面向社區矯正人員管控的電子腕帶系統及異常檢測方法
2023-10-21 18:37:32 1
面向社區矯正人員管控的電子腕帶系統及異常檢測方法
【專利摘要】本發明涉及一種不可拆卸電子腕帶系統及異常活動檢測方法，尤其是一種面向社區矯正人員管控的電子腕帶系統及異常檢測方法，屬於電子腕帶的【技術領域】。按照本發明提供的技術方案，所述面向社區矯正人員管控的電子腕帶系統，包括用於佩戴於矯正人員上的不可拆卸電子腕帶；所述不可拆卸電子腕帶能與手持設備匹配連接；所述手持設備同時檢測到的不可拆卸電子腕帶的數量超過預設數量時，手持設備輸出人員聚集報警信息並傳輸當前的GPS位置信息。本發明結構緊湊，能實現社區矯正人員集聚、破壞拆卸腕帶以及短時劇烈動作、沒有隨身佩戴腕帶等異常檢測，使用方便，安全可靠。
【專利說明】面向社區矯正人員管控的電子腕帶系統及異常檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種不可拆卸電子腕帶系統及異常活動檢測方法，尤其是一種面向社區矯正人員管控的電子腕帶系統及異常檢測方法，屬於電子腕帶的【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著我國勞教制度逐步廢除，原來的勞教人員將返回社會，在相關部門和社會力量的協助下執行促進其順利回歸社會的非監禁型社區矯正活動。但是由於社區矯正人員分布空間廣泛、社會背景複雜多變，如何實現遠程的實時人員行為和位置監測管控，預防相關人員在矯正期間再次實施犯罪活動，提高社會安全度，仍缺乏全面有效的技術手段。
[0003]目前，社區矯正人員的管控主要依賴於通過對社區矯正人員註冊的手機進行位置區域監控，以及採用社區矯正人員佩戴不可拆卸的腕帶方式實現社區矯正人員的全時空管控。但是，現有的全時空管控無法支持社區矯正人員集聚的識別和判斷功能，異常行為和短時劇烈動作的檢測準確度以及分類能力較差，此外防拆卸電路採用傳統監獄用的腕帶內置環路形式實現，由於社區矯正人員對不可拆卸腕帶進行破壞並快速恢復可藉助的工具和手段要遠遠超過監獄內罪犯所擁有的工具，因此採用傳統防拆卸方式難以有效杜絕腕帶和人體分離的現象。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種面向社區矯正人員管控的電子腕帶系統及異常檢測方法，其結構緊湊，能實現社區矯正人員集聚、破壞拆卸腕帶以及短時劇烈動作、沒有隨身佩戴腕帶等異常檢測，使用方便，安全可靠。
[0005]按照本發明提供的技術方案，所述面向社區矯正人員管控的電子腕帶系統，包括用於佩戴於矯正人員上的不可拆卸電子腕帶；所述不可拆卸電子腕帶能與手持設備匹配連接；所述手持設備同時檢測到的不可拆卸電子腕帶的數量超過預設數量時，手持設備輸出人員聚集報警信息並傳輸當前的GPS位置信息。
[0006]所述不可拆卸電子腕帶包括腕帶主機以及連接在所述腕帶主機上並能實現佩戴箍緊的腕帶連接裝置，所述腕帶主機與腕帶連接裝置匹配連接實現佩戴箍緊後，腕帶主機能對腕帶主機以及腕帶連接裝置之間的拆卸報警；腕帶主機包括主機殼體以及位於所述主機殼體內的低功耗主控晶片、BLE藍牙晶片、MEMS三軸加速度計、MEMS麥克風以及用於提供腕帶主機工作電源的紐扣電池，所述BLE藍牙晶片、MEMS三軸加速度計及MEMS麥克風均與低功耗主控晶片連接；低功耗主控晶片通過BLE藍牙晶片能與手持設備無線連接。
[0007]所述腕帶連接裝置包括固定連接在主機殼體上的連接帶體，所述連接帶體內設有腕帶金屬導線，所述腕帶金屬導線與低功耗主控晶片電連接，連接帶體上設有用於與主機殼體固定連接的固定孔。
[0008]所述主機殼體包括電路板電池倉體以及位於所述電路板電池倉體上的主機殼附屬倉體，所述主機殼附屬倉體通過倉體連接部與電路板電池倉體固定連接；倉體連接部以及主機殼附屬倉體內設有主機金屬導線，所述主機金屬導線能與腕帶金屬導線串接以形成拆卸報警電路中的金屬導線環路，所述拆卸報警電路與低功耗主控晶片連接。
