專利名稱：基于ZigBee協(xié)議的個(gè)人物品管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種個(gè)人物品管理系統(tǒng)，具體為一種基于ZigBee協(xié)議的個(gè)人物品管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
Zigbee是IEEE 802. 15. 4協(xié)議的代名詞。根據(jù)這個(gè)協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是一種短距離、低功耗的無(wú)線通信技術(shù)。這一名稱來(lái)源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和 “嗡嗡”(zig)地抖動(dòng)翅膀的“舞蹈”來(lái)與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說(shuō)蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。其特點(diǎn)是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本。主要適合用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。簡(jiǎn)而言之，ZigBee 就是一種便宜的，低功耗的近距離無(wú)線組網(wǎng)通訊技術(shù)。在現(xiàn)代生活中，個(gè)人隨身攜帶的物品越來(lái)越多，例如手機(jī)、錢包、鑰匙等。但是，在出門前這些物品經(jīng)常有可能被忘記，從而導(dǎo)致很多麻煩，甚至導(dǎo)致物品遺落在某處。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決物品忘帶的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于ZigBee協(xié)議的個(gè)人物品管理系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種基于ZigBee協(xié)議的個(gè)人物品管理系統(tǒng)(如圖1)，其特征是， 所述個(gè)人物品管理系統(tǒng)包括多個(gè)和物品連接的掛件設(shè)備，以及一個(gè)隨身設(shè)備； 所述掛件設(shè)備通過(guò)ZigBee協(xié)議以固定頻率F和隨身設(shè)備進(jìn)行通訊，以報(bào)告掛件設(shè)備的自身信息M，隨身設(shè)備根據(jù)接收到的掛件設(shè)備的信息M，判斷掛件設(shè)備所連接的物品的位置信息；如果隨身設(shè)備在一定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有接收到掛件設(shè)備發(fā)來(lái)的信息M，則隨身設(shè)備發(fā)出報(bào)警提示音。優(yōu)選的，所述頻率F可以由用戶設(shè)置。優(yōu)選的，所述頻率F為1 10秒一次。優(yōu)選的，所述頻率F為2秒一次。特別的，所述個(gè)人信息M包括物品或掛件設(shè)備本身的編號(hào)和位置，所述編號(hào)在系統(tǒng)內(nèi)是唯一的。優(yōu)選的，所述隨身設(shè)備根據(jù)不同的信息M發(fā)出不同的報(bào)警提示音。優(yōu)選的，所述隨身設(shè)備帶有顯示屏，用于顯示與掛件設(shè)備關(guān)聯(lián)的物品信息。優(yōu)選的，所述隨身設(shè)備和計(jì)算機(jī)連接，所述計(jì)算機(jī)用于控制隨身設(shè)備需要管理的物品以及顯示物品信息，所述物品指和掛件設(shè)備關(guān)聯(lián)的物品。特別的，當(dāng)隨身設(shè)備和計(jì)算機(jī)相連時(shí)，用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程定位物品的位置，所述物品和掛件設(shè)備相連。特別的，所述掛件設(shè)備和隨身設(shè)備采用TI公司的CCM31的ZigBee芯片。
