一种基于多种定位方式的智能卡装置的制造方法

专利名称:一种基于多种定位方式的智能卡装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型的技术方案包括一种基于多种定位方式的智能卡装置，该装置包括控制模块、定位模块、通信模块和RFID模块，所述定位模块、通信模块和RFID模块分别与控制模块相连接，其特征在于所述定位模块包括GPS定位单元，北斗定位单元和LBS定位单元及WIFI定位单元，通信模块包括语音通信单元和蜂窝数据通信单元，所述RFID模块包括频率分别为13.56MHz的高频RFID单元与433MHz或2.4G的超高频RFID单元。通过无线网络技术、低频13.56MHz的RFID与高频2.4G的RFID的技术、微小传感器技术、GPS、北斗和LBS定位、摄像视频技术、WIFI定位及通信技术共同集成在一个体积小巧的智能卡设备内，使人们佩戴更方便，实现功能更广泛，定位更准确，一机多用的特点。
【专利说明】
-种基于多种定位方式的智能卡装置
技术领域
[0001] 本实用新型设及一种基于多种定位方式的智能卡装置，属于定位智能卡领域。
【背景技术】
[0002] 目前市面的电子工作证(智能卡装置)功能单一，通常只具备最基本的身份识别功 能。工作人员在持卡时根据工作需要，往往还需要额外佩带其他设备，如对讲机、手机、GPS 等，电子工作证本身不具备语音通讯、卫星定位、有害气体检测、RFID和WIFI相结合等功能， 运非常不利于工卡本身给人们在工作中可W带来的工作便利性和人身安全性提供保障。
[0003] 另外，现有的定位设备多基于单一的定位方式，如卫星定位、LBS定位等，采用卫星 定位方式的优点在于定位速度快，精度高，但对环境依存度较大，无法在室内准确定位;LBS 则正好相反，在室内也能够提供定位信息，但定位的精度不及前者。上述两者皆为单向广播 的传播方式，缺乏交互性，不能将设备的位置信息保存并提供给后台服务中屯、。 【实用新型内容】
[0004] 针对现有技术功能单一，且定位不准确的问题，本实用新型的技术方案提供了一 种基于多种定位方式的智能卡装置，包括控制模块、定位模块、通信模块和RFID模块，所述 定位模块、通信模块和RFID模块分别与控制模块相连接，所述定位模块包括GPS定位单元， 北斗定位单元和LBS定位单元，加上WIFI定位，通信模块包括语音通信单元和蜂窝数据通信 单元。
[0005] 优选地，所述RFID模块包括频率分别为13.56MHz的高频RFID单元与433MHz或2.4G 的超高频RFID单元。
[0006] 优选地，还包括转换开关单元，与所述控制模块或所述定位模块连接，从而控制所 述定位模块的定位方式。
[0007] 优选地，所述通信模块还包WIFI通信单元和/或蓝牙通信单元。
[000引优选地，还包括气体传感器模块，所述气体传感器模块包括有害气体传感器单元 和可燃气体传感器单元，其中，所述有害气体传感器单元包括CO气体传感器、HsS气体传感 器、SQ;;气体传感器、雜气体传感器、肥L气体传感器之中的至少一种;所述可燃气体传感 器单元包括催化燃烧传感器。
[0009] 优选地，还包括轨迹记录模块，轨迹记录模块内设有存储单元，用于记录所述智能 卡装置的位置信息。
[0010] 优选地，还包括摄像头模块，所述摄像头模块与所述控制模块相连接。
[0011] 优选地，还包括求助模块，所述求助模块与所述控制模块相连接，其中，所述求助 模块包括求助键，用于控制所述控制模块将报警信息和定位模块采集的位置信息通过所述 通信模块发送至对应设备。
[0012] 优选地，还包括显示屏，所述显示屏与所述控制模块相连接。
[0013] 优选地，所述显示屏为触控液晶屏。
[0014] 本实用新型通过设置GPS(北斗）和LBS、WIFIS种定位方式的结合，有效地提高了 定位的精确度和环境适应能力。RFID模块兼顾超高频(433MHz或2.4G)和高频（13.56MHz)， 提供了较远和较近的两种传播范围，根据需求适宜选用其中一种可有效提供安全性，并节 省电力消耗。提供了包括有害气体传感器单元和可燃气体传感器单元的气体传感器模块， 当出现有毒气体或可燃气体泄漏等险情时，气体传感器模块自动报警，并经通信模块将智 能卡装置的位置报告给后台，从而为工作人员提供安全保障。
【附图说明】

[0015] 为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施 例对本实用新型进行详细描述。
