基于位置跟踪器情况识别信息的位置跟踪服务提供方法与流程

1.本发明涉及一种基于位置跟踪器情况识别信息的位置跟踪服务提供方法，详细地，涉及一种根据位置跟踪器的情况识别信息以最小功率高效提供位置跟踪服务的方法。


背景技术：

2.最近，面向患有痴呆症的老年人，有提出了一种可地理围栏(geo-fence)服务的位置跟踪器和通信服务，以防止因离家和脱离区域而导致的死亡事故。此外，针对患有痴呆症的老年人的设备和通信服务市场正在扩大到老鼠和牲畜。
3.一般来说，地理围栏(geo-fence)是地理(geographic)和围栏(fence)的复合词，是指在应用程序中利用基于位置的服务(location，lbs)安装在特定地理区域的虚拟围栏，在特定区域支持虚拟围栏的应用程序接口(api)称为地理围栏。地理围栏是作为利用位置跟踪技术之一的全球定位系统(gps)的接口，用户可以通过全球定位系统(global positioning system，gps)在特定区域内以圆形或矩形的形式指定虚拟围栏，从而确认虚拟围栏的出入状态。
4.但是，目前使用的地理围栏服务使用移动通信网络、蓝牙或无线保真(wireless fidelity，wi-fi)等进行服务，因此服务成本较高精准度低，或服务仅在安装设备的区域可用，或用于地理围栏服务的位置跟踪器的电池容量有限而难以扩展服务。
5.因此，为了克服高成本、跟踪距离、电池容量的限制，提出了可以使用低功率广域网(low power wide area network，lpwan)而不是移动通信网络的能够以低功率和低成本提供服务的设备和方法。
6.通过如位置跟踪器等可穿戴设备的轻量级分析引擎优点和具有数据兼容性的软件(sw)平台结构等优点、以及lpwan的低功耗远距离数据传输优点的功能性结合，需要一种有效的功耗最小化方案的位置跟踪服务方法。


技术实现要素：

7.发明所要解决的问题
8.因此，鉴于本发明的上述技术问题，本发明目的在于提供一种根据位置跟踪器的情况识别信息选择最佳位置跟踪模块和通信方式提供位置跟踪服务的方法。
9.用于解决问题的方案
10.根据用于实现本发明的上述目的一实施例，基于位置跟踪器的情况识别信息的位置跟踪服务的提供方法包括：位置跟踪器的情况分析引擎用户的心率、体温、运动状态、能够从位置跟踪器的周围接收信号的传感器测量情况识别信息的步骤；基于上述位置跟踪器的情况分析引擎测量的情况识别信息，判断位置跟踪器用户的情况或周围情况的步骤；基于判断的上述情况，在由低功耗蓝牙(bluetooth low energy，ble)、全球定位系统(global positioning system，gps)、无线保真(wireless fidelity，wi-fi)、超宽带(ultra wide band，uwb)和sigfox组成的位置跟踪器的位置跟踪模块中选择要使用的位置跟踪模块的算
法中，对于根据位置跟踪器用户的情况是否为紧急情况以及用户所在的位置是室内还是室外来选择的模块，以功耗和精度为基准进行确定的步骤；使用确定的上述位置跟踪模块确定位置跟踪器用户的精确位置的步骤；为了在支持上述位置跟踪器的sigfox、远距离无线电(long range radio，lora)、窄带物联网(narrow band internet of things，nb_iot)、长期演进类别1机器类型(long term evolution category 1machine type communication，lte cat.m1)、第五代移动通信技术(5generation，5g)通信方式中选择一个来传输判断的所述情况和位置信息，判断位置跟踪器发送的情况识别信息是否为紧急情况，如果是非紧急情况，判断是否需要接收对于位置跟踪发送的情况识别信息和位置信息的接收/不接收响应(ack/nack)消息，以及在接收到上述响应消息的情况下是否需要对情况识别信息和位置信息进行干扰恢复操作，从而确定通信方式的步骤；以及使用选择的上述通信方式将情况信息和位置信息发送到网络服务器的步骤。
