專利名稱：對監(jiān)護對象的游園位置進行跟蹤的監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種結構與構思都非常新穎的計算機應用裝置，確切地說， 涉及一種對監(jiān)護對象的游園位置進行跟蹤的監(jiān)控系統(tǒng)，屬于目標位置跟蹤設備 技術領域。
背景技術：
目前，隨著城市化進程的快速發(fā)展，公園已經成為城市中最為普及的公共 活動場所。由于城市建設越來越緊湊，市民可以用來休閑活動的場所也越來越 少，而公園已經成為大多數市民鍛煉身體、休閑放松、娛樂活動和接觸自然的 主要場所，特別對于少年兒童來說，經常接觸大自然更是其身心健康成長不可 或缺的條件之一，為此，越來越多的父母在傍晚或節(jié)假日會帶領孩子到公園游 玩。
由于公園中的兒童越來越多，兒童丟失和發(fā)生意外傷害的事情時有發(fā)生， 因此，如何對在公園里隨意玩耍的兒童實行監(jiān)管就成為 一個非常重要和緊迫的 問題。這是因為家長在公園中很難做到時時刻刻地都盯著孩子，何況，大多數 兒童都是活潑、好動，充滿奇心。家長們稍不留神就可能導致孩子跑丟，或者 到達危險的地方。因此，急需有種簡易、便利的設備能夠幫助家長隨時隨地的
監(jiān)測到兒童所在的具體位置，可以幫助家長選擇快捷的路徑尋找到兒童；而且， 一旦兒童跑出家長預設的范圍或者公園的范圍時就立即報警；當兒童到達公園 中一些對于兒童較為危險的地方時，也會給家長發(fā)出提醒。這樣可以使得家長 帶領孩子到公園游玩時，更加放心，并減少兒童出現危險的可能。
此外，由于家長需要隨時掌握兒童的身心狀態(tài)，了解兒童的性格特征和興 趣愛好，以便于實行因材施教，使其獲得最好的健康發(fā)展。而兒童的這些信息 在公園中游玩時是最容易體現和監(jiān)測出來，因此，如果能夠有個電子設備將兒童在游玩過程中的心跳、體溫、行走路線和速度都記錄下來，以便于分析兒童 當前的身體狀態(tài)、性格特征和興趣愛好，那是許多家長所盼望和需求的。
為此，急需研發(fā)一種能夠在游園過程中既能隨時隨地監(jiān)測兒童所在位置，
保障兒童安全游園；又能分析兒童性格和身心狀態(tài)的便攜電子裝備，以輔助家 長培育孩子健康成長。

實用新型內容
有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種既能在游園過程中準確定位兒童 所在位置，并及時給出危險警告，還能對相關數據分析兒童身心狀況和性格特 征的對監(jiān)護對象的游園位置進行跟蹤的監(jiān)控系統(tǒng)，以便能夠在游園過程中輔助 家長監(jiān)護和培育兒童。
為了達到上述目的，本實用新型提供了 一種對監(jiān)護對象的游園位置進行跟 蹤的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括 一個基站，多架天線和多個配套 設置的家長監(jiān)視器及其兒童監(jiān)測裝置；其中
所述基站是由中央處理器CPU及其通過總線連接的外圍器件硬盤、內部 存儲器、網卡、顯示器和鍵盤組成的PC服務器，該外圍器件還包括有用于 無線收發(fā)數據的擴頻收發(fā)部件，該擴頻收發(fā)部件藉由有線和/或無線連接用于與 各個家長監(jiān)視器和兒童監(jiān)測裝置交換信息的所述多架天線；在硬盤中存儲有用 于跟蹤兒童所在位置的跟蹤服務模塊；
