一种基于ZigBee腕表的校园学生定位与跟踪系统及方法技术方案

一种基于ZigBee腕表的校园学生定位与跟踪系统，包括信息中心模块，所述信息中心模块分别与PC机平板、手机客户端模块及ZigBee协调器连接，ZigBee协调器与若干ZigBee路由器连接，ZigBee路由器与若干ZigBee腕表连接。本发明专利技术的优点是：(1)在中小学生校园管理中，使用ZigBee腕表，辐射小，无辐射安全问题；(2)ZigBee腕表的功耗小，可以长时间待机，避免了反复充电的问题；(3)实现了学生进出校门时刻的自动向家长手机推送消息，让家长及时了解学生情况；(4)家长可以了解学生在校园内和校园周边地区的位置及轨迹信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子产品
，具体涉及一种基于ZigBee腕表的校园学生定位与跟踪系统及方法。
技术介绍
每个孩子都是家长的宝贝，小中学生，特别是低年级小学生，存在走丢、被劫等安全隐患，因此中小学生家长迫切希望获得孩子在校期间、上学、放学过程中的位置信息。教师，特别是班主任，也想了解学生是否到校、是否离校等信息，另外还希望通过一类系统，可以向学生直接群发诸如作业等任务或安排。现在市场上出现了很多儿童智能腕表，品牌众多。这些智能儿童腕表可以实现语音通话、定位等功能。这些腕表都是借助移动通信网络、GPS、北斗等技术实现这些功能。然而，现有儿童智能腕表存在以下缺点：(1)辐射高，因为其本质上仍然是一个移动手机。手机的辐射是较高的，特别是长时间佩戴在未成年人的手腕上，是一个严重的安全隐患。因此很多家长虽然买了儿童智能腕表，但是一般都是让孩子放在书包里，而不是戴在孩子的手腕上。(2)功耗高，因为腕表所用的电池尺寸有限，而移动网路下的手机功耗较高，因此腕表的待机时间不长。
技术实现思路
为克服上述辐射高、功耗高等问题，本专利技术提供一种方案，使用ZigBee腕表，配合ZigBee路由器、协调器(汇聚节点)，构成ZigBee无线网络，通过测量信号到达时刻的接收信号强度和/或到达时间差等，来计算ZigBee腕表在校园内或者校园周边的位置，并把位置信息送入信息中心。家长、教师可以通过手机客户端或者网页查看孩子的位置、是否到校、是否离校等信息。ZigBee腕表辐射极低，功耗极低，可以长期安全地佩戴，不存在目前儿童智能手机存在的安全问题。一种基于ZigBee腕表的校园学生定位与跟踪系统，包括信息中心模块，所述信息中心模块分别与PC机平板、手机客户端模块及ZigBee协调器连接，ZigBee协调器与若干ZigBee路由器连接，ZigBee路由器与若干ZigBee腕表连接。所述ZigBee腕表内设有ARM处理器，ARM处理器分别与ZigBee收发模块、存储器、显示器、血压/心跳/温度传感器、加速度传感器及电池连接。所述ZigNee腕表内还设有音频模块。所述无线ZigNee腕表还设有摄像头。一种基于ZigBee腕表的校园学生定位与跟踪的方法，步骤如下：(1)开启ZigBee腕表，学生佩戴的ZigBee腕表与ZigBee路由器相连，ZigBee路由器
测量ZigBee腕表所发出信号到达本机时刻的接收信号强度和/或到达时间差，根据无线电传输模型和ZigBee腕表发射信号时的发射功率，计算ZigBee路由器与ZigBee腕表的距离；(2)ZigBee路由器测量附近的ZigBee腕表的相对距离，并把距离信息送入ZigBee协调器，ZigBee协调器预先存储所有ZigBee路由器的位置信息；(3)ZigBee协调器根据ZigBee路由器的位置信息和ZigBee腕表的相对距离信息，计算出每个腕表的位置信息；(4)ZigBee协调器把网络中每个ZigBee腕表的位置信息送入信息中心模块；(5)手机客户端在信息中心进行注册，信息中心为手机客户端注册用户分配权限，每个手机客户端注册用户只能访问特定ZigBee腕表的位置和轨迹信息；用户可以使用台式机、笔记本等工具，通过Internet在所述信息中心模块进行注册，获取得到授权访问的ZigBee腕表的位置和历史轨迹信息，在地图中显示；(6)信息中心根据收集到的数据，分析判断出某个ZigBee腕表进入校园后，所述信息中心向该ZigBee腕表对应的手机客户端注册用户推送信息，或者向对应的手机发送短信，通知该用户对应的ZigBee腕表进入校园；(7)信息中心根据收集到的数据，分析判断出某个ZigBee腕表离开校园后，所述信息中心向该ZigBee腕表对应的手机客户端注册用户推送信息，或者向对应的手机发送短信，通知该用户对应的ZigBee腕表离开校园。优选地，所述步骤(3)中ZigBee腕表的位置，还可以通过测量其与附近ZigBee路由器之间的距离，并根据附近ZigBee路由器的固定位置信息，由ZigBee腕表自己计算完成，并把位置信息通过ZigBee路由器送入ZigBee协调器。优选地，所述步骤(5)中手机客户端通过访问所述信息中心，获得所授权访问的ZigBee腕表位置信息，在地图中显示，获得所授权访问的ZigBee腕表历史移动轨迹信息，在地图中显示。优选地，所述步骤(6)所述信息中心模块根据收集到的数据，分析判断出某个ZigBee腕表进入校园后，所述信息中心模块向该ZigBee腕表对应的手机客户端注册用户推送信息，或者向对应的手机发送短信，通知该用户对应的ZigBee腕表进入校园。优选地，所述步骤(7)信息中心模块根据收集到的数据，分析判断出某个ZigBee腕表离开校园后，所述信息中心模块向该ZigBee腕表对应的手机客户端注册用户推送信息，或者向对应的手机发送短信，通知该用户对应的ZigBee腕表离开校园。