11.在本发明的一实施例中，上述位置跟踪器的情况分析引擎包括：生存判断单元，可以通过测量心率来判断是否生存，或基于能够从周围接收信号的周围传感器检测到的火灾、毒气喷发等情况识别信息判断是否生存；移动位置测量单元，可以使用gps、ble、wi-fi、uwb、sigfox进行位置测量；防丢失单元，通过结合位置测量装置和通信装置，可以检测地理围栏的偏离；以及跌倒判断单元，通过检测加速度计的突然变化量，可以判断发生了跌倒。
12.在本发明的一实施例中，当位置跟踪器用户的位置在室内时，将ble、wi-fi、gps和uwb归类为可用模块；在室外时，将sigfox和gps归类为可用模块；以功耗为基准，可以从低功耗模块到高功耗模块以sigfox《ble《gps《wi-fi《uwb的顺序设置；以精度为基准，可以从低精度模块到高精度模块以sigfox《ble《gps《wi-fi《uwb顺序设置。
13.在本发明的一实施例中，上述位置跟踪器的情况分析引擎判断为紧急情况的是：心率明显下降或消失的情况；无法跟踪到用户的位置需要紧急位置跟踪的情况；离开地理围栏的情况；检测到用户跌倒的情况；以及能够从周围接收信号的周围传感器检测到火灾、喷射有毒气体等的情况。
14.在本发明的一实施例中，当上述位置跟踪器的情况分析引擎判断为紧急情况，且上述位置跟踪器用户的位置在室外时，选择在sigfox和全球定位系统中精度高的位置跟踪模块；当上述位置跟踪器的情况分析引擎判断为紧急情况，且上述位置跟踪器用户的位置在室内时，选择在ble、wi-fi、gps和uwb中精度高的位置跟踪模块。
15.在本发明的一实施例中，当上述位置跟踪器的情况分析引擎判断为非紧急情况，且上述位置跟踪器用户的位置在室外时，选择在sigfox和gps中的功耗低的位置跟踪模块；当上述位置跟踪器的情况分析引擎判断为非紧急情况，且上述位置跟踪器用户的位置在室内时，选择在ble、wi-fi、gps和uwb中功耗低的位置跟踪模块。
16.在本发明的一实施例中，如果上述位置跟踪器发送的情况识别信息是紧急情况，则上述位置跟踪器的通信方式的最高优先级确定为5g，如果不在5g可用通信网络区域，则以优先级为lte cat.m1》nb_iot》lora》sigfox的顺序确定通信方式。
17.在本发明的一实施例中，如果不需要接收对于上述位置跟踪器发送的情况识别信息和位置信息的接收/不接收响应(ack/nack)消息，则通过sigfox通信方式发送情况识别信息和位置信息。
18.在本发明的一实施例中，如果需要接收对于上述位置跟踪器发送的情况识别信息
和位置信息的接收/不接收响应(ack/nack)消息，且在接收到上述ack/nack消息的状态下不需要对情况识别信息和位置信息进行干扰恢复操作，则可以通过nb_iot或lora通信方式中选择可用通信方式进行传输。
19.在本发明的一实施例中，如果需要接收对于上述位置跟踪器发送的情况识别信息和位置信息的接收/不接收响应(ack/nack)消息，且在接收到上述ack/nack消息的状态下需要对情况识别信息和位置信息进行干扰恢复操作，则可以通过lte cat.m1通信方式或5g通信方式中选择可用通信方式进行传输。
20.发明效果
21.本发明的效果在于根据可佩戴在患有痴呆症的老人、婴儿或动物身上的位置跟踪器的情况识别信息，在改变位置跟踪模块和通信方式的同时使功耗最小化，或在紧急情况下实现稳定的位置跟踪以充分应对。
22.然而，本发明的效果不限于上述效果，且可以在不脱离本发明的构思和范围的情况下进行各种扩展。
附图说明
23.图1是根据本发明实施例的情况识别型位置跟踪器中的情况分析引擎的功能框图。
24.图2是情况识别的状态定义和多种状态转换图。
25.图3是根据位置跟踪器用户的位置的跟踪模块的确定方法的流程图。
