CN101029925A

CN101029925A - 移动目标跟踪系统

Info

Publication number: CN101029925A
Application number: CN 200710003074
Authority: CN
Inventors: 皮任远
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2007-09-05

Abstract

本发明涉及一种移动目标跟踪系统，包括与被跟踪目标一一对应并携带的移动终端和用于读取所述各移动终端信号的阅读设备，所述移动终端直接或通过至少一个中继站中转，与所述阅读设备实现通讯，通过各移动终端主动向阅读设备发出数据信息，或响应阅读设备的轮询信号，向阅读设备返回相应的数据信息，并以各中继站和阅读器信号能够覆盖的范围为可读区域，实现对本跟踪目标的实时监控和跟踪。此外，所述阅读设备包括固定式和移动式两种，能够灵活地适应不同的监管和控制需要。

Description

移动目标跟踪系统

技术领域

本发明涉及一种移动目标跟踪系统。

技术背景

在监狱中对在押服刑人员的监管，是狱警职责的主要组成部分，而目前对服刑人员的监管还仅仅依靠警员现场、亲自进行，而人的视觉范围有限，往往竭尽所能也无法保证监控到所有服刑人员的活动，很难避免监管漏洞给服刑人员的出逃带来可乘之机，因此对服刑人员的有效定位和跟踪将是监狱管理中强有力的技术手段。

发明内容

本发明克服了上述缺点，提供了一种结构简单、灵活性强的移动目标跟踪系统。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种移动目标跟踪系统，包括与被跟踪目标一一对应并携带的移动终端和用于读取所述各移动终端信号的阅读设备，所述移动终端直接或通过至少一个中继站中转，与所述阅读设备实现通讯。

所述阅读设备可包括固定式阅读器和移动式阅读器。

所述固定式阅读器还可连接有带有数据库的服务器，再通过网络交换机连接有控制计算机。

所述服务器还可通过所述网络交换机连接广域网。

所述阅读设备可包括微控制器和与所述微控制器相连的无线数传模块、存储单元、报警单元、显示单元。

所述各移动终端中可包含有唯一的地址信息。

所述移动终端可包括设置在一个密封壳体内的主控单元和与所述主控单元相连的通信单元。

还可包括一个用于检测所述终端设备是否被佩戴的感测单元，所述感测单元与所述主控单元相连。

所述壳体可为防水防火的密封壳体，并连接有腕扣式佩戴结构。

所述可移动式数传中继站可内置有唯一的地址编码。

本发明包括与被跟踪目标一一对应并携带的移动终端和用于读取所述各移动终端信号的阅读设备，所述移动终端直接或通过至少一个中继站中转，与所述阅读设备实现通讯，通过各移动终端主动向阅读设备发出数据信息，或响应阅读设备的轮询信号，向阅读设备返回相应的数据信息，并以各中继站和阅读器信号能够覆盖的范围为可读区域，实现对本跟踪目标的实时监控和跟踪。此外，所述阅读设备包括固定式和移动式两种，能够灵活地适应不同的监管和控制需要。

附图说明

图1为本发明系统的整体示意图；

图2为本发明中移动终端的电路原理图。

具体实施方式

如图1中所示，本发明包括一个主控机站、多个中继站和多个移动终端，各移动终端可以直接与主控机站建立通信，也可通过所述中继站中转，与所述主控机站实现通讯，所述多个中继站能够接收到信号的覆盖范围即为被监控的警戒范围，因此通过增加中继站的个数和间隔密度，能够增加警戒范围和避免警戒范围内盲区，例如在较为封闭的建筑物中，可以在建筑物内合理分布多个中继站，保证所述中继站信号对整个建筑物的覆盖。

所述主控机站是移动目标跟踪系统的核心，包括工业单片机和无线数传收发模块，负责接收移动终端和数传中继站的信号，并发送监控和管理信号给各移动终端以及数传中继站。主控机站与后台带有数据库的计算机服务器连接并进行数据通讯，通过计算机服务器实现人机界面，进而还可通过网络交换机连接多台控制计算机，实现多点联网控制及更多数据资源的整合，还可直接连接广域网，实现更广泛范围内的协同监控。

所述数传中继站与主控机站结构基本类似，但是其位置一般是固定的，用于转发主控机站接收不到信号的移动终端信息。也用于能屏蔽无线电信号的建筑物内或其他场所。数传中继站装置可以根据警戒区域合理分布，确保主机机站能正常监控和接收移动终端信号，并帮助主机系统确定移动的其大致位置，便于警方搜寻移动目标。事实上，这些数传中继站在警戒区域构成了一个数传无线通讯的蜂窝网络，可根据需要即时扩展。在野外等特殊使用场景下，所述数传中继站也可采用移动式，从而能够灵活地改变中继站的数量和位置，适应不同使用需求，保证获取更好的跟踪效果。