[0009]所述電路板電池倉體上設有若干倉體凹槽，所述主機殼附屬倉體上設有能嵌置在倉體凹槽的突出體，所述倉體凹槽與連接帶體上的固定孔匹配一致，突出體能穿過固定孔後嵌置在倉體凹槽上，以將連接帶體鎖緊固定在主機殼體上。
[0010]所述拆卸報警電路、低功耗主控晶片、MEMS加速度計、BLE藍牙晶片均位於電路板電池倉體內的電路板上，所述紐扣電池位於電路板的上方，MEMS麥克風緊貼於電路板電池倉體的下壁；紐扣電池通過LDO電源模塊與低功耗主控晶片的電源端、BLE藍牙晶片的電源端以及拆卸報警電路連接，所述拆卸報警電路包括上拉電阻，所述上拉電阻的一端與LDO電源模塊的一端連接，上拉電阻的另一端與低功耗主控晶片的GIPO端連接以及金屬導線環路的一端連接，金屬導線環路的另一端通過接地端子接地，低功耗主控晶片的時鐘端以及BLE藍牙晶片的時鐘端均與時鐘模塊連接。
[0011]所述手持設備與腕帶主機通過BLE藍牙晶片無線連接後，低功耗主控晶片設置BLE藍牙晶片的周期性上報定時時間，以對手持設備與腕帶主機間是否分離進行檢測；低功耗主控晶片、BLE藍牙晶片處於休眠狀態，MEMS三軸加速度計處於值守狀態；
MEMS三軸加速度計檢測矯正人員的異常活動時，MEMS三軸加速度計喚醒低功耗主控晶片並向低功耗主控晶片傳輸加速度測量值；低功耗主控晶片喚醒BLE藍牙晶片，以通過BLE藍牙晶片向手持設備傳輸劇烈動作報警信息。
[0012]當拆卸報警電路檢測拆卸或破壞所述電子腕帶時，低功耗主控晶片將MEMS麥克風切換至工作狀態，以通過MEMS麥克風米集聲音信號，並將所述聲音信號傳輸至低功耗主控晶片內，低功耗主控晶片對聲音信號進行處理，當根據聲音信號判斷所述電子腕帶被拆卸或被破壞時，低功耗主控晶片向手持設備傳輸拆卸報警信息。
[0013]一種面向社區矯正人員管控的異常活動檢測方法，將不可拆卸電子腕帶佩戴箍緊在社區矯正人員上，所述不可拆卸電子腕帶能與手持設備匹配連接；
所述不可拆卸電子腕帶包括腕帶主機以及連接在所述腕帶主機上並能實現佩戴箍緊的腕帶連接裝置，所述腕帶主機與腕帶連接裝置匹配連接實現佩戴箍緊後，腕帶主機能對腕帶主機以及腕帶連接裝置之間的拆卸報警；腕帶主機包括主機殼體以及位於所述主機殼體內的低功耗主控晶片、BLE藍牙晶片、MEMS三軸加速度計、MEMS麥克風以及用於提供腕帶主機工作電源的紐扣電池，所述BLE藍牙晶片、MEMS三軸加速度計及MEMS麥克風均與低功耗主控晶片連接；低功耗主控晶片通過BLE藍牙晶片能與手持設備無線連接。
[0014]所述手持設備與腕帶主機通過BLE藍牙晶片無線連接後，低功耗主控晶片設置BLE藍牙晶片的周期性上報定時時間，以對手持設備與腕帶主機間是否分離進行檢測；低功耗主控晶片、BLE藍牙晶片處於休眠狀態，MEMS三軸加速度計處於值守狀態；
MEMS三軸加速度計檢測矯正人員的異常活動時，MEMS三軸加速度計喚醒低功耗主控晶片並向低功耗主控晶片傳輸加速度測量值；低功耗主控晶片喚醒BLE藍牙晶片，以通過BLE藍牙晶片向手持設備傳輸劇烈動作報警信息。
[0015]所述手持設備同時檢測到的不可拆卸電子腕帶的數量超過預設數量時，手持設備輸出人員聚集報警信息並傳輸當前的GPS位置信息。
[0016]本發明的優點:高舒適度非吸水性醫用材料與加厚橡膠組成的連接帶體能夠在保持牢固性和柔韌性同時避免人員的皮膚過敏；通過多個低功耗BLE藍牙晶片與社區矯正人員註冊的手持設備的自動配對實現社區矯正人員聚集的檢測；基於MEMS三軸加速度計實現矯正人員短時大尺度劇烈動作的檢測報警；基於金屬導線環路和低功耗主控晶片的GPIO中斷口實現拆卸行為的及時檢測、報警，並喚醒MEMS麥克風，進行腕帶是否仍處於佩戴狀態的檢測；結構緊湊，能實現所需的異常檢測，使用方便，安全可靠。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明不可拆卸電子腕帶的結構示意圖。
[0018]圖2為本發明腕帶主機的結構示意圖。
