一種集成於手機的防兒童走失系統及實現方法
2023-04-30 20:28:36 1
專利名稱：一種集成於手機的防兒童走失系統及實現方法
技術領域：
本發明涉及通訊領域的手持終端技術，尤其涉及附加有防丟失功能手持 終端技術。
背景技術：
目前，兒童丟失的案件層出不窮，很多案件的發生都是由於家長一時的 疏忽大意而給了犯罪分子可乘之機，於是社會上防兒童丟失的電子報警器應
防兒童丟失的電子報警器一般由兩部分組成發射器部分和接收器部 分。將發射器部分作為主機裝進小孩的口袋裡，接收器部分作為從機由大人 拿著；當小孩離開大人一定的距離時，接收器便發出報警聲，提醒家長注意 防止小孩走失。圖1、圖2就是其中一款防兒童丟失的電子報警器收發電路 圖；其中，圖l表示的是作為主機的發射器部分的電路圖，圖2表示的是作 為從^/L的接收器部分的電路圖。
這種電子設備雖然筒單，但它具有以下缺點
(1) 使用起來不方便，人們外出的時候容易忘帶；
(2) 必須單獨去購買此設備，增加人們隨身攜帶物品的負擔；
(3) 由於不具有身份識別功能，所以當幾個電子報警器同時使用時， 相互幹擾很嚴重，而且由於空中無線電波比較複雜，依賴不具有編碼識別的 信息收發系統，非常容易引起誤報警，工作不可靠。
(4) 防丟失距離不能調整，使用起來不方便。
另外，可以通過使用帶有全球定位GPS功能的手機，可以對兒童位置 進行定位。但是這種手機價格比較昂貴，如果讓兒童隨身攜帶這種手機，也 不是很現實。而隨著通訊技術的高速發展，手機已經成為人們生活中的必備用品。那 麼，如果在手機上集成一種低成本的具有身份識別的防兒童丟失的功能，便 可以大大方便人們的使用。況且由於集成收發晶片的發展，對識別系統也提 出了更高的要求，不但能防兒童丟失，更要能實現身份識別，以及防止幹擾 引起誤報警等。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種集成於手機的防兒童走失系統 及實現方法，通過身份識別及識別距離可調整，解決以往類似的電子設備的 使用不方便、相互幹擾易引起誤操作及工作不可靠的問題。
為了解決上述技術問題，本發明提供了一種集成於手機的防兒童走失系
統，該系統包括集成在手機中的主機部分以及作為手機配件的從機部分；其 中，主機部分含有相互連接的數字基帶模塊DBB以及無線收發模塊；從機 部分包括相互連接的控制模塊及無線收發模塊；
主機中DBB用於控制無線收發模塊工作於發送模式或接收模式，由 此控制無線收發才莫塊向從機發射用戶身份識別碼ID信息，並接收從機發射 的附加ID信息，將附加ID信息進行處理後與ID信息進行比較，以驗證用 戶的身份；在設置的定時周期內控制無線收發模塊與從機進行正常通訊，當 發現無線收發模塊在定時周期內接收不到從機的應答信號時，便發出告警信 號；
無線收發模塊，用於在DBB的控制下與從機通過天線進行信息的發射 與接收，並將通訊數據傳輸給DBB;
從機中控制模塊用於將無線收發模塊接收的ID信息處理成附加ID信 息後，控制無線收發模塊向主機發射；並控制無線收發模塊接收到主機的正 常通訊信號後，向主機返回應答信號；
無線收發模塊，用於在控制模塊的控制下與主機通過天線進行信息的發 射與接收，並將通訊數據傳輸給控制模塊。
進一步地，主機部分還含有模擬基帶模塊ABB和直流/直流變換模塊DC/DC，其中
ABB分別與DBB和DC/DC連接，用於向DBB和DC/DC提供工作電
壓；
DC/DC 330分別與DBB和無線收發模塊連接，用於在DBB的使能控制 下為無線收發模塊提供工作電壓。
進一步地，在手機的應用界面下由用戶輸入ID信息並選擇防走失距離； 主機中DBB還用於將ID信息和防走失距離信息進行存儲，並根據防走失距 離控制無線收發模塊的射頻頻率；以及控制無線收發^t塊進入正常工作模式 或進入待機模式。
進一步地，主機與從機之間的正常通訊採用握手式通訊或問答式通訊。
進一步地，從機的控制模塊將ID信息進行簡化及加密處理成附加ID信 息；DBB收到附加ID信息後進行的處理，是將附加ID信息進行解密及恢 復處理。
為了解決上述技術問題，本發明提供了一種集成於手機的防兒童走失的 實現方法，涉及集成在手機中的主才幾部分以及作為手才幾配件的從才幾部分，該 方法步驟如下