所述每個配套設置的家長監(jiān)視器及其兒童監(jiān)測裝置都是由一臺家長監(jiān)視器 和一個或多個兒童監(jiān)測裝置所構成；其中家長監(jiān)視器設有嵌入式處理器芯片及 其通過總線連接的多個外圍器件只讀存儲器ROM,隨機存儲器Flash芯片， 喇叭和話筒，微型天線，擴頻收發(fā)部件，使用聲、光或震動作告警提示的報警 部件，用于向基站注冊家長身份信息及其配套監(jiān)管的一個或多個兒童信息的家 長信息注冊部件，用于呼叫兒童和接收兒童呼叫的呼叫控制部件，以及用于將 包括地圖、家長和兒童的所在位置、尋找兒童的最優(yōu)路徑展示、告警信息以及 兒童身心狀態(tài)和性能特征的各種信息顯示在屏幕上的液晶顯示部件；該兒童監(jiān)測裝置包括嵌入式處理器芯片及其通過總線連接的多個外圍器件只讀存儲器 ROM,隨機存儲器Flash芯片，喇叭和話筒，微型天線，擴頻收發(fā)部件，用于 向基站注冊兒童信息的兒童信息注冊部件，用于呼叫家長和接收家長呼叫的呼 叫控制部件。
所述基站的硬盤中還存儲有用于分析兒童身心狀態(tài)和性格特征的附加服務 模塊，所述兒童監(jiān)測裝置的外圍器件還包括用于監(jiān)測兒童體溫和心跳的體溫 傳感器和心跳震動傳感器，以及周期性地分別將體溫傳感器和心跳震動傳感器 采集到的兒童體溫和心跳信息，再與時間及其位置、速度信息綁定在一起，作 為該兒童的某個時間點的狀態(tài)信息數據包而發(fā)送給基站的兒童信息采集部件。
所述基站、家長監(jiān)視器和兒童監(jiān)測裝置中安裝的擴頻收發(fā)部件都是采用低 功耗、抗干擾性強的擴頻通訊方式實現該系統(tǒng)內的各個設備之間的無線傳輸。
所述在基站硬盤中存儲的跟蹤服務模塊內設有下述子模塊通過基于距離 的定位算法準確定位兒童位置的定位子模塊，自動根據公園環(huán)境和兒童位置來 判斷兒童是否處于危險中的危險告警子模塊，自動計算家長所處位置到兒童所 在地的最短路徑選擇子模塊。
所述附加服務模塊內設有下述子模塊根據兒童的心跳、體溫以及行走路 線、所在位置和速度來推測兒童當前的身心健康狀態(tài)的身心狀態(tài)監(jiān)測子模塊， 自動通過長期的統(tǒng)計參數來發(fā)現兒童的性格特征的性格預測子模塊。
所述多架天線是采用重疊部署方式分布地設置在公園的不同位置，保證每 個區(qū)域至少有4架以上的天線能夠覆蓋之，以便利用4架天線實現準確定位， 并有較強的抗干擾能力。
對于公園內無線信號遮擋嚴重的地區(qū)要額外增設天線，以保證沒有無線信 號的傳輸死角。
- 所述家長監(jiān)視器是外觀為掌上電腦PDA的、便于攜帶的手持監(jiān)視裝置，其 控制面板設有顯示屏和按鍵區(qū)，其中的顯示屏分為兩部分位于屏幕中上部、 并占用屏幕絕大部分區(qū)域的位置顯示區(qū)，以及位于屏幕下側的摘要信息顯示區(qū)； 下側的按鍵區(qū)設有呼叫鍵、發(fā)送鍵、復位鍵、導航鍵；兒童監(jiān)測裝置的外觀是能夠直接戴在兒童手腕上的手表。
本實用新型是一種基于無線測距定位算法的對監(jiān)護對象的游園位置進行跟 蹤的監(jiān)控系統(tǒng)，它主要依靠基站的多個天線對各個家長監(jiān)視器及其配套的兒童
監(jiān)測裝置進行無線定位，從而幫助家長獲得其帶領的兒童的準確位置信息；用 于幫助家長在公園或其它戶外場所監(jiān)控兒童的位置信息，從而確保兒童不會跑 丟，也不會發(fā)生危險。基站還能根據公園的實際地理狀況判斷兒童是否離開公 園，或者是否臨近或到達了危險的位置，以便及時通過家長監(jiān)視器通知家長。 此外，基站可以根據家長監(jiān)視器和兒童監(jiān)測裝置所處位置以及公園的道路狀況 制定出家長尋找到兒童的最短路徑，并通過家長監(jiān)視器給家長顯示，幫助家長 能盡快找到兒童，基站還可通過兒童監(jiān)測裝置采集到兒童在每個時刻所處位置、 體溫和心跳，從而推測出當前兒童的身心狀態(tài)以及兒童的性格特征和興趣愛好， 并通過家長監(jiān)視器展示給家長，以便家長更好地照看和培育兒童。