[0019]圖3為本發明電路板電池倉體內電路板的電路框圖。
[0020]圖4為本發明的工作流程圖。
[0021]附圖標記說明:100-腕帶主機、101-主機殼體、102-紐扣電池、103-低功耗主控晶片、104-81^藍牙晶片、105-1^1^三軸加速度計、106-1^1^麥克風、110-腕帶連接裝置、111-連接帶體、112-腕帶金屬導線、113-固定孔、200-電路板電池倉體、201-倉體凹槽、210-主機殼附屬倉體、211-突出體、212-鎖緊突出體、220-倉體連接部、221-主機金屬導線、300-拆卸報警電路、301-上拉電阻、302-接地端子、312-LD0電源模塊、313-時鐘模塊、317-板級天線、321-SPI 接口、322-GP10 中斷口、326-GP10 埠、323-ADC 接口、324-SPI 接口、325-GP10中斷口以及330-金屬導線環路。
【具體實施方式】
[0022]下面結合具體附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0023]為了能實現社區矯正人員集聚，本發明包括用於佩戴於矯正人員上的不可拆卸電子腕帶；所述不可拆卸電子腕帶能與手持設備匹配連接；所述手持設備同時檢測到的不可拆卸電子腕帶的數量超過預設數量時，手持設備輸出人員聚集報警信息並傳輸當前的GPS(Global Positioning System)位置信息。
[0024]具體地，所述不可拆卸電子腕帶可以佩戴箍緊在社區矯正人員的手腕或腳腕上，手持設備一般可以為智慧型手機，通過智慧型手機能夠檢測所述智慧型手機周圍的不可拆卸電子腕帶的數量，當檢測 所述周圍的不可拆卸電子腕帶數量超過預設數量時，手持設備可以認為矯正人員的聚集，手持設備向監控中心傳輸人員聚集報警信息，並將當前GPS位置信息也同時傳輸，以便監控中心及時了解並確認聚集的位置信息。所述當前的GPS位置信息可以通過手持設備內的定位模塊進行獲得，手持設備通過通信網絡向監控中心傳輸信息，具體實施過程為本【技術領域】人員所熟知，此處不再贅述。
[0025]如圖1所示，所述不可拆卸電子腕帶包括腕帶主機100以及連接在所述腕帶主機100上並能實現佩戴箍緊的腕帶連接裝置110，所述腕帶主機100與腕帶連接裝置110匹配連接實現佩戴箍緊後，腕帶主機100能對腕帶主機100以及腕帶連接裝置100之間的拆卸報警；腕帶主機100包括主機殼體101以及位於所述主機殼體101內的低功耗主控晶片103,BLE 藍牙晶片 104、MEMS 三軸加速度計 105、MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)麥克風106以及用於提供腕帶主機100工作電源的紐扣電池102，所述BLE藍牙晶片104、MEMS三軸加速度計105及MEMS麥克風106均與低功耗主控晶片103連接；低功耗主控晶片103通過BLE藍牙晶片104能與手持設備無線連接。
[0026]所述腕帶連接裝置110包括固定連接在主機殼體101上的連接帶體111，所述連接帶體111內設有腕帶金屬導線112，所述腕帶金屬導線112與低功耗主控晶片103電連接，連接帶體111上設有用於與主機殼體101固定連接的固定孔113。
[0027]具體地，腕帶主機100的主機殼體101採用IP67防水防塵等級的殼體，BLE(Bluetooth low energy)藍牙晶片104採用4.0版本的藍牙晶片。在具體實施時，BLE藍牙晶片104採用TI的型號為CC2541的晶片，MEMS麥克風106採用ADI的型號為ADMP401的晶片、MEMS三軸加速度計105採用ADI的型號為ADXL362晶片；低功耗主控晶片103採用TI的型號為MSP430F2132的晶片。
