一種基于超聲定位的定位系統、可穿戴設備和定位方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及超聲定位技術領域，特別地，涉及一種基于超聲定位的定位系統、可穿戴設備和定位方法。
【背景技術】
[0002]帶著孩子一起出門游玩、散步或者購物時，一不留神，孩子消失在視野中了，一一這恐怕是任何一個為人父母最恐懼的事情。商場、游樂場、家門口等成為兒童走失的高發地，兒童走失的頻率非常之高，讓全社會不得不正視這個嚴峻的問題，于是，預防兒童走失的產品應運而生。
[0003]目前，現有技術中已經有一些公司設計了追蹤兒童的手環或者手表，這些手環或者手表大都是基于GPS定位原理。基于GPS的定位方式是利用手機上的GPS定位模塊將自己的位置信號發送到定位后臺來實現手機定位的。GPS定位精度較高，但受信號影響很大，最高精度10米左右，而且，基于GPS的定位手環在室內時收到的GPS信號非常弱，難以定位。而針對兒童走失的高發區域的室內商場等小區域，基于GPS原理的定位方法有一定的局限性。
[0004]智能終端應用也已經非常普遍，能發出和接收超聲波。智能終端應用自身發出和接收的超聲波在小區域的測距技術也已經趨于成熟。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明實施方式提出一種基于超聲定位的定位系統、可穿戴設備和定位方法，從而提供一種防走失的解決方案。
[0006]本發明技術方案如下:
一種基于超聲定位的定位系統，包括第一可穿戴設備和智能終端；所述第一可穿戴設備包括第一超聲波發送器；所述智能終端包括第一超聲波接收器和報警單元；
第一超聲波發送器，用于發送包含第一可穿戴設備標識的第一超聲波信號；
第一超聲波接收器，用于接收所述第一超聲波信號，并基于所述第一超聲波信號的超聲定位確定與所述可穿戴設備的距離，并當所述距離超過預先設定的門限值時，向所述報警單元發送報警命令；
報警單元，用于根據所述報警命令發出報警信號。
[0007]優選地，第一可穿戴設備和智能終端分別包括時間同步單元；智能終端的時間同步單元，用于向第一可穿戴設備的時間同步單元發送時間同步信號；第一可穿戴設備的時間同步單元，用于基于該時間同步信號與智能終端保持時間同步；
第一超聲波發送器發送的第一超聲波信號進一步包含第一超聲波信號的發送時間點
Tl ；
第一超聲波接收器，用于記錄第一超聲波信號的接收時間點T2，從所述第一超聲波信號中解析出所述發送時間點Tl，并計算與所述可穿戴設備的距離L，其中: L =(T2-T1) XV ;V為超聲波在空氣中的傳播速度。
[0008]優選地，智能終端還包括第二超聲波發送器；第一可穿戴設備包括第二超聲波接收器；
第一超聲波發送器發送的所述包含可穿戴設備標識的第一超聲波信號，是第二超聲波接收器從第二超聲波發送器接收到的；
第一超聲波接收器，用于保存預設的處理時間Δ T以及第二超聲波發送器發出所述第一超聲波信號的時間點Tl，記錄第一超聲波信號的接收時間點T2，并計算與所述可穿戴設備的距離L，其中:
L= ((Τ2-Τ1-ΔΤ)/2) XV ;V為超聲波在空氣中的傳播速度。
[0009]優選地，所述第一可穿戴設備還包括第二超聲波接收器和存儲單元；
第二超聲波接收器，用于接收除第一可穿戴設備之外的其他可穿戴設備發送的第二超聲波信號，并從所述第二超聲波信號中解析出所述除第一可穿戴設備之外的其他可穿戴設備的標識；
存儲單元，用于關聯存儲所述第二超聲波信號的接收時間、所述除第一可穿戴設備之外的其他可穿戴設備的標識以及所述接收第二超聲波信號時的位置；
