本實(shí)用新型涉及導(dǎo)航定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于市區(qū)內(nèi)人員定位的定位信息發(fā)送和接收設(shè)備。

背景技術(shù)：

據(jù)中國(guó)新聞網(wǎng)報(bào)道，按照不同的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，中國(guó)每年的失蹤兒童不完全統(tǒng)計(jì)有20萬人左右，找回來的還不到0.1％。與此同時(shí)，中國(guó)老齡事業(yè)發(fā)展基金會(huì)會(huì)長(zhǎng)李寶庫(kù)表示，中國(guó)正快速步入老齡化社會(huì)，2010年中國(guó)60歲以上的老人就有1.69億，并且這個(gè)數(shù)字每年都在呈穩(wěn)步上升的趨勢(shì)，到2050年，中國(guó)60歲以上的老人將達(dá)到4億。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)60歲以上老人約有58％患有不同程度的老年癡呆癥，從而導(dǎo)致每年的老人走失率更為嚇人，達(dá)到76萬人左右。如果更好地保護(hù)孩子老人的安全問題已變成社會(huì)共同迫切想解決的一個(gè)難題。

目前使用最廣的是GPS定位系統(tǒng)，其在室外環(huán)境下具有很突出的性能，能為飛機(jī)、船舶和車輛等目標(biāo)或人員提供精確的定位信息和導(dǎo)航服務(wù)。然而，GPS接收機(jī)信號(hào)到達(dá)地面時(shí)較弱，容易受建筑物的影響而衰減，只依靠GPS定位精度也會(huì)降低，而且專用定位器終端成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題之一是需要提供一種當(dāng)GPS受到遮擋無法定位時(shí)能夠?qū)Ρ槐O(jiān)護(hù)人進(jìn)行定位的市區(qū)內(nèi)人員定位解決方案。

為了解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)的實(shí)施例首先提供了一種用于市區(qū)內(nèi)人員定位的定位信息發(fā)送設(shè)備，其配置在被監(jiān)護(hù)人處，該定位發(fā)送設(shè)備包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)部的電路基板，在所述電路基板上設(shè)置有通過GPS定位獲取被監(jiān)護(hù)人的GPS位置信息的GPS接收機(jī)、自動(dòng)搜索距離被監(jiān)護(hù)人最近的三個(gè)移動(dòng)終端運(yùn)營(yíng)商基站信息的基站信息接收器、基于距離被監(jiān)護(hù)人最近的三個(gè)移動(dòng)終端運(yùn)營(yíng)商基站的基站信息計(jì)算定位信息的定位信息計(jì)算器以及發(fā)送定位信息的定位信息發(fā)射器，其中，所述GPS接收機(jī)、所述基站信息接收器和所述定位信息發(fā)射器分別與所述定位信息計(jì)算器連接。

優(yōu)選地，該設(shè)備還包括與GPS接收機(jī)連接的工作方式選擇器，所述工作方式包括根據(jù)定時(shí)間隔定時(shí)發(fā)送位置信息、被監(jiān)護(hù)人手動(dòng)發(fā)送位置信息和根據(jù)監(jiān)護(hù)人的請(qǐng)求發(fā)送定位信息中的至少一種模式。

優(yōu)選地，該設(shè)備還包括與工作方式選擇器連接的身份驗(yàn)證請(qǐng)求信息發(fā)射器，其在工作方式為根據(jù)監(jiān)護(hù)人的請(qǐng)求發(fā)送定位信息時(shí)，發(fā)送身份驗(yàn)證請(qǐng)求對(duì)該監(jiān)護(hù)人的身份進(jìn)行驗(yàn)證，且在驗(yàn)證通過后啟動(dòng)所述GPS接收機(jī)。

優(yōu)選地，所述定位信息發(fā)送設(shè)備為可攜帶設(shè)備。

優(yōu)選地，所述定位信息發(fā)送設(shè)備為環(huán)形套。

優(yōu)選地，在所述殼體外部設(shè)置有電源開關(guān)按鈕和被監(jiān)護(hù)人手動(dòng)發(fā)送位置信息按鈕。

優(yōu)選地，所述基站信息接收器為適應(yīng)具體地理環(huán)境情況的不同網(wǎng)絡(luò)制式的基站信息接收器。

優(yōu)選地，所述基站信息接收器包括GSM基站信息接收模塊、TD-SCDMA基站信息接收模塊和TDD-LTE基站信息接收模塊中的至少一種。

根據(jù)本實(shí)用新型另一方面，還提供了一種用于市區(qū)內(nèi)人員定位的定位信息接收設(shè)備，該定位信息接收設(shè)備與如上所述的定位信息發(fā)送設(shè)備通信連接，該定位信息接收設(shè)備包括通過移動(dòng)終端運(yùn)營(yíng)商基站獲取被監(jiān)護(hù)人位置信息的位置信息接收器和在顯示地圖上標(biāo)定被監(jiān)護(hù)人處于該地圖的位置的位置信息顯示器，所述位置信息接收器與位置信息顯示器連接。

