一種基於流動型網絡的移動監護方法與系統的製作方法
2023-10-23 18:49:07 1
一種基於流動型網絡的移動監護方法與系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於流動型網絡的移動監護方法與系統。本方法為：1)在便攜設備中設置一信息採集模塊和一藍牙模塊；在移動終端上安裝一服務監控模塊；2)將每一便攜設備的設備信息及該便攜設備的用戶信息註冊到伺服器；3)運行服務監控模塊的移動終端定時搜索周圍可無線連接的設備，並獲取搜索到的設備的設備信息將其發送到伺服器；4)伺服器對收到的每一設備信息進行驗證並將驗證結果反饋給移動終端；如果驗證通過，則移動終端與對應的便攜設備建立通信連接，並將該便攜設備採集的信息和用戶信息發送給伺服器；5)用戶登錄伺服器，查詢對應用戶的採集信息。本發明大大提高可穿戴設備的連接能力和數據傳輸能力。
【專利說明】 —種基於流動型網絡的移動監護方法與系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基於流動型網絡的移動監護方法及系統，利用可攜式嵌入式設備，智慧型手機，後臺伺服器建立新型的流動專用網絡，用於對老年人及兒童的行動及健康狀態進行監控。其中可攜式嵌入式設備作為用戶終端，後臺伺服器用來存儲用戶信息，智慧型手機作為流動型網絡節點，用來接收可攜式嵌入式設備傳輸的用戶信息並上傳至伺服器。用戶可以登錄伺服器查詢相關信息，伺服器對數據進行處理後，也可以向用戶發送某些警報。
【背景技術】
[0002]隨著物聯網技術的高速發展，越來越多的嵌入式傳感器應運而生。作為應用，這些傳感器可以被嵌入可攜式設備中，人們可以根據攜帶不同類型的傳感器來獲取相關的數據信息。
[0003]現有背景相關技術的主要特點:
[0004]1.嵌入式傳感器晶片已經足夠微小，可以被嵌入不同外觀的可攜式行動裝置中，比如個人報警器，手環等穿戴式設備。
[0005]2.在有效距離內，智慧型手機可以與含有藍牙模塊的嵌入式設備自動連接通信。
[0006]3.智慧型手機可以通過WIFI或者3G上傳數據到伺服器。
[0007]4.數據加密，可以對不同數據進行加密，保護用戶信息的安全性。
[0008]在現有的老年人及兒童健康及行動監護系統中，傳感器採集的數據需要上傳至遠程伺服器，一般有兩種方式。一是含有傳感器的嵌入式設備內置3G/WIFI模塊，直接連接至Internet,向遠程伺服器上傳數據。二是嵌入式設備內置藍牙模塊，與持有者的手機連接，將數據同步至手機，再由手機將數據上傳至伺服器。它們的主要特點如下:
[0009]1.嵌入式設備內置3G模塊，直接通過行動網路上傳採集數據。缺點是需要插入SIM卡，體積較大，而且3G模塊功耗較高。
[0010]2.嵌入式設備內置WIFI模塊，通過移動WIFI網絡上傳數據至伺服器。特點是要求移動WIFI網絡SSID固定，嵌入式設備需要記憶WIFI網絡名稱並主動搜尋。缺點是需要服務提供商提供一個固定名稱的WIFI網絡，同時WIFI模塊的功耗也較高。
[0011]3.嵌入式設備內置藍牙模塊，通過藍牙與個人手機連接，再由手機上傳數據。由於藍牙模塊功耗較低，所以這種方法使得嵌入式設備工作時間大大延長。但由於手機電池的限制，個人手機卻無法保持長時間工作，限制了整體系統的持續使用時間。
【發明內容】
[0012]針對現有技術存在的技術問題，本發明目的在於提供一種流動型網絡的建立方法，用於老人/兒童健康行動監護系統中。本發明提出了一種嵌入式設備可以與任意進入有效距離內的手機自動建立連接的方法，而不局限於嵌入式設備使用者本人的個人手機，因此可以大大提高可穿戴設備的連接能力和數據傳輸能力。本系統包含可攜式嵌入式設備，智慧型手機，後臺伺服器三大終端。用戶通過可攜式嵌入式設備採集數據，自動與有效距離內的已開通該服務的智慧型手機建立連接並傳輸數據，然後由該智慧型手機上傳數據到伺服器。其中每個開通該服務的智慧型手機都構成了該流動型網絡中的一個節點，可攜式嵌入式設備作為一個用戶終端，後臺伺服器作為網絡終端，保存並處理各種用戶信息。用戶可以登錄伺服器查詢相關信息，伺服器對數據進行處理後，也可以向用戶發送某些警報。