(a)主機和從機上電初始化，主機將用戶輸入的用戶身份識別碼ID信 息進行存儲；
(b )主機與從機之間通過ID信息及附加ID信息進行用戶的身份驗證；
(c)主機在確認與從機能夠正常通訊後設定時間周期，若主機在時間 周期內接收不到從機的應答信號，立即使能報警信號，以告示用戶從機已處 於主機的搜索範圍之外。
進一步地，在步驟(a)前還包括步驟通過手機的應用界面選擇開啟 防兒童走失的功能，用戶通過所述界面輸入ID信息，並選擇防走失距離； 主機將防走失距離信息存儲，防走失距離通過控制主機的射頻頻率實現選 擇。
進一步地，步驟(b)進一步包括步驟(bl)主機連續向/人才幾發射ID信息；
(b2)從機將收到ID信息進行簡化及加密處理成附加ID信息，然後向 機發射附加ID信息；
(b3 )主機收到附加ID信息並進行解密及恢復處理後，與ID信息進行 比較，檢查經過處理的附加ID信息和ID信息是否匹配，從而進行用戶身份 驗證。
進一步地，步驟(c)還包括步驟若主機在定時周期內接收到乂人機的 應答信號，則重複執行步驟(c)。
進一步地，主機與從機之間的正常通訊可採用握手式或問答式的通訊。
本發明將防止兒童走失功能集成於手機，為人們使用帶來方便；通過使 用者輸入身份識別號ID,在通信過程中實現主、從機的身份識別，能夠保 證系統的單一確認，由此避免了因相互幹擾引起的誤操作問題；而且從機體 積小易於隱蔽攜帶，其與主機的近距離通訊使得功率很小，可以作為手機的 一個配件選配；更由於本發明的防丟失距離可以根據實際使用調整，使其不 但適用於防兒童丟失，也適用於防止手提包、錢夾等物品的丟失，因而具有 更廣泛的用途。
圖1是現有的電子防丟失系統作為主機的發射器部分的電路原理圖； 圖2是現有的電子防丟失系統作為從機的接收器部分的電路原理圖； 圖3是本發明集成於手機的防兒童走失系統主機部分的結構框圖； 圖4是本發明集成於手機的防兒童走失系統從機部分的結構框圖； 圖5是圖3所示的主機部分工作流程圖； 圖6是圖4所示的從機部分工作流程圖。
具體實施例方式
本發明提供的集成於手機的防兒童走失系統，包括集成在手機中的主機部分及作為手機配件的從機部分；其中，主機部分包括模擬基帶模塊ABB、 數字基帶模塊DBB、直流/直流變換模塊DC/DC以及無線收發模塊；從機部 分包括微控制器及無線收發模塊。
主機中ABB用於分別向DBB和DC/DC提供工作電壓。DC/DC分別 與DBB和無線收發模塊連接，用於在DBB的使能控制下為無線收發模塊提 供工作電壓。DBB與無線收發模塊連接，用於將用戶在手機的應用界面下 輸入的身份識別碼ID及選擇的防走失距離信息進行存儲；根據防走失距離 控制無線收發模塊的射頻頻率；同時，控制無線收發模塊工作於發射狀態或 接收狀態，並通過數據線與無線收發模塊通訊，由此控制無線收發模塊連續 向從機發射ID信息，並接收從機發射的附加ID信息，將該附加ID信息與 原ID信息進行比較，以驗證用戶身份；當驗證用戶身份通過，在設置的定 時周期內控制無線收發模塊與從機進行正常的握手通訊；當發現無線收發模 塊在設定的定時周期3秒內接收不到從機的應答信號時，便向用戶發出告警 信號；DBB還可以控制無線收發模塊射頻為正常工作模式或待機模式。無 線收發模塊用於在DBB的控制下與從機通過天線進行信息的發射與接收， 並將通訊lt據傳輸給DBB。
從機中無線收發模塊用於在微控制器的控制下，與主機通過天線進行 信息的發射與接收，在配合主機通過用戶身份驗證的前提下，與主機保持正 常的握手通訊，並將通訊數據傳輸給微控制器。
下面結合附圖和具體實施例對本發明上述技術方案作詳細說明。
本發明提供一種集成於手機的具有身份識別、距離可調整的防兒童丟失 的系統，該系統由兩部分組成 一部分作為主才幾集成在手機之中， 一部分作 為從機，並作為手機的配件隨手機附帶。
如圖3所示，主機部分300包括模擬基帶模塊ABB310、數字基帶模 塊DBB 320、直流/直流變換模塊DC/DC 330以及無線收發模塊340，其中
