一种基于NBIOT网络儿童安全监控系统技术方案

本发明专利技术涉及安全管理技术领域，具体地说，涉及一种基于NBIOT网络儿童安全监控系统。包括基建管理单元、数据处理单元、安全监管单元和功能应用单元；基建管理单元用于对设备及技术进行管理；数据处理单元用于对数据进行处理操作；安全监管单元用于进行安全管理；功能应用单元用于为儿童及监管人员建立连接。本发明专利技术设计可以有效增强数据处理能力、提高数据分析的速度及准确度，从而提高监管系统的运行效率，可以分析儿童的行为习惯，及时发现儿童的危险行为，以便及时阻止及进行安全保护；其采用NBIOT技术实现低功耗通讯及持续高质量的长续航，基于心率传感进行健康监测及防拆除检测，可以充分发挥儿童智能手环进行定位以进行安全防护的设计初衷。安全防护的设计初衷。安全防护的设计初衷。

【技术实现步骤摘要】
一种基于NBIOT网络儿童安全监控系统


[0001]本专利技术涉及安全管理
，具体地说，涉及一种基于NBIOT网络儿童安全监控系统。

技术介绍

[0002]儿童手表是一款针对儿童与家长设计的软硬件结合的产品，通过佩戴在孩子手腕上的手表与配套手机APP连接，实现手机与手环轻松关联，可以准确定位孩子所在位置，便于家长及时了解孩子的位置，并具有通讯功能。然而，目前的儿童智能手表/手环功能多样，但主要还是以娱乐性质为主，缺少更细致的安全管理及防护的功能，儿童佩戴智能手表后，容易沉迷在娱乐中，无法完全发挥智能手表的初始目标，而且对于发生危险行为的儿童，没办法及时发现并阻止。同时，现有的儿童智能手表在应用过程中，还往往受到续航能力差、网络信号不佳导致定位不准确等缺陷的影响，使家长的使用体感较差。然而，目前却没有可以解决上述问题的儿童智能手环以及与其配套的完善的安全监控系统。鉴于此，我们提出了一种基于NBIOT网络儿童安全监控系统。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供了一种基于NBIOT网络儿童安全监控系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述技术问题的解决，本专利技术的目的之一在于，提供了一种基于NBIOT网络儿童安全监控系统，包括
[0005]基建管理单元、数据处理单元、安全监管单元和功能应用单元；所述基建管理单元、所述数据处理单元、所述安全监管单元与所述功能应用单元依次通过网络通信连接；所述基建管理单元用于对加入系统并支撑系统运行的设备及技术进行连接管理；所述数据处理单元用于对系统运行过程中涉及的所有数据进行采集、分析、存储等处理操作；所述安全监管单元用于通过对用户的进行实时的定位和心率监测来判识其行为状态来进行安全管理；所述功能应用单元用于在儿童及其监管人员之间建立连接通道以便进行安全监管；
[0006]所述基建管理单元包括系统设备模块、技术支持模块、智能传感模块和通讯传输模块；
[0007]所述数据处理单元包括采集上报模块、汇总统计模块、危险标记模块和数据融合模块；
[0008]所述安全监管单元包括健康监测模块、实时定位模块、轨迹追踪模块和行为分析模块；
[0009]所述功能应用单元包括关联应用模块、直接通讯模块、危险告警模块和安全档案模块。
[0010]作为本技术方案的进一步改进，所述系统设备模块、所述技术支持模块、所述智能传感模块与所述通讯传输模块依次通过网络通信连接；所述系统设备模块用于对加入系统
并支撑系统运行的设备装置进行连接管理；所述技术支持模块用于载入多种智能技术来支撑系统的功能实现；所述智能传感模块用于通过带有传输功能的传感器实时采集对应的状态参数并上报；所述通讯传输模块用于通过多种通信技术在系统各层面之间建立信号连接及数据传输的通道。
[0011]其中，基础设备包括但不限于：管理后台机房(计算机、显示器/显示大屏、存储器等)、通讯网关、智能手环(微处理器、存储器、网络模块等)、云端服务器、移动终端等。
[0012]其中，智能传感器包括但不限于：定位器、计时器、心率传感器等。
[0013]其中，通信技术包括但不限于：无线传输技术、无线WiFi、数据流量、窄带物联网技术等。
[0014]作为本技术方案的进一步改进，所述技术支持模块包括窄带物联模块、位置服务模块、全球定位模块和地理信息模块；所述窄带物联模块、所述位置服务模块、所述全球定位模块与所述地理信息模块依次通过网络通信连接且并列运行；所述窄带物联模块用于将构建于蜂窝网络的窄带物联网NBIOT部署于现有网络中，以实现低功耗的通讯；所述位置服务模块用于采用LBS技术通过电信移动运营商的无线电通讯网络或外部定位方式，获取移动终端设备或用户的位置信息；所述全球定位模块用于通过全球定位系统GPS为用户提供实时、全天候和全球性的定位及导航服务；所述地理信息模块用于连接地理信息系统GIS来获取目标区域内的地理信息情况及高清的区域地图。
