一种低功耗防脱摘定位检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种低功耗防脱摘定位检测系统，包括检测手表和定位终端，所述检测手表包括检测装置和检测电路，所述检测装置包括外壳和腕带，所述检测电路包括微控制器、显示电路和供电单元，所述微控制器接有心率检测电路、三轴加速度传感器、无线发射通信模块和腕带拆解检测电路，所述定位终端包括定位服务器和多个无线接收基站。本发明专利技术还公开了一种低功耗防脱摘定位检测方法。本发明专利技术通过佩戴者抬臂检测，降低了微控制器和显示电路的功耗，通过双重脱摘检测防线，有效确保检测手表和佩戴者是否处于同一物理位置，通过定位算法得到佩戴者的位置坐标，解决了保密单位对外来人员需要全程跟踪陪护的管理方式造成的不便，实现了自动化管理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于安防监控
，具体涉及一种低功耗防脱摘定位检测系统及方法。
技术介绍
由于GPS定位系统在确定室内的精确位置方面还不是很有效，室内的GPS定位系统存在定位精度差、灵敏性低等缺点，不能满足用户的定位要求，尤其对于军事等保密单位。现有的一些军事等保密单位对外来人员的管理方法是由内部人员全程跟踪陪护的方式，这种方式不仅消耗大量的人力，而且为管理带来不便。因此需要一种室内定位检测装置和方法，将无线定位技术应用在对保密单位的外来人员在本单位的位置追踪，在定位服务器上显示外来人员的位置，管理人员通过定位服务器即可达到对外来人员进行监控的目的，并且具有防脱摘和低功耗的特点，防止外来人员将携带的定位手表脱摘而造成的实际的定位位置结果和外来人员的真实位置不一致的问题，从而保证了外来人员的定位位置结果的可靠性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种低功耗防脱摘定位检测系统及方法，其结构简单、设计合理，通过佩戴者抬臂检测，降低了微控制器和显示电路的功耗，通过双重脱摘检测防线，有效确保检测手表和佩戴者是否处于同一物理位置，通过定位算法得到佩戴者的位置坐标，解决了保密单位对外来人员需要全程跟踪陪护的管理方式造成的不便，实现了自动化管理。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种低功耗防脱摘定位检测系统，其特征在于：包括检测手表和与检测手表通信的定位终端，所述检测手表包括检测装置和检测电路，所述检测装置包括外壳和固定连接在外壳两端的腕带，所述检测电路包括微控制器、与微控制器输出端相接的显示电路以及对微控制器和显示电路供电的供电单元，所述微控制器接有用于检测佩戴者心率的心率检测电路、用于检测佩戴者手臂姿势的三轴加速度传感器和无线发射通信模块，所述微控制器的输入端接有用于检测所述腕带连接状态的腕带拆解检测电路，所述供电单元包括依次连接的电池充电电路、电池和电池稳压电路，所述定位终端包括定位服务器和多个用于与无线发射通信模块通信且与定位服务器相接的无线接收基站；所述腕带包括第一腕带和第二腕带，所述第一腕带的端部设置有扣体，所述第一腕带内设置有与扣体连接的扣体导线，所述第二腕带上开设有多个与扣体配合的扣孔，所述第二腕带内设置有与扣孔位置对应的扣孔导线，所述腕带拆解检测电路包括电阻R6，所述电阻R6的一端接地，所述电阻R6的另一端分两路，一路与微控制器相接，另一路经过扣体导线与扣体相接，所述扣孔导线与3.3V电源相接。上述的一种低功耗防脱摘定位检测系统，其特征在于：所述心率检测电路包括芯片PAH8001，所述芯片PAH8001的PD_QB引脚分四路，一路与芯片PAH8001的VSS引脚相接，另一路与电容C23的一端相接，电容C23的另一端与芯片PAH8001的VDD28V引脚相接，第三路与电容C24的一端相接，电容C24的另一端与芯片PAH8001的VDDx18V引脚相接，第四路接地；所述芯片PAH8001的LED_N引脚分两路，一路与芯片PAH8001的LED引脚相接，另一路与电阻R8的一端相接，所述电阻R8的另一端分五路，一路与芯片PAH8001的LED_P相接，另一路与芯片PAH8001的VDDIO引脚相接，第三路与芯片PAH8001的VDDM引脚相接，第四路与3.3V电源端相接，第五路与电容C25的一端相接，电容C25的另一端接地；所述芯片PAH8001的SCK引脚、SDIO引脚、SDI_ID0引脚和CSN_ID1引脚均与微控制器相接。上述的一种低功耗防脱摘定位检测系统，其特征在于：所述三轴加速度传感器包括芯片LIS3DH，所述芯片LIS3DH的SCL引脚、SDA引脚、SDO引脚和CS引脚均与微控制器相接。上述的一种低功耗防脱摘定位检测系统，其特征在于：所述无线发射通信模块包括芯片ATmega128RFA1，所述芯片ATmega128RFA1的PD2引脚、PD3引脚、PB1引脚、PB2引脚、PB3引脚和PB4引脚均与微控制器相接。