[0013]本發明的技術方案為:
[0014]一種基於流動型網絡的移動監護方法，其步驟為:
[0015]I)在便攜設備中設置一信息採集模塊和一藍牙模塊；在每一參與移動監護的移動終端上安裝一服務監控模塊；
[0016]2)將每一所述便攜設備的設備信息及該便攜設備的用戶信息註冊到伺服器，所述設備信息包括設備名和唯一的設備ID號，以及通信地址；
[0017]3)運行所述服務監控模塊的所述移動終端定時搜索周圍可無線連接的設備，並獲取搜索到的設備的設備信息將其發送到所述伺服器；
[0018]4)所述伺服器對收到的每一設備信息進行驗證並將驗證結果反饋給所述移動終端；如果驗證通過，則所述移動終端與對應的便攜設備建立通信連接，並將該便攜設備採集的信息和用戶信息發送給所述伺服器；
[0019]5)用戶登錄所述伺服器，查詢對應用戶的採集信息。
[0020]進一步的，所述步驟3)中，當所述移動終端搜索周圍可無線連接的設備為多個設備時，如果某一設備為設定時間間隔內連接過的設備，則放棄與該設備進行通信連接。
[0021]進一步的，所述步驟3)中，當所述移動終端搜索周圍可無線連接的設備為多個設備時，移動終端根據當前時間距離與這些設備的上一次數據接收時間的時間間隔，設置通信連接的優先順序，時間間隔越長，優先級越高；在時間間隔相同時，移動終端與設備的距離越近，優先級越高。
[0022]進一步的，所述步驟3)中，當所述移動終端搜索周圍可無線連接的設備為上一次連接過的設備時，如果時間間隔大於設定閾值，則重新建立通信連接關係。
[0023]進一步的，所述伺服器記錄每次所述移動終端發送過來的數據的大小，所述伺服器根據每個移動終端發送數據的大小對所述移動終端進行付費。
[0024]進一步的，所述便攜設備將信息採集模塊採集的信息與該便攜設備的用戶信息打包並加密後發送給所述移動終端。
[0025]進一步的，所述移動終端為智慧型手機；所述移動終端通過3G網絡或WIFI與所述伺服器通信連接。
[0026]一種基於流動型網絡的移動監護系統，其特徵在於包括一流動型網絡，其包括一伺服器、多個便攜設備、多個移動終端；所述便攜設備中設置一信息採集模塊和一藍牙模塊，所述移動終端上安裝一服務監控模塊；其中，所述移動終端通過定時搜索所述便攜設備的藍牙模塊與所述便攜設備無線連接，所述移動終端通過網絡與所述伺服器連接；所述伺服器中存儲每一所述便攜設備的設備信息及該便攜設備的用戶信息，所述設備信息包括設備名和唯一的設備ID號，以及通信地址。
[0027]進一步的，所述移動終端為智慧型手機；所述移動終端通過3G網絡或WIFI與所述伺服器通信連接。
[0028]進一步的，所述便攜設備將信息採集模塊採集的信息與該便攜設備的用戶信息打包並加密後發送給所述移動終端。
[0029]與現有技術相比，本發明的積極效果為:
[0030]本發明提出的是嵌入式設備固定名稱，作為host主機，智慧型手機主動搜索並與其連接，可以延長整體系統工作時間。如今對於社會上一些特殊人群，其相關人員可能有獲取其某些信息的需求，如老年人或者小孩的位置信息(預防該類人群走丟)，本發明提供了一種可行的解決方案，並實現多贏。該特殊服務的一種實現方式為:可考慮開發一款收費軟體，智慧型手機用戶安裝後，每次與可攜式嵌入式設備連接並向伺服器上傳數據，通過某種方式向可攜式設備用戶收取部分費用，實現安裝軟體自動盈利。而可攜式嵌入式用戶及其相關人員可以登錄伺服器來獲取某些自身急需的重要信息，形成一種新的商業模式。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]圖1為該流動型網絡實現方式的整體框圖；
[0032]圖2為可攜式嵌入式設備自動隨機的與有效距離內的智慧型手機建立藍牙連接；
[0033]圖3為智慧型手機通過wifi或3G網絡向伺服器上傳數據；
[0034]圖4為用戶登陸伺服器查詢個人信息；
[0035]圖5為文檔加密簡單框圖；
[0036]圖6為文檔加密簡單數據幀結構模型；
[0037]圖7為智慧型手機端收費軟體基本框圖。
【具體實施方式】
[0038]下面實施方式進一步詳細說明本發明的內容，但不以任何方式限制本發明的權利範圍。
