利用便攜式設(shè)備提高兒童人身安全的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用便攜式設(shè)備對兒童的活動進(jìn)行監(jiān)測，提高其人身安全的方法。目前在兒童安全監(jiān)測方面缺乏方便有效方法，有必要提供一種可供兒童家長和監(jiān)護(hù)人使用、隨時隨地可以查看兒童安全的系統(tǒng)，從而保證兒童在日常生活中的安全。本發(fā)明通過將兒童的安全場景劃分為相伴模式和自主模式兩種模式，在相伴模式下監(jiān)測兒童是否走出監(jiān)護(hù)人的視野之外，在自主模式下監(jiān)測兒童是否按照預(yù)定的軌跡出現(xiàn)在預(yù)定的場所，并對兒童在行走中經(jīng)過的重點(diǎn)防范區(qū)域進(jìn)行及時提醒，提高了兒童對于可能威脅人身安全行為的防范意識，并使監(jiān)護(hù)人可以實(shí)時了解兒童的狀況，從而及時避免可能的安全事故發(fā)生，有效提高兒童的人身安全。
【專利說明】利用便攜式設(shè)備提高兒童人身安全的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種利用便攜式設(shè)備對兒童的活動進(jìn)行監(jiān) 測，提高其人身安全的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 兒童是一個國家和民族的未來，兒童的健康快樂成長離不開一個安全的環(huán)境。隨 著我國城市化和工業(yè)化的快速發(fā)展，農(nóng)村常住人口逐漸減少，據(jù)2012年統(tǒng)計(jì)，我國城鎮(zhèn)人 口約為7. 1億人。大量的兒童在城市里學(xué)習(xí)和生活，城市一方面可以為他們的生活和學(xué)習(xí) 提供更加良好的環(huán)境，另一方面因?yàn)槌鞘兄袕?fù)雜的環(huán)境，如：眾多建筑工地、大量的往來車 輛、龐大的人流和復(fù)雜的人員構(gòu)成，也給兒童的安全帶來了巨大的挑戰(zhàn)。僅以杭州為例，在 2012年暑假的短短兩個月時間，《錢江晚報》報道的兒童墜樓事件即發(fā)生三起，兒童被陌生 人拐賣事件即有一例。
[0003] 究其原因，兒童的安全問題一方面歸因于他們天生好奇、好動、又缺乏必要的安全 知識和安全意識，另一方面由于目前復(fù)雜的自然環(huán)境和巨大的社會人員流動性。在這種情 況下，僅僅依靠兒童看護(hù)人員的手工照料，已經(jīng)越來越難以滿足當(dāng)前社會對于兒童安全保 護(hù)的要求。
[0004] 目前已有的安全保障措施大多是基于監(jiān)控，但目前的監(jiān)控?zé)o論是部署在小區(qū)、街 道、還是學(xué)校內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)均存在死角，監(jiān)控的主要目的是防范竊賊或者違法違規(guī)行為，并 且這些監(jiān)控系統(tǒng)屬于不同的部門，對于真正時刻關(guān)心兒童的家長或者監(jiān)護(hù)人而言并無使用 的權(quán)限和可能。因此，有必要開發(fā)一種可供兒童家長和監(jiān)護(hù)人使用、隨時隨地可以查看兒童 安全的系統(tǒng)，從而保證兒童在日常生活中的安全。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可以有效保證兒童安全，防止走失、規(guī)避和 監(jiān)控潛在安全風(fēng)險的移動式安全監(jiān)控系統(tǒng)。它根據(jù)兒童安全監(jiān)控的特點(diǎn)，即有監(jiān)護(hù)人伴隨 和無監(jiān)護(hù)人伴隨兩種場景，將安全檢測分為相伴模式和自主模式，根據(jù)兩種模式的不同特 點(diǎn)，及時監(jiān)測兒童的位置和活動等信息，防止危險發(fā)生。