优选地，所述信息中心模块可向对应的ZigBee腕表发送文字短消息或者向对应的一批ZigBee腕表群发文字短消息。本专利技术的优点是：(1)在中小学生校园管理中，使用ZigBee腕表，辐射小，无辐射安全问题；(2)ZigBee腕表的功耗小，可以长时间待机，避免了反复充电的问题；(3)实现了学生进出校门时刻的自动向家长手机推送消息，让家长及时了解学生情况；(4)家长可以了解学生在校园内和校园周边地区的位置及轨迹信息。附图说明图1是本专利技术的结构及工作原理方框图；图2是本专利技术ZigBee腕表结构框图；图3是本专利技术ZigBee路由器结构框图；图4是本专利技术ZigBee协调器结构框图。具体实施方式如图1-4所述，一种基于ZigBee腕表的校园学生定位与跟踪系统，包括信息中心模块1，所述信息中心模块1分别与PC机平板2、手机客户端模块3及ZigBee协调器4连接，ZigBee协调器4和信息中心模块1的连接方式包括无线和/或有线方式；ZigBee协调器4与若干ZigBee路由器5，ZigBee路由器5和ZigBee协调器4的连接方式包括无线和/或有线方式，ZigBee路由器5与若干ZigBee腕表6连接。无线通信连接ZigBee协议可替换为WIFI、蓝牙等其它短距离通信方式。所述ZigBee腕表6内设有ARM处理器7，ARM处理器7分别与ZigBee收发模块8、存储器9、显示器10、血压/心跳/温度传感器11、加速度传感器12及电池13连接。电池13与ZigBee收发模块8、存储器9、显示器10、血压/心跳/温度传感器11、加速度传感器12。所述ZigBee腕表6内还设有音频模块，方便及时对话交流。所述无线ZigBee腕表6还设有摄像头。一种基于ZigBee腕表的校园学生定位与跟踪的方法，步骤如下：(1)开启ZigBee腕表，学生佩戴的ZigBee腕表与ZigBee路由器相连，ZigBee路由器测量ZigBee腕表所发出信号到达本机时的接收信号强度和/或到达时间差，根据无线电传输模型和ZigBee腕表发射信号时的发射功率，计算ZigBee路由器与ZigBee腕表的距离；(2)ZigBee路由器测量附近的无线腕表的相对距离，并把距离信息送入ZigBee协调器，ZigBee协调器预先存储所有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ZigBee腕表的校园学生定位与跟踪系统，包括信息中心模块(1)，其特征在：所述信息中心模块(1)分别与PC机平板(2)、手机客户端模块(3)及ZigBee协调器(4)连接，若干ZigBee协调器(4)与若干ZigBee路由器(5)连接，ZigBee路由器(5)与ZigBee腕表(6)连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于ZigBee腕表的校园学生定位与跟踪系统，包括信息中心模块(1)，其特征在：所述信息中心模块(1)分别与PC机平板(2)、手机客户端模块(3)及ZigBee协调器(4)连接，若干ZigBee协调器(4)与若干ZigBee路由器(5)连接，ZigBee路由器(5)与ZigBee腕表(6)连接。2.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee腕表的校园学生定位与跟踪系统，其特征在于：所述ZigBee腕表(6)内设有ARM处理器(7)，ARM处理器(7)分别与ZigBee收发模块(8)、存储器(9)、显示器(10)、血压/心跳/温度传感器(11)、加速度传感器(12)连接；电池(13)与ARM处理器(7)、ZigBee收发模块(8)、存储器(9)、显示器(10)、血压/心跳/温度传感器(11)、加速度传感器(12)连接。3.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee腕表的校园学生定位与跟踪系统，其特征在于：所述ZigBee腕表(6)内还设有音频模块。4.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee腕表的校园学生定位与跟踪系统，其特征在于：所述ZigBee腕表(6)还设有摄像头。5.一种基于ZigBee腕表的校园学生定位与跟踪的方法，其特征在于步骤如下：(1)开启ZigBee腕表，学生佩戴的ZigBee腕表与ZigBee路由器建立连接，ZigBee路由器测量ZigBee腕表所发出信号到达本机时刻的接收信号强度和/或到达时间差，根据无线电传输模型和ZigBee腕表发射信号时的发射功率，计算ZigBee路由器与ZigBee腕表的距离；(2)ZigBee路由器测量附近ZigBee腕表的相对距离，并把距离信息送入ZigBee协调器，ZigBee协调器预先存储所有ZigBee路由器的位置信息；(3)ZigBee协调器根据ZigBee路由器的位置信息和ZigBee腕表的相对距离信息，计算出每个腕表的位置信息；(4)ZigBee协调器把网络中每个ZigBee腕表的位置信息送入信息中心模块；(5)手机客户端在信息中心进行注册，信息中心为手机客户端注册用户分配权限，每个手机客户端注册用户只能访问特定ZigBee腕表的位置和轨迹信息；用户可以使用台式机、笔记本等工具，通过Internet在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：董自健，
申请(专利权)人：董自健，
类型：发明
国别省市：江苏;32