26.图4是根据上述判断的情况和周围支持的通信网络来确定通信方式的方法流程图。
27.附图标记说明：
28.1：位置跟踪器；
29.100：情况分析引擎；
30.11：跌倒判断单元；
31.12：生存判断单元；
32.13：移动位置判断单元；
33.14：防丢失单元。
具体实施方式
34.以下，将参考附图更详细地描述本发明的优选实施例。
35.本发明可进行各种变化，可采取各种形式，具体实施例如图所示，在本文中详细说明。然而，这并不意味着将本发明限制为所公开的具体形式，应当理解为包括在本发明的思想和技术范围内的所有修改、同等物和替代物。
36.图1是根据本发明实施例的情况识别型位置跟踪器1中的情况分析引擎100的功能框图。
37.参考图1，情况分析引擎100具有的主要功能是能够确定携带位置跟踪器1的用户所处的各种情况。
38.情况分析引擎100的生存判断单元12可以通过测量心率(heart rate)来判断生存
与否。对此，可以用体温计测量用户的体温，并将其用作判断是否生存的辅助手段。此外，可以通过加速度计确认运动或移动，能够从周围接收信号的周围传感器接收情况识别信息，并将其用作判断是否生存的辅助手段。
39.上述能够从周围接收信号的周围传感器为，从位置跟踪器所在的周围环境中的、通过定期通信来传输信号的传感器接收信号的一种形式，可以使上述情况分析引擎100支持对所接收信号的检测和分析功能。
40.情况分析引擎100的移动位置判断单元13使用全球定位系统(global positioning system，gps)、低功耗蓝牙(bluetooth low energy，ble)、wifi和超宽带(ultra wide band，uwb)模块来推测位置。此外，sigfox的位置推测功能可以用作推测位置的手段。
41.情况分析引擎100的防丢失单元14为移动位置手段与通信手段的结合，当离开地理围栏时可提供通知服务。
42.情况分析引擎100的跌倒判断单元11检测到加速度计的突然变化量，并判断为跌倒发生时将其发送到服务器。
43.对于上述情况分析引擎100的各个功能单元中判断的事项，可以定义可视为紧急情况的标准。
44.上述生存判断单元12可以判断心率明显降低或消失的情况的发生，或能够从上述周围接收信号的周围传感器判断火灾、有毒气体喷射等紧急情况的发生。
45.上述移动位置判断单元13在无法跟踪用户的位置而需要紧急位置跟踪时，可以判断为紧急情况。
46.上述防丢失单元14在离开地理围栏时，可以判断为紧急情况。
47.上述跌倒判断单元11在检测到位置跟踪器1用户跌倒时，可以判断为紧急情况。
48.基于情况识别的定义判断位置跟踪器1用户所处的情况并相应地改变位置跟踪器1中的位置跟踪模块和通信方式以最小化或稳定的功耗实现位置跟踪。
49.图2是情况识别的状态定义和多种状态转换图。
50.参考图2，待机状态(standby status)是指位置跟踪器1初始化后的待机状态，此时进行位置跟踪器1的系统检查。
51.传感器感应状态(sensor sensing status)是指心率、体温、加速度和能够从周围接收信号的周围传感器测量情况信息的状态，此时检查通信使用状态是否为紧急情况。
52.紧急状态(emergency status)是指根据上述紧急情况定义而发生紧急情况时，对其进行处理的状态。
53.状态分析(status analysis)是指对情况分析引擎100的各个信息进行综合并专门负责其动作(action)和管理的状态。
54.室内/室外检测(indoor/outdoor detection)是指对位置跟踪器1用户的位置是室内(indoor)还是室外(outdoor)而进行的位置分析，以及为此而进行的信息收集状态。
55.室内状态(indoor status)是指对位置跟踪器1用户所在位置为室内(indoor)时的处理和管理状态。
56.室外状态(outdoor status)是指对位置跟踪器1用户所在位置为室外(outdoor)时的处理和管理状态。
