防走失装置、防走失系统和防走失方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910978455.3 (22)申请日 2019.10.15 (71)申请人 上海无线电设备研究所 地址 200233 上海市闵行区中春路1555号 (72)发明人 王丹陆满君吴雄君李志民 唐坤 (74)专利代理机构 上海元好知识产权代理有限 公司 31323 代理人 徐雯琼张静洁 (51)Int.Cl. G08B 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种防走失装置、 防走失系统和防走失方法 (57)摘要 一种防走失装置， 通过GSM网络与监控设备 通信连接； 。

2、包含： 核心处理器； GPS定位模块， 与核 心处理器连接， 通过GPS定位并将定位信息传输 至核心处理器； GSM模块， 与核心处理器连接， 核 心处理器通过该GSM模块将定位信息传输至监控 设备； UWB测距模块， 与核心处理器连接， 且与设 置在监控设备中的UWB通信模块通信连接， 测量 其与UWB通信模块之间的距离并由监控设备计算 得到距离信息； 报警模块， 与核心处理器连接， 由 监控设备判断防走失装置当前的相对位置状态， 生成状态标志字， 并由核心处理器读取状态标志 字判断发出对应的报警信号。 本发明还涉及一种 防走失系统及方法。 本发明融合GPS技术和UWB技 术， 有效弥补GP。

3、S信号弱时无法获取定位信息的 缺点， 实现室内室外全覆盖。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 110706451 A 2020.01.17 CN 110706451 A 1.一种防走失装置， 其特征在于， 通过GSM网络与监控设备通信连接； 包含： 核心处理器； GPS定位模块， 与核心处理器连接， 对其当前位置通过GPS定位， 并将定位信息传输至核 心处理器； GSM模块， 与核心处理器连接， 且与监控设备通过GSM网络通信连接， 核心处理器通过该 GSM模块将定位信息传输至监控设备； UWB测距模块， 与核心处理器连接， 且与设置在监控设备中的UWB测距模块通信连接， 测 量其与。

4、UWB测距模块之间的点到点距离， 由监控设备计算得到距离信息； 报警模块， 与核心处理器连接， 由监控设备根据定位信息或距离信息判断防走失装置 当前的相对位置状态， 生成状态标志字， 并通过GSM网络传输至防走失装置， 由核心处理器 根据状态标志字控制报警模块发出对应的报警信号。 2.如权利要求1所述的防走失装置， 其特征在于， 所述的UWB测距模块通过向监控设备 中的UWB测距模块发送测距信号， 并接收由监控设备中的UWB测距模块反馈的回波信号， 监 控设备根据发送测距信号与接收回波信号之间的时间差， 计算得到两个UWB测距模块之间 的点到点距离， 获取距离信息。 3.如权利要求1所述的防走。

5、失装置， 其特征在于， 所述的报警模块包含分别与核心处理 器通过电路连接的声音报警模块、 闪光报警模块和震动报警模块。 4.如权利要求1所述的防走失装置， 其特征在于， 还包含： 存储模块， 与核心处理器连接， 存储状态标志字、 时间信息、 定位信息、 和距离信息； 电源模块， 分别与核心处理器、 GPS定位模块、 UWB测距模块、 GSM模块、 报警模块、 存储模 块连接， 提供工作电压。 5.一种防走失系统， 其特征在于， 包含如权利要求14任一项所述的防走失装置， 以及 与该防走失装置通过GSM网络通信连接的监控设备。 6.一种防走失方法， 其特征在于， 采用如权利要求6所述的防走失系统。

6、实现， 包含以下 步骤： S1、 防走失装置上电初始化并自检， 初始状态为安全状态； S2、 核心处理器每间隔时间T1从休眠模式中唤醒， 并对当前GPS信号的强弱进行判断； 若GPS信号强， 继续S3； 若GPS信号弱， 继续S4； S3、 通过GPS定位模块获取防走失装置的定位信息， 并通过GSM网络发送至监控设备， 且 由监控设备判断防走失装置与监控设备之间的相对位置状态， 并按照预先设置的电子围栏 作为判据， 比较后得到当前状态标志字， 并继续S5； S4、 通过UWB测距模块获取防走失装置与监控设备之间的距离信息， 同时通过UWB通信 模块在监控设备中计算得到相对位置状态， 且由监控设。

