一种应用于儿童防丢智能手环的系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种应用于智能穿戴领域的基于MEAN架构的架构体系，以解决智能穿戴设备，手机应用APP，云端服务器互联问题。本发明同时提供一种应用于儿童手环设备领域的基于跟踪计划的，触发式的儿童防丢手环应用架构，以解决儿童手环无目的的实时上报，不但增加的设备电池消耗，而且不能应付不同场景的跟踪要求。
【专利说明】一种应用于儿童防丢智能手环的系统
【技术领域】
[0001] 本发明属于计算机系统领域，尤其涉及智能手环领域，是一种基于智能穿戴设备， MEAN架构云端服务器，移动终端APP技术，适用于解决儿童防丢的整套解决方案。
【背景技术】
[0002] 智能穿戴设备是应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化设计、开发出可以穿戴的 设备的总称，如眼镜、手套、手表、服饰及鞋等。而广义的穿戴式智能设备包括功能全、尺寸 大、可不依赖智能手机实现完整或者部分的功能，例如智能手表或智能眼镜等，以及只专注 于某一类应用功能，需要和其它设备如智能手机配合使用，如各类进行体征监测的智能手 环、智能首饰等。随着技术的进步以及用户需求的变迁，可穿戴式智能设备的形态与应用热 点也在不断的变化。
[0003] 云端服务器是云计算服务的重要组成部分，是面向各类互联网用户提供综合业务 能力的服务平台。平台整合了传统意义上的互联网应用三大核心要素：计算、存储、网络，面 向用户提供公用化的互联网基础设施服务。
[0004] MEAN架构即mongoDB (非SQL语法的数据库管理系统），express (基于Node, js的 Web应用开发框架），AngularJS(Google开发的一种扩展HTML框架），Node. js (基于Chrome Java Script引擎的开发平台）。MEAN是一种新型的网络应用开发架构，其开发效率更高， 开发速度更快，网络传输效率更高，支持更多的并发处理。
[0005] LAMP (Linux+Apache+MySQL+Python)架构为传统的网络开发架构。
[0006] JS0N(JavaScript Object Notation)是一种轻量级的数据交换格式。
[0007] 目前智能穿戴领域，更多关注的是硬件设备技术以及传感技术，在软件系统解决 方案上面是一个空白，并且由于穿戴设备软件系统涉及的领域比较广，设备厂商很难在软 件上充分发挥穿戴设备价值，从而弱化了用户黏性，导致了目前穿戴设备总是存在几个月 的厌弃期。
[0008] 儿童防丢智能手环即为儿童专门定制的智能手环，并且能够让家长获取儿童位 置，防止儿童丢失。
【发明内容】
[0009] 本发明提供一种应用于智能穿戴领域的基于MEAN架构的架构体系，以解决智能 穿戴设备，手机应用APP，云端服务器互联问题。
[0010] 本发明同时提供一种应用于儿童手环设备领域的基于跟踪计划的，触发式的儿童 防丢手环应用架构，以解决儿童手环无目的的实时上报，不但增加的设备电池消耗，而且不 能应付不同场景的跟踪要求。
[0011] 为了解决上述问题，本发明提出了基于MEAN架构的儿童防丢手环应用系统即 ChildrenAware系统。该系统包括：运行于智能手环的应用系统、云端Node. Js服务器和手 机端应用APP系统；
[0012] 所述的运行于智能手环的应用系统包括登录模块、GPS数据采集模块、数据上报 模块、采集计划管理模块和短信命令处理模块；智能手环借助所述登录模块通过网络注册 到云端Node. Js服务器以便服务器进行用户管理；所述的GPS数据采集模块通过串口控制 GPS芯片，获取最新的GPS数据；所述的数据上报模块通过智能手环的无线通信模块将GPS 数据组织成JS0N格式上报到云端Node. Js服务器；所述采集计划管理模块根据用户手机 端应用的跟踪计划制定智能手环的GPS数据采集频率以及数据上报的策略；所述的短信命 令处理模块通过短信接收手机端应用APP系统的跟踪计划和手机端应用APP系统的控制命 令；