本實用新型系統(tǒng)的結構新穎、筒單，制造容易，維護使用方便，其主要的 信息處理功能是由基站完成的，家長監(jiān)視器和兒童佩戴的兒童監(jiān)測裝置都非常 輕巧、靈便、易于攜帶。它從兒童在公園中需要監(jiān)管的實際應用場景出發(fā)，基 于無線擴頻傳輸技術，能夠在不影響兒童健康的基礎上精確定位兒童的位置。 考慮到公園中的環(huán)境復雜，為提高無線多點定位技術，本實用新型采用基于距 離的、多點定位算法來解決準確定位問題，實現準確的監(jiān)控，能夠盡可能地減 少無線傳輸過程中的干擾帶來的定位誤差。該系統(tǒng)的功能多，不僅可以監(jiān)控兒 童距離家長的遠近、是否離開公園以及距離危險區(qū)域是否過近等，還能夠檢測 兒童在不同運動速度和不同場合下的心跳和體溫，更有效地推測兒童當前的身 體和心理的健康程度；并能根據長期的統(tǒng)計參數以及兒童在游園過程中的習慣 路線和感興趣區(qū)域等數據，推測兒童的性格特征和興趣愛好。因此，本實用新 型具有很好的推廣應用前景。


圖1是本實用新型對監(jiān)護對象的游園位置進行跟蹤的監(jiān)控系統(tǒng)組成示意圖。圖2是本實用新型對監(jiān)護對象的游園位置進行跟蹤的監(jiān)控系統(tǒng)的控制電路結構組成示意圖。
圖3是本實用新型對監(jiān)護對象的游園位置進行跟蹤的監(jiān)控系統(tǒng)的家長監(jiān)視器的外觀示意圖。
圖4是本實用新型對監(jiān)護對象的游園位置進行跟蹤的監(jiān)控系統(tǒng)的家長監(jiān)視器的控制面板格局示意圖。
圖5是本實用新型對監(jiān)護對象的游園位置進行跟蹤的監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)護對象游園位置跟蹤器的兒童信息監(jiān)測裝置外觀示意圖。
圖6是本實用新型對監(jiān)護對象的游園位置進行跟蹤的監(jiān)控系統(tǒng)的多點定位計算方法示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，
以下結合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述。
參見圖1,介紹本實用新型基于無線測距定位算法的對監(jiān)護對象的游園位置進行跟蹤的監(jiān)控系統(tǒng)的結構組成，包括 一個由PC服務器組成的基站，多架天線和多個配套設置的家長監(jiān)視器及其兒童監(jiān)測裝置；其中每臺家長監(jiān)視器能夠檢測其配套的一個或多個兒童監(jiān)測裝置。多架天線則是采用重疊部署方式分布地設置在公園的不同位置，保證每個區(qū)域至少有4架以上的天線能夠覆蓋之，以便利用4架天線實現準確定位，并有較強的抗干擾能力。每架天線都能用于接收各個家長監(jiān)視器或兒童監(jiān)測裝置中的微型天線發(fā)送的信息。對于公園內無線信號遮擋嚴重的地區(qū)要額外增設天線來覆蓋該區(qū)域，以保證沒有無線信號的傳輸死角。多架天線接收到同一臺兒童監(jiān)測裝置中的微型天線發(fā)送來的信息后，可以將信息進行融合，提高信息的準確率。