7、备按照预先设置的电子围栏作为判 据， 比较后得到当前状态标志字， 并继续S5； S5、 监控设备根据当前的状态标志字， 采取相应的操作， 若处于安全状态， 则保持当前 状态， 若处于报警状态， 则按照对应的报警等级， 发出不同等级的报警； S6、 监控设备通过GSM网络向防走失装置发送状态标志字、 时间信息、 定位信息或距离 信息， 由防走失装置的核心处理器判断状态标志字， 并明确当前所处状态， 若处于安全状态 则继续保持当前状态， 并继续S8； 若处于报警状态， 则按照对应的报警等级， 控制报警模块 权利要求书 1/2 页 2 CN 110706451 A 2 发出对应等级的报警信号， 并继。

8、续S7； S7、 当监控人员将佩戴防走失装置的人员寻回后， 触动防走失装置上的解除报警按钮， 核心处理器检测到解除报警指令， 将防走失装置的状态恢复为安全状态； S8、 将当前的状态标志字、 时间信息、 定位信息或距离信息存储在存储器中， 并继续S2。 7.如权利要求6所述的防走失方法， 其特征在于， 所述的S3中， 具体包含以下步骤： S31、 核心处理器访问GPS定位模块采集防走失装置所在位置的经、 纬度及海拔高度的 定位信息， 并传输至核心处理器； S32、 核心处理器将接收到的防走失装置的定位信息， 连同当前时间信息按照通信协议 进行数据打包； S33、 核心处理器通过GSM模块将打包。

9、的数据传输至监控设备； S34、 监控设备在接收到防走失装置的定位信息后， 采集其自身所在位置的经、 纬度及 海拔高度的定位信息， 并计算其与防走失装置之间的距离信息和相对位置状态； S35、 监控设备根据相对位置状态是否超出预设的一级围栏或二级围栏的范围来进一 步判断防走失装置所处的状态； 其中， 防走失装置设置三种状态： 安全状态、 一级报警状态、 二级报警状态， 并将代表每 个状态的代码写入状态标志字中； 若防走失装置处于一级围栏之内， 则为安全状态； 若防走失装置处于一级围栏和二级 围栏之间， 则为一级报警状态； 若防走失装置超出二级围栏， 则为二级报警状态。 8.如权利要求7所述的防。

10、走失方法， 其特征在于， 所述的S4中， 具体包含以下步骤： S41、 UWB测距模块向监控设备中的UWB测距模块发送测距信号， 测量防走失装置与监控 设备之间的点到点距离， 监控设备通过计算得到距离信息； S42、 监控设备根据接收到的距离信息是否超出预设的一级围栏或二级围栏的范围， 判 断防走失装置当前的位置状态为安全状态、 或一级报警状态、 或二级报警状态， 并将代表每 个状态的代码写入状态标志字中； 若防走失装置处于一级围栏之内， 则为安全状态； 若防走失装置处于一级围栏和二级 围栏之间， 则为一级报警状态； 若防走失装置超出二级围栏， 则为二级报警状态。 9.如权利要求8所述的防走失。

11、方法， 其特征在于， 所述的S5中， 具体为： 若防走失装置为安全状态， 监控设备不报警； 若防走失装置为一级报警状态， 监控设备发出低频率震动报警； 若防走失装置为二级报警状态， 监控设备发出声音、 闪光及高频率震动报警。 10.如权利要求9所述的防走失方法， 其特征在于， 所述的S6中， 具体为： 若防走失装置为安全状态， 则不通过核心处理器触发报警模块； 若防走失装置为一级报警状态， 则通过核心处理器触发报警模块仅发出低频率震动报 警信号； 若防走失装置为二级报警状态， 则通过核心处理器触发报警模块同时发出声音、 闪光 及高频率震动报警信号。 权利要求书 2/2 页 3 CN 11070。

12、6451 A 3 一种防走失装置、 防走失系统和防走失方法 技术领域 0001 本发明涉及一种防走失装置、 防走失系统和防走失方法， 具体是指一种融合了GPS (Global Positioning System， 全球定位系统)卫星定位技术和UWB(Ultra Wideband， 超宽 带)测距技术的防走失装置、 防走失系统和防走失方法。 背景技术 0002 随着人们生活节奏的加快以及生活水平的提高， 我国旅游出行市场发展日益壮 大， 越来越多的人选择在周末、 小长假或寒暑假期间带领儿童外出度假、 旅游， 出行的目的 地通常为游乐场、 博物馆、 或者大型动植物园等。 在这种环境复杂、 人员众。