[0013] 所述云端Node. Js服务器包括智能手环管理模块、并发处理模块、数据存储模块、 跟踪计划管理模块和手机端应用管理模块；所述智能手环管理模块具有接收智能手环的连 接请求、用户管理、数据接收、命令交互的功能；所述并发处理模块使得云端Node. Js服务 器能够同时处理与多个智能手环通信，同时处理与多个手机端应用APP系统的通信；所述 数据存储模块存储智能手环的的历史轨迹；所述跟踪计划管理模块，接收手机端应用APP 系统对其管理的智能手环的跟踪计划，同时为智能手环和手机端应用APP系统推荐在不同 场景下的跟踪计划；所述手机端应用管理模块，负责与手机端应用APP系统的通信；
[0014] 所述手机端应用APP系统包括手机定位模块、儿童定位模块、儿童实时跟踪模块、 路线指示模块、安全区域管理模块、报警模块、跟踪计划设置模块和街景拍摄记录模块；所 述手机定位模块用于在地图上显示当前手机位置；所述儿童定位模块用于从云端Node. Js服务器获取当前跟踪的佩戴该智能手环的儿童的位置；借助所述儿童实时跟踪模块，手 机端发送命令到智能手环，请求其实时上报数据到云端Node. Js服务器上，从而手机端应 用APP系统可以实时获得其运动轨迹；所述路线指示模块，快速指示手机用户如何找到儿 童；所述安全区域管理模块，手机用户设定某一区域或路线为安全区域，当智能手环离开该 区域，手机端应用APP系统将会报警；所述报警模块，根据包括智能手环位置和儿童速度的 信息，判断儿童是否处于危险状态，同时接收云端Node. Js服务器大数据分析的结果给出 的报警信息；所述跟踪计划设置模块，用户设置儿童佩戴手环的时间，设置其需要跟踪的计 划；所述街景拍摄记录模块，当有报警时，用户可以通过街景拍摄，记录儿童所在位置周边 情况，从而用户可以判断儿童是否处于危险状态。
[0015] 该系统为基于MEAN架构提出来的适用于智能穿戴设备的系统。
[0016] 该系统定义了一种基于跟踪计划的儿童防丢用系统。
[0017] 该系统定义了一种短信命令处理方式，保证了在数据网络断开情况下，手机和云 端Node. Js服务器仍然可以控制智能手环。
[0018] 该系统中智能手环数据上报格式为JS0N格式，服务器并发处理采用Node, js架构 进行搭建。
[0019] 跟踪计划可以应用于各种应用场景，从而解决了智能手环应用功能的单一性，同 时降低了硬件功耗，增加了智能手环使用时间。
[0020] 该无线通信模块为GPRS或3G通信模块。
[0021] 由此可见，本发明具有如下优点：
[0022] 1.本发明为了解决智能穿戴设备，云服务器，手机端应用APP的互联问题，提供了 一种基于MEAN架构的架构。同时提供了一种基于JS0N数据传输格式，从而增加通信速度。 提供的Node. JS服务器，解决了大量智能设备同时连接时的并发问题。
[0023] 2.本发明解决了儿童手环无目的的实时上报，不但增加的设备电池消耗，而且不 能应付不同场景的跟踪要求。
[0024] ChildrenAware系统与现有儿童手环的对比优势：
[0025] 1. ChildrenAware系统提供了基于MEAN架构的架构，数据格式采用JS0N方式，增 加了并发处理能力，以及数据传输效率。
[0026] 2.本发明提供的跟踪计划系统不仅解决了儿童手环无目的的实时上报而导致设 备电池消耗增加问题，同时为家长提供的根据不同场景制定不同跟踪计划方案，大大的提 高了儿童手环使用的频率和效率，解决儿童手环应用单一的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0027] 图1是ChildrenAware系统架构图。
【具体实施方式】
[0028] 本发明提出了基于MEAN架构的儿童防丢手环应用系统即ChildrenAware系统。 该系统包括：运行于智能手环的应用系统、云端Node. Js服务器、手机端应用APP系统；所 述的运行于智能手环的应用系统包括登录模块、GPS数据采集模块、数据上报模块、采集计 划管理模块、短信命令处理模块；所述云端Node. Js服务器包括智能手环管理模块、并发处 理模块、数据存储模块、跟踪计划管理模块、手机端应用管理模块；所述手机端应用APP包 括手机定位模块、儿童定位模块、儿童实时跟踪模块、路线指示模块、安全区域模块、报警模 块、跟踪计划设置模块、街景拍摄记录模块。