[0039]該流動型網絡的建立方法整體框圖如說明書附圖1所示。
[0040]可攜式嵌入式設備在使用之前，需要向伺服器進行註冊和激活，註冊過程由生產商在設備出貨前完成，激活過程用戶在服務網站上完成。在註冊過程中，生產商將設備名稱、設備類型、設備MAC地址、設備唯一 ID等信息提供給伺服器。在激活過程中，用戶使用購買設備時提供的設備唯一 ID和授權碼激活設備，並提供用戶個人信息，包括用戶名稱，用戶密碼和手機號碼等。
[0041]可攜式嵌入式設備與智慧型手機的通信連接建立和數據同步方式為:
[0042]1.嵌入式設備具有固定的名稱，可與智慧型手機建立無線通信連接。手機通過無線主動搜索模塊定時主動搜尋設備，發現設備後，與之建立連接，如果是多個設備，則按以下原則選擇連接:
[0043]a.手機可以通過MAC地址記憶最近連接過的設備。若曾與該設備在指定的時間間隔內連接過，則忽略這些設備，防止反覆連接。
[0044]b.對於與手機最近數據同步過的設備，連接優先級會降低。
[0045]c.對於其它的設備，手機通過隨機的方式選擇一個進行連接。
[0046]2.連接設備後，手機可獲取設備的基本信息如MAC地址、密碼、最近數據同步時間等。考慮到數據同步周期和安全性問題，數據同步按如下方式進行:
[0047]a.如果設備在指定的時間間隔內進行過數據同步，則無需再次進行同步，斷開連接。
[0048]b.若距上次的數據同步相隔較長時間，則進行安全認證。認證信息包括設備MAC地址，設備唯一 ID，用戶名稱，用戶密碼，伺服器對這些信息進行匹配檢測，以判斷設備是否合法，用戶是否合法。
[0049]c.設備同步數據信息到手機，如運動數據，報警信息，設備功率等信息。
[0050]3.傳輸結束，斷開連接
[0051]這種方式和傳統監護系統的方式不同之處在於,在傳統系統中，嵌入式設備主動搜索用戶手機，或者WIFI熱點，並建立連接；而本系統中，嵌入式設備是被動建立數據連接，由於這種技術特性，可以建立流動性數據網絡，解決了監護系統長時間連續工作的問題。
[0052]嵌入式設備外觀可考慮做成手環，卡片，腰帶扣等模型，方便攜帶。在嵌入式設備周圍有效距離內，只要出現了安裝服務軟體的智慧型手機，設備數據便會自動同步到該手機，如說明書附圖2所示。手機用戶可以通過某種方式收取可攜式嵌入式設備用戶部分費用。該服務的一種實現方式為，開發一款收費軟體，該收費軟體功能流程圖如說明書附圖7所示。手機用戶下載安裝後，每次根據上傳到伺服器的數據包字節數收取相應費用。
[0053]智慧型手機端獲取可攜式嵌入式設備發送過來的數據後，通過WIFI或者3G網絡上傳該信息到伺服器，如說明書附圖3所示。其中考慮到信息安全及付費手段問題，這些數據可以考慮某種特定加密方式。該加密方式具體實現為，可攜式嵌入式設備發送包含有個人信息和傳感器數據的數據包，進行加密，防止手機用戶讀取該信息；文檔加密簡單框圖如說明書附圖5所示。智慧型手機用戶收取數據包後，加入個人信息，也可加入其它信息如手機的GPS等，上傳至伺服器。達到最終效果為:伺服器端通過解密後，可以獲取到可攜式嵌入式設備的用戶信息和傳感器數據，智慧型手機用戶的個人信息，然後根據數據包字節大小對智慧型手機用戶進行付費。文檔加密簡單數據幀結構如說明書附圖6所示。
[0054]後臺伺服器可以根據獲取到的用戶信息，通過算法處理，轉化為用戶感興趣的信息，並為用戶提供查詢功能，也可以向用戶發送某些警報。例如，伺服器根據收集到的設備自帶信息如運動信息，手機的位置信息等，可以在伺服器中計算出設備運動路徑。
[0055]如說明書附圖4所示。
[0056]使用場景1:一個老年人佩戴具有心率監測功能的可攜式設備，在戶外運動，當遇到開通了該服務的智慧型手機用戶時，設備通過藍牙自動與智慧型手機建立連接，把心率信息發送到智慧型手機端，再由手機通過3G網絡或WIFI把信息上傳到伺服器。老人或者其親屬可以通過登錄伺服器查詢其心率變化信息，為老人的健康生活提供信息參考。同時，開通該服務的智慧型手機用戶協助上傳了他人的健康數據，將得到一定的服務費用。