本實用新型系統(tǒng)中的基站、家長監(jiān)視器和兒童監(jiān)測裝置中安裝的擴頻收發(fā)部件(包括采用擴頻天線)都是采用低功耗、抗干擾性強的擴頻通訊方式實現該系統(tǒng)內的各個設備之間的無線傳輸。這樣能夠大大降低無線信號的發(fā)射功率，
8能在不影響兒童健康的前提下，精確定位兒童位置，并減低對游人身體的電磁輻射影響。具有很強抗干擾能力的無線擴頻技術還能夠很好地適應公園的復雜環(huán)境。
參見圖2,介紹本實用新型系統(tǒng)中的各個設備的控制電路結構組成。其中
基站是由中央處理器CPU及其通過總線連接的外圍器件硬盤、內部存儲器、網卡、顯示器和鍵盤組成的PC服務器，擴充的外圍器件還包括有用于無線收發(fā)數據的低功率、抗干擾能力強的擴頻收發(fā)部件，該擴頻收發(fā)部件藉由有線和/或無線連接用于與各個家長監(jiān)視器和兒童監(jiān)測裝置交換信息的多架天線；在硬盤中存儲有用于跟蹤兒童所在位置的跟蹤服務模塊，以及供選配設的用于分析兒童身心狀態(tài)和性格特征的附加服務模塊。該跟蹤服務模塊內設有下述子模塊通過基于距離的定位算法準確定位兒童位置的定位子模塊，自動根據公園環(huán)境和兒童位置來判斷兒童是否處于危險中的危險告警子模塊，自動計算家長所處位置到兒童所在地的最短路徑選擇子模塊。附加服務模塊進一步包括的子模塊是根據兒童的心跳、體溫以及行走路線、所在位置和速度來推測出兒童當前的身心健康狀態(tài)的身心狀態(tài)監(jiān)測子模塊和自動通過長期的統(tǒng)計參數來發(fā)現兒童的性格特征的性格預測子模塊。
參見圖3，介紹本實用新型中的家長監(jiān)視器，它是一個外觀類似PDA的、便于攜帶的手持監(jiān)視裝置，家長監(jiān)視器設有嵌入式處理器芯片及其通過總線連接的多個外圍器件只讀存儲器ROM，隨機存儲器Flash芯片，喇叭和話筒，微型天線，擴頻收發(fā)部件，使用聲、光或震動作告警提示的報警部件(聲告警是通過喇。八向用家長送報警鈴聲，或通過語言提示報警摘要；光報警是在液晶顯示屏上顯出報警提示和最優(yōu)路徑展示；震動報警是由微型馬達實現振動，以便在嘈雜環(huán)境中提醒家長)，用于向基站注冊家長身份信息及其配套監(jiān)管的一個或多個兒童信息的家長信息注冊部件，該家長信息注冊部件主要實現家長監(jiān)視器在基站上的注冊功能，將家長監(jiān)視器及其配套的一個或多個兒童監(jiān)測裝置進行綁定，還負責向基站發(fā)送其所歸屬的家長監(jiān)視器所預設的包括告警距離門限值、告警方式的相關信息。用于呼叫兒童和接收兒童呼叫的呼叫控制部件，以及用于將包括地圖、家長和兒童的所在位置、尋找兒童的最優(yōu)路徑展示、告警 信息以及兒童身心狀態(tài)和性能特征的各種信息顯示在屏幕上的液晶顯示部件。 家長監(jiān)視器的液晶顯示部件采用高分辨率液晶屏制成，其顯示面板格局如
圖5所示，設有顯示區(qū)和按M:區(qū)，顯示區(qū)中又分為兩部分占用屏幕絕大部分 區(qū)域的位于屏幕中上部的位置顯示區(qū)，以及摘要信息顯示區(qū)。位置顯示區(qū)用于 顯示公園地圖，地圖信息能隨著家長和孩子的移動而作調整，以保證家長和孩 子能同時實時地顯示在屏幕中，并以不同顏色的圓圈分別顯示其在公園中的相 應位置，圓圈旁邊有當前家長和兒童移動方向的指示箭頭，兒童和家長之間的 直線距離顯示在左上角；地圖可調整大小，以便將家長和兒童的位置顯示出來， 并能夠清晰地看出家長和兒童周圍的環(huán)境。還可顯示家長和兒童間的最短;咯徑 以及指示家長行走的方向。摘要顯示區(qū)可以顯示告警信息的詳細內容，兒童的 運動速度、體溫、心跳以及推測出兒童的身心狀態(tài)，此外還可以根據活動位置 統(tǒng)計顯示兒童性格特征和興趣愛好。