57.室内干扰状态(indoor interference status)是指在室内(indoor)状态下查看和观察位置数据变化和位置状态变化的状态。
58.室外干扰状态(outdoor interference status)是指在室外(outdoor)状态下查看和观察位置数据变化和位置状态变化的状态。
59.地理围栏控制状态(geo-fencing control status)是指当位置跟踪器1的用户离开地理围栏时对其进行处理操作的状态。
60.参考图2，可以看出上述所有的状态都是可以随时或自由转换到其他状态的状态。
61.基于位置跟踪器1的情况识别信息的位置跟踪服务提供方法中，上述位置跟踪器1的情况分析引擎100可以从用户的心率、体温、移动状态和能够从位置跟踪器的周围接收信号的传感器测量情况识别信息。
62.基于上述位置跟踪器的情况分析引擎测量的情况识别信息可判断位置跟踪器用户的情况或周围情况。
63.图3是根据位置跟踪器用户的位置跟踪模块的确定方法的流程图。
64.对于基于上述判断的情况，在由sigfox、ble、gps、wi-fi、uwb组成的位置跟踪器的位置跟踪模块中选择要使用的位置跟踪模块的算法而言，可以根据位置跟踪器用户的位置是在室内还是室外来进行分类后，以功耗和精度为基准决定使用哪个位置跟踪模块。
65.以功耗为准，可以从低功耗模块到高功耗模块以sigfox《ble《《gps《wi-fi《uwb的顺序排列。以精度为准，可以从低精度模块到高精度模块以sigfox《ble《gps《wi-fi《uwb的顺序排列。
66.在一实施例中，当上述位置跟踪器用户的位置在室内时，ble、wi-fi、gps和uwb可以归类为可用模块，而在室外时，sigfox和gps可以归类为可用模块。
67.当上述位置跟踪器的情况分析引擎判断为紧急情况可以是：心率明显下降或消失的情况、无法跟踪到用户的位置而需要紧急位置跟踪时、离开地理围栏时、检测到用户跌倒时、以及可以从周围接收信号的周围传感器检测到火灾、喷射有毒气体等情况。
68.在一实施例中，当上述位置跟踪器的情况分析引擎判断为紧急情况时，可以根据是在室内还是在室外而对所使用的模块进行分类，然后根据精度确定要使用的位置跟踪模块。
69.由于位置跟踪模块的可用模块因周围环境而有可能不同，因此以能够在位置跟踪器用户所在位置进行支持的位置测量模块为主进行确定。例如，在由于附近没有用于wi-fi的接入点(access point，ap)而无法通过wi-fi进行位置测量的情况下，可以在其他可用模块中选择位置测量模块。
70.当上述位置跟踪器的情况分析引擎判断为非紧急情况时，根据上述位置跟踪器用户所在位置是室内还是室外而对可用模块进行分类，并根据周围情况而在可用模块中使用功耗较少的模块设置为位置跟踪模块。
71.参考图3，以下将描述用于确定位置测量模块的过程。
72.上述位置跟踪器1的情况分析引擎100可以判断位置跟踪器用户的情况或周围情况(s30)。
73.可以判断所判断的情况是否为紧急情况(s31)。
74.可以判断上述紧急情况是发生在室内还是室外(s32)。
75.如果紧急情况发生在室内，可以根据精度在ble、wi-fi、gps和uwb中选择位置跟踪模块(s33)。
76.如果紧急情况发生在室外，可以根据精度在sigfox和gps中选择位置跟踪模块(s34)。
77.可以判断上述判断的情况在非紧急情况下，是发生在室内还是室外(s35)。
78.如果非紧急情况发生在室内，则可以根据功耗在ble、wi-fi、gps和uwb中选择位置跟踪模块(s36)。
79.如果非紧急情况发生在室外，则可以根据功耗在sigfox和gps中选择位置跟踪模块(s37)。
80.可以使用上述确定的位置跟踪模块确定位置跟踪器用户的位置。
