2年的壽命。計數(shù)時鐘15、發(fā)射天 線16通過電路接入藍(lán)牙控制芯片7的對應(yīng)信號針腳，完成指定功能。計數(shù)時鐘15保證芯 片內(nèi)部時間的準(zhǔn)確性。發(fā)射天線16主要用于連接對應(yīng)的藍(lán)牙設(shè)備，如上述智能手機(jī)，以便 進(jìn)行通訊，當(dāng)然也可以與電腦等進(jìn)行通訊連接。由溫度傳感器10、蜂鳴器11和LED燈12所 組成的上述功能模塊9,通過電路接入藍(lán)牙控制芯片7的相應(yīng)信號針腳，完成各自的指定功 能。需要說明的是，智能表頭內(nèi)部還應(yīng)包括能夠保證藍(lán)牙控制芯片穩(wěn)定工作的其他電路，這 屬于現(xiàn)有公知技術(shù)。
[0029] 圖4為分離式濕度器的邏輯電路圖。分離式濕度器也使用與上述智能表頭類似的 藍(lán)牙低能耗無線微控制器。如圖4所示，分離式濕度器4的內(nèi)部電路主要包括電源14 (例 如紐扣電池CR2016)、計數(shù)時鐘15、發(fā)射天線16、藍(lán)牙控制芯片7(CC2540T)以及上述濕度 傳感器13。電源14向藍(lán)牙控制芯片7、計數(shù)時鐘15、發(fā)射天線16和濕度傳感器13等耗電 單元供電。計數(shù)時鐘15、發(fā)射天線16通過電路接入藍(lán)牙控制芯片7的對應(yīng)信號針腳，完成 指定功能。計數(shù)時鐘15保證芯片內(nèi)部時間的準(zhǔn)確性。發(fā)射天線16用于連接對應(yīng)的藍(lán)牙設(shè) 備，如上述智能手機(jī)，以便進(jìn)行通訊，當(dāng)然也可以與電腦等進(jìn)行通訊連接。濕度傳感器13通 過電路接入藍(lán)牙控制芯片7的信號針腳，濕度傳感器13感知幼兒特定部位的濕度數(shù)據(jù)。
[0030] 藍(lán)牙控制芯片能夠接收機(jī)械電子鎖扣的信號。在佩戴本實用新型的藍(lán)牙智能幼兒 監(jiān)護(hù)與定位手環(huán)時，需要扣緊機(jī)械電子鎖扣，并且將智能手機(jī)中的電子鎖設(shè)置設(shè)定為鎖定 狀態(tài)。當(dāng)手環(huán)佩戴者被允許摘下手環(huán)時，需要先使用智能手機(jī)解除電子鎖，然后才能解開機(jī) 械電子鎖扣。
[0031] 正常使用時，提前在智能手機(jī)中設(shè)定安全距離，藍(lán)牙模塊8會實時與智能手機(jī)進(jìn) 行通訊，將距離信息傳遞給藍(lán)牙控制芯片7。一旦手環(huán)佩戴者幼兒與智能手機(jī)持有者之間的 距離超出設(shè)定的安全距離，藍(lán)牙控制芯片7會啟動警報裝置，LED燈12將持續(xù)閃爍，同時蜂 鳴器11響起。
[0032] 下面對本實用新型對幼兒進(jìn)行精確有效定位的多點定位方法進(jìn)行說明。
[0033] 結(jié)合圖5,我們以三點定位為例進(jìn)行說明。
[0034] 假設(shè)幼兒的未知位置為3(1，7)，設(shè)51、52、5 3為智能手機(jī)持有者（比如幼兒園老師、 幼兒家長或者幼兒看護(hù)者）在短時間（Is)內(nèi)相對于幼兒的三個位置，這三個位置的坐標(biāo)分 別為Si(0,0)、S2 (x2,0)、S3 (x3,y3)，如圖所示。圖中的笑臉位置為智能手環(huán)佩戴者幼兒的目 標(biāo)位置（目前未知）。通過如下方法可以得到相對合適和準(zhǔn)確的定位。
[0035] 智能手機(jī)與智能表頭上的藍(lán)牙控制芯片通過藍(lán)牙進(jìn)行交互通訊，根據(jù)上述三個位 置SpS2、33相對于幼兒位置S的信號強(qiáng)度，獲得上述三個位置SS2、S3的信號強(qiáng)度解析距 離，分別設(shè)為U、L2、L3，通過數(shù)學(xué)建模的方式可以獲得目標(biāo)的相對位置，數(shù)學(xué)解法如下：