[0015]作为本技术方案的进一步改进，所述采集上报模块的信号输出端与所述汇总统计模块的信号输入端连接，所述汇总统计模块的信号输出端与所述危险标记模块的信号输入端连接，所述危险标记模块的信号输出端与所述数据融合模块的信号输入端连接；所述采集上报模块用于通过智能手环实时采集儿童用户的实时位置、心率等状态数据并上报到系统的数据处理层；所述汇总统计模块用于对采集的所有数据进行汇总、整理，按预设程序及相应算法进行统计处理，并分别进行存储；所述危险标记模块用于从GIS系统中获取儿童用户实时位置所在的区域地图，并根据现存数据对区域内存在危险的区域进行标记；所述数据融合模块用于将采集的儿童的位置数据与区域地图数据融合起来，将儿童位置实时定位到区域地图的相应位置上。
[0016]作为本技术方案的进一步改进，所述健康监测模块、所述实时定位模块、所述轨迹追踪模块与所述行为分析模块依次通过网络通信连接；所述健康监测模块用于通过实时监测用户的心率情况对用户的健康情况进行监测管理，并可将心率数据上传至管理后台进行健康分析，同时可实时将心率信息显示在智能手环上，用户的监管人员也可在操作权限内获取其心率数据；所述实时定位模块用于通过智能手环的定位功能，结合GPS和LBS准确获取儿童用户的实时位置信息；所述轨迹追踪模块用于结合按时间顺序获取的定位信息，在GIS区域地图上绘制儿童用户的行动路线，从而准确追踪其活动轨迹；所述行为分析模块用于结合儿童用户的心率变化、位置变、轨迹变化频率及历史数据来对其行为习惯进行分析判断。
[0017]作为本技术方案的进一步改进，所述实时定位模块中，GPS和LBS系统在进行定位时，不可避免地存在两个定位不同的情况，则需要对定位系统进行修正，使两个定位系统互相修正从而获取准确的位置信息，具体地，GPS系统的位置校正计算方式如下：
[0018]x
i
＝(N+H
i
)cosB
i
cosL
i
[0019]y
i
＝(N+H
i
)cosB
i
sinL
i
[0020]z
i
＝[N(1
‑
e2)+H
i
]sinB
i
[0021]其中，B
i
为维度，L
i
为精度，H
i
为高程，e2为椭球第一偏心率，N为椭球的卯酉圈典率半径；
[0022]进而有：
[0023]N＝a/(1
‑
e2)
1/2
[0024]其中，N、e2均为常数；
[0025]此外，为了避免错误与观测异常，至少需要三组d
x
、d
y
、d
z
，取其平均值即可直接作为校正参数的初值。
[0026]作为本技术方案的进一步改进，所述行为分析模块包括活动状态模块、运动习惯模块、预警本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于NBIOT网络儿童安全监控系统，其特征在于：包括基建管理单元(100)、数据处理单元(200)、安全监管单元(300)和功能应用单元(400)；所述基建管理单元(100)、所述数据处理单元(200)、所述安全监管单元(300)与所述功能应用单元(400)依次通过网络通信连接；所述基建管理单元(100)用于对加入系统并支撑系统运行的设备及技术进行连接管理；所述数据处理单元(200)用于对系统运行过程中涉及的所有数据进行采集、分析、存储等处理操作；所述安全监管单元(300)用于通过对用户的进行实时的定位和心率监测来判识其行为状态来进行安全管理；所述功能应用单元(400)用于在儿童及其监管人员之间建立连接通道以便进行安全监管；所述基建管理单元(100)包括系统设备模块(101)、技术支持模块(102)、智能传感模块(103)和通讯传输模块(104)；所述数据处理单元(200)包括采集上报模块(201)、汇总统计模块(202)、危险标记模块(203)和数据融合模块(204)；所述安全监管单元(300)包括健康监测模块(301)、实时定位模块(302)、轨迹追踪模块(303)和行为分析模块(304)；所述功能应用单元(400)包括关联应用模块(401)、直接通讯模块(402)、危险告警模块(403)和安全档案模块(404)；该基于NBIOT网络儿童安全监控系统在使用时，首先将儿童的个人信息录入到智能手环中并将智能手环与儿童信息进行绑定，同时儿童的监护人员通过手机终端应用访问系统，经身份认证后与其监护儿童的智能手环进行绑定，儿童在日常活动过程中，智能手环实时监测其心率情况、准确定位其所在位置并定位在GIS系统的地图中，系统后台对实时的数据进行分析监测，判识儿童的行为习惯，并在其可能存在危险时发出告警，同时将告警信息上报到后台及其监护人员处，以便及时阻止危险行为；另外，若系统后台在超出预设的时长阈值时未收到反馈的心率监测信息则判断儿童的智能手环移除，则及时上报后台并反馈到其监护人员处，若是监护人员移除，则监护人员在其手机端应用上反馈信息，系统收到反馈信息则停止告警。