[0029] 下面结合图1对本发明进行详细说明：
[0030] 智能手环端应用介绍：
[0031] 登录模块：即登录到云服务器，智能手环出场需要设置默认密码，在手机端应用可 以发现并绑定智能手环设备后，可以修改手环登录密码。
[0032] GPS数据采集模块：即通过串口使能，读取，分析GPS数据。数据采集模块同时需 要根据采集计划可以分为如下读取方式：实时读取、10秒读取、30秒读取、1分钟读取、3分 钟读取以及5分钟读取。
[0033] 数据上报模块：通过智能手环提供的GPRS或其他无线通信方式，将收集到的GPS 数据上报到云服务器上，为了减少发送数据量，采用JS0N数据格式。同时为了减少频繁时 候无线模块，降低硬件功耗，数据上报依据跟踪计划及采集计划来设定。
[0034] 采集计划管理模块：采集计划即根据跟踪计划设计采集时间，频繁度。跟踪计划内 容可以根据一天内儿童的作息时间比如上课时间，上学路上，放学路上，晚上睡眠时间，户 外活动时间等等。上学路上，放学路上可以将采集频率设为最高级，晚上睡眠时间可以关闭 米集。
[0035] 短信命令处理模块：手机端，服务器端都可以通过短信发送命令，尤其在终端设备 没有联网的时候，通过短信命令通道可以随时对智能手环进行控制。即避免长时间实时在 线导致的电池消耗，同时解决了在网络信号差导致的网络断开情况下对智能手环的控制。
[0036] 云端Node. Js服务器详细说明：
[0037] 智能手环管理模块：接收从智能手环的连接请求，并处理服务器端与手环直接的 数据接收，命令发送。
[0038] 并发处理模块：由于智能穿戴的采集数据量非常大，而且佩戴时间长，联网频繁的 特性，导致对服务器的并发处理要求非常高，Node, js为基于事件驱动的架构，Node, js并 发处理能力远比Apache服务器强的多，同时资源消耗的非常少。
[0039] 数据存储模块：存储两类数据：智能手环采集到的位置信息数据；手机端APP应用 设定的跟踪计划数据。
[0040] 跟踪计划管理模块：收集手机端跟踪计划，并与智能手环设备手机数据进行匹配。 云服务器系统同时统计，分析各种场景下最优的跟踪计划，并推荐到手机应用上。
[0041] 手机端应用管理模块：处理与手机应用之间的数据，命令通信。
[0042] 手机端应用APP系统详细描述：
[0043] 手机定位模块：通过手机平台提供的手机定位接口，将手机位置显示在地图上，手 机端APP应用采用百度地图提供的服务。
[0044] 儿童定位模块：通过向服务器请求儿童的GPS定位信息，将儿童位置显示在地图 上
[0045] 儿童实时跟踪模块：实时显示儿童地理位置，动态显示其行动轨迹。
[0046] 路线指示模块：为手机到儿童位置在地图上选择一条最优的路径。
[0047] 安全区域管理模块：为手机APP用户提供一个安全区域设定的方式，本方式采用 百度地图引擎提供的接口。其次在对智能手环设备进行跟踪的过程中，发现位置离开安全 区域时触发报警。
[0048] 报警模块：包括报警级别，报警模式以及报警发生时的措施。
[0049] 跟踪计划设置模块：设定智能手环设备如何采集位置信息，何时采集，采集频率。
[0050] 街景拍摄记录模块：当报警触发时，家长可以选择第一时间记录儿童位置的街景 图片，以便搜寻儿童提供最直接的信息。实时街景依赖地图引擎是否支持。
[0051] 本发明并不局限于上述【具体实施方式】，本发明可以有各种修改和替代形式，在附 图和详细说明中一些具体的实施例只是作为实例加以表述。但应理解，这些附图和详细说 明绝不是为了将本发明限制在所公开的具体形式上，相反，本发明应包括在权利要求书所 定义的范围内的全部修改、等效形式和替代形式。
【权利要求】