[0057]使用場景2:學生佩戴具有定位功能的專用手環。放學後，學生從校門走向地鐵站，此時，與一位下班老師(簡稱A)的智慧型手機進行自動的藍牙連接，同步並上傳了含有位置信息的數據包到伺服器。乘坐地鐵時，該同學的手環再次和一位車上乘客(簡稱B)的智慧型手機進行了自動連接和數據同步，但是由於信號不佳，數據信息沒有上傳至遠程伺服器，暫存在B的手機中。B到站後走出地鐵，信號變得良好，暫存的數據立即上傳到了伺服器。同學到站後，步行一小段路回家，又與途中的一位行人(簡稱C)的手機進行了數據同步，上傳了當時的定位信息。該學生在回家的途中，先後與A、B、C的手機進行了連接，發送了多次位置信息，伺服器端根據這些信息，成功獲得出了其回家的具體路線。
【權利要求】
1.一種基於流動型網絡的移動監護方法，其步驟為: 1)在便攜設備中設置一信息採集模塊和一藍牙模塊；在每一參與移動監護的移動終端上安裝一服務監控模塊； 2)將每一所述便攜設備的設備信息及該便攜設備的用戶信息註冊到伺服器，所述設備信息包括設備名和唯一的設備ID號，以及通信地址； 3)運行所述服務監控模塊的所述移動終端定時搜索周圍可無線連接的設備，並獲取搜索到的設備的設備信息將其發送到所述伺服器； 4)所述伺服器對收到的每一設備信息進行驗證並將驗證結果反饋給所述移動終端；如果驗證通過，則所述移動終端與對應的便攜設備建立通信連接，並將該便攜設備採集的信息和用戶信息發送給所述伺服器； 5)用戶登錄所述伺服器，查詢對應用戶的採集信息。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述步驟3)中，當所述移動終端搜索周圍可無線連接的設備為多個設備時，如果某一設備為設定時間間隔內連接過的設備，則放棄與該設備進行通信連接。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述步驟3)中，當所述移動終端搜索周圍可無線連接的設備為多個設備時，移動終端根據當前時間距離與這些設備的上一次數據接收時間的時間間隔，設置通信連接的優先順序，時間間隔越長，優先級越高；在時間間隔相同時，移動終端與設備的距離越近，優先級越高。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述步驟3)中，當所述移動終端搜索周圍可無線連接的設備為上一次連接過的設備時，如果時間間隔大於設定閾值，則重新建立通信連接關係。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述伺服器記錄每次所述移動終端發送過來的數據的大小，所述伺服器根據每個移動終端發送數據的大小對所述移動終端進行付費。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述便攜設備將信息採集模塊採集的信息與該便攜設備的用戶信息打包並加密後發送給所述移動終端。
7.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述移動終端為智慧型手機；所述移動終端通過3G網絡或WIFI與所述伺服器通信連接。
8.一種基於流動型網絡的移動監護系統，其特徵在於包括一流動型網絡，其包括一伺服器、多個便攜設備、多個移動終端；所述便攜設備中設置一信息採集模塊和一藍牙模塊，所述移動終端上安裝一服務監控模塊；其中，所述移動終端通過定時搜索所述便攜設備的藍牙模塊與所述便攜設備無線連接，所述移動終端通過網絡與所述伺服器連接；所述伺服器中存儲每一所述便攜設備的設備信息及該便攜設備的用戶信息，所述設備信息包括設備名和唯一設備ID號，以及通信地址。
9.如權利要求8所述的系統，其特徵在於所述移動終端為智慧型手機；所述移動終端通過3G網絡或WIFI與所述伺服器通信連接。
10.如權利要求8或9所述的系統，其特徵在於所述便攜設備將信息採集模塊採集的信息與該便攜設備的用戶信息打包並加密後發送給所述移動終端。
【文檔編號】H04W48/16GK103997735SQ201410167191
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月24日 優先權日:2014年4月24日
【發明者】段曉輝, 焦秉立, 高虹橋, 黃安鵬, 馮程, 許珊 申請人:北京大學