[0028]所述腕帶連接裝置110的連接帶體111包括位於內層的高舒適度非吸水性醫用材料與外層的加厚橡膠組成，，所述高舒適度非吸水性醫用材料與佩戴人員的皮膚直接接觸，避免出現皮膚過敏現象，所述加厚橡膠增加連接帶體的柔韌性、牢固性和抗破壞能力，防止無意導致連接帶體斷裂。所述腕帶金屬導線112置埋於醫用材料內部，不會由於進水導致短路；當社區矯正人員惡意破壞或拆卸腕帶時，將腕帶金屬導線112會斷開，使得所述低功耗主控晶片103檢測到高低電平的變換，從而低功耗主控晶片103能根據所述電平的變換進行實時告警處理。所述固定孔113用於實現腕帶連接裝置110通過主機殼體101內置的固定件進行固定連接。
[0029]如圖2所示，所述主機殼體101包括電路板電池倉體200以及位於所述電路板電池倉體200上的主機殼附屬倉體210，所述主機殼附屬倉體210通過倉體連接部220與電路板電池倉體200固定連接；倉體連接部220以及主機殼附屬倉體210內設有主機金屬導線221，所述主機金屬導線221能與腕帶金屬導線112串接以形成拆卸報警電路300中的金屬導線環路330，所述拆卸報警電路300與低功耗主控晶片103連接。
[0030]所述電路板電池倉體200上設有若干倉體凹槽201，所述主機殼附屬倉體210上設有能嵌置在倉體凹槽201的突出體211，所述倉體凹槽201與連接帶體111上的固定孔113匹配一致，突出體211能穿過固定孔113後嵌置在倉體凹槽201上，以將連接帶體111鎖緊固定在主機殼體101上。
[0031]本發明實施例中，電路板電池倉體200處於主機殼體101的下部(靠近佩戴人員皮膚一側)，為IP67防護等級，電路板電池倉體200上方有倉體凹槽201，電路板電池倉體200上倉體凹槽201之間的間距與固定孔113的間距一致，所述的一次性紐扣電池102位於電路板電池倉體200內部的上方，加載有所述低功耗主控晶片103、BLE藍牙晶片104、MEMS三軸加速度計105以及MEMS麥克風106等電子器件的電路板位於電路板電池倉體200內部下方，其中所述MEMS麥克風106緊貼在電路板電池倉體200的下壁，用於檢測佩戴人員身體內的聲音如脈搏等。
[0032]所述主機殼附屬倉體210內部隱藏著處於收縮狀態的突出體211，所述突出體211的間距與所述的倉體凹槽201以及所述固定孔113的間距一致，當所述的腕帶連接裝置110穿過所述電路板電池倉體200和所述主機殼附屬倉體210之間的空隙區域時，在腕帶連接裝置110箍緊後，將所述處於收縮狀態的突出體211彈出，穿過所述固定孔113，得到鎖緊突出體212，考慮到電子腕帶的可靠性以及社區矯正人員破解工具和方法多種多樣，處於鎖緊突出體212無法重新進入收縮狀態，即電子腕帶為不可拆卸型。連接帶體111通過鎖緊突出體212以及固定孔113、倉體凹槽201的匹配連接能鎖緊在主機殼體101上，即得到不可拆卸的電子腕帶。
[0033]所述倉體連接部220將所述電路板電池倉體200以及所述主機殼附屬倉體210連接為一個不可拆卸的整體結構。所述兩個倉體連接部分220與所述主機殼附屬倉體210內置主機金屬導線221，所述主機金屬導線221與腕帶金屬導線112串接後形成金屬導線環路330，當處於金屬導線環路330內的主機金屬導線221與腕帶金屬導線112中任何一個環路出現斷路，都會導致金屬導線環路330斷開。金屬導線環路330被斷開時低功耗主控晶片103能夠檢測社區矯正人員惡意破壞或拆卸腕帶的異常行為。
[0034]如圖3所示，所述拆卸報警電路300、低功耗主控晶片103、MEMS加速度計105、BLE藍牙晶片104均位於電路板電池倉體200內的電路板上，所述紐扣電池102位於電路板的上方，MEMS麥克風106緊貼於電路板電池倉體200的下壁；紐扣電池102通過LDO電源模塊312與低功耗主控晶片103的電源端、BLE藍牙晶片104的電源端以及拆卸報警電路300連接，所述拆卸報警電路300包括上拉電阻301，所述上拉電阻301的一端與LDO電源模塊312的一端連接，上拉電阻301的另一端與低功耗主控晶片103的GIPO端連接以及金屬導線環路300的一端連接，金屬導線環路300的另一端通過接地端子302接地，低功耗主控晶片103的時鐘端以及BLE藍牙晶片104的時鐘端均與時鐘模塊313連接。