13、多的情况下， 若发 生儿童走失的情况， 传统的找寻办法通常为： 将走失情况(儿童走失时间和方向)告知游玩 所在地场馆的工作人员， 通过广播寻人或者发动家人、 周围人群四处呼唤进行寻找， 但往往 效果差强人意。 0003 现阶段市场常见的具有防走失功能的装置大多基于GPS定位技术， 通过对佩戴防 走失装置的人员进行定位信息的监控， 同时设置一定范围的电子围栏， 当佩戴防走失装置 的人员所处位置超出电子围栏的范围则触发报警， 监控设备可以提供走失人员的定位信息 和运动轨迹， 有效的帮助监护人员顺利的寻回走失的目标人员。 0004 此方法的突出缺点在于： 仅依靠GPS定位技术的防走失装置， 其功能和。

14、性能受制于 GPS的定位性能。 当GPS信号不佳时， 尤其是在大型场馆等室内环境下， 仅靠GPS定位的方式 往往不能达到预期效果。 0005 基于上述， 防走失装置如果仅仅依靠GPS卫星定位技术， 是无法实现高可靠的防走 失功能的。 因此， 本发明提供一种融合了GPS卫星定位技术和UWB测距技术的防走失装置、 防 走失系统和防走失方法， 实现在室内、 室外环境下的防走失功能， 解决现有技术中存在的问 题。 发明内容 0006 本发明的目的是提供一种防走失装置、 防走失系统和防走失方法， 融合GPS卫星定 位技术和UWB测距技术， 有效弥补室内环境下GPS信号弱时无法获取定位信息的缺陷， 实现 。

15、室内室外全覆盖的适用范围。 0007 为实现上述目的， 本发明提供一种防走失装置， 其通过GSM网络与监控设备通信连 接； 包含： 核心处理器； GPS定位模块， 与核心处理器连接， 对其当前位置通过GPS定位， 并将 定位信息传输至核心处理器； GSM模块， 与核心处理器连接， 且与监控设备通过GSM网络通信 连接， 核心处理器通过该GSM模块将定位信息传输至监控设备； UWB测距模块， 与核心处理器 连接， 且与设置在监控设备中的UWB测距模块通信连接， 测量其与UWB测距模块之间的点到 点距离， 由监控设备计算得到距离信息； 报警模块， 与核心处理器连接， 由监控设备根据定 位信息或距离。

16、信息判断防走失装置当前的相对位置状态， 生成状态标志字， 并通过GSM网络 传输至防走失装置， 由核心处理器根据状态标志字控制报警模块发出对应的报警信号。 说明书 1/8 页 4 CN 110706451 A 4 0008 所述的UWB测距模块通过向监控设备中的UWB测距模块发送测距信号， 并接收由监 控设备中的UWB测距模块反馈的回波信号， 根据发送测距信号与接收回波信号之间的时间 差， 监控设备根据发送测距信号与接收回波信号之间的时间差， 计算得到两个UWB测距模块 之间的点到点距离， 获取距离信息。 0009 所述的报警模块包含分别与核心处理器通过电路连接的声音报警模块、 闪光报警 模块。

17、和震动报警模块。 0010 所述的防走失装置还包含： 存储模块， 与核心处理器连接， 存储状态标志字、 时间 信息、 定位信息、 和距离信息。 0011 所述的防走失装置还包含： 电源模块， 分别与核心处理器、 GPS定位模块、 UWB测距 模块、 GSM模块、 报警模块、 存储模块连接， 提供工作电压。 0012 本发明还提供一种防走失系统， 包含上述的防走失装置， 以及与该防走失装置通 过GSM网络通信连接的监控设备。 0013 本发明还提供一种防走失方法， 采用上述的防走失系统实现， 包含以下步骤： 0014 S1、 防走失装置上电初始化并自检， 初始状态为安全状态； 0015 S2、 。

18、核心处理器每间隔时间T1从休眠模式中唤醒， 并对当前GPS信号的强弱进行判 断； 若GPS信号强， 继续S3； 若GPS信号弱， 继续S4； 0016 S3、 通过GPS定位模块获取防走失装置的定位信息， 并通过GSM网络发送至监控设 备， 且由监控设备判断防走失装置与监控设备之间的相对位置状态， 并按照预先设置的电 子围栏作为判据， 比较后得到当前状态标志字， 并继续S5； 0017 S4、 通过UWB测距模块获取防走失装置与监控设备之间的距离信息， 同时通过UWB 通信模块在监控设备中计算得到相对位置状态， 且由监控设备按照预先设置的电子围栏作 为判据， 比较后得到当前状态标志字， 并继续。