上述的一种低功耗防脱摘定位检测系统，其特征在于：所述微控制器为芯片EFM32G200。同时，本专利技术还公开了一种方法步骤简单、设计合理的低功耗防脱摘定位检测的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、佩戴者抬臂检测：步骤101、判断定时器计时时长是否大于抬臂检测周期：当t1≤T1，微控制器进入睡眠状态，当t1>T1，微控制器进入工作状态，进入步骤二，其中，T1表示设定的抬臂检测周期，t1表示微控制器内部定时器得到的抬臂检测计时时长；步骤102、判断佩戴者是否抬臂：步骤1021、实时获取佩戴者抬臂的加速度：所述三轴加速度传感器与外壳平行设置，所述三轴加速度传感器的Z轴方向与外壳的平面垂直，佩戴者的抬臂加速度为：其中，g表示重力加速度，gx表示重力加速度在三轴加速度传感器的X轴方向上的分量，gy表示重力加速度在三轴加速度传感器的Y轴方向上的分量,gz表示重力加速度在三轴加速度传感器的Z轴方向上的分量，θx表示三轴加速度传感器的X轴方向与空间X轴方向的夹角，θy表示三轴加速度传感器的Y轴方向与空间Y轴方向的夹角，θz表示三轴加速度传感器的Z轴方向与空间Z轴方向的夹角，其中，0°≤θx≤90°，0°≤θy≤90°，0°≤θz≤90°；步骤1022、设定佩戴者抬臂判断区间：设其中，表示佩戴者在X轴方向的抬臂判断夹角，表示佩戴者在Y轴方向的抬臂判断夹角，佩戴者在Z轴方向的抬臂判断夹角；步骤1023、结果输出：当且gz<0时，说明此时佩戴者抬臂观看检测手表，则进入步骤103，否则进入步骤105；步骤103、显示电路工作：电池给显示电路供电；步骤104、判断定时器计时时长是否大于显示设定周期：当t2≤T2，显示电路正常工作，显示屏点亮，当t2>T2，进入步骤105，其中，T2表示设定的显示屏点亮周期，t2表示微控制器内部定时器检测到的显示屏工作的计时时长；步骤105、显示电路不工作：电池停止给显示电路供电；步骤二、佩戴者脱摘检测：步骤201、心率判断脱摘检测：通过心率检测电路检测佩戴者的心率数值设定心率阈值为若说明定位检测装置未被脱摘，进入步骤202，否则说明定位检测装置被脱摘，微控制器记录心率数值和脱摘状态，进入步骤203，其中，表示设定的心率阈值；步骤202、腕带判断脱摘检测：通过腕带拆解检测电路检测扣体与扣孔是否结合，如果扣体与扣孔结合，说明定位检测装置未被脱摘，否则说明定位检测装置被脱摘，微控制器记录脱摘状态，然后进入203；步骤203、脱摘检测：微控制器将得到的心率数值和脱摘状态发送到定位服务器；步骤三、佩戴者定位检测：步骤301、建立坐标系：在被测区域内，建立模拟二维直角坐标系；步骤302、建立定位信号接收强度矩阵：在模拟二维直角坐标系内设立n个位置已知的信号发射点，形成坐标位置矩阵其中(xi,yi)表示第i个信号发射点的坐标位置，将实体定位RFID标签分别放置在n个信号发射点的坐标位置处，通过m个无线接收基站接收实体定位RFID标签的信号，形成定位信号接收强度矩阵Ri,j表示第j个无线接收基站在第i个信号发射点位置处接收到的实体定位RFID标签的信号接收强度，并将坐标位置矩阵(x,y)和定位信号接收强度矩阵R记录在定位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低功耗防脱摘定位检测系统，其特征在于：包括检测手表(1)和与检测手表(1)通信的定位终端(2)，所述检测手表(1)包括检测装置和检测电路，所述检测装置包括外壳(14)和固定连接在外壳(14)两端的腕带，所述检测电路包括微控制器(11)、与微控制器(11)输出端相接的显示电路(6)以及对微控制器(11)和显示电路(6)供电的供电单元，所述微控制器(11)接有用于检测佩戴者心率的心率检测电路(3)、用于检测佩戴者手臂姿势的三轴加速度传感器(5)和无线发射通信模块(7)，所述微控制器(11)的输入端接有用于检测所述腕带连接状态的腕带拆解检测电路(4)，所述供电单元包括依次连接的电池充电电路(8)、电池(9)和电池稳压电路(10)，所述定位终端(2)包括定位服务器(13)和多个用于与无线发射通信模块(7)通信且与定位服务器(13)相接的无线接收基站(12)；所述腕带包括第一腕带(15)和第二腕带(16)，所述第一腕带(15)的端部设置有扣体(18)，所述第一腕带(15)内设置有与扣体(18)连接的扣体导线(20)，所述第二腕带(16)上开设有多个与扣体(18)配合的扣孔(17)，所述第二腕带(16)内设置有与扣孔(17)位置对应的扣孔导线(19)，所述腕带拆解检测电路(4)包括电阻R6，所述电阻R6的一端接地，所述电阻R6的另一端分两路，一路与微控制器(11)相接，另一路经过扣体导线(20)与扣体(18)相接，所述扣孔导线(19)与3.3V电源相接。...