優(yōu)選的，針對(duì)CCM31無(wú)線定位引擎只能進(jìn)行二維定位的缺陷，本發(fā)明提出了采用三角測(cè)量法與CCM31無(wú)線定位引擎相結(jié)合的方法對(duì)物品進(jìn)行三維定位，即首先得到三角測(cè)量法與CCM31無(wú)線定位引擎計(jì)算的兩個(gè)(X，Y)坐標(biāo)值，然后取這兩個(gè)坐標(biāo)的均值，Z坐
標(biāo)由三角測(cè)量法確定。本發(fā)明的有益效果通過(guò)本發(fā)明所提供的系統(tǒng)，用戶可以方便地管理個(gè)人物品、尋找物品的位置；同時(shí)，提醒物品的主人出門時(shí)攜帶應(yīng)該攜帶的物品；在物品丟失或被盜時(shí)也可以及時(shí)提醒主人。


圖1是本發(fā)明系統(tǒng)示意圖。其中1-掛件設(shè)備；2-隨身設(shè)備；3-物品。圖2是本發(fā)明求坐標(biāo)的算法示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施方式如下(如圖1)(1)為需要管理的每個(gè)物品3，提供一個(gè)掛件設(shè)備1與之相連，并給所述掛件設(shè)備 1設(shè)定唯一的標(biāo)識(shí)碼。(2)在隨身設(shè)備2上，設(shè)定哪些物品需要保持隨身狀態(tài)(即關(guān)注物品)，即能收到對(duì)應(yīng)的物品掛件設(shè)備1發(fā)出的信號(hào)；該隨身設(shè)備2上可以有顯示屏，用于顯示物品信息；隨身設(shè)備2上也可以有設(shè)置部件，用于設(shè)置其關(guān)注的物品3，所述物品3和掛件設(shè)備1相連。(3)掛件設(shè)備1以固定頻率(如1 10秒一次，該時(shí)間可以設(shè)置，優(yōu)選為2秒一次)發(fā)送自身信息(包括設(shè)備和/或物品的唯一編號(hào)、自身位置等)給隨身設(shè)備2，若隨身設(shè)備2在一定時(shí)間(該時(shí)間段應(yīng)大于掛件設(shè)備的信息發(fā)送頻率對(duì)應(yīng)的時(shí)間段，優(yōu)選為發(fā)送頻率時(shí)間段的1.5 5倍)內(nèi)沒(méi)有收到某掛件設(shè)備1發(fā)來(lái)的信號(hào)，則發(fā)出報(bào)警音(可以根據(jù)不同的掛件設(shè)備發(fā)出不同的報(bào)警音)，以提示主人該物品不在身邊。(4)主人在家時(shí)，可以將隨身設(shè)備連接在電腦上，查看物品掛件設(shè)備1所在的位置 (該位置可以是掛件設(shè)備1與隨身設(shè)備2的直線距離，也可以是表示空間位置的三維坐標(biāo)或圖形)；同時(shí)，主人可以通過(guò)電腦對(duì)掛件設(shè)備1和隨身設(shè)備2進(jìn)行設(shè)置，如設(shè)置掛件設(shè)備的標(biāo)識(shí)符、信息發(fā)送頻率等；隨身設(shè)備的關(guān)注物品、過(guò)期報(bào)警時(shí)間段、各種物品對(duì)應(yīng)的報(bào)警聲音(報(bào)警音可以相同，也可以不同)等。(5)主人離家時(shí)，隨身攜帶隨身設(shè)備2，如果途中或者在外某處有某些掛件設(shè)備1 丟失，則隨身設(shè)備2會(huì)及時(shí)報(bào)警提示，使得主人可以避免物品被盜或者遺落于某處。(6)也可以把各物品(連接掛件設(shè)備1)放在某處，同時(shí)把隨身設(shè)備2通過(guò)USB接口連接在該處的計(jì)算機(jī)上，該計(jì)算機(jī)連接網(wǎng)絡(luò)。這樣，用戶就可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控物品的位置。這種應(yīng)用方式也可以用于貴重物品的監(jiān)控，例如博物館館藏等。上述步驟中所述的三維坐標(biāo)也可以是相對(duì)于房間中某固定位置的絕對(duì)坐標(biāo)， 實(shí)現(xiàn)時(shí)需要在房間中布置至少4個(gè)定位設(shè)備。本發(fā)明的實(shí)施例的掛件設(shè)備和隨身設(shè)備采用TI公司的CCM31的ZigBee芯片。針對(duì)CCM31無(wú)線定位引擎只能進(jìn)行二維定位的缺陷，本發(fā)明提出了采用三角測(cè)量法與CCM31無(wú)線定位引擎相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)了三維定位的功能，即首先得到三角測(cè)量法與CCM31無(wú)線定位引擎計(jì)算的兩個(gè)(X，Y)坐標(biāo)值，然后取這兩個(gè)坐標(biāo)的均值，Z坐標(biāo)由