19、S5； 0018 S5、 监控设备根据当前的状态标志字， 采取相应的操作， 若处于安全状态， 则保持 当前状态， 若处于报警状态， 则按照对应的报警等级， 发出不同等级的报警； 0019 S6、 监控设备通过GSM网络向防走失装置发送状态标志字、 时间信息、 定位信息或 距离信息， 由防走失装置的核心处理器判断状态标志字， 并明确当前所处状态， 若处于安全 状态则继续保持当前状态， 并继续S8； 若处于报警状态， 则按照对应的报警等级， 控制报警 模块发出对应等级的报警信号， 并继续S7； 0020 S7、 当监控人员将佩戴防走失装置的人员寻回后， 触动防走失装置上的解除报警 按钮， 核心处理。

20、器检测到解除报警指令， 将防走失装置的状态恢复为安全状态； 0021 S8、 将当前的状态标志字、 时间信息、 定位信息或距离信息存储在存储器中， 并继 续S2。 0022 所述的S1中， 具体包含以下步骤： 0023 S11、 防走失装置开关开启， 其电源模块中的电源转换电路对可充电电池输出的电 压进行转换， 为核心处理器、 GPS定位模块、 UWB测距模块、 GSM模块、 报警模块、 存储模块供 电； 0024 S12、 防走失装置的核心处理器初始化， 并对与其连接的GPS定位模块、 UWB测距模 块、 GSM模块、 报警模块、 存储模块进行检测， 确保该些模块正常工作。 0025 所述的。

21、S3中， 具体包含以下步骤： 说明书 2/8 页 5 CN 110706451 A 5 0026 S31、 核心处理器访问GPS定位模块采集防走失装置所在位置的经、 纬度及海拔高 度的定位信息， 并传输至核心处理器； 0027 S32、 核心处理器将接收到的防走失装置的定位信息， 连同当前时间信息按照通信 协议进行数据打包； 0028 S33、 核心处理器通过GSM模块将打包的数据传输至监控设备； 0029 S34、 监控设备在接收到防走失装置的定位信息后， 采集其自身所在位置的经、 纬 度及海拔高度的定位信息， 并计算其与防走失装置之间的距离信息和相对位置状态； 0030 S35、 监控设备。

22、根据相对位置状态是否超出预设的一级围栏或二级围栏的范围来 进一步判断防走失装置所处的状态； 0031 其中， 防走失装置设置三种状态： 安全状态、 一级报警状态、 二级报警状态， 并将代 表每个状态的代码写入状态标志字中； 0032 若防走失装置处于一级围栏之内， 则为安全状态； 若防走失装置处于一级围栏和 二级围栏之间， 则为一级报警状态； 若防走失装置超出二级围栏， 则为二级报警状态。 0033 所述的S4中， 具体包含以下步骤： 0034 S41、 UWB测距模块向监控设备中的UWB测距模块发送测距信号， 测量防走失装置与 监控设备之间的点到点距离， 监控设备通过计算得到距离信息； 00。

23、35 S42、 监控设备根据接收到的距离信息是否超出预设的一级围栏或二级围栏的范 围， 判断防走失装置当前的位置状态为安全状态、 或一级报警状态、 或二级报警状态， 并将 代表每个状态的代码写入状态标志字中； 0036 若防走失装置处于一级围栏之内， 则为安全状态； 若防走失装置处于一级围栏和 二级围栏之间， 则为一级报警状态； 若防走失装置超出二级围栏， 则为二级报警状态。 0037 所述的S5中， 具体为： 0038 若防走失装置为安全状态， 监控设备不报警； 0039 若防走失装置为一级报警状态， 监控设备发出低频率震动报警； 0040 若防走失装置为二级报警状态， 监控设备发出声音、 。

24、闪光及高频率震动报警。 所述 的S6中， 具体为： 0041 若防走失装置为安全状态， 则不通过核心处理器触发报警模块； 0042 若防走失装置为一级报警状态， 则通过核心处理器触发报警模块仅发出低频率震 动报警信号； 0043 若防走失装置为二级报警状态， 则通过核心处理器触发报警模块同时发出声音、 闪光及高频率震动报警信号。 综上所述， 本发明所提供的防走失装置、 防走失系统和防走失 方法， 与现有技术相比， 具有以下突出的有益效果： 0044 1、 采用基于UWB测距技术和GPS卫星定位技术相结合的方式， 有效解决了传统的单 一的基于GPS定位的防走失装置在GPS信号弱时出现的无法有效获。

