本發(fā)明涉及游客安全管理領域，特別涉及一種基于北斗的游客安全管理裝置及系統(tǒng)。

背景技術：

2015年國內(nèi)旅游人數(shù)突破41億人次，預計到2020年國內(nèi)旅游人數(shù)將超過68億人次，形成巨量旅游市場。旅游人數(shù)的不斷增長帶動了旅游經(jīng)濟的快速發(fā)展，2015年中國旅游收入超過4萬億元人民幣，國內(nèi)旅游和國內(nèi)旅游消費均列世界第一。隨著旅游業(yè)的不斷擴大和迅速增長，游客的人身安全也越來越受到重視。在旅游過程中，景區(qū)內(nèi)存在眾多不安全隱患點且時空分布隨機，而且很多游客安全意識薄弱，經(jīng)常會出現(xiàn)游客私自進入景區(qū)禁入?yún)^(qū)域、游客走丟、游客在游玩過程中昏倒而無人察覺、遇到緊急情況無法及時發(fā)送求救信號等問題。

目前，大多數(shù)景區(qū)安裝了視頻監(jiān)控設備和系統(tǒng)，但是監(jiān)控設備通常具有監(jiān)控盲區(qū)，布控位置有限且監(jiān)控方向單一，管理方式較為被動，無法有效地解決以上問題，游客的人身安全得不到有力的保障。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于現(xiàn)有的景區(qū)監(jiān)控設備布控位置有限且監(jiān)控方向單一的缺陷，從而提供一種能夠?qū)τ慰桶踩M行有效管理的裝置與方法

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于北斗的游客安全管理裝置，包括：主控模塊、北斗差分定位模塊、加速度計模塊、陀螺儀模塊、移動通訊模塊、電源管理模塊、藍牙模塊、存儲模塊、語音模塊、顯示模塊以及按鍵模塊；其中，

所述北斗差分定位模塊用于獲取游客的位置信息；所述加速度計模塊用于獲取游客的加速度；所述陀螺儀模塊用于獲得游客移動過程中三個方向的角加速度；所述移動通訊模塊用于與后臺通訊；所述電源管理模塊用于管理游客安全管理裝置的電源；所述藍牙模塊用于游客安全管理裝置之間的通信；所述按鍵模塊用于游客遇到危險緊急情況時向系統(tǒng)發(fā)送求救信號；所述存儲模塊用于存儲包括位置信息、禁區(qū)地理圍欄區(qū)域信息、語音信息、閾值信息在內(nèi)的多種信息；所述語音模塊用于播放警告語音；所述顯示模塊用于顯示游客的位置；所述主控模塊，用于啟動和管理裝置。

上述技術方案中，所述主控模塊包括以下功能：

a、位置比較，所述主控模塊能夠?qū)⒂慰偷膶崟r位置信息與禁區(qū)地理圍欄區(qū)域進行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定是否發(fā)出警告；

b、距離計算與距離比較，所述主控模塊能夠計算一游客安全管理裝置與其它游客安全管理裝置之間的距離，然后將計算結(jié)果與距離閾值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定是否發(fā)出警告；

c、平滑濾波，所述主控模塊能夠?qū)λ俣群图铀俣鹊牟蓸狱c實現(xiàn)平滑濾波；

d、速度值與加速度值的比較，所述主控模塊能夠分別將速度值與加速度值與對應的閾值進行比較；

e、時長比較，所述主控模塊能夠?qū)⒂慰驮谝晃恢玫耐Ａ魰r長與時長閾值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定是否發(fā)出警告。

本發(fā)明還提供了一種基于北斗的游客安全管理系統(tǒng)，包括：所述的基于北斗的游客安全管理裝置、服務監(jiān)控中心；其中，所述的服務監(jiān)控中心通過移動通訊網(wǎng)絡與基于北斗的游客安全管理裝置進行通訊，該服務監(jiān)控中心能夠接收裝置的位置和報警信息，從而看到游客實時的位置。

本發(fā)明又提供了一種游客安全預警方法，該方法基于所述的基于北斗的游客安全管理系統(tǒng)實現(xiàn)，包括：

步驟101)、讀取存儲在游客安全管理裝置的存儲模塊中的配置文件，得到配置文件中設置的禁區(qū)地理圍欄區(qū)域；

步驟102)、游客安全管理裝置中的北斗差分定位模塊基于差分數(shù)據(jù)協(xié)議實時接收RTD差分信息，修正由于衛(wèi)星鐘差、電離層、對流層和偽距所導致的定位誤差；運用游客安全管理裝置里的陀螺儀模塊所得到游客實時角加速度信息，得到短時間內(nèi)游客準確的行為，從而輔助游客在無衛(wèi)星定位信號或衛(wèi)星定位信息較弱的地方得到精確的位置信息；