所述移动终端由服刑人员或移动目标佩戴，用于向主控机站发送自身信息或转发其他移动终端信息，包括一个带有腕扣式佩戴结构的壳体，所述壳体可采用防水防火的工程塑料构成密封壳体，其内设置有主控单元和分别与所述主控单元相连的无线通信单元、体温检测单元、脉搏检测单元和指示单元。如图2所示，所述主控单元包括8位微控制器U1及其外围时钟电路，用于控制和协调整个移动目标跟踪终端设备的正常工作。所述无线通信单元主要由一个无线收发器U2构成，各控制端与所述微控制器U1的一组控制端相连。所述体温检测单元中采用数字温度传感器U3，并通过数据端与所述微控制器U1相连。所述脉搏检测单元中采用脉搏传感器，并与所述体温检测单元相同，也通过数据端与所述微控制器相连(图中未标示)。所述指示单元包括串联的电阻R1和发光二极管LED，所述发光二极管LED的阳极连接电阻R1，阴极直接连接所述微控制器的一个控制端，所述电阻R1的另一端连接工作电源。所述移动终端的工作模式可由所述主控机站实现控制，如唤醒、睡眠、转发其附近移动终端信息等，且每个移动终端中设置有一个唯一的地址编码。

所述系统中还包括警用手持设备，具有设置、搜索和查询移动终端功能，适合野外工作时对服刑人员的管理和监控(图中未做标识)。警用手持式设备属于一种移动式阅读器，包括工业单片机和无线数传模块，而所述主控机站则属于固定式阅读器。所述警用手持设备的位置并不固定，在系统图中可在任意位置放置。其目的是为了方便监狱管理人员的一些特定监控动作。手持式阅读器在移动的过程中，它将通过接收移动终端信号的方式自动搜索在其可识别范围内的移动终端。手持式阅读器与移动终端之间采用无线通信的方式实现数据传输。首先阅读器从E²PROM读取需要搜索的移动终端地址范围，然后采用轮询的方式向移动终端发出询问信号；移动终端接收到该信号以后，将约定的标志信息(主要是移动终端地址)以射频信号的形式发射；阅读器接收移动终端信号并进行相应处理。手持式设备在接收到移动终端信号以后，可以通过无线通信将移动终端信息发送给主控机站，优选地，还可在附带的液晶显示器上显示监控的各移动终端信息和状态。

基于上述系统，本发明的工作过程如下：

一、设备和人员数据是支撑系统正常工作的基础数据，因此在系统初始化的过程中录入设备和人员的基本信息，同时系统也提供了对设备和人员信息进行管理的功能。对人员的监控是通过对移动终端的监控来实现的，因此被监控人员与移动终端之间应该存在一一对应的关系。确定这种对应关系是人员监控功能正常工作的必要条件，而且可以由用户自行指定，也可以系统自动生成。

二、在设定了人员与设备的对应关系后，在开始实施人员监控以前，应该对告警参数进行设定。比如移动终端信号是否一次未被接收即告警，还是在多次未被阅读器识别以后再告警以及需要显示的告警提示内容等。

三、所述主控机站将接受到的各移动终端信号数据通过RS232串口上传到计算机服务器，然后根据所述数据库中的预存的移动终端地址范围依次在信号数据中查找是否存在未被阅读器识别的移动终端：如果不存在，则表示所有人员均在有效的监控区域内活动，继续准备读取下一批信号数据；如果存在，则表示该移动终端所对应人员的活动情况可能出现异常，也可能阅读器在此时刻未轮询到该移动终端，系统将根据告警参数决定是否发出告警。

四、如果其中的某移动终端未被阅读器识别，则系统查找与此目标移动终端对应人员的相关信息准备报警。根据设置的告警参数，系统将决定是否就目标移动终端向用户发出告警。如果符合告警条件，系统将向用户提示该移动终端对应人员活动情况异常。

五、无论是否告警，系统都会将目标人员的此次异常活动情况写入系统日志。日志写入完毕，系统将根据用户或系统指令准备读取下一批信号数据。

所述移动目标跟踪系统中，主控机站、移动终端、手持设备和数传中继站工作在同一频率，发射功率可调，且都是通过发射和接收射频信号的方式来实现的，这与传统的移动通信不同。主控机站控制移动终端和数传中继站采用四种工作状态和模式：发射模式、接收模式、掉电模式和待机模式。例如模式控制通过无线数传模块RF905的三个端口输入来控制(如下表中所示)：

PWR_UP	TRX_CE	TX_EN	工作模式
PWR_UP	TRX_CE	TX_EN	工作模式	0	X	X	掉电模式
1	0	X	待机模式	0	X	X	掉电模式
1	0	X	待机模式	1	1	0	接收
1	1	1	发射	1	1	0	接收