25、取定位信息的弊端； 尤其 是在室内环境时， 当GPS无法顺畅工作， 即可利用基于UWB测距技术来精确测量距离信息， 使 得监控人员能实时掌握被监控人员的位置信息， 实现室内室外全覆盖， 扩大了防走失装置 的适用范围。 0045 2、 通过设置二级报警策略， 即设置二级报警距离来分级区分一级报警和二级报警 两种情况， 并通过对应设置不同的报警策略来提醒监控人员事态的发展情况。 若当前情况 说明书 3/8 页 6 CN 110706451 A 6 处于一级报警状态时， 防走失装置和监控设备仅发出低频率震动； 若当前情况处于二级报 警状态时， 防走失装置和监控设备发出高频率震动并配合声音报警和灯光闪。

26、烁， 从而有效 提醒相关人员当前事件的紧急程度， 方便根据具体需求分级处理。 附图说明 0046 图1为本发明中的防走失系统的结构示意图； 0047 图2为本发明中的防走失装置的结构示意图； 0048 图3为本发明中的防走失装置中核心处理器的流程图。 具体实施方式 0049 以下结合图1图3， 通过优选实施例对本发明的技术内容、 构造特征、 所达成目的 及功效予以详细说明。 0050 如图1和图2所示， 为本发明所提供的防走失装置， 其通过GSM(全球移动通信系统， Global System for Mobile Communications)网络与监控设备通信连接； 包含： 核心处理 器1。

27、； GPS定位模块2， 与核心处理器1通过电路连接， 对其当前所处位置通过GPS定位， 并将定 位信息传输至核心处理器1； GSM模块4， 与核心处理器1通过电路连接， 且与监控设备通过 GSM网络通信连接， 核心处理器1通过该GSM模块4将定位信息传输至监控设备； UWB测距模块 3， 与核心处理器1通过电路连接， 且与设置在监控设备中的UWB通信模块(图中未示)通信连 接， 测量其与UWB通信模块之间的点到点距离， 由监控设备计算得到距离信息； 报警模块5， 与核心处理器1通过电路连接， 由监控设备根据定位信息或距离信息判断防走失装置当前 的相对位置状态， 生成状态标志字， 并通过GSM网。

28、络4传输至防走失装置， 由核心处理器1根 据状态标志字判断是否发出报警， 若为报警状态， 则控制报警模块5发出对应的报警信号。 0051 在本发明的优选实施例中， 所述的核心处理器1采用型号为stm32f103的单片机实 现。 0052 在本发明的优选实施例中， 所述的GPS定位模块2采用型号为SIM7100CE的专用GPS 芯片实现， 其通过SPI(Serial Peripheral Interface， 串行外设接口)总线与核心处理器1 连接； 核心控制器1通过以一定的间隔周期T1访问GPS定位模块2， 获取定位信息。 0053 在本发明的优选实施例中， 所述的GSM模块4通过串口与核心处。

29、理器1连接。 该GSM 模块包含型号为SIM7100CE的GSM专用芯片、 SIM卡以及相关电路， 用于实现核心处理器1与 监控设备之间的信息交互。 SIM7100CE芯片为4G全网通用模块， 同时集成了GPS定位功能。 0054 在本发明的优选实施例中， 所述的UWB测距模块3采用型号为DW1000的专用UWB芯 片实现， 其通过SPI总线与核心处理器1连接。 该UWB测距模块3由核心处理器1控制， 向监控 设备中的UWB通信模块发送测距信号， 并接收由UWB通信模块反馈的回波信号， 监控设备通 过往返信号， 计算发送测距信号与接收回波信号之间的时间差， 进而计算出UWB测距模块3 与监控设。