[0035]本發明實施例中，所述拆卸報警電路300由上拉電阻301和接地端子302組成。所述金屬導線環路330的一端通過所述上拉電阻301接入所述低功耗主控晶片320的一個GPIO中斷口 325，另一端連接所述接地端子302。當所述金屬導線環路330斷開時，導致接入所述GPIO中斷口 325的信號由低電平轉換到高電平，實現低功耗主控晶片103的中斷實時喚醒並進行拆卸破壞行為告警處理。
[0036]所述低功耗主控晶片103內置2個SPI (Serial Peripheral Interface)接口，分別為SPI接口 321、SPI接口 324，其中所述SPI接口 321與所述MEMS三軸加速度計105連接，讀取加速度計某個軸或者全部三個軸的加速度測量值；所述SPI接口 324與所述BLE藍牙晶片104連接，完成數據的收發，並由所述BLE藍牙晶片104通過板級天線317進行數據的無線收發，實現相關數據通過藍牙無線通信鏈路與手持設備進行交互。
[0037]所述低功耗主控晶片103內置定義的GPIO (General Purpose Input Output)中斷口 322、GPIO中斷口 325、GPIO埠 326，所述GPIO中斷口 322用於接收所述MEMS三軸加速度計105基於門限的中斷信號，並喚醒低功耗主控晶片320至工作狀態；所述GPIO中斷口 325用於完成拆卸破壞行為的中斷檢測；所述GPIO埠 326用於控制所述MEMS麥克風106的供電與否，所述MEMS麥克風106預設工作在關閉狀態，不提供相應電源，當出現拆卸行為中斷報警時，通過設置所述GPIO埠 326為所述MEMS麥克風106提供電源，使MEMS麥克風106進入工作狀態，進行佩戴人員體內聲信號的採集。所述MEMS麥克風106採集的聲信號為模擬信號，通過所述低功耗主控晶片103內置的ADC接口 323進行數模轉換。
[0038]外圍電路中，所述一次性紐扣電池102作為電子腕帶的供電單元，所述LDO電源模塊312完成高效的直流-直流電壓轉換，為電子腕帶中各個單元提供指定電壓的電源，同時具有根據外部控制信號進行是否為各個單元提供電源的控制能力；時鐘模塊313為電子腕帶中各個部分提供相位一致、高穩定性的工作時鐘。本發明實施例中，LDO電源模塊321採用現有常用的電源形式，具體不再贅述。[0039]進一步地，本發明實施例中，所述手持設備與腕帶主機100通過BLE藍牙晶片104無線連接後，低功耗主控晶片103設置BLE藍牙晶片104的周期性上報定時時間，以對手持設備與腕帶主機100間是否分離進行檢測；低功耗主控晶片103、BLE藍牙晶片104處於休眠狀態，MEMS三軸加速度計105處於值守狀態；
MEMS三軸加速度計105檢測矯正人員的異常活動時，MEMS三軸加速度計105喚醒低功耗主控晶片103並向低功耗主控晶片103傳輸加速度測量值；低功耗主控晶片103喚醒BLE藍牙晶片104，以通過BLE藍牙晶片104向手持設備傳輸劇烈動作報警信息。
[0040]當拆卸報警電路300檢測拆卸或破壞所述電子腕帶時，低功耗主控晶片103將MEMS麥克風106切換至工作狀態，以通過MEMS麥克風106採集聲音信號，並將所述聲音信號傳輸至低功耗主控晶片103內，低功耗主控晶片103對聲音信號進行處理，當根據聲音信號判斷所述電子腕帶被拆卸或被破壞時，低功耗主控晶片103向手持設備傳輸拆卸報警信肩、O
[0041]如圖4所示:為本發明具體實施例腕帶主機及其配對註冊手持設備的系統工作流程圖，具體實現步驟如下:
步驟I)、電子腕帶啟動
通常社區矯正人員擁有自己的智能手持設備，向社區矯正局登記註冊該手持設備後，手持設備一般處於開機啟動狀態。自登記註冊完成後，手持設備就啟動周BLE藍牙晶片104，定期搜索周邊是否存在不可拆卸型電子腕帶。手持設備對不可拆卸電子腕帶的BLE藍牙晶片104的檢測周期可以遠程設置，是功耗和檢測實時性的折中，周期越短，手持設備功耗越高，周邊電子腕帶的檢測越及時；周期越長，手持設備功耗越低，周邊電子腕帶的檢測延時越大，通常設定為I分鐘至3分鐘。