ABB 310,分別與DBB 320和DC/DC 330連接，由電源Vbw供電，並 分別向DBB 320和DC/DC 330提供工作電壓VCORE和VEXT。DBB 320,分別與DC/DC 330和無線收發模塊340連接，用於將用戶在 手機的應用界面下輸入10位數字的身份識別碼ID選擇防走失距離信息進行 存儲；並且
通過GPI04來使能DC\DC來給無線收發模塊340供電；
通過GPIOl控制無線收發模塊340的工作模式，即PWR—Up端為"1" 表示進入正常工作模式，為"0"表示進入待機模式；
通過GPI02控制無線收發模塊340的發送-接收模式，即TxEN端為"1" 表示進入發送模式，為"0"表示進入接收模式；
通過GPI03控制無線收發模塊340的射頻頻率，即F1/Fh端為"1"表 示選擇400MHz發射頻率，為"0"表示選擇300MHz發射頻率，通過選擇 發射頻率及功率衰減來實現對防走失距離的選擇；
通過8位數據Data線與無線收發才莫塊340進行通訊；
DBB通過GPI02和8位Data線控制無線收發模塊340通過天線向從機 連續發射用戶身份ID信息，並接收從機發射的附加ID信息，將該附加ID 信息進行處理後與原ID信息進行比較，以驗證用戶身份；在設置的定時周 期內控制無線收發模塊340與從機進行正常的握手通訊，當發現無線收發模 塊340在設定的定時周期(譬如3秒)接收不到從機的正常通訊信號時，便 向用戶發出告警信號。
DC/DC 330,與無線收發模塊340連接，用於在DBB的使能控制下為 無線收發模塊340提供工作電壓Vrf。
無線收發模塊340,用於在DBB 320的控制下與從機通過天線進行信息 的發射與接收，並將通訊數據傳輸給DBB 320。
如圖4所示，作為手機配件的從機部分400包括相互連接的微控制器(即 單片機)410及無線收發模塊420;其中
微控制器410,用於通過GPI01控制無線收發模塊420射頻的工作模式， 通過GPI02控制無線收發模塊420工作於發送或接收模式，通過GPI03控 制無線收發模塊420的射頻頻率，從而實現對防走失距離的選擇；通過8位 數據線Data與無線收發模塊420射頻進行數據通訊。上述微控制器410對無線收發模塊420的控制方式和主機類似，故此不再詳述。
這裡，從機對距離的選擇應與主才幾一致。當不一致時，會由主才幾或/人才幾 進行協調控制，譬如由主機發射距離信息，由從機接收到該距離信息後，通 過微控制器410重新選擇射頻頻率；反之亦然。
無線收發模塊420，用於在微控制器410的控制下，與主機通過天線進 行信息的發射與接收，在配合主機通過用戶身份驗證的前提下，與主機保持 正常通訊，並將通訊數據傳輸給微控制器410。
由於從機部分器件少，而且採用高集成度的微控制器(單片機)，所以 成本低，體積小，有利於將從機放置在比較隱蔽的地方，譬如隱蔽放置兒童 身上。
本實施例例舉的微控制器410，其實質的功能就是實現對無線收發模塊 420進行與從機通訊及對數據進行處理的控制。任何與微控制器410名稱不 同但實質功能一致的控制模塊，均應在本發明的保護範圍內。
本發明的集成於手機的防兒童走失實現方法，步驟如下
步驟l:開啟手機的防兒童丟失功能，輸入身份識別ID，並設置防走失 距離；分別給主機部分和乂人才幾部分供電，二者上電初始化；主4幾將用戶輸入 並設置的ID信息及防走失距離信息存儲；
通過手機的應用界面相應的菜單下，選擇開啟此項功能，用戶通過界面 輸入10位數字的身份識別碼ID,並選擇防丟失距離為遠或近(譬如2米或 5米)。
主機DBB將GPI04置低，使能DC/DC從而給收發模塊提供電源電壓； 通過打開從才幾部分電源開關給乂人4幾供電。
步驟2:主機與從機之間通過ID信息及其附加信息進行用戶身份驗證；
即主機連續向從機發送ID信息；從機收到該ID信息後，將其處理為附 加ID信息，譬如將收到的ID信息簡化並進行加密處理，然後向主機發射該 附加ID信息；主機收到從機的附加ID信息並進行處理，譬如進行解密及恢 復處理，然後將其與之前發射的ID信息進行比較，以檢查二者是否匹配從而進行用戶身份驗證。
步驟3:主機在確認與從機能夠進行正常的通訊後設定定時周期，如果 主機在定時周期時間內接收不到從機的響應信號，立即使能報警信號，告示 用戶從機已處於主機搜索範圍之外。
主機與從機之間的正常通訊可採用握手式或問答式的通訊。