30、备中的UWB测距模块之间的距离， 获取距离信息。 0055 UWB技术也称为超宽带技术， 是一种无载波通信技术， 利用纳秒级的非正弦波窄脉 冲作为定位载波， 精确测量飞行时间， 根据所需的时间乘以电磁波的传播速率从而求得两 点之间的距离。 通过UWB技术进行测距具有测距精度高、 复杂性低、 安全性高等突出优点， 在 室内环境下的测距精度可达10cm， 因此经常用来实现室内高精度定位。 说明书 4/8 页 7 CN 110706451 A 7 0056 在本发明的优选实施例中， 所述的报警模块5包含分别与核心处理器1通过电路连 接的声音报警模块、 闪光报警模块和震动报警模块。 其中， 所述的声音。

31、报警模块采用蜂鸣器 实现， 与核心处理器1通过I/O(输入/输出)管脚连接， 核心处理器1通过输出TTL (Transistor-Transistor Logic， 晶体管-晶体管逻辑)电平并经由三极管放大电路放大之 后， 驱动蜂鸣器开启发出报警声音。 所述的闪光报警模块采用LED灯实现， 与核心处理器1通 过I/O管脚连接， 核心处理器1通过输出TTL电平驱动LED灯点亮， 并通过TTL电平的高低变化 实现LED灯的闪烁， 从而发出报警闪光。 所述的震动报警模块与核心处理器1通过I/O管脚连 接， 核心处理器1通过输出TTL电平驱动震动报警模块开始震动， 并通过控制TTL电平输出的 波形频率。

32、来控制震动报警模块的震动频率。 0057 进一步， 所述的防走失装置还包含： 存储模块6， 与核心处理器1通过SPI总线连接， 用于存储状态标志字、 时间信息、 定位信息、 和距离信息等。 0058 进一步， 所述的防走失装置还包含： 电源模块(图中未示)， 分别与核心处理器1、 GPS定位模块2、 UWB测距模块3、 GSM模块4、 报警模块5、 存储模块6通过电路连接， 为其提供工 作电压。 0059 其中， 所述的电源模块包含依次连接的可充电电池、 电源转换电路和切换电路。 该 可充电电池采用可充电锂镍电池。 该电源转换电路具有电压转换的功能， 将电池供电或者 外部供电时的输入电压转换为。

33、可供核心处理器1、 GPS定位模块2、 UWB测距模块3、 GSM模块4、 报警模块5、 存储模块6正常使用的工作电压。 该切换电路由场效应管及其周围电路组成， 当 采用外部供电时， 切换电路将外部供电作为电压输入， 不仅为防走失装置提供工作电压， 同 时对可充电电池进行充电； 当采用电池供电时， 切换电路将可充电电池作为电压输入， 为防 走失装置提供工作电压， 并且同时切断与外部供电接口的连接。 0060 如图1所示， 本发明还提供一种防走失系统， 包含上述的防走失装置， 以及与该防 走失装置通过GSM网络(包括2G/3G/4G网络)通信连接的监控设备。 0061 其中， 所述的防走失装置由。

34、核心处理器1判断当前GPS信号的强弱； 若GPS信号强， 则利用GPS定位模块2， 通过GPS卫星定位技术， 采集其所在位置的经、 纬度及海拔高度的定 位信息， 同时利用GSM模块4， 通过GSM网络与监控设备进行信息交互， 将防走失装置当前的 定位信息传输至监控设备， 由监控设备计算其与防走失装置之间的距离信息并据此判断防 走失装置当前的位置状态， 并通过将距离信息与电子围栏进行对比， 判断防走失装置所处 的相对位置状态， 生成状态标志字， 再通过GSM网络将该状态标志字发送至防走失装置； 若 GPS信号弱， 则利用UWB测距模块3， 通过UWB通信测距技术， 测量其与监控设备之间的点到点 。

35、距离以获取距离信息， 并由监控设备计算得到相对距离信息， 由监控设备据此与电子围栏 进行对比， 判断防走失装置所处的相对位置状态， 生成状态标志字， 并通过GSM网络将该状 态标志字发送至防走失装置； 最后由核心处理器1根据接收到的状态标志字(安全、 一级报 警、 二级报警)， 控制报警模块5发出不同级别的报警信号。 0062 如图3所示， 本发明还提供一种防走失方法， 采用上述的防走失系统实现， 包含以 下步骤： 0063 S1、 防走失装置上电初始化并自检， 初始状态为安全状态； 0064 S2、 核心处理器通过定时器中断， 间隔时间T1从休眠模式中唤醒， 并对当前GPS信 号的强弱进行判。