[0042]不可拆卸型電子腕帶設備啟動後，所述低功耗主控晶片103與BLE藍牙晶片104處於值守狀態，等待手持設備發起的藍牙配對和認證流程。
[0043]步驟2)、與智慧型手機的藍牙配對認證
當手持設備通過BLE藍牙晶片104檢測到附近存在電子腕帶時，判斷自身是否為已經配對了對應的電子腕帶，如果已經配對，且附近存在的電子腕帶數量大於2(即大於等於3)，說明存在多個社區矯正人員積聚在一起的現象，此時手持設備自動發送包含聚集人群數量與當前GPS位置等信息的矯正人員集聚預警消息。
[0044]當附近存在的電子腕帶數量為I或2時，手持設備發起與尚未配對認證的電子腕帶之間的配對認證，相關流程符合BLE藍牙4.0協議版本規範。在配對過程中，為確保配對可靠性，電子腕帶與手持設備均採用最高許可的發射功率進行數據交互。
[0045]電子腕帶完成與手持設備配對認證後，由所述低功耗主控晶片103設置藍牙周期性上報定時時間，藍牙周期性上報定時時間的時長根據人機分離檢測實時性和電子腕帶功耗進行折中考慮，一般設定為5-10秒。之後將所述低功耗主控晶片103、所述BLE藍牙晶片104轉為休眠狀態，所述MEMS三軸加速度計105處於值守狀態。
[0046]步驟3)、異常活動檢測機制
當社區矯正人員出現快速奔跑或者打鬥等劇烈動作時，所述MEMS三軸加速度計105的某個軸或者某幾個軸的加速度測量值將出現峰值，高於預定門限。預定門限是通過前期訓練得到的一個固定值。此時，所述MEMS三軸加速度計105發出中斷信號，通過所述GPIO中斷口 322喚醒所述低功耗主控晶片103，為了減低加速度測量值傳輸時間，減低電子腕帶功耗，選擇性傳輸超過門限的某個軸或者某幾個軸的加速度測量值。所述低功耗主控晶片103採用基於自適應門限設置算法計算出的動態門限進行更可靠的幅值分析，同時根據超過門限的多個峰值之間的時間關係，分析動作的時頻特性，進一步提高劇烈動作檢測的準確度，降低檢測誤警率。
[0047]當社區矯正人員拆卸或破壞電子腕帶時，電子腕帶連接裝置111斷裂時將導致所述金屬導線環路330出現斷路，所述低功耗主控晶片103被所述GPIO中斷口 325由低電平轉換到高電平的中斷信號喚醒，並通過所述GPIO埠 326設置所述MEMS麥克風106的工作電源由關閉狀態切換至供電狀態，所述MEMS麥克風106啟動後，所述低功耗主控晶片103通過內置的ADC接口 323對所述MEMS麥克風106採集的模擬聲信號進行數位化採樣和採集。默認採集一分鐘的模擬聲信號，所述MEMS麥克風106方向朝向佩戴人員的皮膚，能夠採集人體內部產生的聲信號如脈搏跳動、講話時的體內傳播聲音，如果電子腕帶佩戴在人體上時，一分鐘內必然有對應特徵的體內聲音產生。如果出現電子腕帶沒有佩戴在人身體上時，就無法採集到體內的特徵聲音。從而基於所述MEMS麥克風106實現了電子腕帶是否佩戴的檢測功能。
[0048]步驟4)、電子腕帶與智慧型手機之間的藍牙信息交互
如果沒有出現異常活動，藍牙周期性上報定時時間到時後，所述低功耗主控晶片103由休眠模式轉換到工作模式，喚醒所述BLE藍牙晶片104 ;如果出現異常活動，完成低功耗主控晶片103的分析處理工作後，喚醒所述低功耗BLE藍牙晶片104。同時檢測腕帶電池電量，判斷電子腕帶處於低電壓供電狀態。
[0049]所述低功耗BLE藍牙晶片104默認採用OdBm發射功率，向配對的手持設備發送包含腕帶ID、劇烈動作報警、拆卸行為報警等數據在內的信息包。此後重新將所述低功耗BLE藍牙晶片104、低功耗主控晶片103設置為休眠狀態。
[0050]手持設備接收電子腕帶的信息，根據接收的信息判斷是否收到電子腕帶發出的信息包。如果手持設備連續N個周期沒有收到電子腕帶發送的信息，則自動發送包含人機分離報警與當前GPS位置等信息的矯正人員人機分離預警消息。N的取值是保證藍牙可靠性傳輸與及時檢測人機分離現象的折中，一般為3-5。