參見圖5,介紹兒童監(jiān)測裝置的外形和內部控制電路的結構組成其外觀 類似手表狀，考慮到要方便兒童攜帶，設計盡量簡潔，體積小，可直接戴在兒 童手腕上，既不影響兒童的正?；顒?，還比較美觀。其控制電路包括嵌入式處 理器芯片及其通過總線連接的多個外圍器件只讀存儲器ROM,隨機存儲器 Flash芯片，喇叭和話筒，微型天線，擴頻收發(fā)部件，用于向基站注冊兒童信息 的兒童信息注冊部件，用于呼叫家長和接收家長呼叫的呼叫控制部件。其外圍 器件還包括用于監(jiān)測兒童體溫和心跳的體溫傳感器和心跳震動傳感器，以及 周期性地分別將體溫傳感器和心跳震動傳感器采集到的兒童體溫和心跳信息， 再與時間及其位置、速度信息綁定在一起，作為該兒童的某個時間點的狀態(tài)信 息數據包而發(fā)送給基站的兒童信息采集部件。該裝置可以監(jiān)測兒童所在位置及 其心跳、體溫等信息，并通過擴頻碼將這些信息發(fā)送給附近的多個基站。該裝 置具有呼叫功能，發(fā)生意外時，兒童按動按鈕，呼喚家長，使家長可盡快趕來。
下面簡要說明本實用新型的工作原理和搡作方法
基站和天線安裝好后，本實用新型游園跟蹤系統(tǒng)就可正常運轉。家長帶著一套家長監(jiān)視器及其兒童監(jiān)測裝置第一次到達公園時，需要執(zhí)行注冊操作基 站收到家長監(jiān)視器的注冊信息后，給該家長監(jiān)視器分配固定的ID,然后，兒童 監(jiān)測裝置向基站發(fā)送與該家長監(jiān)視器的綁定消息，基站收到綁定消息后，給兒 童監(jiān)測裝置也分配固定的ID，并將該ID與相應家長監(jiān)視器的ID進行綁定。以 后家長再來公園時，家長監(jiān)視器就直接向基站發(fā)送注冊請求。
完成注冊后，兒童監(jiān)測裝置通過傳感器測量兒童的心跳和體溫，并每隔一 秒通過擴頻收發(fā)部件向基站設備發(fā)送監(jiān)測信息；家長監(jiān)視器每隔一秒通過發(fā)射 裝置向基站發(fā)送定位信息；基站接收到兒童監(jiān)測裝置和家長監(jiān)視器發(fā)來的信息 后，通過定位技術確定兒童和家長在公園中所處位置，并將兒童和家長的位置 信息發(fā)送到家長監(jiān)視器。家長監(jiān)視器接收到兒童和家長位置信息后，將其坐標 以定制方式顯示在屏幕上；同時，基站計算兒童所處位置，如果超出公園范圍， 或者距離家長過遠，或者距離危險區(qū)域過近，都向家長監(jiān)視器發(fā)送告警信息， 家長監(jiān)視器接收到兒童危險告警信息后，立刻通過鳴叫、震動、發(fā)出亮光或圖 像等方式報警。
基站的定位模塊是根據從多架天線接收到的同 一個家長監(jiān)視器及其配套的 各個兒童監(jiān)測裝置中的微型天線發(fā)射來的信號來測算每架天線距離該家長監(jiān)視 器及其配套的兒童監(jiān)測裝置的距離和方向，也就是采用4點定位法來準確計算 處于檢測范圍內的每臺設備所處的位置。
下面參見圖6，介紹本實用新型采用的這種4點定位方法，例如圖6中 的 ，A2， A3， A^分別表示位于公園內不同位置的四架天線的安裝位置，每架 天線可以根據無線電波的發(fā)射時間測定出它們到達安裝有某個微型天線設備 (家長監(jiān)視器或兒童監(jiān)測裝置)的距離d;， d2, d3，山，然后以每架天線為圓心， 各個天線到被監(jiān)測設備的距離為半徑畫4個圓(如圖6所示)。每兩個圓之間的 交點可能是0個、l個或2個，先選取這4個圓中任意兩個圓之間的所有交點， 再在這些交點中選取3個相互位置最近的交點pl(xl,yl)， p2(x2,y2)， p3(x3,y3)，xl + x2 +