[0037] 由以上數(shù)學(xué)不等式組確定的區(qū)域即是幼兒目前相對所處的所有可能的位置，即圖 5中三個虛線圓的交集區(qū)域，從而在智能手機(jī)上顯示幼兒當(dāng)前所處的位置，即圖中笑臉?biāo)?位置。
[0038] 需要注意的是，在實際應(yīng)用中，藍(lán)牙信號的解析距離可能不夠準(zhǔn)確，這時，可以采 用多于三點的定位方法，并根據(jù)不同的場景和不同的時間點進(jìn)行合理的修正，從而提高定 位的準(zhǔn)確度，同時可以在一定程度上縮小可能的區(qū)域面積，更加高效地定位幼兒的位置。例 如，當(dāng)采用五點定位時，需要增加兩點的坐標(biāo)信息S4(x4,y4)、S5(x5,y5)，相應(yīng)的解析距離為 匕4和L5，并建立以下兩個對應(yīng)的不等式方程：
[0039] (x_x4) 2+(y_y4) L42，
[0040] (x~x5)2+(y-y5)L52〇
[0041] 在定位過程中，需要保證手環(huán)佩戴者幼兒與智能手機(jī)持有者之間其中一人的相對 穩(wěn)定。對幼兒進(jìn)行位置監(jiān)控時，可以保持智能手機(jī)持有者的位置暫時固定，以便獲得精確的 幼兒位置信息。在尋找幼兒的過程中，可以較快速地走動至另一位置，同樣獲得較為準(zhǔn)確的 幼兒位置信息。當(dāng)幼兒感知有危險或者認(rèn)為有必要時，可以按下報警按鈕6。通過報警按鈕 手動觸發(fā)警報，此時蜂鳴器11響起、LED燈12閃爍示警，并且控制藍(lán)牙控制芯片7通過藍(lán) 牙模塊8在智能手機(jī)上提示危險。另外，對于非法解除手環(huán)的機(jī)械電子鎖扣的行為，藍(lán)牙控 制芯片7將發(fā)出警報，此時蜂鳴器長響，LED燈閃爍，同時控制藍(lán)牙控制芯片7通過藍(lán)牙模 塊8向智能手機(jī)發(fā)送報警信息，智能手機(jī)上將立即顯示危險警報。
[0042] 本實用新型的溫度監(jiān)控功能可以實施連續(xù)記錄幼兒的溫度信息，對于超過預(yù)設(shè)值 的體溫或者不合理的體溫連續(xù)變化，能夠向監(jiān)護(hù)者提示幼兒是否發(fā)熱或者需要加以關(guān)心注 O
[0043] 本實用新型將分離式濕度器安裝在幼兒的特定部位（比如內(nèi)褲）上，其中的濕度 傳感器會實時監(jiān)測濕度數(shù)據(jù)的變化，以此判斷幼兒是否發(fā)生了遺尿行為，從而提醒監(jiān)護(hù)者 及時給幼兒更換衣物。
[0044] 本實用新型可以在智能手機(jī)應(yīng)用端的配合下完成大量數(shù)據(jù)的處理和多形式的數(shù) 據(jù)顯示，并及時發(fā)出相應(yīng)的警報。本實用新型可以實現(xiàn)多幼兒的監(jiān)護(hù)服務(wù)，幼兒園老師根據(jù) 智能手機(jī)終端的提示信息，能夠?qū)崿F(xiàn)對大量幼兒的同時連續(xù)監(jiān)護(hù)，比如在幼兒園上下課和 上下學(xué)時，對班級全體學(xué)生進(jìn)行自動簽到、簽離和點名。
【主權(quán)項】
1. 一種藍(lán)牙智能幼兒監(jiān)護(hù)與定位手環(huán)，包括智能表頭（1)和手環(huán)主體（2)，智能表頭 (I) 安裝在手環(huán)主體（2)上，其特征在于：所述手環(huán)主體（2)的兩端頭之間安裝有能將所述 手環(huán)主體⑵兩端頭扣合的機(jī)械電子鎖扣（3);所述智能表頭⑴包括藍(lán)牙控制芯片（7)、 溫度傳感器（10)、蜂鳴器（11)、LED燈（12)和報警按鈕（6)，所述溫度傳感器（10)、蜂鳴器 (II) 和LED燈（12)組成一個功能模塊（9)，所述藍(lán)牙控制芯片（7)與該功能模塊（9)電連 接，其中，所述溫度傳感器（10)用于監(jiān)測幼兒的體溫，所述蜂鳴器（11)和LED燈（12)用 于發(fā)出報警信息；該藍(lán)牙智能幼兒監(jiān)護(hù)與定位手環(huán)通過所述藍(lán)牙控制芯片（7)與智能手機(jī) (5)實現(xiàn)藍(lán)牙交互通訊，對幼兒進(jìn)行監(jiān)護(hù)和定位。