三角測(cè)量法確定。三角測(cè)量法是一種常用的目標(biāo)定位方法，它用多個(gè)點(diǎn)與目標(biāo)之間的距離來(lái)計(jì)算目標(biāo)的坐標(biāo)位置。在一個(gè)二維坐標(biāo)系統(tǒng)中，最少需要3個(gè)參考點(diǎn)的距離才能唯一確定一點(diǎn)的坐標(biāo)。如圖2所示，節(jié)點(diǎn)m的坐標(biāo)未知，參考點(diǎn)al，a2, a3的坐標(biāo)以及它們到m的距離已知。由m到al的距離為Rl能夠推出位置是在以al為中心、Rl為半徑的圓上；同樣也能推出m位于以a2為中心、R2為半徑的圓上，同時(shí)m位于以a3為中心、R3為半徑的圓上。這3 個(gè)圓恰好相交于一個(gè)確定的點(diǎn)，于是就可以計(jì)算出唯一確定的m的坐標(biāo)位置。而在一個(gè)三維坐標(biāo)系統(tǒng)中，則需要加入第4個(gè)參考點(diǎn)a4。上述四個(gè)參考點(diǎn)坐標(biāo)和到節(jié)點(diǎn)m的距離是通過(guò)在房間中固定安裝的至少四個(gè)定位設(shè)備測(cè)量得到的；所述四個(gè)參考點(diǎn)坐標(biāo)指的是四個(gè)定位設(shè)備本身的坐標(biāo)，節(jié)點(diǎn)m指需要測(cè)量位置的掛件設(shè)備；一般地，用四個(gè)定位設(shè)備即可，但是，為了提高測(cè)量精度，可以安裝多于4個(gè)定位設(shè)備，這樣，可以每四個(gè)一組進(jìn)行測(cè)量求均值。一般地，三角測(cè)量問(wèn)題可以闡述為給定一組參考節(jié)點(diǎn)Xi，Yi, Zi和一組距離測(cè)量 ri;通過(guò)下面的等式來(lái)解出未知的ux，uy, uz。T12 = ((X1-Ux)2+ (yruy)2+ (Z1-Uz)2)r22 = ((X2-Ux)2+ (y2-uy)2+ (z2_uz)2)r32 = ((X3-Ux)2+ (Y3-Uy)2+ (Z3-Uz)2)r42 = ((X4-Ux)2+ (y4-uy)2+ (Z4-Uz)2)式中的(Xi，yi，Zi)是已知節(jié)點(diǎn)i的三維坐標(biāo)，(ux，uy，uz)是未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，A是節(jié)點(diǎn)i到未知節(jié)點(diǎn)的距離。在上式中，除最后一行外，每一行都減去最后一行，并進(jìn)行線性變換，結(jié)果如下AU ==B廣(X1-^4) + (^1-^4) + (^- )、[V
A =O2-^4) + (^2-^4) + ( - )U 二U yν(χ3-^4) + (^3-^4) + ( " );U \ ζ ,[V-2 2,2 2,2 2,2、 -r4 -X1 +X4 一少1 +少4 +
B =rl·2 2,2 2,2 -r4 -X2 +χ4 -γ2 +γ4 -2 2U2-2 2,2 2,2 ~r4 ~Χ3 +Χ4 _少3 + -2 2 ^3 + J采用最小二乘法，即可解出U(ux，uy，yz) :U= (A' A) ^1XA' B。其中A'表示A的逆矩陣。需要注意的是，本發(fā)明雖然采用了 ZigBee協(xié)議，但是很明顯，采用類似的技術(shù)(如藍(lán)牙、wifi等)都是可以的。
權(quán)利要求