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的關(guān)鍵點(diǎn)是：在相伴模式下，使用藍(lán)牙短距離無線 通信技術(shù)，通過監(jiān)護(hù)人端和兒童端的定期通信，判斷兒童是否距離監(jiān)護(hù)人過遠(yuǎn)，從而防止兒 童走失。在自主模式下，通過GPS和振動傳感器等采集兒童的位置信息和活動信息，結(jié)合地 理信息系統(tǒng)，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的活動區(qū)域，判斷兒童是否處于危險區(qū)，或者處于安全區(qū)域，及 時向兒童提示可能的危險。與此同時，使用公網(wǎng)服務(wù)器作為信息傳輸?shù)闹欣^，兒童端將采集 到的兒童的位置信息和活動信息以預(yù)定的周期發(fā)送到監(jiān)護(hù)人端，在監(jiān)護(hù)人端及時以地圖和 告警，或者狀態(tài)信息的方式顯示出來，供監(jiān)護(hù)人察看并根據(jù)情況采取措施。
[0007] 本發(fā)明通過將兒童的安全場景劃分為相伴模式和自主模式兩種模式，在相伴模式 下監(jiān)測兒童是否走出監(jiān)護(hù)人的視野之外，在自主模式下監(jiān)測兒童是否按照預(yù)定的軌跡出現(xiàn) 在預(yù)定的場所，并對兒童在行走中經(jīng)過的重點(diǎn)防范區(qū)域進(jìn)行及時提醒，提高了兒童對于可 能威脅人身安全行為的防范意識，并使監(jiān)護(hù)人可以實(shí)時了解兒童的狀況，從而及時避免可 能的安全事故發(fā)生，有效提高兒童的人身安全。
[0008] 本發(fā)明解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為： 1.相伴模式 在相伴模式下，監(jiān)護(hù)人端和兒童端之間通過藍(lán)牙建立相互之間的連接，其主要思想是 通過監(jiān)測連接是否正常，從而判斷是否兒童已經(jīng)處于安全范圍之外。在相伴模式下，監(jiān)護(hù)人 端和兒童端的流程分別如下所述。
[0009] 1)監(jiān)護(hù)人端技術(shù)方案的流程 步驟（1)測定定時器間隔。定時器間隔是一個定時器設(shè)置的超時時間，它作為有效監(jiān) 測兒童是否走出監(jiān)護(hù)人視野的時間量，需要在評測設(shè)備的運(yùn)行速度和通信時間的基礎(chǔ)上進(jìn) 行設(shè)置，以達(dá)到既能有效監(jiān)測兒童是否走出監(jiān)護(hù)人視野，又盡可能降低嵌入式設(shè)備資源利 用率的目的。設(shè)置定時器的間隔為：

【權(quán)利要求】
1.利用便攜式設(shè)備提高兒童人身安全的方法，其特征在于：將兒童的安全場景劃分為 相伴模式和自主模式兩種模式，在相伴模式下監(jiān)測兒童是否走出監(jiān)護(hù)人的視野之外，在自 主模式下監(jiān)測兒童是否按照預(yù)定的軌跡出現(xiàn)在預(yù)定的場所，并對兒童在行走中經(jīng)過的重點(diǎn) 防范區(qū)域進(jìn)行及時提醒，從而及時避免可能的安全事故發(fā)生，并使監(jiān)護(hù)人可以實(shí)時了解兒 童的狀況； 所述的相伴模式是指兒童由監(jiān)護(hù)人帶領(lǐng)著行動的模式；在這種模式下監(jiān)護(hù)人端和兒童 端之間通過藍(lán)牙建立相互之間的連接，通過監(jiān)測連接是否正常，從而判斷是否兒童已經(jīng)處 于安全范圍之外，具體是： 1) 監(jiān)護(hù)人端： 步驟（1-1)測定定時器間隔；定時器間隔是一個定時器設(shè)置的超時時間，它作為有效 監(jiān)測兒童是否走出監(jiān)護(hù)人視野的時間量，需要在評測設(shè)備的運(yùn)行速度和通信時間的基礎(chǔ)上 進(jìn)行設(shè)置，以達(dá)到既能有效監(jiān)測兒童是否走出監(jiān)護(hù)人視野，又盡可能降低嵌入式設(shè)備資源 利用率的目的；設(shè)置定時器的間隔為：