如果防丟失距離為近，那麼2米之外告警；如果防丟失距離為遠，那麼 5米之外告警。
本發明上述方法分為主機部分工作流程和從機部分工作流程，分別如圖 5、圖6所示。
圖5所示的主機部分工作流程包括以下步驟
501: DBB將GPI04置低，使能DC\DC，主機收發模塊上電，接受並 存儲用戶輸入的ID信息及防走失距離選擇，發射ID信息並等待從機信息；
首先從手機菜單上開啟此項功能，主機上電，初始化為發送模式，具有 身份識別碼ID輸入及防走失距離選擇按鈕的窗口彈出，待用戶輸入身份識 別ID信息以及距離選擇信息後進行存儲，開始發送ID，從而保證收發協調 的單一性。
502:主機查詢是否接收到從機發射的附加ID信息，若是執行步驟503, 若否則返回步驟502執行；
503:通過比較ID及附加ID信息，進行用戶身份驗證；驗證通過後發 送交互信息，並等待從機正常應答信號；
主從機接收到從機附加ID信息後，將該信息進行解密及恢復處理，然 後通過與原ID信息進行比較，以校驗用戶身份識別ID編碼是否正確，如果 不正確則不接收此信息，以杜絕別的信號以及類似系統的信號幹擾，從而確 保系統可靠工作。
504:確認接收的信息是否為從機正常通訊信號，若是執行步驟505， 若否則返回步驟504執行；505:設定定時周期後啟動定時器定時擴:作，並等待從機信號；
506:判斷在定時周期3秒內是否收到從機正常應答信號，若是執行步 驟507,若否則執行步驟508;
507:向從機發射正常通訊信號，並返回步驟505執行；
主機與從機之間的正常通訊可採用握手式或問答式的通訊。
508:向用戶連續發出告警信號，並結束流程。
如果主機在3秒定時周期內接收到從機的握手信號，說明從機的位置在 設定的通訊距離範圍之內，則繼續與從機的進行循環的信息交互；否則，從 機位置已經遠離主機，主機觸發報警。
圖6所示的從機部分工作流程包括以下步驟
601:從機上電初始化配置為接收模式，接收主機發射的ID信息，並將 其處理為附加ID信息後向主機發射，然後等候主機信號；
從機收到主機發射的ID信息後，將其進行簡化及加密處理成附加ID信 息，以用於主機接收後進行用戶身份驗證。
602:從機查詢是否接收到主機響應信息，若是執行步驟603,若否則 返回步驟602 4丸行；
603:向主機發射正常應答信號，並等待主機信號；
604:確認接收的信息是否為主機正常通訊信號，若是返回步驟603執 行，若否返回步驟604執行。
從機採用握手式或應答式通訊與主機的進行循環信息交互。
綜上所述，本發明將防止兒童走失功能集成於手機，通過用戶輸入身份 識別碼ID,在通信過程中主機與從機進行身份識別，以保證系統的單一識 別，由此可避免了因相互幹擾引起的工作不可靠問題；而且從機體積小易於 隱蔽攜帶，其距離近通信功率小，可以作為手機的一個配件選配；更由於本 發明的防丟失距離可根據實際使用調整，使其廣泛適用於防兒童丟失及防止各種貴重物品的丟失。
當然，本發明還可有其他多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的 形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明所附的權利要求的保護範圍。
權利要求
1、一種集成於手機的防兒童走失系統，其特徵在於，所述系統包括集成在所述手機中的主機部分以及作為所述手機配件的從機部分；其中，所述主機部分含有相互連接的數字基帶模塊DBB以及無線收發模塊；所述從機部分包括相互連接的控制模塊及無線收發模塊；所述主機中所述DBB用於控制所述無線收發模塊工作於發送模式或接收模式，由此控制所述無線收發模塊向所述從機發射用戶身份識別碼ID信息，並接收所述從機發射的附加ID信息，將所述附加ID信息進行處理後與所述ID信息進行比較，以驗證所述用戶的身份；在設置的定時周期內控制所述無線收發模塊與所述從機進行正常通訊，當發現所述無線收發模塊在所述定時周期內接收不到所述從機的應答信號時，便發出告警信號；所述無線收發模塊，用於在所述DBB的控制下與所述從機通過天線進行信息的發射與接收，並將通訊數據傳輸給所述DBB；所述從機中所述控制模塊，用於將所述無線收發模塊接收的所述ID信息處理成所述附加ID信息後，控制所述無線收發模塊向所述主機發射；並控制所述無線收發模塊接收到所述主機的正常通訊信號後，向所述主機返回所述應答信號；所述無線收發模塊，用於在所述控制模塊的控制下與所述主機通過天線進行信息的發射與接收，並將通訊數據傳輸給所述控制模塊。