優(yōu)選地，該定位信息接收設(shè)備還包括通過移動(dòng)終端運(yùn)營(yíng)商基站發(fā)出獲取被監(jiān)護(hù)人位置信息的請(qǐng)求的位置請(qǐng)求信息發(fā)射器和根據(jù)被監(jiān)護(hù)人端發(fā)出的驗(yàn)證信息輸入待驗(yàn)證監(jiān)護(hù)人的身份信息的身份驗(yàn)證輸入設(shè)備，所述身份驗(yàn)證輸入設(shè)備與所述位置信息接收器連接，所述位置信息請(qǐng)求發(fā)射器與所述身份驗(yàn)證輸入設(shè)備連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述方案中的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可以具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果：

本實(shí)用新型實(shí)施例是適用人群為老人、兒童等的小型智能設(shè)備，能夠通過GPS進(jìn)行定位，當(dāng)GPS受到遮擋無法定位時(shí)可通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)接收距離被監(jiān)護(hù)人最近的三個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商基站的位置來確定為被監(jiān)護(hù)人的位置信息，并且能夠?qū)⑽恢眯畔l(fā)送到監(jiān)護(hù)人手機(jī)，達(dá)到保護(hù)老人、兒童安全的目的。

本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本實(shí)用新型的技術(shù)方案而了解。本實(shí)用新型的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)和/或流程來實(shí)現(xiàn)和獲得。

附圖說明

附圖用來提供對(duì)本申請(qǐng)的技術(shù)方案或現(xiàn)有技術(shù)的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分。其中，表達(dá)本申請(qǐng)實(shí)施例的附圖與本申請(qǐng)的實(shí)施例一起用于解釋本申請(qǐng)的技術(shù)方案，但并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案的限制。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于市區(qū)內(nèi)人員定位的定位系統(tǒng)的系統(tǒng)組成示意圖；

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于市區(qū)內(nèi)人員定位的定位信息發(fā)送設(shè)備200和定位信息接收設(shè)備300的電路結(jié)構(gòu)圖；

圖3(a)、圖3(b)、圖3(c)分別是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于市區(qū)內(nèi)人員定位的定位信息發(fā)送設(shè)備200的從第一角度、第二角度和第三角度顯示的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，借此對(duì)本實(shí)用新型如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達(dá)成相應(yīng)技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。本申請(qǐng)實(shí)施例以及實(shí)施例中的各個(gè)特征，在不相沖突前提下可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。

本實(shí)用新型實(shí)施例的系統(tǒng)的適用人群為老人、兒童，產(chǎn)品可以為小型智能設(shè)備，能夠通過GPS進(jìn)行定位，當(dāng)GPS受到遮擋無法定位時(shí)可根據(jù)運(yùn)營(yíng)商基站位置確定被監(jiān)護(hù)人的位置信息，并且能夠?qū)⑽恢眯畔l(fā)送到監(jiān)護(hù)人手機(jī)，達(dá)到保護(hù)老人、兒童安全的目的。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于市區(qū)內(nèi)人員定位的定位系統(tǒng)的系統(tǒng)組成示意圖。如圖1所示，P為配置了定位信息發(fā)送設(shè)備200的被監(jiān)護(hù)人，S為配置了定位信息接收設(shè)備300的監(jiān)護(hù)人，定位信息接收設(shè)備300與定位信息發(fā)送設(shè)備200通信連接，P和S所處環(huán)境均有手機(jī)信號(hào)。T1、T2、T3為距離P最近的三個(gè)運(yùn)營(yíng)商基站?；诘凸牡睦砟?，該系統(tǒng)的定位主要采用GPS定位，當(dāng)GPS數(shù)據(jù)完整而且有效時(shí)，設(shè)備不自動(dòng)搜索運(yùn)營(yíng)商基站。當(dāng)GPS數(shù)據(jù)缺失或者報(bào)文數(shù)據(jù)錯(cuò)誤時(shí)，設(shè)備自動(dòng)搜索運(yùn)營(yíng)商基站，搜索到距離P最近的三個(gè)基站T1、T2、T3，分別以距離被監(jiān)護(hù)人最近的三個(gè)移動(dòng)終端運(yùn)營(yíng)商基站的基站T1、T2、T3為圓心，以各個(gè)基站到被監(jiān)護(hù)人的距離為半徑繪制圓，將三個(gè)圓的交點(diǎn)構(gòu)成的三角形區(qū)域中的質(zhì)心位置確定為被監(jiān)護(hù)人的位置信息，即P的大概位置。具體來說，可以手動(dòng)啟動(dòng)搜索基站任務(wù)，獲取距離被監(jiān)護(hù)人的最近的三個(gè)基站的經(jīng)度、緯度信息，將經(jīng)度、緯度信息經(jīng)過高斯投影正變換轉(zhuǎn)化為平面坐標(biāo)系(作為地理位置坐標(biāo)信息)，通過以各個(gè)基站到被監(jiān)護(hù)人的距離為半徑繪制圓，將三個(gè)圓的交點(diǎn)構(gòu)成的三角形區(qū)域中的質(zhì)心位置確定移動(dòng)終端P的地理位置坐標(biāo)，通過高斯投影逆轉(zhuǎn)換后得到終端P的經(jīng)度和緯度信息，從而得到終端P精準(zhǔn)的位置，并在地圖中顯示。