其中，I表示定時器的間隔，S表示相伴模式下監(jiān)測的最大距離，V表示兒童行走的最 大速度；以I的1/3作為在緊急狀態(tài)下的定時器時間間隔IE 步驟（1-2)初始化監(jiān)護(hù)人端設(shè)備；在初始化時，設(shè)置監(jiān)護(hù)人需要查找的兒童端設(shè)備的 藍(lán)牙名稱，打開監(jiān)護(hù)人端的藍(lán)牙設(shè)備，設(shè)置監(jiān)護(hù)人端藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行通信時保持無線呼叫的 最大時間間隔為I; 步驟（1-3)建立監(jiān)護(hù)人端設(shè)備和兒童端設(shè)備之間的連接；它分為以下操作： l_a.監(jiān)護(hù)人端掃描周圍可見的藍(lán)牙設(shè)備；如果找不到兒童端的藍(lán)牙設(shè)備名稱，則提示 錯誤信息，否則繼續(xù)以下操作； l_b.向兒童端設(shè)備發(fā)出配對請求；根據(jù)預(yù)先配置的兒童端的設(shè)備名稱，向兒童端設(shè)備 發(fā)起配對請求； 步驟（1-4)監(jiān)護(hù)人端設(shè)備向兒童端設(shè)備發(fā)出Hello請求，兒童端設(shè)備在收到請求后向 監(jiān)護(hù)人端設(shè)備回復(fù)Reply信息以進(jìn)行響應(yīng)；如果監(jiān)護(hù)人端設(shè)備順利接收到兒童端設(shè)備的響 應(yīng)信息，則進(jìn)行步驟（1-5)，否則，解除與兒童端的配對連接，重新回到步驟（1-3)中的a進(jìn) 行掃描； 步驟（1-5)顯示連接的狀態(tài)；監(jiān)護(hù)人端向兒童端發(fā)送Keep信息，如果收到兒童端的Alive回復(fù)，表明兒童與監(jiān)護(hù)人之間處于安全的距離范圍內(nèi)，顯示狀態(tài)正常信息；否則，在 兒童端與監(jiān)護(hù)人端出現(xiàn)連接中斷時，改變定時器間隔為緊急狀態(tài)下的時間間隔IE，如果連 續(xù)兩次仍然不能和監(jiān)護(hù)人端恢復(fù)正常連接，則發(fā)出振動和聲音告警，提醒監(jiān)護(hù)人尋找兒童； 否則，如果連接正常，則恢復(fù)到正常的定時器間隔，即I，并處于正常狀態(tài)； 2) 兒童端： 步驟（2-1)初始化兒童端設(shè)備；在初始化時，配置兒童端設(shè)備可以接受配對的監(jiān)護(hù)人 藍(lán)牙設(shè)備的名稱，并打開兒童端的藍(lán)牙設(shè)備； 步驟（2-2)接收來自監(jiān)護(hù)人端的配對請求；兒童端設(shè)備根據(jù)檢測到的發(fā)起請求的藍(lán)牙 設(shè)備的名稱，如果是來自監(jiān)護(hù)人端的藍(lán)牙設(shè)備名稱，則接受配對請求； 步驟（2-3)等待來自監(jiān)護(hù)人端的Hello信息；兒童端設(shè)備在和監(jiān)護(hù)人端設(shè)備配對成功 后，等待來自監(jiān)護(hù)人端的Hello請求信息；如果沒有接收到，則一直等待，如果接收到，則向 監(jiān)護(hù)人端發(fā)送R印ly信息以回應(yīng)； 步驟（2-4)等待來自監(jiān)護(hù)人端的Keep信息；兒童端等待來自監(jiān)護(hù)人端的Keep請求信 息；如果沒有接收到，則一直等待，如果接收到，則向監(jiān)護(hù)人端發(fā)送Alive信息響應(yīng)，以表明 處于正常連接狀態(tài)； 