1.一種基于ZigBee協(xié)議的個(gè)人物品管理系統(tǒng)，其特征是，眷所述個(gè)人物品管理系統(tǒng)包括多個(gè)和物品( 連接的掛件設(shè)備(1)，以及一個(gè)隨身設(shè)備⑵； 所述掛件設(shè)備⑴通過(guò)ZigBee協(xié)議以固定頻率F和隨身設(shè)備⑵進(jìn)行通訊，以報(bào)告掛件設(shè)備(1)的自身信息M，隨身設(shè)備(2)根據(jù)接收到的掛件設(shè)備(1)的信息M，判斷掛件設(shè)備( 所連接的物品( 的位置信息；如果隨身設(shè)備( 在一定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有接收到掛件設(shè)備(1)發(fā)來(lái)的信息M，則隨身設(shè)備(2)發(fā)出報(bào)警提示音。
2.如權(quán)利要求1所述的個(gè)人物品管理系統(tǒng)，其特征是，所述頻率F由用戶設(shè)置，F(xiàn)的取值為1 10秒一次。
3.如權(quán)利要求2所述的個(gè)人物品管理系統(tǒng)，其特征是，所述頻率F為2秒一次。
4.如權(quán)利要求1所述的個(gè)人物品管理系統(tǒng)，其特征是，所述個(gè)人信息M包括物品(3)或掛件設(shè)備(1)本身的編號(hào)和位置，所述編號(hào)在系統(tǒng)內(nèi)是唯一的。
5.如權(quán)利要求1所述的個(gè)人物品管理系統(tǒng)，其特征是，所述隨身設(shè)備( 根據(jù)不同的信息M發(fā)出不同的報(bào)警提示音。
6.如權(quán)利要求1所述的個(gè)人物品管理系統(tǒng)，其特征是，所述隨身設(shè)備(2)帶有顯示屏， 用于顯示與掛件設(shè)備(1)關(guān)聯(lián)的物品(3)信息。
7.如權(quán)利要求1所述的個(gè)人物品管理系統(tǒng)，其特征是，所述隨身設(shè)備(2)和計(jì)算機(jī)連接，所述計(jì)算機(jī)用于控制隨身設(shè)備O)需要管理的物品(3)以及顯示物品信息，所述物品 (3)指和掛件設(shè)備關(guān)聯(lián)的物品。
8.如權(quán)利要求7所述的個(gè)人物品管理系統(tǒng)，其特征是，當(dāng)隨身設(shè)備( 和計(jì)算機(jī)相連時(shí)，用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程定位物品(3)的位置，所述物品( 和掛件設(shè)備(1)相連。
9.如權(quán)利要求1所述的個(gè)人物品管理系統(tǒng)，其特征是，所述掛件設(shè)備(1)和隨身設(shè)備 (2)采用TI公司的CCM31的ZigBee芯片。
10.如權(quán)利要求9所述的個(gè)人物品管理系統(tǒng)，其特征是，采用三角測(cè)量法與CCM31無(wú)線定位引擎相結(jié)合的方法對(duì)物品進(jìn)行三維定位，即首先得到三角測(cè)量法與CCM31無(wú)線定位引擎計(jì)算的兩個(gè)(X，Y)坐標(biāo)值，然后取這兩個(gè)坐標(biāo)的均值，Z坐標(biāo)由三角測(cè)量法確定。
全文摘要
一種基于ZigBee協(xié)議的個(gè)人物品管理系統(tǒng)，包括多個(gè)和物品(3)連接的掛件設(shè)備(1)，以及一個(gè)隨身設(shè)備(2)；在工作狀態(tài)下，所述掛件設(shè)備(1)通過(guò)ZigBee協(xié)議以固定頻率F和隨身設(shè)備(2)進(jìn)行通訊，以報(bào)告掛件設(shè)備(1)的自身信息M，隨身設(shè)備(2)根據(jù)接收到的掛件設(shè)備(1)的信息M，判斷掛件設(shè)備(2)所連接的物品(3)的位置信息；如果隨身設(shè)備(2)在一定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有接收到掛件設(shè)備(1)發(fā)來(lái)的信息M，則隨身設(shè)備(2)發(fā)出報(bào)警提示音。通過(guò)本發(fā)明所提供的系統(tǒng)，用戶可以方便地管理個(gè)人物品、尋找物品的位置；同時(shí)，提醒物品的主人出門時(shí)攜帶應(yīng)該攜帶的物品；在物品丟失或被盜時(shí)也可以及時(shí)提醒主人。
文檔編號(hào)H04W84/18GK102387467SQ20111031421
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者張?jiān)弃Q, 黃今慧 申請(qǐng)人:張?jiān)弃Q