2.根据权利要求1所述的基于NBIOT网络儿童安全监控系统，其特征在于：所述系统设备模块(101)、所述技术支持模块(102)、所述智能传感模块(103)与所述通讯传输模块(104)依次通过网络通信连接；所述系统设备模块(101)用于对加入系统并支撑系统运行的设备装置进行连接管理；所述技术支持模块(102)用于载入多种智能技术来支撑系统的功能实现；所述智能传感模块(103)用于通过带有传输功能的传感器实时采集对应的状态参数并上报；所述通讯传输模块(104)用于通过多种通信技术在系统各层面之间建立信号连接及数据传输的通道。3.根据权利要求2所述的基于NBIOT网络儿童安全监控系统，其特征在于：所述技术支持模块(102)包括窄带物联模块(1021)、位置服务模块(1022)、全球定位模块(1023)和地理信息模块(1024)；所述窄带物联模块(1021)、所述位置服务模块(1022)、所述全球定位模块(1023)与所述地理信息模块(1024)依次通过网络通信连接且并列运行；所述窄带物联模块(1021)用于将构建于蜂窝网络的窄带物联网NBIOT部署于现有网络中，以实现低功耗的通讯；所述位置服务模块(1022)用于采用LBS技术通过电信移动运营商的无线电通讯网络或外部定位方式，获取移动终端设备或用户的位置信息；所述全球定位模块(1023)用于通过
全球定位系统GPS为用户提供实时、全天候和全球性的定位及导航服务；所述地理信息模块(1024)用于连接地理信息系统GIS来获取目标区域内的地理信息情况及高清的区域地图。4.根据权利要求1所述的基于NBIOT网络儿童安全监控系统，其特征在于：所述采集上报模块(201)的信号输出端与所述汇总统计模块(202)的信号输入端连接，所述汇总统计模块(202)的信号输出端与所述危险标记模块(203)的信号输入端连接，所述危险标记模块(203)的信号输出端与所述数据融合模块(204)的信号输入端连接；所述采集上报模块(201)用于通过智能手环实时采集儿童用户的实时位置、心率等状态数据并上报到系统的数据处理层；所述汇总统计模块(202)用于对采集的所有数据进行汇总、整理，按预设程序及相应算法进行统计处理，并分别进行存储；所述危险标记模块(203)用于从GIS系统中获取儿童用户实时位置所在的区域地图，并根据现存数据对区域内存在危险的区域进行标记；所述数据融合模块(204)用于将采集的儿童的位置数据与区域地图数据融合起来，将儿童位置实时定位到区域地图的相应位置上。5.根据权利要求1所述的基于NBIOT网络儿童安全监控系统，其特征在于：所述健康监测模块(301)、所述实时定位模块(302)、所述轨迹追踪模块(303)与所述行为分析模块(304)依次通过网络通信连接；所述健康监测模块(301)用于通过实时监测用户的心率情况对用户的健康情况进行监测管理，并可将心率数据上传至管理后台进行健康分析，同时可实时将心率信息显示在智能手环上，用户的监管人员也可在操作权限内获取其心率数据；所述实时定位模块(302)用于通过智能手环的定位功能，结合GPS和LBS准确获取儿童用户的实时位置信息；所述轨迹追踪模块(303)用于结合按时间顺序获取的定位信息，在GIS区域地图上绘制儿童用户的行动路线，从而准确追踪其活动轨迹；所述行为分析模块(304)用于结合儿童用户的心率变化、位置变、轨迹变化频率及历史数据来对其行为习惯进行分析判断。6.根据权利要求5所述的基于NBIOT网络儿童安全监控系统，其特征在于：所述实时定位模块(302)中，GPS和LBS系统在进行定位时，不可避免地存在两个定位不同的情况，则需要对定位系统进行修正，使两个定位系统互相修正从而获取准确的位置信息，具体地，GPS系统的位置校正计算方式如下：x
i
＝(N+H
i
)cosB
i
cosL
i
y

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛，龚雨婷，于德志，
申请(专利权)人：枣庄山好科技有限公司，
类型：发明
国别省市：