36、断； 若GPS信号强， 继续S3； 若GPS信号弱， 继续S4； 说明书 5/8 页 8 CN 110706451 A 8 0065 S3、 通过GPS定位模块2获取防走失装置的定位信息， 并通过GSM网络发送至监控设 备， 且由监控设备判断防走失装置与监控设备之间的相对位置状态， 并按照预先设置的电 子围栏作为判据， 比较后得到当前状态标志字， 并继续S5； 0066 S4、 通过UWB测距模块3获取防走失装置与监控设备之间的距离信息， 同时通过UWB 通信模块在监控设备中计算得到相对位置状态， 且由监控设备按照预先设置的电子围栏作 为判据， 比较后得到当前状态标志字， 并继续S5； 006。

37、7 S5、 监控设备根据当前的状态标志字， 采取相应的操作， 若处于安全状态， 则保持 当前状态， 若处于报警状态， 则按照对应的报警等级， 发出不同等级的报警； 0068 S6、 监控设备通过GSM网络向防走失装置发送状态标志字、 时间信息、 定位信息或 距离信息， 由防走失装置的核心处理器1判断状态标志字， 并明确当前所处状态， 若处于安 全状态则继续保持当前状态， 并继续S8； 若处于报警状态， 则按照对应的报警等级， 控制报 警模块5发出对应等级的报警信号， 并继续S7； 0069 S7、 当监控人员将佩戴防走失装置的人员寻回后， 触动防走失装置上的解除报警 按钮， 长按按钮3秒， 核。

38、心处理器1检测到手动解除报警指令， 将防走失装置的状态恢复为安 全状态； 0070 S8、 将当前的状态标志字、 时间信息、 定位信息或距离信息存储在存储器6中， 并继 续S2。 0071 所述的S1中， 具体包含以下步骤： 0072 S11、 防走失装置开关开启， 其电源模块中的电源转换电路对可充电电池输出的电 压进行转换， 为核心处理器1、 GPS定位模块2、 UWB测距模块3、 GSM模块4、 报警模块5、 存储模 块6供电； 0073 S12、 防走失装置的核心处理器1初始化， 并对与其连接的GPS定位模块2、 UWB测距 模块3、 GSM模块4、 报警模块5、 存储模块6进行检测， 。

39、确保该些模块正常工作。 0074 所述的S3中， 具体包含以下步骤： 0075 S31、 核心处理器1访问GPS定位模块2采集防走失装置所在位置的经、 纬度及海拔 高度的定位信息， 并传输至核心处理器1； 0076 S32、 核心处理器1将接收到的防走失装置的定位信息， 连同当前时间信息按照通 信协议进行数据打包； 0077 S33、 核心处理器1通过GSM模块4将打包的数据传输至监控设备； 0078 S34、 监控设备在接收到防走失装置的定位信息后， 采集其自身所在位置的经、 纬 度及海拔高度的定位信息， 并计算其与防走失装置之间的距离信息和相对位置状态； 0079 S35、 监控设备根据相。

40、对位置状态是否超出预设的一级围栏或二级围栏的范围来 进一步判断防走失装置所处的状态； 0080 其中， 防走失装置设置三种状态： 安全状态(代码： 00)、 一级报警状态(代码： 02)、 二级报警状态(代码： 03)， 并将其代码写入状态标志字中； 0081 若防走失装置处于一级围栏之内， 则为安全状态； 若防走失装置处于一级围栏和 二级围栏之间， 则为一级报警状态； 若防走失装置超出二级围栏， 则为二级报警状态。 0082 所述的S4中， 具体包含以下步骤： 0083 S41、 UWB测距模块3向监控设备中的UWB测距模块发送测距信号， 测量防走失装置 说明书 6/8 页 9 CN 110。

41、706451 A 9 与监控设备之间的点到点距离(可以通过时间差计算得到距离信息)， 监控设备通过计算得 到距离信息； 0084 S42、 监控设备根据接收到的距离信息是否超出预设的一级围栏或二级围栏的范 围， 判断防走失装置当前的位置状态为安全状态(代码： 00)、 或一级报警状态(代码： 02)、 或 二级报警状态(代码： 03)， 并将其代码写入状态标志字中； 0085 若防走失装置处于一级围栏之内， 则为安全状态； 若防走失装置处于一级围栏和 二级围栏之间， 则为一级报警状态； 若防走失装置超出二级围栏， 则为二级报警状态。 0086 在实际使用过程中， 可通过监控设备上配备的触摸显示。