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于市區(qū)內(nèi)人員定位的定位信息發(fā)送設(shè)備200和定位信息接收設(shè)備300的電路結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，該定位信息發(fā)送設(shè)備200包括殼體20和設(shè)置在殼體20內(nèi)部的電路基板(未圖示)，該電路基板上設(shè)置有GPS接收機(jī)210、基站信息接收器220、定位信息計(jì)算器230、定位信息發(fā)射器240、工作方式選擇器250和身份驗(yàn)證請(qǐng)求信息發(fā)射器260。其中，GPS接收機(jī)210、基站信息接收器220和定位信息發(fā)射器240分別與定位信息計(jì)算器230連接，工作方式選擇器250與GPS接收機(jī)210連接，身份驗(yàn)證請(qǐng)求信息發(fā)射器260與工作方式選擇器250連接。

具體來說，GPS接收機(jī)210包括GPS芯片，GPS接收機(jī)210通過GPS定位獲取被監(jiān)護(hù)人的GPS位置信息?；拘畔⒔邮掌?20為適應(yīng)具體地理環(huán)境情況的不同網(wǎng)絡(luò)制式的基站信息接收器，本例中基站信息接收器220包括GSM基站信息接收模塊、TD-SCDMA基站信息接收模塊和TDD-LTE基站信息接收模塊中的至少一種，優(yōu)選為GSM基站信息接收模塊，基站信息接收器220在被監(jiān)護(hù)人的GPS位置信息為無效時(shí)，自動(dòng)搜索距離被監(jiān)護(hù)人最近的三個(gè)移動(dòng)終端運(yùn)營(yíng)商基站信息。位置信息計(jì)算器230，其基于距離被監(jiān)護(hù)人最近的三個(gè)移動(dòng)終端運(yùn)營(yíng)商基站的基站信息計(jì)算定位信息。工作方式選擇器250根據(jù)用戶的選擇啟動(dòng)相應(yīng)的工作方式，其中，工作方式包括根據(jù)定時(shí)間隔定時(shí)發(fā)送位置信息、被監(jiān)護(hù)人手動(dòng)發(fā)送位置信息和根據(jù)監(jiān)護(hù)人的請(qǐng)求發(fā)送定位信息中的至少一種模式。具體來說，該位置信息計(jì)算器230根據(jù)選擇的工作方式啟動(dòng)對(duì)被監(jiān)護(hù)人的定位，且在GPS位置信息無效時(shí)，得到距離終端P最近的三個(gè)不同基站，分別以距離被監(jiān)護(hù)人最近的三個(gè)移動(dòng)終端運(yùn)營(yíng)商基站的各個(gè)基站T1、T2、T3為圓心，以各個(gè)基站到被監(jiān)護(hù)人的距離為半徑繪制圓，將三個(gè)圓的交點(diǎn)構(gòu)成的三角形區(qū)域中的質(zhì)心位置確定為被監(jiān)護(hù)人的位置信息。在一個(gè)優(yōu)選例子中，在工作方式為根據(jù)監(jiān)護(hù)人的請(qǐng)求發(fā)送定位信息時(shí)，身份驗(yàn)證請(qǐng)求信息發(fā)射器260發(fā)送身份驗(yàn)證請(qǐng)求對(duì)該監(jiān)護(hù)人的身份進(jìn)行驗(yàn)證，根據(jù)監(jiān)護(hù)人端返回的驗(yàn)證信息判斷是否驗(yàn)證通過，在驗(yàn)證通過時(shí)啟動(dòng)GPS接收機(jī)210對(duì)被監(jiān)護(hù)人定位。定位信息發(fā)射器240，其通過移動(dòng)終端運(yùn)營(yíng)商基站發(fā)送有效的被監(jiān)護(hù)人的GPS位置信息或定位信息計(jì)算器230在GPS位置信息無效時(shí)基于移動(dòng)終端運(yùn)營(yíng)商基站信息計(jì)算得到的被監(jiān)護(hù)人的位置信息。