81.根据上述判断的情况和周围支持的通信网络以及根据位置跟踪器用户的移动的可用通信网络的变化，在sigfox、lora、nb_iot、lte cat.m1、5g通信方式中选择一个，并将上述确定的位置跟踪信息和情况信息发送到网络服务器。
82.图4是图示根据上述判断的情况和周围支持的通信网络的变化来确定通信方式的方法的图。
83.为了传输上述确定的情况识别和位置信息，可以确定上述位置跟踪器支持的通信网络sigfox、lora(long range)、nb_iot(narrow band internet of things)、lte cat.m1(long term evolution category 1machine type communication)、5g(5generation)中的一个通信方式(s40)。
84.对于在上述sigfox、lora、nb_iot、lte cat.m1、5g通信方式中选择一个的标准而言，sigfox是10/次的单向数据通信方式，lora是每天10/次以上的单向数据通信方式，且根据设置可实现双向通信的通信方式，nb_iot是一种支持语音通信、可以与3g/4g联动、且根据设置可实现双向通信的通信方式，lte cat.m1是一种支持语音通信、支持双向实时通信、以及可漫游的通信方式，5g是一种支持语音通信、支持双向实时通信、可漫游、低延迟、高功率和优良连接的通信方式。在此基础上，可以根据上述判断的情况和周围支持的通信网络以及随着位置跟踪器用户的移动的可用的通信网络的变化来进行选择。
85.首先，判断从上述位置跟踪器发送的信息是否为紧急情况(s41)。
86.如果上述位置跟踪器发送的情况识别信息是紧急情况，则上述位置跟踪器的通信方式以5g为最高优先级，但如果不在5g可用通信网络区域，则可以以lte cat.m1》nb_iot》lora》sigfox的优先级来确定通信方式(s42)。
87.然后，判断是否需要接收对于上述位置跟踪器发送的情况识别信息和位置信息的接收/未接收响应(ack/nack)消息(s43)。即，当没有接收到对于位置跟踪器1发送的情况识别信息和位置信息的ack/nack消息时，可以判断为只能进行单向通信的情况。因此，如果没有收到对于情况识别信息和位置信息的ack/nack消息，则可以通过sigfox通信方式传输情况识别信息和位置信息(s44)。
88.另外，还包括在接收到上述响应消息的状态下检查是否可以进行干扰恢复操作的步骤(s45)。即，如果收到之前发送的情况识别信息和位置信息没有被正确接收的响应消息，则为了双向通信方式，需要对其进行干扰恢复操作来实现重传。
89.接收对于位置跟踪器发送的情况识别信息和位置信息的ack/nack消息，如果在接
收到上述响应消息的状态下无法进行干扰恢复操作，则可以通过nb_iot或lora通信方式(仅通过单独设置实现干扰恢复操作的通信方式)发送情况识别信息(s46)。即从服务器收到了对于情况识别信息的ack/nack，但如果判断为无法进行干扰恢复操作的状态，则可以判断为可以切换到nb_iot或者lora通信方式，因此可通过nb_iot或lora通信方式发送情况识别信息。
90.接收对于位置跟踪器发送的情况识别信息和位置信息的ack/nack消息，如果在接收到上述响应消息的状态下可以进行干扰恢复操作，则可以通过lte cat.m1通信方式或5g通信方式发送情况识别信息(s47)。
91.通过这些确认操作判断为可以通过双向、实时通信方式进行传输，根据需要可以通过实时通信方式以大于sigfox、lora或nb_iot方法的数据速率和更频繁的传输周期将情况识别信息和位置信息传输到服务器。
92.这样，用紧急情况和非紧急情况的平时状态来划分且转换通信方式并传输信号，具有可以在平时状态下通过低功耗通信方式使用低功耗，而在紧急情况下使用足够的功耗安全地应对紧急情况的效果。
93.以上参考实施例进行了说明，但是本领域技术人员可以理解，在不脱离权利要求书所记载的本发明构思和领域的情况下，可以对本发明进行各种修改和变化。