1. 一种基于MEAN架构的儿童防丢智能手环应用系统，其特征在于，该系统包括：运行 于智能手环的应用系统、云端Node. Js服务器和手机端应用APP系统； 所述的运行于智能手环的应用系统包括登录模块、GPS数据采集模块、数据上报模块、 采集计划管理模块和短信命令处理模块；智能手环借助所述登录模块通过网络注册到云端 Node. Js服务器以便服务器进行用户管理；所述的GPS数据采集模块通过串口控制GPS芯 片，获取最新的GPS数据；所述的数据上报模块通过智能手环的无线通信模块将GPS数据组 织成JS0N格式上报到云端Node. Js服务器；所述采集计划管理模块根据用户手机端应用的 跟踪计划制定智能手环的GPS数据采集频率以及数据上报的策略；所述的短信命令处理模 块通过短信接收手机端应用APP系统的跟踪计划和手机端应用APP系统的控制命令； 所述云端Node. Js服务器包括智能手环管理模块、并发处理模块、数据存储模块、跟踪 计划管理模块和手机端应用管理模块；所述智能手环管理模块具有接收智能手环的连接请 求、用户管理、数据接收、命令交互的功能；所述并发处理模块使得云端Node. Js服务器能 够同时处理与多个智能手环通信，同时处理与多个手机端应用APP系统的通信；所述数据 存储模块存储智能手环的的历史轨迹；所述跟踪计划管理模块接收手机端应用APP系统对 其管理的智能手环的跟踪计划，同时为智能手环和手机端应用APP系统推荐在不同场景下 的跟踪计划；所述手机端应用管理模块负责与手机端应用APP系统的通信； 所述手机端应用APP系统包括手机定位模块、儿童定位模块、儿童实时跟踪模块、路线 指示模块、安全区域管理模块、报警模块、跟踪计划设置模块和街景拍摄记录模块；所述手 机定位模块用于在地图上显示当前手机位置；所述儿童定位模块用于从云端Node. Js服务 器获取当前跟踪的佩戴该智能手环的儿童的位置；借助所述儿童实时跟踪模块，手机端发 送命令到智能手环，请求其实时上报数据到云端Node. Js服务器上，从而手机端应用APP系 统可以实时获得其运动轨迹；所述路线指示模块，快速指示手机用户如何找到儿童；所述 安全区域管理模块，手机用户设定某一区域或路线为安全区域，当智能手环离开该区域，手 机端应用APP系统将会报警；所述报警模块根据包括智能手环位置和儿童速度的信息，判 断儿童是否处于危险状态，同时接收云端Node. Js服务器大数据分析的结果给出的报警信 息；所述跟踪计划设置模块，用户设置儿童佩戴手环的时间，设置其需要跟踪的计划；所述 街景拍摄记录模块，当有报警时，用户可以通过街景拍摄，记录儿童所在位置周边情况，从 而用户可以判断儿童是否处于危险状态。
2. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统为基于MEAN架构提出来的适用于智 能穿戴设备的系统。
3. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统定义了一种基于跟踪计划的儿童防 丢用系统。
4. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统定义了一种短信命令处理方式，保证 了在数据网络断开情况下，手机和云端Node. Js服务器仍然可以控制智能手环。
5. 如权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，该系统中智能手环数据上报格式 为JS0N格式，服务器并发处理采用Node, js架构进行搭建。
6. 如权利要求3所述的系统，其特征在于，跟踪计划可以应用于各种应用场景，从而解 决了智能手环应用功能的单一性，同时降低了硬件功耗，增加了智能手环使用时间。
7. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，该无线通信模块为GPRS或3G通信模块。
【文档编号】H04M1/725GK104065712SQ201410271647
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2014年6月17日
【发明者】许小刚, 常欣, 朱涛, 黄传见 申请人:成都雅鲁科技有限公司