第一超聲波發送器，用于當接收到智能終端發出的包含所述除第一可穿戴設備之外的其他可穿戴設備的標識的超聲波信號時，向智能終端發送包含所述第二超聲波信號的接收時間、所述除第一可穿戴設備之外的其他可穿戴設備的標識以及接收第二超聲波信號時的位置的第三超聲波信號，從而由所述智能終端基于所述第二超聲波信號的接收時間、所述除第一可穿戴設備之外的其他可穿戴設備的標識以及接收第二超聲波信號時的位置確定所述除第一可穿戴設備之外的其他可穿戴設備的歷史參考位置。
[0010]一種基于超聲定位的可穿戴設備，包括:
第一超聲波發送器:用于發送包含可穿戴設備標識的第一超聲波信號；從而由智能終端的第一超聲波接收器接收所述第一超聲波信號，并由智能終端的第一超聲波接收器基于所述第一超聲波信號的超聲定位確定與所述可穿戴設備的距離，并當所述距離超過預先設定的門限值時，由智能終端的第一超聲波接收器向智能終端的報警單元發送報警命令，其中報警單元根據所述報警命令發出報警信號。
[0011]優選地，還包括:
時間同步單元，用于從智能終端接收時間同步信號，并基于該時間同步信號與智能終端保持時間同步；
第一超聲波發送器發送的第一超聲波信號進一步包含第一超聲波信號的發送時間點Tl ;第一超聲波接收器，用于記錄第一超聲波信號的接收時間點T2，從所述第一超聲波信號中解析出超聲波發送時間點Tl，并計算與所述可穿戴設備的距離L，其中:
L =(T2-T1) XV ;V為超聲波在空氣中的傳播速度。
[0012]優選地，可穿戴設備還包括第二超聲波接收器；智能終端還包括第二超聲波發送器;
第一超聲波發送器發送的所述包含可穿戴設備標識的第一超聲波信號，是第二超聲波接收器從第二超聲波發送器接收到的；
第一超聲波接收器，用于保存預設的處理時間Δ T以及第二超聲波發送器發出所述第一超聲波信號的時間點Tl，記錄第一超聲波信號的接收時間點T2，并計算與所述可穿戴設備的距離L，其中:
L= ((Τ2-Τ1-ΔΤ)/2) XV ;V為超聲波在空氣中的傳播速度。
[0013]優選地，可穿戴設備還包括第二超聲波接收器和存儲單元；
第二超聲波接收器，用于接收除第一可穿戴設備之外的其他可穿戴設備發送的第二超聲波信號，并從所述第二超聲波信號中解析出所述除第一可穿戴設備之外的其他可穿戴設備的標識；
存儲單元，用于關聯存儲所述第二超聲波信號的接收時間、所述除第一可穿戴設備之外的其他可穿戴設備的標識以及接收第二超聲波信號時的位置；
第一超聲波發送器，用于當接收到智能終端發出的包含所述除第一可穿戴設備之外的其他可穿戴設備的標識的超聲波信號時，向智能終端發送包含所述第二超聲波信號的接收時間、所述除第一可穿戴設備之外的其他可穿戴設備的標識以及接收第二超聲波信號時的位置的第三超聲波信號，從而由所述智能終端基于所述第二超聲波信號的接收時間、所述除第一可穿戴設備之外的其他可穿戴設備的標識以及接收第二超聲波信號時的位置確定所述除第一可穿戴設備之外的其他可穿戴設備的歷史參考位置。
[0014]優選地，所述可穿戴設備為手環、項鏈、腳環、腳鏈或項圈。
[0015]一種基于超聲定位的定位方法，包括:
第一可穿戴設備發送包含第一可穿戴設備標識的第一超聲波信號；
智能終端接收所述第一超聲波信號，并基于所述第一超聲波信號的超聲定位確定與所述可穿戴設備的距離，并當所述距離超過預先設定的門限值時，發出報警命令，并根據所述報警命令發出報警信號。
[0016]從上述技術方案中可以看出，在本發明實施方式中，系統包括第一可穿戴設備和智能終端；所述第一可穿戴設備包括第一超聲波發送器；所述智能終端包括第一超聲波接收器和報警單元；第一超聲波發送器，用于發送包含第一可穿戴設備標識的第一超聲波信號；第一超聲波接收器，用于接收第一超聲波信號，并基于第一超聲波信號的超聲定位確定與可穿戴設備的距離，并當距離超過預先設定的門限值時，向報警單元發送報警命令；報警單元，用于根據報警命令發出報警信號。應用本發明之后，可以基于超聲波測距原理監測被看護人的活動范圍，有效地預防被看護人走失。
[0017]而且，本發明還提出了兩種