步驟103)、每接收一個實時的位置信息，游客安全管理裝置中的主控模塊將該信息與禁區(qū)地理圍欄區(qū)域相比對，如果得到的位置信息在禁區(qū)地理圍欄區(qū)域范圍之內(nèi)，則游客安全管理裝置啟動語音報警服務，提醒游客進入非游覽區(qū)危險；如果得到的位置信息在禁區(qū)地理圍欄區(qū)域范圍之外，則繼續(xù)等待下一個位置信息，轉(zhuǎn)入步驟102)。

本發(fā)明還提供了一種游客長時間停留預警方法，該方法基于所述的基于北斗的游客安全管理系統(tǒng)實現(xiàn)，包括：

步驟201)、讀取存儲在游客安全管理裝置的存儲模塊中的配置文件，得到配置文件中設置的停留時長閾值；

步驟202)、通過北斗差分定位模塊獲取游客的速度，通過加速度計模塊獲取同一時間下的游客的加速度；

步驟203)、游客安全管理裝置中的主控模塊利用多項式的最小二乘逼近來對速度和加速度的采樣點實現(xiàn)平滑濾波；

步驟204)、判斷t時刻的游客速度是否小于0.1且加速度的絕對值小于0.1，若是，轉(zhuǎn)入步驟205)；若為否，t＝t+1，重新執(zhí)行步驟204)；

步驟205)、游客安全管理裝置記錄時間，該時間為計算停留時長的初始時間t₀＝t；

步驟206)、令t＝t+1，判斷t時刻的游客速度是否小于0.1且加速度的絕對值小于0.1，若是，轉(zhuǎn)入步驟207)，若為否，t＝t+1，然后轉(zhuǎn)入步驟204)；

步驟207)、游客安全管理裝置計算游客在某個位置的停留時長Δt＝t-t₀；

步驟208)、判斷停留時長是否超過設置的閾值，若是，轉(zhuǎn)入步驟209)，若為否，轉(zhuǎn)入步驟206)；

步驟209)、游客安全管理裝置啟動語音報警，并自動將游客停留時間過長的報警信息和游客的位置信息發(fā)送給服務監(jiān)控中心，并通知最近工作人員查看。

本發(fā)明再提供了一種走散提醒方法，該方法基于所述的基于北斗的游客安全管理系統(tǒng)實現(xiàn)，包括：

步驟301)、將游客安全管理裝置A作為主機，將N個游客安全管理裝置B₁……B_N作為從機，在游客領取游客安全管理裝置時通過游客安全管理裝置中的藍牙模塊對游客安全管理裝置A和N個游客安全管理裝置B₁……B_N進行綁定；

步驟302)、讀取存儲在游客安全管理裝置的存儲模塊中的配置文件，得到配置文件中設置的距離的閾值；

步驟303)、游客安全管理裝置B_i每隔1s通過其自身的藍牙模塊向游客安全管理裝置A發(fā)送編號、經(jīng)緯度信息、時間信息，游客安全管理裝置A接收信息；其中，i＝1,2,…,N；

步驟304)、游客安全管理裝置A中的主控模塊根據(jù)同一UTC時間下與游客安全管理裝置B_i的經(jīng)緯度，計算游客安全管理裝置之間的距離；

步驟305)、游客安全管理裝置A中的主控模塊將步驟304)得到的游客安全管理裝置之間的距離與步驟302)所讀取的距離的閾值進行比較，當游客安全管理裝置A和游客安全管理裝置B_i之間的距離超過預設的閾值時，游客安全管理裝置A通過語音模塊啟動語音報警提醒游客，并在游客安全管理裝置A的顯示模塊上顯示B_i的位置。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

相對于現(xiàn)有的視頻監(jiān)控設備，本發(fā)明提出的基于北斗的安全管理裝置和系統(tǒng)利用北斗定位技術，提出了游客安全預警方法、游客長時間停留預警方法和走散提醒方法，提高了景區(qū)的安全監(jiān)控與預警的精度和效率，做到提前預報、及早預警，科學指導各景區(qū)開展人員意外的施救工作，最大限度保障游客的人身安全。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的基于北斗的游客安全管理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的基于北斗的游客安全管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是游客安全預警的實現(xiàn)流程圖；