[0016] 图1所示为根据本实用新型第一实施例的一种基于多种定位方式的智能卡装置的 结构框图。
[0017] 图2所示为根据本实用新型第二实施例的一种基于多种定位方式的智能卡装置的 结构框图。
[0018] 图3所示为根据本实用新型第一实施例的一种基于多种定位方式的智能卡装置的 定位方式的时序图。
【具体实施方式】
[0019] 参考图1，根据本实用新型第一实施例的一种基于多种定位方式的智能卡装置，包 括控制模块Ml、用于测量所述智能卡装置位置的定位模块M2、用于提供语音和数字数据传 输的通信模块M4和RFID模块M5，所述定位模块M2、通信模块M4和RFID模块M5分别与控制模 块Ml相连接。
[0020] 本实施例选用集成了微处理器、基带模块和WIFI模块的SoC系统，例如联发科公司 的MTK6260,在单一忍片集成了 ARM核屯、微控制器即控制模块M1，GSM/GPRS基带模块与WIFI 模块即通信模块M4(分别实现语音通信、蜂窝数据通信W及网络数据通信），GPS模块即定位 模块M2的GPS定位单元U21。可W有效地缩小设备的体积，降低功率，延长续航时间，增强系 统的稳定性。
[0021] 另外，所述定位模块M2还包括北斗定位单元U22,所述北斗定位单元U22可通过包 括了控制模块Ml的SoC外接专用的北斗定位电路来实现，属于本领域技术人员适宜选择的 范围。LBS定位单元U23则利用所述通信模块M4的GPRS数据通信功能，通过获取和多个基站 的时间差和位置关系来实现定位。定位信息除了提供给使用者外，还通过通信模块M4传输 至后台服务器。后台对指定区域的智能卡装置的使用者进行定位圈选后即可统计出实时的 人员数量。
[0022] 示例性的转换开关单元U24由单刀双掷开关组或开关忍片组构成，所述转换开关 单元U24连接所述定位模块M2,通过控制各定位单元的工作状态(例如开启，关闭或休眠)来 实现不同定位方式。其具体过程将在后述具体运行方式中描述。此外，通过将转换开关单元 U24连接在控制模块Ml上，由控制模块Ml发出指令控制定位模块M2的工作状态或定位方式 亦可。当连接控制模块Ml时，转换开关单元U24可W采用按钮、波段开关或触摸屏。所述RFID 模块M5包括频率分别为13.56MHz的高频RFID单元呪1与433MHz的超高频RFID单元呪2。两者 采取公用的基带模块电路和彼此独立的调制模块电路与天线，从而缩减体积和漏电流产生 的待机功耗。所述高频RFID单元U51的有效传输距离不足1米左右，优选为2-3厘米，且无需 电源。所述超高频RFID单元U52的有效传输距离为10米，能达到更高的传输速度，但功率消 耗较高。同时安装高频RFID单元U51和超高频RFID单元U52,根据不同需求启用相应单元降 低功耗，在对安全性要求较高的场合可W只允许高频RFID单元U51验证，主动降低传输距 离，W达到防止监听或盗刷的作用。另外，所述超高频RFID单元U52也可选用2.4G频率，当超 高频RFID单元U52选用2.4G频率时，除了能达到W上效果外，还支持多频点，并达到更高的 传输速度和传输距离。卡内置的RFID模块M5,通过相关的平台软件就能开启对佩戴员工(使 用者)的考勤及巡检功能，非常有助于提升企业的管理效率。
[0023] 本实施例还设有气体传感器。所述气体传感器包括有害气体传感器单元U31和可 燃气体传感器单元U32。其中有害气体传感器单元U31由CO气体传感器、耗採气体传感器、 SQs气体传感器组成，能够检测厂区或矿区等敏感区域是否有有毒气体泄漏，所述可燃气体 传感器单元U32采用催化燃烧传感器，检测环境可燃气体浓度是否安全，例如接近燃烧或爆 炸的临界值。当发现有毒气体或可燃气体达到预设值时，即向使用者报警，或者通过通信模 块M4将所述定位模块M2测得的位置信息发送给对应的后台服务器，通知后台工作人员。此 夕h通信模块M4还能接收来自后台提供的安全求生路线信息，通过外设的输出设备提示给 所述智能卡装置的使用者。另外本实施例选用了裡电池作为供电电源。上述模块配套的外 围电路，例如听筒、天线、放大器忍片、电源忍片等属于本领域技术人员适宜选择的范围，在 此不再寶言。