;c =—
3
則這三個交點的中心點就是被監(jiān)測用戶設備的所在位置p(x，y):
基站的危險告警子模塊的作用是當兒童離開家長的距離超過設定長度時、 兒童離開公園范圍時、或者兒童距離公園中危險區(qū)域過近時，都會被觸發(fā)告警。
公園內的任意物體的位置坐標都能用平面的橫、縱兩個坐標表示為(X，Y), 那么，家長監(jiān)視器或兒童監(jiān)測裝置之間的距離&用下述公式表示
—(x,-;^.)2+(1^)2 。家長可以設定報警距離當家長和兒童之間的距
離4超過報警距離^時，就會觸發(fā)家長監(jiān)視器中的危險告警子模塊發(fā)出告警信 息。通常，基站設置在公園的中心附近，它的坐標為(Xc,Yc)，再事先設定兒童 在公園里的活動范圍是與基站的中心位置的距離^以內的區(qū)域，再按照上述家 長監(jiān)視器與兒童監(jiān)測裝置之間的距離&計算公式來計算每個兒童監(jiān)測裝置 (X,，Y》到基站的距離4，當該兒童監(jiān)測裝置到基站的距離4超過公園的范圍(即 A)時，就觸發(fā)家長監(jiān)視器中的危險告警子模塊發(fā)出兒童離開公園的告警信息。
為此，人們可以在公園中為每個危險區(qū)域設定一個位置標示，其坐標為 (Xrf，Y》，家長再設置該危險區(qū)域的安全距離A,再按照上述公式計算每個兒童 監(jiān)測裝置(X,，Y》到各個危險區(qū)域的距離4/,當4/>&時，家長監(jiān)視器中的危險 告警子模塊就觸發(fā)靠近危險區(qū)域告警。
本實用新型基站內選配的附加服務模塊中的身心狀態(tài)監(jiān)測子模塊可根據兒 童的心跳、體溫以及行走的路線和速度來推測出兒童當前的身心健康狀態(tài)。在 公園中兒童通常處于靜止或運動狀態(tài)，在較長的靜止狀態(tài)，可獲取兒童的體溫 和心跳作為平靜時的狀態(tài)信息。兒童的運動速度為v，再統(tǒng)計？時段內的速度作 為平均速度v。，設定靜止狀態(tài)的平均速度門限值為vs，當v。々s時，認為時間段 /內，兒童處于靜止狀態(tài)，這時候統(tǒng)計兒童的心跳平均值并分別設定靜止 狀態(tài)健康的最高心跳值Affi和最低心跳值Au。當檢測到的兒童的心跳平均值& 位于上述最高心跳值Affi和最低心跳值Au之間的某個數值時，認為兒童處于健 康狀態(tài)，否則處于非健康狀態(tài)。當兒童某一天在公園中經常運動的速度較高時，
12認為他(她)處于較為興奮狀態(tài)；否則，認為他(她)處于抑郁狀態(tài)。再檢測
到兒童當天在公園中運動速度高于w的時間為"當天在公園中的總時間為&， 如果"乂&的比值大于門限值"時，就認為兒童處于興奮狀態(tài)，否則為抑郁狀態(tài)。 基站的性格預測子模塊通過長期的統(tǒng)計參數來發(fā)現兒童的性格特征和興趣 愛好。當兒童長期在公園中運動速度較高時，認為他(她)的性格較為活躍， 否則認為他(她)性格較為內向。假設兒童在公園中長期運動速度高于w的時 間為&,長期在公園中的總時間為則當"A的比值大于門卩艮值^于，就認為 兒童性格較為活躍，否則，其性格較為內向。當兒童長期在公園中處于某個位 置時，可以認為兒童對該位置的事物具有較大興趣。例如，兒童在公園中長期 處于地點戶的時間為當$大于門限值&時，就認為兒童對于地點/7附近的 事物較為感興趣。