[0051]本發明高舒適度非吸水性醫用材料與加厚橡膠組成的連接帶體111能夠在保持牢固性和柔韌性同時避免人員的皮膚過敏；通過多個低功耗BLE藍牙晶片104與社區矯正人員註冊的手持設備的自動配對實現社區矯正人員聚集的檢測；基於MEMS三軸加速度計105實現矯正人員短時大尺度劇烈動作的檢測報警；基於金屬導線環路330和低功耗主控晶片103的GPIO中斷口 325實現拆卸行為的及時檢測、報警，並喚醒MEMS麥克風106，進行腕帶是否仍處於佩戴狀態的檢測；結構緊湊，能實現所需的異常檢測，使用方便，安全可靠。
【權利要求】
1.一種面向社區矯正人員管控的電子腕帶系統，包括用於佩戴於矯正人員上的不可拆卸電子腕帶；其特徵是:所述不可拆卸電子腕帶能與手持設備匹配連接；所述手持設備同時檢測到的不可拆卸電子腕帶的數量超過預設數量時，手持設備輸出人員聚集報警信息並傳輸當前的GPS位置信息。
2.根據權利要求1所述的面向社區矯正人員管控的電子腕帶系統，其特徵是:所述不可拆卸電子腕帶包括腕帶主機(100)以及連接在所述腕帶主機(100)上並能實現佩戴箍緊的腕帶連接裝置(110)，所述腕帶主機(100)與腕帶連接裝置(110)匹配連接實現佩戴箍緊後，腕帶主機(100)能對腕帶主機(100)以及腕帶連接裝置(100)之間的拆卸報警；腕帶主機(100)包括主機殼體(101)以及位於所述主機殼體(101)內的低功耗主控晶片(103)、BLE藍牙晶片(104)、MEMS三軸加速度計(105)、MEMS麥克風(106)以及用於提供腕帶主機(100)工作電源的紐扣電池(102)，所述BLE藍牙晶片(104)、MEMS三軸加速度計(105)及MEMS麥克風(106)均與低功耗主控晶片(103)連接；低功耗主控晶片(103)通過BLE藍牙晶片(104)能與手持設備無線連接。
3.根據權利要求2所述的面向社區矯正人員管控的電子腕帶系統，其特徵是:所述腕帶連接裝置(110)包括固定連接在主機殼體(101)上的連接帶體(111)，所述連接帶體(111)內設有腕帶金屬導線(112)，所述腕帶金屬導線(112)與低功耗主控晶片(103)電連接，連接帶體(111)上設有用於與主機殼體(101)固定連接的固定孔(113)。
4.根據權利要求3所述的面向社區矯正人員管控的電子腕帶系統，其特徵是:所述主機殼體(101)包括電路板電池倉體(200)以及位於所述電路板電池倉體(200)上的主機殼附屬倉體(210)，所述主機殼附屬倉體(210)通過倉體連接部(220)與電路板電池倉體(200 )固定連接；倉體連 接部(220 )以及主機殼附屬倉體(210 )內設有主機金屬導線(221)，所述主機金屬導線(221)能與腕帶金屬導線(112)串接以形成拆卸報警電路(300)中的金屬導線環路(330 )，所述拆卸報警電路(300 )與低功耗主控晶片(103 )連接。
5.根據權利要求4所述的面向社區矯正人員管控的電子腕帶系統，其特徵是:所述電路板電池倉體(200 )上設有若干倉體凹槽(201),所述主機殼附屬倉體(210)上設有能嵌置在倉體凹槽(201)的突出體(211)，所述倉體凹槽(201)與連接帶體(111)上的固定孔(113)匹配一致，突出體(211)能穿過固定孔(113)後嵌置在倉體凹槽(201)上，以將連接帶體(111)鎖緊固定在主機殼體(101)上。
6.根據權利要求4所述的面向社區矯正人員管控的電子腕帶系統，其特徵是:所述拆卸報警電路(300)、低功耗主控晶片(103)、MEMS加速度計(105)、BLE藍牙晶片(104)均位於電路板電池倉體(200 )內的電路板上，所述紐扣電池(102 )位於電路板的上方，MEMS麥克風(106 )緊貼於電路板電池倉體(200 )的下壁；紐扣電池(102 )通過LDO電源模塊(312 )與低功耗主控晶片(103)的電源端、BLE藍牙晶片(104)的電源端以及拆卸報警電路(300)連接，所述拆卸報警電路(300)包括上拉電阻(301)，所述上拉電阻(301)的一端與LDO電源模塊(312)的一端連接，上拉電阻(301)的另一端與低功耗主控晶片(103)的GIPO端連接以及金屬導線環路(300)的一端連接，金屬導線環路(300)的另一端通過接地端子(302)接地，低功耗主控晶片(103)的時鐘端以及BLE藍牙晶片(104)的時鐘端均與時鐘模塊(313)連接。