[0024] 本实施例的具体运行方式如下：定位阶段时，参考图3,首先由所述转换开关单元 U24通过控制所述定位模块M2内各定位单元的工作状态(例如开启，关闭或休眠），控制模块 Ml检测所述各定位单元的工作状态，从而进入不同的定位模式。示例性的，定位模式可包 含:A.单一定位单元定位，即在同一时间内GPS/北斗/LBS定位单元U23中及通信模块中的 WIFI定位仅一者实现定位功能。W仅使用GPS定位单元U21为例，实现方式为所述转换开关 单元U24关闭北斗定位单元U22和LBS定位单元U23的电源(或者向控制模块Ml发出信号，不 使用该单元），所述控制模块Ml检测到各定位单元的工作状态后，只获取GI^定位单元U21的 定位信息，并返回位置结果(包括经缔度等信息或者定位失败的提示）。可W达到缩短定位 的流程，节省电量的有益效果。B.优先定位模式，即为所述各定位单元设置优先级顺序，例 如首先通过GPS定位单元U21定位，如果定位成功则返回位置结果，如果定位失败则再使用 北斗定位单元U22、LBS定位单元U23定位。依次使用多种定位方式，提高定位成功的概率。C. 混合定位，通过不同的定位单元协同工作W提高定位的精度(高于单一的定位方式），示例 性的，可选用GI^和北斗协同定位，充分利用两者的卫星，在单一定位单元捜不到4颗及W上 卫星的情况下依然可W实现定位，从而扩宽了使用范围。协同定位的方式有多种选择，例如 将二者的单独测量的结果求加权平均数，W防止误差过大;也可W先取得二者的卫星位置， 再根据GPS和北斗提供的公开资料，将二者的卫星位置代入同一坐标系，再根据代入同一坐 标系计算出的结果代入伪距观测方程组，最后利用最小二乘法求出所述智能卡装置的所在 位置。上述不同卫星定位系统的坐标系变换和通过卫星位置列伪距观测方程组求解坐标位 置(例如GPS本身的定位原理)皆为现有技术，在此不再寶言。WIFI定位采用基于RSSI技术的 指纹法定位，在定位区域的边界附近放置复数个参考点AP，优选为大于等于20个。当使用者 位于室内时，GPS或北斗的定位精度较差，优选采用WIFI模式定位。
[0025] 获取所述智能卡装置的所在位置后，可W通过通信模块M4的GPRS基带模块或者 WIFI通信发送至该智能卡装置对应后台服务器，从而使后台工作人员得知所述GPRS基带模 块使用者的位置。另外可W加设输出设备，如显示屏M8显示所述智能卡装置的所在位置的 信息，或者通过控制模块Ml将所述智能卡装置的所在位置转换为地图上的标示。另外，还可 W在所述智能卡装置内增设包括存储单元的轨迹记录模块M6,定时将获取的位置信息存入 所述轨迹记录模块M6的存储单元内，从而记录所述智能卡装置的运动轨迹。根据企业需要 可对佩戴智能卡装置的员工(使用者)设置定时定路线的巡检安排，替代传统的各种巡检辅 助设备和装置，轻松便捷的完成生产流程中规定的巡检任务。另外还可配置控制模块Ml定 时将轨迹记录模块M6内存储的轨迹信息上传后台服务器，佩戴智能卡装置的职员（使用者） 在工作期间内如发生意外或者无法联络的紧急状态时，可通过后台调度中屯、对佩戴智能卡 装置的职员（使用者)进行行动轨迹回放，便于及时找到失联的职员（使用者）。
[0026] 参考图2,根据本实用新型第二实施例的一种基于多种定位方式的智能卡装置，包 括控制模块Ml、用于测量所述智能卡装置位置的定位模块M2、用于提供语音和数字数据传 输的通信模块M4和RFID模块M5，所述定位模块M2、通信模块M4和RFID模块M5分别与控制模 块Ml相连接。其中控制模块Ml选用英特尔公司的x86体系的微处理忍片，例如Atom Z3590， 可W达到更高的处理能力。定位模块M2选用北斗/GPS双模基带忍片，通信模块M4选用TDD- LTE 4G基带忍片（同时提供语音通信和）,RFID模块M5分别采用2.4G和13.56MHz的两块RFID 忍片。采取单片忍片的设计可W提高设备的可维修性，即使部分原件出现故障，依然不妨碍 其他部分正常运行。转换开关模块与控制模块Ml相连接，通过向控制模块Ml发送控制信号 来实现不同定位方式。具体定位方式及方法与本实用新型第一实施例基本相同，在此不再 寶言。
[0027] 本实施例还设有气体传感器模块M3。所述气体传感器模块M3包括有害气体传感器 单元U31和可燃气体传感器单元U32。其中有害气体传感器单元U31由CO气体传感器、HsS气 体传感器、S%气体传感器、麵巧S气体传感器、H化气体传感器组成，能够检测厂区或矿区等 敏感区域是否有有毒气体泄漏，所述可燃气体传感器单元U32采用催化燃烧传感器，检测环 境可燃气体浓度是否安全，例如接近燃烧或爆炸的临界值。当发现有毒气体或可燃气体达 到预设值时，即向使用者报警，或者通过通信模块M4将所述定位模块M2测得的位置信息发 送给对应的后台服务器，通知后台工作人员。此外，通信模块M4还能接收来自后台提供的安 全求生路线信息，通过外设的显示屏M8提示给所述智能卡装置的使用者。