圖4是游客長時間停留預警的實現(xiàn)流程圖；

圖5是走散提醒的實現(xiàn)流程圖。

具體實施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。

參考圖1，本發(fā)明的基于北斗的游客安全管理裝置包括：主控模塊、北斗差分定位模塊、加速度計模塊、陀螺儀模塊、移動通訊模塊、電源管理模塊、藍牙模塊、存儲模塊、語音模塊、顯示模塊以及按鍵模塊；其中，所述北斗差分定位模塊，用于獲取游客的位置信息；所述加速度計模塊，用于獲取游客的加速度；所述陀螺儀模塊，用于獲得游客移動過程中三個方向的角加速度，以輔助修正衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)；所述移動通訊模塊，用于與后臺通訊，如上傳位置信息；所述電源管理模塊，用于管理游客安全管理裝置的電源；所述藍牙模塊，用于游客安全管理裝置之間的通信；所述按鍵模塊，用于游客遇到危險緊急情況時向系統(tǒng)發(fā)送求救信號；所述存儲模塊，用于存儲位置信息、禁區(qū)地理圍欄區(qū)域、語音等；所述語音模塊，用于播放警告語音；所述顯示模塊，用于顯示游客的位置；所述主控模塊，用于啟動和管理裝置。

圖2為本發(fā)明的基于北斗的游客安全管理系統(tǒng)的示意圖，如圖所示，該系統(tǒng)包括：基于北斗的游客安全管理裝置，以及服務監(jiān)控中心；其中，所述的服務監(jiān)控中心通過移動通訊網(wǎng)絡與基于北斗的游客安全管理裝置進行通訊，該服務監(jiān)控中心能夠接收裝置的位置和報警信息，從而看到游客實時的位置，方便管理人員發(fā)現(xiàn)異常報警信息。

本發(fā)明的基于北斗的游客安全管理裝置和系統(tǒng)，利用北斗差分定位技術，獲取游客在景區(qū)內(nèi)的精確位置信息，具有游客安全預警、游客長時間停留預警、走散提醒等功能。

(1)游客安全預警功能是指通過配置文件設置禁區(qū)地理圍欄，游客安全管理裝置獲取游客位置信息并進行誤差修正，當游客的實時位置在禁區(qū)地理圍欄區(qū)域內(nèi)時進行語音報警。

(2)長時間停留報警是指游客安全管理裝置計算游客在每個位置的停留時長，當超過預先設置的停留時長閾值時進行語音報警并處理。

(3)走散提醒是指在游客領取游客安全管理裝置時通過藍牙對裝置A(主機)和N個裝置B₁……B_N(從機)進行綁定，裝置A計算同一UTC時間下與N個裝置B₁……B_N裝置之間的距離，當距離超出預設的閾值時，裝置A啟動語音報警提醒游客。

基于本發(fā)明的基于北斗的游客安全管理裝置和系統(tǒng)的上述功能，對該游客安全管理裝置中的模塊做進一步的說明。

所述主控模塊是游客安全管理裝置的核心，游客安全管理裝置的多個功能均需借助主控模塊實現(xiàn)。具體的說，所述主控模塊具有以下功能：

a、位置比較，所述主控模塊能夠?qū)⒂慰偷膶崟r位置信息與禁區(qū)地理圍欄區(qū)域進行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定是否發(fā)出警告；

b、距離計算與距離比較，所述主控模塊能夠計算一游客安全管理裝置與其它游客安全管理裝置之間的距離，然后將計算結(jié)果與距離閾值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定是否發(fā)出警告；

c、平滑濾波，所述主控模塊能夠?qū)λ俣群图铀俣鹊牟蓸狱c實現(xiàn)平滑濾波；

d、速度值與加速度值的比較，所述主控模塊能夠分別將速度值與加速度值與對應的閾值進行比較；

e、時長比較，所述主控模塊能夠?qū)⒂慰驮谝晃恢玫耐Ａ魰r長與時長閾值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定是否發(fā)出警告。

本發(fā)明的基于北斗的游客安全管理裝置和系統(tǒng)，主要具有游客安全預警、長時間停留預警、走散提醒等功能。下面進一步說明游客安全預警、游客長時間停留預警、走散提醒這三項功能的具體流程。

