源開(kāi)關(guān)11。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0031]本發(fā)明的戶外實(shí)時(shí)定位通訊系統(tǒng)包括至少一個(gè)手環(huán)和網(wǎng)關(guān)，如圖1所示為手環(huán)結(jié)構(gòu)不意圖，如圖2所不為網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)不意圖。
[0032]如圖1所示每個(gè)手環(huán)包括手環(huán)本體10、手環(huán)ZigBee模塊2、手環(huán)GPS模塊1、手環(huán)藍(lán)牙模塊3、報(bào)警按鈕8、報(bào)警顯示單元、電源開(kāi)關(guān)11及給手環(huán)供電的手環(huán)電源模塊4，報(bào)警顯示單元包括LED燈7、振動(dòng)器5和蜂鳴器6中的至少一種，本實(shí)施例中LED燈7、振動(dòng)器5和蜂鳴器6三者都包括;手環(huán)本體10包括手環(huán)上段本體和手環(huán)下段本體，手環(huán)上段本體和手環(huán)下段本體通過(guò)鉸鏈9相連接。手環(huán)ZigBee模塊2、手環(huán)GPS模塊1、手環(huán)藍(lán)牙模塊3及手環(huán)電壓模塊4均設(shè)置在手環(huán)本體10內(nèi)，電源開(kāi)關(guān)11、報(bào)警按鈕8及LED燈7、振動(dòng)器5和蜂鳴器6均設(shè)置在手環(huán)本體10表面上，手環(huán)GPS模塊1、報(bào)警按鈕8、LED燈7、振動(dòng)器5和蜂鳴器6分別與手環(huán)ZigBee模塊2相連，手環(huán)GPS模塊I與手環(huán)藍(lán)牙模塊3，手環(huán)藍(lán)牙模塊3與手環(huán)攜帶者移動(dòng)終端的藍(lán)牙模塊相連；
[0033]如圖2所不為網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)不意圖，包括STM32處理器、網(wǎng)關(guān)ZigBeeI^塊、網(wǎng)關(guān)GPS、網(wǎng)關(guān)藍(lán)牙模塊、網(wǎng)關(guān)WIFI模塊、SD卡模塊、3G模塊、網(wǎng)關(guān)攜帶者移動(dòng)終端及給網(wǎng)關(guān)供電的網(wǎng)關(guān)電源模塊，網(wǎng)關(guān)ZigBee模塊、SD卡模塊、網(wǎng)關(guān)藍(lán)牙模塊和網(wǎng)關(guān)WIFI模塊均與STM32處理器相連，網(wǎng)關(guān)GPS與網(wǎng)關(guān)ZigBee模塊相連，SD卡模塊通過(guò)3G模塊與外部的Internet相連，網(wǎng)關(guān)藍(lán)牙模塊和網(wǎng)關(guān)WIFI模塊分別與網(wǎng)關(guān)攜帶者移動(dòng)終端的藍(lán)牙模塊和WIFI模塊相連。
[0034]結(jié)合圖3所示，每個(gè)手環(huán)ZigBee模塊與網(wǎng)關(guān)ZigBee模塊共同組建通訊局域網(wǎng)，網(wǎng)關(guān)是整個(gè)局域網(wǎng)的核心，它主導(dǎo)局域網(wǎng)的建立，局域網(wǎng)主要負(fù)責(zé)本地信息的傳輸。手環(huán)GPS模塊和網(wǎng)關(guān)GPS模塊分別用于獲取手環(huán)攜帶者和網(wǎng)關(guān)攜帶者的位置信息，分別將位置信息通過(guò)手環(huán)ZigBee模塊和網(wǎng)關(guān)ZigBee模塊上傳到局域網(wǎng)。手環(huán)ZigBee模塊用于接收手環(huán)GPS模塊和報(bào)警按鈕發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)信息，網(wǎng)關(guān)ZigBee模塊用于接收各手環(huán)ZigBee模塊和網(wǎng)關(guān)GPS模塊發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)信息，STM32處理器用于處理網(wǎng)關(guān)ZigBee模塊和網(wǎng)關(guān)攜帶者的移動(dòng)終端發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)信息。
[0035]網(wǎng)關(guān)ZigBee模塊用于接收各手環(huán)ZigBee模塊和網(wǎng)關(guān)GPS模塊發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)信息，并將接收到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至STM32處理器，STM32處理器將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換后發(fā)送給網(wǎng)關(guān)WIFI模塊或網(wǎng)關(guān)藍(lán)牙模塊，網(wǎng)關(guān)WIFI模塊或網(wǎng)關(guān)藍(lán)牙模塊再將數(shù)據(jù)信息發(fā)送給移動(dòng)終端；另外，網(wǎng)關(guān)攜帶者通過(guò)移動(dòng)終端發(fā)出的控制指令通過(guò)移動(dòng)終端藍(lán)牙模塊或移動(dòng)終端WIFI模塊傳送至網(wǎng)關(guān)藍(lán)牙模塊或網(wǎng)關(guān)WIFI模塊，網(wǎng)關(guān)藍(lán)牙模塊或網(wǎng)關(guān)WIFI模塊將控制指令發(fā)送至STM32處理器，STM32處理器將控制指令處理后發(fā)送至網(wǎng)關(guān)ZigBee模塊，網(wǎng)關(guān)ZigBee模塊再將控制指令發(fā)送至相應(yīng)的手環(huán)ZigBee模塊，手環(huán)ZigBee模塊將控制指令處理后發(fā)送至報(bào)警顯示單元。
[0036]SD卡模塊用于儲(chǔ)存STM32處理器發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)信息，并將數(shù)據(jù)信息發(fā)送至3G模塊，進(jìn)而發(fā)送至