7.根據權利要求2所述的面向社區矯正人員管控的電子腕帶系統，其特徵是:所述手持設備與腕帶主機(100)通過BLE藍牙晶片(104)無線連接後，低功耗主控晶片(103)設置BLE藍牙晶片(104)的周期性上報定時時間，以對手持設備與腕帶主機(100)間是否分離進行檢測；低功耗主控晶片(103)、BLE藍牙晶片(104)處於休眠狀態，MEMS三軸加速度計(105)處於值守狀態； MEMS三軸加速度計(105)檢測矯正人員的異常活動時，MEMS三軸加速度計(105)喚醒低功耗主控晶片(103)並向低功耗主控晶片(103)傳輸加速度測量值；低功耗主控晶片(103)喚醒BLE藍牙晶片(104)，以通過BLE藍牙晶片(104)向手持設備傳輸劇烈動作報警信息。
8.根據權利要求6所述的面向社區矯正人員管控的電子腕帶系統，其特徵是:當拆卸報警電路(300)檢測拆卸或破壞所述電子腕帶時，低功耗主控晶片(103)將MEMS麥克風(106)切換至工作狀態，以通過MEMS麥克風(106)採集聲音信號，並將所述聲音信號傳輸至低功耗主控晶片(103)內，低功耗主控晶片(103)對聲音信號進行處理，當根據聲音信號判斷所述電子腕帶被拆卸或被破壞時，低功耗主控晶片(103)向手持設備傳輸拆卸報警信息。
9.一種面向社區矯正人員管控的異常活動檢測方法，其特徵是:將不可拆卸電子腕帶佩戴箍緊在社區矯正人 員上，所述不可拆卸電子腕帶能與手持設備匹配連接； 所述不可拆卸電子腕帶包括腕帶主機(100)以及連接在所述腕帶主機(100)上並能實現佩戴箍緊的腕帶連接裝置(110)，所述腕帶主機(100)與腕帶連接裝置(110)匹配連接實現佩戴箍緊後，腕帶主機(100)能對腕帶主機(100)以及腕帶連接裝置(100)之間的拆卸報警；腕帶主機(100)包括主機殼體(101)以及位於所述主機殼體(101)內的低功耗主控晶片(103)、BLE藍牙晶片(104)、MEMS三軸加速度計(105)、MEMS麥克風(106)以及用於提供腕帶主機(100)工作電源的紐扣電池(102)，所述BLE藍牙晶片(104)、MEMS三軸加速度計(105)及MEMS麥克風(106)均與低功耗主控晶片(103)連接；低功耗主控晶片(103)通過BLE藍牙晶片(104)能與手持設備無線連接； 所述手持設備與腕帶主機(100)通過BLE藍牙晶片(104)無線連接後，低功耗主控晶片(103)設置BLE藍牙晶片(104)的周期性上報定時時間，以對手持設備與腕帶主機(100)間是否分離進行檢測；低功耗主控晶片(103)、BLE藍牙晶片(104)處於休眠狀態，MEMS三軸加速度計(105)處於值守狀態； MEMS三軸加速度計(105)檢測矯正人員的異常活動時，MEMS三軸加速度計(105)喚醒低功耗主控晶片(103)並向低功耗主控晶片(103)傳輸加速度測量值；低功耗主控晶片(103)喚醒BLE藍牙晶片(104)，以通過BLE藍牙晶片(104)向手持設備傳輸劇烈動作報警信息。
10.根據權利要求9所述面向社區矯正人員管控的異常活動檢測方法，其特徵是:所述手持設備同時檢測到的不可拆卸電子腕帶的數量超過預設數量時，手持設備輸出人員聚集報警信息並傳輸當前的GPS位置信息。
【文檔編號】G08B21/00GK103989295SQ201410264042
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年6月13日 優先權日:2014年6月13日
【發明者】王嶔, 王江 申請人:中科融通物聯科技無錫有限公司