【技术特征摘要】
1.一种低功耗防脱摘定位检测系统，其特征在于：包括检测手表(1)和与检测手表(1)通信的定位终端(2)，所述检测手表(1)包括检测装置和检测电路，所述检测装置包括外壳(14)和固定连接在外壳(14)两端的腕带，所述检测电路包括微控制器(11)、与微控制器(11)输出端相接的显示电路(6)以及对微控制器(11)和显示电路(6)供电的供电单元，所述微控制器(11)接有用于检测佩戴者心率的心率检测电路(3)、用于检测佩戴者手臂姿势的三轴加速度传感器(5)和无线发射通信模块(7)，所述微控制器(11)的输入端接有用于检测所述腕带连接状态的腕带拆解检测电路(4)，所述供电单元包括依次连接的电池充电电路(8)、电池(9)和电池稳压电路(10)，所述定位终端(2)包括定位服务器(13)和多个用于与无线发射通信模块(7)通信且与定位服务器(13)相接的无线接收基站(12)；所述腕带包括第一腕带(15)和第二腕带(16)，所述第一腕带(15)的端部设置有扣体(18)，所述第一腕带(15)内设置有与扣体(18)连接的扣体导线(20)，所述第二腕带(16)上开设有多个与扣体(18)配合的扣孔(17)，所述第二腕带(16)内设置有与扣孔(17)位置对应的扣孔导线(19)，所述腕带拆解检测电路(4)包括电阻R6，所述电阻R6的一端接地，所述电阻R6的另一端分两路，一路与微控制器(11)相接，另一路经过扣体导线(20)与扣体(18)相接，所述扣孔导线(19)与3.3V电源相接。2.按照权利要求1所述的一种低功耗防脱摘定位检测系统，其特征在于：所述心率检测电路(3)包括芯片PAH8001，所述芯片PAH8001的PD_QB引脚分四路，一路与芯片PAH8001的VSS引脚相接，另一路与电容C23的一端相接，电容C23的另一端与芯片PAH8001的VDD28V引脚相接，第三路与电容C24的一端相接，电容C24的另一端与芯片PAH8001的VDDx18V引脚相接，第四路接地；所述芯片PAH8001的LED_N引脚分两路，一路与芯片PAH8001的LED引脚相接，另一路与电阻R8的一端相接，所述电阻R8的另一端分五路，一路与芯片PAH8001的LED_P相接，另一路与芯片PAH8001的VDDIO引脚相接，第三路与芯片PAH8001的VDDM引脚相接，第四路与3.3V电源端相接，第五路与电容C25的一端相接，电容C25的另一端接地；所述芯片PAH8001的SCK引脚、SDIO引脚、SDI_ID0引脚和CSN_ID1引脚均与微控制器(11)相接。3.按照权利要求1所述的一种低功耗防脱摘定位检测系统，其特征在于：所述三轴加速度传感器(5)包括芯片LIS3DH，所述芯片LIS3DH的SCL引脚、SDA引脚、SDO引脚和CS引脚均与微控制器(11)相接。4.按照权利要求1所述的一种低功耗防脱摘定位检测系统，其特征在于：所述无线发射通信模块(7)包括芯片ATmega128RFA1，所述芯片ATmega128RFA1的PD2引脚、PD3引脚、PB1引脚、PB2引脚、PB3引脚和PB4引脚均与微控制器(11)相接。5.按照权利要求1所述的一种低功耗防脱摘定位检测系统，其特征在于：所述微控制器(11)为芯片EFM32G200。6.一种利用如权利要求1所述的系统进行低功耗防脱摘定位检测的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、佩戴者抬臂检测：步骤101、判断定时器计时时长是否大于抬臂检测周期：当t1≤T1，微控制器(11)进入睡眠状态，当t1>T1，微控制器(11)进入工作状态，进入步骤二，其中，T1表示设定的抬臂检测周期，t1表示微控制器(11)内部定时器得到的抬臂检测计时时长；步骤102、判断佩戴者是否抬臂...

【专利技术属性】
技术研发人员：李爱国，李用维，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61