基站還可以根據兒童和家長在公園中分別所處位置以及公園的地圖，計算 出家長和兒童之間最短路徑，并且將路徑信息發(fā)送給家長監(jiān)視器，家長監(jiān)視器 收到路線信息后，將其標示在顯示屏上，并通過箭頭指示現在要行走的方向， 基站可根據家長位置的變化來確定家長行走路線是否正確，并且隨時矯正家長 應該行走的方向，并把矯正信息發(fā)送到家長監(jiān)視器。
家長或兒童需要呼喚對方時，可以分別按動各自設備上的呼叫按鈕，當按 鈕按下后，家長監(jiān)視器或兒童監(jiān)測裝置都是通過呼叫控制部件向基站發(fā)送呼叫 請求，基站收到呼叫請求后，向被呼叫方發(fā)送呼叫請求。家長監(jiān)視器或兒童監(jiān) 測裝置的呼叫控制部件接收到呼叫請求后，通過鳴笛、振動等方式提醒被呼叫
方；被呼叫方則按壓呼叫按鈕來響應呼叫。
兒童監(jiān)測裝置通過傳感器測量兒童的心跳和體溫，并每間隔一秒通過微型 天線向基站發(fā)送監(jiān)測信息，基站接收到兒童監(jiān)測裝置發(fā)來的信息后，將兒童運 動路線和該路線相應位置的心跳和體溫都記錄下來，同時配以存儲的公園地圖， 采用統(tǒng)計分析方法，能夠估算出兒童目前的心理狀態(tài)，并發(fā)送到家長監(jiān)^L器。 基站通過對兒童在公園里的行為特征的長期統(tǒng)計，還能夠挖掘出兒童的性格特 征和興趣愛好，并定時發(fā)送給家長監(jiān)^L器。
權利要求1、一種對監(jiān)護對象的游園位置進行跟蹤的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括一個基站，多架天線和多個配套設置的家長監(jiān)視器及其兒童監(jiān)測裝置；其中所述基站是由中央處理器CPU及其通過總線連接的外圍器件硬盤、內部存儲器、網卡、顯示器和鍵盤組成的PC服務器，該外圍器件還包括有用于無線收發(fā)數據的擴頻收發(fā)部件，該擴頻收發(fā)部件藉由有線和/或無線連接用于與各個家長監(jiān)視器和兒童監(jiān)測裝置交換信息的所述多架天線；在硬盤中存儲有用于跟蹤兒童所在位置的跟蹤服務模塊；所述每個配套設置的家長監(jiān)視器及其兒童監(jiān)測裝置都是由一臺家長監(jiān)視器和一個或多個兒童監(jiān)測裝置所構成；其中家長監(jiān)視器設有嵌入式處理器芯片及其通過總線連接的多個外圍器件只讀存儲器ROM，隨機存儲器Flash芯片，喇叭和話筒，微型天線，擴頻收發(fā)部件，使用聲、光或震動作告警提示的報警部件，用于向基站注冊家長身份信息及其配套監(jiān)管的一個或多個兒童信息的家長信息注冊部件，用于呼叫兒童和接收兒童呼叫的呼叫控制部件，以及用于將包括地圖、家長和兒童的所在位置、尋找兒童的最優(yōu)路徑展示、告警信息以及兒童身心狀態(tài)和性能特征的各種信息顯示在屏幕上的液晶顯示部件；該兒童監(jiān)測裝置包括嵌入式處理器芯片及其通過總線連接的多個外圍器件只讀存儲器ROM，隨機存儲器Flash芯片，喇叭和話筒，微型天線，擴頻收發(fā)部件，用于向基站注冊兒童信息的兒童信息注冊部件，用于呼叫家長和接收家長呼叫的呼叫控制部件。
2、 根據權利要求1所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述基站的硬盤中還存 儲有用于分析兒童身心狀態(tài)和性格特征的附加服務模塊，所述兒童監(jiān)測裝置的 外圍器件還包括用于監(jiān)測兒童體溫和心跳的體溫傳感器和心跳震動傳感器， 以及周期性地分別將體溫傳感器和心跳震動傳感器采集到的兒童體溫和心跳信 息，再與時間及其位置、速度信息綁定在一起，作為該兒童的某個時間點的狀態(tài)信息數據包而發(fā)送給基站的兒童信息采集部件。