[00%]本实施例还设有摄像头模块M7,用于记录现场的图像或影像信息；显示屏M8,用于 显示位置信息和回放摄像头模块M7记录的信息。显示屏M8优选为触控显示屏M8,还可W作 为输入设备供使用者输入控制命令，从而简化了操作过程;求助模块包括求助键，用于控制 所述控制模块Ml将报警信息和定位模块M2采集的位置信息通过所述通信模块M4发送至对 应设备。在危机状况下，按下卡背面的求助键既能及时实现持卡人与后台工作人员的通话 联接。键下的同时，智能卡装置本身还会发出声光和振动信号来增强救援响应(需适宜加装 灯、扬声器和振动马达）。本实施例还包括蓝牙通信单元（图中未示），所述蓝牙通信单元与 控制忍片连接，用于与蓝牙耳机等外置设备连接。智能卡装置在使用时通常挂在胸前，采用 有线耳机容易和固定智能卡装置绳子缠在一起，并不方便。提供了蓝牙通信功能可W解决 上述问题。示例性的蓝牙通信单元采用德州仪器公司的CC2540超低功耗蓝牙控制忍片。另 外本实施例选用了裡电池作为供电电源。上述模块配套的外围电路，例如听筒、天线、放大 器忍片等属于本领域技术人员适宜选择的范围，在此不再寶言。
[0029] 本实用新型第二实施例的具体运行过程与第一实施例基本相同，故在此省略。
[0030] W上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所 述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等 同变形或替换，运些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【主权项】
1. 一种基于多种定位方式的智能卡装置，包括控制模块(M1)、定位模块(M2)、通信模块 (M4)和RFID模块(M5)，所述定位模块(M2)、通信模块(M4)和RFID模块(M5)分别与控制模块 (Ml)相连接，其特征在于所述定位模块(M2)包括GPS定位单元(U21)、北斗定位单元(U22)和 LBS定位单元(U23)，通信模块(M4)包括语音通信单元(U41)和蜂窝数据通信单元(U42)。2. 根据权利要求1所述的一种基于多种定位方式的智能卡装置，其特征在于所述RFID 模块(M5)包括频率分别为13.56MHz的高频RFID单元(U51)与433MHz或2.4G的超高频RFID单 元(U52) 〇3. 根据权利要求1或2所述的一种基于多种定位方式的智能卡装置，其特征在于还包括 转换开关单元(U24 )，与所述控制模块(Ml)或所述定位模块(M2)连接，从而控制所述定位模 块(M2)的定位方式。4. 根据权利要求1或2所述的一种基于多种定位方式的智能卡装置，其特征在于所述通 信模块(M4)还包WIFI通信单元(U43)和/或蓝牙通信单元。5. 根据权利要求3所述的一种基于多种定位方式的智能卡装置，其特征在于还包括气 体传感器模块(M3)，所述气体传感器模块(M3)包括有害气体传感器单元(U31)和可燃气体 传感器单元(U32)，其中，所述有害气体传感器单元(U31)包括C0气体传感器、H2S气体传感 器、S〇2气体传感器、順3气体传感器、HCL气体传感器之中的至少一种;所述可燃气体传感器 单元(U32)包括催化燃烧传感器。6. 根据权利要求1或2所述的一种基于多种定位方式的智能卡装置，其特征在于还包括 轨迹记录模块(M6)，轨迹记录模块(M6)内设有存储单元，用于记录所述智能卡装置的位置 信息。7. 根据权利要求1或2所述的一种基于多种定位方式的智能卡装置，其特征在于还包括 摄像头模块(M7)，所述摄像头模块(M7)与所述控制模块(Ml)相连接。8. 根据权利要求1或2所述的一种基于多种定位方式的智能卡装置，其特征在于还包括 求助模块，所述求助模块与所述控制模块(Ml)相连接，其中，所述求助模块包括求助键，用 于控制所述控制模块(Ml)将报警信息和定位模块(M2)采集的位置信息通过所述通信模块 (M4)发送至对应设备。9. 根据权利要求1或2所述的一种基于多种定位方式的智能卡装置，其特征在于还包括 显示屏(M8)，所述显示屏(M8)与所述控制模块(Ml)相连接。10. 根据权利要求9所述的一种基于多种定位方式的智能卡装置，其特征在于所述显示 屏(M8)为触控液晶屏。
【文档编号】G01N33/00GK205721881SQ201620311109
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月14日
【发明人】谭克新
【申请人】深圳市欣华天泰信息技术有限公司