2、 按照權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述主機部分還含有模 擬基帶模塊ABB和直流/直流變換模塊DC/DC,其中所述ABB,分別與所述DBB和所述DC/DC連接，用於向所述DBB和 所述DC/DC提供工作電壓；所述DC/DC 330,分別與所述DBB和所述無線收發模塊連接，用於在 所述DBB的使能控制下為所述無線收發模塊提供工作電壓。
3、 按照權利要求1或2所述的系統，其特徵在於，在所述手機的應用 界面下由用戶輸入所述ID信息並選擇防走失距離；所述主機中所述DBB還用於將所述ID信息和所述防走失距離信息進行存儲，並根據所述防走失距 離控制所述無線收發模塊的射頻頻率；以及控制所述無線收發模塊進入正常 工作模式或進入待機模式。
4、 按照權利要求1或2所述的系統，其特徵在於，所述主機與所述從 才幾之間的所述正常通訊採用握手式通訊或問答式通訊。
5、 按照權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述從機的所述控制模 塊將所述ID信息進行簡化及加密處理成所述附加ID信息；所述DBB收到 所述附加ID信息後進行的所述處理，是將所述附加ID信息進行解密及恢復 處理。
6、 一種集成於手機的防兒童走失的實現方法，涉及集成在所述手機中 的主才幾部分以及作為所述手4幾配件的從機部分，所述方法步驟如下(a) 所述主機和所述從機上電初始化，所述主機將用戶輸入的用戶身 份識別碼ID信息進行存儲；(b) 所述主機與所述從機之間通過所述ID信息及附加ID信息進行所 述用戶的身份驗證；(c) 所述主機在確認與所述乂人機能夠正常通訊後設定時間周期，若所 述主機在所述時間周期內接收不到所述從機的應答信號，立即使能報警信 號，以告示所述用戶所述從機已處於所述主機的搜索範圍之外。
7、 按照權利要求6所述的方法，其特徵在於，在步驟(a)前還包括步 驟通過所述手機的應用界面選擇開啟所述防兒童走失的功能，所述用戶通 過所述界面輸入所述ID信息，並選擇防走失距離；所述主機將所述防走失 距離信息存儲，所述防走失距離通過控制所述主機的射頻頻率實現選擇。
8、 按照權利要求6所述的方法，其特徵在於，步驟(b)進一步包括步驟(bl)所述主機連續向所述從機發射所述ID信息；(b2 )所述從機將收到所述ID信息進行簡化及加密處理成所述附加ID信息，然後向所述主機發射所述附加ID信息；(b3)所述主機收到所述附加ID信息並進行解密及恢復處理後，與所 述ID信息進行比較，4企查經過所述處理的所述附加ID信息和所述ID信息 是否匹配，從而進行所述用戶身份驗證。
9、 按照權利要求6至8任一項所述的方法，其特徵在於，步驟(c)還 包括步驟若所述主機在所述定時周期內接收到所述從機的應答信號，則重 復執行步驟(c)。
10、 按照權利要求6至8任一項所述的方法，其特徵在於，所述主機與 所述從機之間的所述正常通訊釆用握手式或問答式的通訊。
全文摘要
一種集成於手機的防兒童走失的系統及實現方法，系統包括集成在手機中的主機部分以及作為手機配件的從機部分，方法包括步驟(a)主機和從機上電初始化，主機存儲用戶輸入的用戶身份識別碼ID信息；(b)主機與從機之間通過ID信息及附加ID信息進行用戶的身份驗證；(c)主機在確認與從機能夠正常通訊後設定時間周期，若主機在時間周期內接收不到從機的應答信號，立即使能報警信號，以告示用戶從機已處於主機的搜索範圍之外。本發明通過用戶識別碼實現主機與從機在通信過程中的用戶身份識別，以保證系統的單一確認，由此可避免了因相互幹擾引起的工作不可靠問題。
文檔編號H04B1/59GK101453235SQ20071019475
公開日2009年6月10日 申請日期2007年12月3日 優先權日2007年12月3日
發明者友 李, 王書琪 申請人:中興通訊股份有限公司