每一个阅读器(包括主控机站和数传中继站)都有自己固定的可识别范围，可以通过增加中继站的方法来扩大整个系统的识别距离和范围，以达到具体的监控目的。所述移动终端可以实时、主动地向上级管理单元发出正常或异常数据信号，或通过响应上级管理单元发出的查询信号，返回正常或异常的数据信号，主控机站、移动终端、手持设备和数传中继站无线通信是通过发射和接收射频信号的方式来实现的，这与传统的移动通信不同。

移动终端由被监控人员佩戴，对人员的监控即为对移动终端的监控。移动终端地址编码唯一，一个移动终端可以唯一标志一个人员，因此被监控人员与移动终端之间存在一一对应的关系。通过所述壳体上的腕扣式佩戴结构将所述移动终端设备佩戴于被监控者，即服刑人员的手腕上，所述腕扣式佩戴结构可通过锁扣固定，使得壳体保证能够稳固佩戴于服刑人员手腕上，不会被轻易摘取，所述锁扣的钥匙可以由狱警持有，所述温度传感器U3通过对被监控者的体温的检测，确认移动终端设备没有脱离被监控者，将一个合理的温度范围设定在所述微控制器中(例如35℃～38℃)，当检测到的温度在这一温度范围之外，则判定所述移动目标跟踪终端设备已经脱离被监控者，被监控者处于未被监控状态；或者通过所述脉搏传感器对被监控者脉搏的检测，同样能够确定被监控者是否佩戴所述移动目标跟踪终端设备，将一个合理的脉冲频率范围存储在所述微控制器U1中(例如65～110次/分钟)，当检测到的脉冲信号频率低于或者超过此脉冲频率范围是，则判定被监控者状态异常或所述移动目标跟踪终端设备已经脱离被监控者；或者同时采用所述温度传感器和脉搏传感器，能够更有效第监控所述移动终端设备是否脱离被监控者。

所述微控制器U1通过无线收发器U2与上级管理单元实现通信，响应所述上级管理单元发来的查询信号，或主动相上级管理单元发出正常或异常信号，例如所述移动目标跟踪终端设备是否超出警戒区，再通过所述无线收发器U2将反馈信号上传到所述上级管理单元，并使狱警即使获知异常情况的发生并及早采取应对措施，如果通过上述感测单元检测到异常状况，也将所述异常状况信息发送到上级管理单元。同时所述各微控制器中可设置有唯一的编码，通过上传的编码与预先存储的监控人员的信息相匹配，可以即使获致出现异常情况的具体人员及其相关信息，便于及时采取积极有效的应对措施。

所述各数传中继站也包含有一个唯一的地址编码，用于唯一标志该设备。所述数传中继站转发知所述主控机站的信号在除包含所述移动终端的地址编码外，还包含有当前中继站的地址编码，且各中继站转发的都是其覆盖范围内的移动终端信号，因此可以通过获知所述中继站的地址编码可以判断移动终端的当前位置，优选地，可以根据所述各中继站所在位置获得警戒区示意图，显示固定的数传中继站位置示意图，通过带有所述中继站地址编码和移动终端地址编码的信号，在计算机中标注需要重点监控对象的当前大致位置。

以上对本发明所提供的移动目标跟踪系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种移动目标跟踪系统，其特征在于：包括与被跟踪目标一一对应并携带的移动终端和用于读取所述各移动终端信号的阅读设备，所述移动终端直接或通过至少一个中继站中转，与所述阅读设备实现通讯。

2.根据权利要求1所述的移动目标跟踪系统，其特征在于：所述阅读设备包括固定式阅读器和移动式阅读器。

3.根据权利要求1所述的移动目标跟踪系统，其特征在于：所述移动终端包括设置在一个密封壳体内的主控单元和与所述主控单元相连的通信单元。

4.根据权利要求3所述的移动目标跟踪系统，其特征在于：还包括一个用于检测所述终端设备是否被佩戴的感测单元，所述感测单元与所述主控单元相连。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的移动目标跟踪系统，其特征在于：所述各移动终端中都包含有唯一的地址信息。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的移动目标跟踪系统，其特征在于：所述可移动式数传中继站可内置有唯一的地址编码。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的移动目标跟踪系统，其特征在于：所述阅读设备包括微控制器和与所述微控制器相连的无线数传模块、存储单元、报警单元、显示单元。

8.根据权利要求3所述的移动目标跟踪系统，其特征在于：所述壳体为防水防火的密封壳体，并连接有腕扣式佩戴结构。

9.根据权利要求1所述的移动目标跟踪系统，其特征在于：所述固定式阅读器还连接有带有数据库的服务器，再通过网络交换机连接有控制计算机。

10.根据权利要求9所述的移动目标跟踪系统，其特征在于：所述服务器还通过所述网络交换机连接广域网。