在一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)案例中，該系統(tǒng)的定位信息發(fā)送設(shè)備200的硬件采用嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為了方便用戶攜帶，該設(shè)備200為可攜帶設(shè)備，優(yōu)選為環(huán)形套設(shè)備，可以設(shè)計(jì)成戴在脖子上的套環(huán)、手表或手環(huán)的形式(如圖3(a)～3(c)所示)，此種設(shè)置能夠方便被監(jiān)護(hù)人攜帶，防止該設(shè)備由于較大波動(dòng)脫落。如圖3(a)或3(c)所示，在為手表形式時(shí)，在殼體可以設(shè)置兩個(gè)按鈕，分別是電源開關(guān)按鈕和被監(jiān)護(hù)人手動(dòng)發(fā)送位置信息按鈕，其中電源開關(guān)按鈕在長(zhǎng)按時(shí)可以實(shí)現(xiàn)該設(shè)備的開關(guān)機(jī)操作，短按時(shí)可以點(diǎn)亮或關(guān)閉屏幕，點(diǎn)亮屏幕時(shí)可以顯示時(shí)間，關(guān)閉屏幕可以省電；按下被監(jiān)護(hù)人手動(dòng)發(fā)送位置信息按鈕，則被監(jiān)護(hù)人端啟動(dòng)定位，并將定位信息主動(dòng)發(fā)送給監(jiān)護(hù)人端。定位信息計(jì)算器230優(yōu)選采用STM32F103芯片，GPS接收機(jī)210優(yōu)選采用NEO-6M-001GPS模塊芯片，基站信息接收器220優(yōu)選采用SIM900a模塊，該設(shè)備200內(nèi)需裝有SIM卡。

再次參考圖2，該系統(tǒng)的定位信息接收設(shè)備300主要包括：位置請(qǐng)求信息發(fā)射器310、身份驗(yàn)證輸入設(shè)備320、位置信息接收器330和位置信息顯示器340。位置請(qǐng)求信息發(fā)射器310與身份驗(yàn)證輸入設(shè)備320連接，身份驗(yàn)證輸入設(shè)備320與位置信息接收器330連接，位置信息接收器330和位置信息顯示器340連接。具體來說，位置請(qǐng)求信息發(fā)射器310，其通過移動(dòng)終端運(yùn)營(yíng)商基站發(fā)出獲取被監(jiān)護(hù)人位置信息的請(qǐng)求。身份驗(yàn)證輸入設(shè)備320，其根據(jù)被監(jiān)護(hù)人端發(fā)出的驗(yàn)證信息輸入待驗(yàn)證監(jiān)護(hù)人的身份信息。位置信息接收器330，其通過移動(dòng)終端運(yùn)營(yíng)商基站獲取被監(jiān)護(hù)人位置信息。進(jìn)一步，位置信息接收器330在身份驗(yàn)證成功后，通過移動(dòng)終端運(yùn)營(yíng)商基站獲取被監(jiān)護(hù)人位置信息。位置信息顯示器340，其調(diào)用顯示地圖，在獲取到被監(jiān)護(hù)人位置信息后，在該顯示地圖上標(biāo)定被監(jiān)護(hù)人處于該地圖的位置。

下面說明該系統(tǒng)在定位過程中的工作流程。

在定位信息發(fā)送設(shè)備200這一端，首先，啟動(dòng)該設(shè)備200，在啟動(dòng)后，工作方式選擇器250開始工作，根據(jù)選擇的工作方式啟動(dòng)GPS接收機(jī)210對(duì)被監(jiān)護(hù)人定位。基于低功耗理念，關(guān)于被監(jiān)護(hù)人位置信息的發(fā)送分兩種形式，一種是自動(dòng)定時(shí)發(fā)送，可通過設(shè)置定時(shí)間隔(15分鐘或30分鐘)發(fā)送一次定位信息，另一種是手動(dòng)發(fā)送定位信息。手動(dòng)發(fā)送被監(jiān)護(hù)人P的實(shí)時(shí)位置信息又分為兩種情況：一種是定位信息接收設(shè)備300的位置請(qǐng)求信息發(fā)射器310發(fā)送位置信息請(qǐng)求，當(dāng)定位信息發(fā)送設(shè)備200接收到請(qǐng)求且驗(yàn)證身份通過后，設(shè)備200啟動(dòng)GPS接收機(jī)210；另一種是定位信息發(fā)送設(shè)備200主動(dòng)發(fā)送個(gè)人位置信息。這樣，監(jiān)護(hù)人可以有效地掌握被監(jiān)護(hù)人的位置信息，保護(hù)其安全。