所述的自主模式，是指兒童不在監(jiān)護(hù)人身邊，自主行動的模式；在這種模式下首先需要 建立出行路線的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；出行路線由區(qū)域和線構(gòu)成；區(qū)域包括兒童會在此停留的區(qū)域以 及危險區(qū)域；這些區(qū)域標(biāo)志了名稱和用途屬性，以及安全和危險級別，線則標(biāo)志了路口以及 危險級別； 3) 監(jiān)護(hù)人： 步驟（3-1)初始化監(jiān)護(hù)人端的通信接口；初始化監(jiān)護(hù)人端的3G或WIFI通信設(shè)置，在 監(jiān)護(hù)人端配置公網(wǎng)服務(wù)器的地址和端口等信息，并配置與公網(wǎng)服務(wù)器進(jìn)行通信的時間間隔 Ia ; 步驟（3-2)初始化監(jiān)護(hù)人端的顯示信息；初始化監(jiān)護(hù)人端的地圖顯示信息，包括默認(rèn) 的地圖顯示位置、兒童的初始位置、兒童的任務(wù)、兒童的出行方式、時間安排； 步驟（3-3)建立監(jiān)護(hù)人端與公網(wǎng)服務(wù)器的通信連接；監(jiān)護(hù)人端打開與公網(wǎng)的連接，并 等待從公網(wǎng)服務(wù)器端出現(xiàn)的測試信息，根據(jù)提取到的標(biāo)識信息辨別自己所需要的消息，回 復(fù)接收到的測試信息； 步驟（3-4)處理從兒童端接收到的信息；監(jiān)護(hù)人端按照預(yù)定的時間周期IA從服務(wù)器端 接收消息，如果未接受到新信息，則繼續(xù)等待；如果接收到兒童端發(fā)來的信息，則在地圖上 顯示出兒童當(dāng)前所處的位置，并根據(jù)對兒童行為的分析，根據(jù)所處位置預(yù)先設(shè)定的危險模 式分類，及其危險因子的大小，決定是否向監(jiān)護(hù)人發(fā)出告警；如果兒童所處位置無異常，則 只顯示出兒童目前的狀態(tài)；否則，向監(jiān)護(hù)人告警； 4) 兒童端： 步驟（4-1)初始化兒童端的通信接口；初始化兒童端的3G或WIFI通信設(shè)置，在兒童端 配置公網(wǎng)服務(wù)器的地址和端口等信息，并配置向公網(wǎng)服務(wù)器發(fā)送信息的時間間隔； 步驟（4-2)建立兒童端與公網(wǎng)服務(wù)器的通信連接；兒童端打開與公網(wǎng)服務(wù)器的連接， 由兒童端向公網(wǎng)服務(wù)器發(fā)送一個消息，該消息除了包括標(biāo)識信息外，還包括進(jìn)行測試的標(biāo) 識；以測試監(jiān)護(hù)人端和兒童端是否能正常通信； 步驟（4-3)監(jiān)測兒童端的位置和活動信息；通信的時候，兒童端在對兒童的活動信息 進(jìn)行監(jiān)測后，根據(jù)以下情況分別進(jìn)行處理： 4-a.根據(jù)位置的監(jiān)測結(jié)果，如果處于危險區(qū)域，以聲音提示，提醒兒童注意安全防范， 并按照預(yù)定的時間周期IA向服務(wù)器發(fā)消息； 4-b.根據(jù)位置監(jiān)測的結(jié)果，如果在處于安全停留區(qū)域，則延長向公網(wǎng)服務(wù)器進(jìn)行狀態(tài) 數(shù)據(jù)發(fā)送的時間間隔至Is ;根據(jù)對兒童的活動信息進(jìn)行監(jiān)測的結(jié)果，將監(jiān)測到的靜止、走動 信息和以及信息發(fā)送時的時間作為內(nèi)容一同發(fā)送到公網(wǎng)服務(wù)器。
【文檔編號】G08B21/02GK104408872SQ201410667316
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】高志剛, 黃澤均, 張堅(jiān)成, 馮作奇 申請人:杭州電子科技大學(xué)