3、 根據權利要求1所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述基站、家長監(jiān)視器 和兒童監(jiān)測裝置中安裝的擴頻收發(fā)部件都是采用低功耗、抗干擾性強的擴頻通 訊方式實現該系統(tǒng)內的各個設備之間的無線傳輸。
4、 根據權利要求1所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述在基站硬盤中存儲 的跟蹤服務模塊內設有下述子模塊通過基于距離的定位算法準確定位兒童位 置的定位子模塊，自動根據公園環(huán)境和兒童位置來判斷兒童是否處于危險中的 危險告警子模塊，自動計算家長所處位置到兒童所在地的最短路徑選擇子模塊。
5、 根據權利要求2所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述附加服務模塊內設 有下述子模塊根據兒童的心跳、體溫以及行走路線、所在位置和速度來推測 兒童當前的身心健康狀態(tài)的身心狀態(tài)監(jiān)測子模塊，自動通過長期的統(tǒng)計參數來 發(fā)現兒童的性格特征的性格預測子模塊。
6、 根據權利要求1所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述多架天線是采用重 疊部署方式分布地設置在公園的不同位置，保證每個區(qū)域至少有4架以上的天 線能夠覆蓋之，以便利用4架天線實現準確定位，并有較強的抗干擾能力。
7、 根據權利要求6所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于對于公園內無線信號遮 擋嚴重的地區(qū)要額外增設天線，以保證沒有無線信號的傳輸死角。
8、 根據權利要求1所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述家長監(jiān)視器是外觀 為掌上電腦PDA的、便于攜帶的手持監(jiān)視裝置，其控制面板設有顯示屏和按鍵 區(qū)，其中顯示屏分為兩部分位于屏幕中上部、并占用屏幕絕大部分區(qū)域的位 置顯示區(qū)，以及位于屏幕下側的摘要信息顯示區(qū)；下側的按鍵區(qū)設有呼叫鍵、 發(fā)送鍵、復位鍵、導航鍵；兒童監(jiān)測裝置的外觀是能夠直接戴在兒童手腕上的 手表。
專利摘要一種對監(jiān)護對象的游園位置進行跟蹤的監(jiān)控系統(tǒng)，由基站，多架天線和多個配套的家長監(jiān)視器及其兒童監(jiān)測裝置組成。其中基站是采用擴頻收發(fā)并連接多架天線的PC服務器，其硬盤中存儲有跟蹤兒童位置的跟蹤服務模塊。PDA外型的家長監(jiān)視器內設有報警部件、家長信息注冊部件、呼叫控制部件和液晶顯示部件；配套的手表型兒童監(jiān)測裝置則為一個或多個，其內設有兒童信息注冊部件和呼叫控制部件。本實用新型依靠基站的多個天線對各家長監(jiān)視器及其配套的兒童監(jiān)測裝置進行無線定位，幫助家長獲知其帶領的兒童在公園的準確位置，確保兒童不會跑丟和不發(fā)生危險；該系統(tǒng)可隨時采集兒童的位置、體溫和心跳，并向家長展示，便家長更好地照看、掌控和培育兒童的身心發(fā)展。
文檔編號H04W64/00GK201365346SQ200920105998
公開日2009年12月16日 申請日期2009年2月27日 優(yōu)先權日2009年2月27日
發(fā)明者張海旸, 馬境遠 申請人:馬境遠