42、屏， 预先设置两级围栏的 数值和两级报警距离的数值， 电子围栏的范围为： 以设置数值为半径， 监控设备所在位置为 圆心形成的一个圆形区域。 使用人员可以根据实际需要进行设定， 其范围分别为： 一级围栏 (一级报警距离)， 通常为5m50m； 二级围栏(二级报警距离)， 通常为50m200m。 0087 所述的S5中， 具体为： 0088 若防走失装置为安全状态， 监控设备不报警； 0089 若防走失装置为一级报警状态， 监控设备发出低频率震动报警， 以便有效地提醒 监控人员； 0090 若防走失装置为二级报警状态， 监控设备发出声音、 闪光及高频率震动报警， 不仅 提醒监控人员尽快进行寻找， 。

43、同时有效警示周围人群， 第一时间提供有效帮助。 0091 所述的S6中， 具体为： 0092 若防走失装置为安全状态， 则不通过核心处理器1触发报警模块5； 0093 若防走失装置为一级报警状态， 则通过核心处理器1触发报警模块5仅发出低频率 震动报警信号， 即核心处理器1输出TTL电平驱动震动报警模块开始低频率震动， 有效提醒 被监控人员； 0094 若防走失装置为二级报警状态， 则通过核心处理器1触发报警模块5同时发出声 音、 闪光及高频率震动报警信号， 即核心处理器1输出TTL电平驱动蜂鸣器鸣叫、 驱动LED灯 闪烁、 驱动震动报警模块开始高频率震动， 不仅有效提醒被监控人员， 同时有效。

44、警示周围人 群， 第一时间提供有效帮助。 0095 在本发明的优选实施例中， 当GPS信号强时， 所述的监控设备可通过触摸显示屏实 时查看防走失装置佩戴者(被监控人员)的定位信息， 也可以进一步显示防走失装置佩戴者 的运动轨迹， 还可以通过路径导航进行方便快速有效的寻找。 当GPS信号不佳时， 监控设备 可在触摸显示屏上提示监控人员切换到测距模式， 从而引导监控人员通过缩短距离的方式 对走失人员进行快速、 有效的寻找和追踪。 0096 综上所述， 本发明所提供的防走失装置、 防走失系统和防走失方法， 结合GPS卫星 定位技术和UWB测距技术， 在GPS信号强时， 利用GPS定位信息完成与监控设。

45、备之间的距离解 算和位置监控， 获取距离信息； 在GPS信号弱时(尤其是室内环境)， 利用UWB测距技术获取其 与监控设备之间的点到点的距离信息； 当判断得到距离信息超过电子围栏或者报警距离 时， 防走失装置和监控设备同时发出声、 光和震动的报警信号， 不仅提醒具有一定自理能力 的走失人员， 其当前位置已经脱离了监控范围， 同时也提醒监控人员及时采取后续寻找行 动。 0097 因此， 本发明所提供的防走失装置、 防走失系统和防走失方法， 与现有技术相比， 说明书 7/8 页 10 CN 110706451 A 10 具有以下突出的有益效果： 0098 1、 采用基于UWB测距技术和GPS卫星定。

46、位技术相结合的方式， 有效解决了传统的单 一的基于GPS的防走失装置在GPS信号弱时出现的无法有效获取定位信息的弊端； 尤其是在 室内环境时， 当GPS无法顺畅工作， 即可利用基于UWB测距技术来精确测量距离信息， 使得监 控人员能实时掌握被监控人员的位置信息， 扩大了防走失装置的适用范围。 0099 2、 通过设置二级报警策略， 即设置二级报警距离来分级区分一级报警和二级报警 两种情况， 并通过对应设置不同的报警策略来提醒监控人员事态的发展情况。 若当前情况 处于一级报警状态时， 防走失装置和监控设备仅发出低频率震动； 若当前情况处于二级报 警状态时， 防走失装置和监控设备发出高频率震动并配合声音报警和灯光闪烁， 从而有效 提醒相关人员当前事件的紧急程度， 方便根据具体需求分级处理。 0100 尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍， 但应当认识到上述的 描述不应被认为是对本发明的限制。 在本领域技术人员阅读了上述内容后， 对于本发明的 多种修改和替代都将是显而易见的。 因此， 本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。 说明书 8/8 页 11 CN 110706451 A 11 图1 图2 说明书附图 1/2 页 12 CN 110706451 A 12 图3 说明书附图 2/2 页 13 CN 110706451 A 13 。