接下來，在GPS接收機(jī)210開始工作，通過GPS定位獲取被監(jiān)護(hù)人的GPS位置信息。但由于會(huì)出現(xiàn)GPS接收機(jī)會(huì)受到遮擋的情況，因此，定位信息計(jì)算器230則會(huì)預(yù)判接收到的GPS信息是否有效，在被監(jiān)護(hù)人的GPS位置信息為無效時(shí)，啟動(dòng)基站信息接收器220，該基站信息接收器220自動(dòng)搜索距離被監(jiān)護(hù)人最近的三個(gè)移動(dòng)終端運(yùn)營(yíng)商基站信息。隨后，定位信息計(jì)算器230根據(jù)距離被監(jiān)護(hù)人最近的三個(gè)移動(dòng)終端運(yùn)營(yíng)商基站信息，分別以距離被監(jiān)護(hù)人最近的三個(gè)移動(dòng)終端運(yùn)營(yíng)基站的各個(gè)基站為圓心，以各個(gè)基站到被監(jiān)護(hù)人的距離為半徑繪制圓，采用軟件將三個(gè)圓的交點(diǎn)構(gòu)成的三角形區(qū)域中的質(zhì)心位置確定為被監(jiān)護(hù)人的位置信息。

最后，定位信息發(fā)射器240通過移動(dòng)終端運(yùn)營(yíng)商基站發(fā)送有效的被監(jiān)護(hù)人的GPS位置信息或基于移動(dòng)終端運(yùn)營(yíng)商基站信息確定的被監(jiān)護(hù)人的位置信息。

對(duì)于定位信息接收設(shè)備300，位置請(qǐng)求信息發(fā)射器310通過移動(dòng)終端運(yùn)營(yíng)商基站發(fā)出獲取被監(jiān)護(hù)人位置信息的請(qǐng)求。在一個(gè)例子中，若無需驗(yàn)證監(jiān)護(hù)人的身份，則位置信息接收器330直接就能夠通過移動(dòng)終端運(yùn)營(yíng)商基站獲取被監(jiān)護(hù)人位置信息。若需要驗(yàn)證監(jiān)護(hù)人的身份，則身份驗(yàn)證輸入設(shè)備320根據(jù)被監(jiān)護(hù)人端發(fā)出的驗(yàn)證信息輸入待驗(yàn)證監(jiān)護(hù)人的身份信息，進(jìn)一步，位置信息接收器330在身份驗(yàn)證成功后，通過移動(dòng)終端運(yùn)營(yíng)商基站獲取被監(jiān)護(hù)人位置信息。需要說明的是，基于共享密鑰的身份驗(yàn)證、基于生物學(xué)特征的身份驗(yàn)證和基于公開密鑰加密算法的身份驗(yàn)證等均可用于此完成身份驗(yàn)證。最后，位置信息顯示器340在獲取到被監(jiān)護(hù)人位置信息后，在該顯示地圖上標(biāo)定被監(jiān)護(hù)人處于該地圖的位置。通過上述步驟，完成了一次請(qǐng)求位置信息的操作。

在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于旅行團(tuán)體，游客每人攜帶該設(shè)備，導(dǎo)游智能移動(dòng)終端可以同時(shí)接收多個(gè)游客的定位信息，同時(shí)顯示在地圖上。對(duì)于老人和孩童等被監(jiān)護(hù)人來說，監(jiān)護(hù)人可以根據(jù)該系統(tǒng)獲知被監(jiān)護(hù)人的位置信息。

本實(shí)用新型實(shí)施例的系統(tǒng)能夠通過GPS進(jìn)行定位，當(dāng)GPS受到遮擋無法定位時(shí)可根據(jù)運(yùn)營(yíng)商基站位置確定被監(jiān)護(hù)人的位置信息，并且能夠?qū)⑽恢眯畔l(fā)送到監(jiān)護(hù)人手機(jī)，達(dá)到保護(hù)老人、兒童安全的目的。

雖然本實(shí)用新型所揭露的實(shí)施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本實(shí)用新型而采用的實(shí)施方式，并非用以限定本實(shí)用新型。任何本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實(shí)施的形式上及細(xì)節(jié)上作任何的修改與變化，但本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。