1、游客安全預警

參考圖3，游客安全預警的具體實現(xiàn)步驟如下：

步驟1：讀取存儲在游客安全管理裝置的存儲模塊中的配置文件，得到配置文件中設置的禁區(qū)地理圍欄區(qū)域。

步驟2：游客安全管理裝置中的北斗差分定位模塊基于差分數(shù)據(jù)協(xié)議，實時接收RTD差分信息，修正由于衛(wèi)星鐘差、電離層、對流層和偽距所導致的定位誤差。同時，運用游客安全管理裝置里的陀螺儀模塊所得到游客實時角加速度信息，可得到短時間內(nèi)游客準確的行為，從而可以輔助游客在無衛(wèi)星定位信號或衛(wèi)星定位信息較弱的地方得到精確的位置信息。

步驟3：每接收一個實時的位置信息，游客安全管理裝置中的主控模塊會把該信息與禁區(qū)地理圍欄區(qū)域相比對，如果得到的位置信息在禁區(qū)地理圍欄區(qū)域范圍之內(nèi)，則游客安全管理裝置啟動語音報警服務，提醒游客進入非游覽區(qū)危險。如果得到的位置信息在禁區(qū)地理圍欄區(qū)域范圍之外，則繼續(xù)等待下一個位置信息，轉(zhuǎn)入步驟2。

2、游客長時間停留預警

參考圖4，游客長時間停留預警的具體實現(xiàn)步驟如下：

步驟1：讀取存儲在游客安全管理裝置的存儲模塊中的配置文件，得到配置文件中設置的停留時長閾值。

步驟2：通過北斗差分定位模塊獲取游客的速度，通過加速度計模塊獲取同一時間下的游客的加速度。

步驟3：游客安全管理裝置中的主控模塊利用多項式的最小二乘逼近來對速度和加速度的采樣點實現(xiàn)平滑濾波。

步驟4：判斷t時刻的游客速度是否小于0.1(近似為0)且加速度的絕對值小于0.1(近似為0)。是，轉(zhuǎn)入步驟5；否，t＝t+1，轉(zhuǎn)入步驟4。

步驟5：游客安全管理裝置記錄時間，該時間為計算停留時長的初始時間t₀＝t。

步驟6：t＝t+1，判斷t時刻的游客速度是否小于0.1(近似為0)且加速度的絕對值小于0.1(近似為0)，是，轉(zhuǎn)入步驟7，否，t＝t+1，轉(zhuǎn)入步驟4。

步驟7：游客安全管理裝置計算游客在某個位置的停留時長Δt＝t-t₀。

步驟8：判斷停留時長是否超過設置的閾值，是，轉(zhuǎn)入步驟9，否，轉(zhuǎn)入步驟6。

步驟9：游客安全管理裝置啟動語音報警，并自動將游客停留時間過長的報警信息和游客的位置信息發(fā)送給服務監(jiān)控中心，并通知最近工作人員查看。

上述步驟3—步驟9均由游客安全管理裝置中的主控模塊實現(xiàn)。

3、走散提醒

參考圖5，走散提醒的具體實現(xiàn)步驟如下：

步驟1：游客安全管理裝置A(主機)和N個游客安全管理裝置B₁……B_N(從機)有獨立的編號ID，在游客領取游客安全管理裝置時通過裝置中的藍牙模塊對游客安全管理裝置A(主機)和N個游客安全管理裝置B₁……B_N(從機)進行綁定。

步驟2：讀取存儲在游客安全管理裝置的存儲模塊中的配置文件，得到配置文件中設置的距離的閾值。

步驟3：游客安全管理裝置B_i(i＝1,2,…,N)每隔1s通過其自身的藍牙模塊向游客安全管理裝置A發(fā)送編號、經(jīng)緯度信息、時間等信息，游客安全管理裝置A接收信息。

步驟4：游客安全管理裝置A中的主控模塊根據(jù)同一UTC時間下與游客安全管理裝置B_i(i＝1,2,…,N)的經(jīng)緯度，計算游客安全管理裝置之間的距離。

步驟5：游客安全管理裝置A中的主控模塊將步驟4得到的游客安全管理裝置之間的距離與步驟2所讀取的距離的閾值進行比較，當游客安全管理裝置A和游客安全管理裝置B_i(i＝1,2,…,N)之間的距離超過預設的閾值時，游客安全管理裝置A通過語音模塊啟動語音報警提醒游客，并在游客安全管理裝置A的顯示模塊上顯示B_i(i＝1,2,…,N)的位置。

最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制。盡管參照實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。