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)牙智能幼兒監(jiān)護(hù)與定位手環(huán)，其特征在于：所述藍(lán)牙智能 幼兒監(jiān)護(hù)與定位手環(huán)還包括分離式濕度器（4)，該分離式濕度器（4)包括藍(lán)牙模塊（8)和濕 度傳感器（13)，所述濕度傳感器（13)監(jiān)測幼兒的濕度，所述藍(lán)牙模塊（8)與所述藍(lán)牙控制 芯片（7)進(jìn)行通訊，向所述藍(lán)牙控制芯片（7)傳送濕度傳感器（13)所監(jiān)測的濕度數(shù)據(jù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的藍(lán)牙智能幼兒監(jiān)護(hù)與定位手環(huán)，其特征在于：所述智能 表頭⑴的內(nèi)部電路包括電源（14)、計數(shù)時鐘（15)、發(fā)射天線（16)、所述藍(lán)牙控制芯片（7) 和所述功能模塊（9);其中，該計數(shù)時鐘（15)、該發(fā)射天線（16)通過電路接入所述藍(lán)牙控制 芯片（7)的對應(yīng)信號針腳，所述功能模塊（9)通過電路接入所述藍(lán)牙控制芯片（7)的相應(yīng) 信號針腳。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的藍(lán)牙智能幼兒監(jiān)護(hù)與定位手環(huán)，其特征在于：所述分離式濕 度器⑷的內(nèi)部電路包括電源（14)、計數(shù)時鐘（15)、發(fā)射天線（16)、藍(lán)牙控制芯片（7)和所 述濕度傳感器（13);其中，該計數(shù)時鐘（15)、該發(fā)射天線（16)通過電路接入所述藍(lán)牙控制 芯片（7)的對應(yīng)信號針腳，所述濕度傳感器（13)通過電路接入所述藍(lán)牙控制芯片（7)的信 號針腳。
【專利摘要】一種可應(yīng)用于智能手機(jī)的藍(lán)牙智能幼兒監(jiān)護(hù)與定位手環(huán)，包括智能表頭(1)、手環(huán)主體(2)、機(jī)械電子鎖扣(3)和分離式濕度器(4)。手環(huán)主體內(nèi)設(shè)有電路，將智能表頭與機(jī)械電子鎖扣電連接。智能表頭包括報警按鈕(6)、藍(lán)牙控制芯片(7)以及由溫度傳感器(10)、蜂鳴器(11)和LED燈(12)組成的功能模塊(9)，藍(lán)牙控制芯片與功能模塊電連接。分離式濕度器由藍(lán)牙模塊(8)和濕度傳感器(13)組成。通過手環(huán)與智能手機(jī)(5)的藍(lán)牙通訊交互，確定幼兒所處位置以對其定位。溫度傳感器和濕度傳感器可以分別監(jiān)測幼兒體溫和濕度，藍(lán)牙控制芯片通過藍(lán)牙連接獲取幼兒的體溫和濕度數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)信號實時發(fā)送給智能手機(jī)。藍(lán)牙控制芯片經(jīng)過判斷，控制功能模塊發(fā)出指令，顯示報警信息，實現(xiàn)對幼兒的監(jiān)護(hù)。
【IPC分類】A61B5/00, A44C5/00, G08B21/02, A61B5/01
【公開號】CN204670518
【申請?zhí)枴緾N201520197122
【發(fā)明人】朱萬山, 劉佳元, 朱萬峰, 姜海, 馬靚, 其他發(fā)明人請求不公開姓名
【申請人】清華大學(xué), 0公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年4月3日