CN102881104B - 一种基于磁场感应的安全监控方法及相关装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于磁场感应的安全监控方法及相关装置，用于通过磁场感应的方式对目标物实施高效、安全和准确的监管保护。本发明实施例方法包括：检测目标物所在地区的磁场大小和方向；根据磁场大小和方向测量所述目标物的磁感应强度；若所述目标物的磁感应强度发生变化，则判断所述磁感应强度的变化量是否大于安全阈值；若所述磁感应强度的变化量大于安全阈值，则所述目标物满足初始预警条件。

Description

一种基于磁场感应的安全监控方法及相关装置

技术领域

本发明涉及电子领域，尤其涉及一种基于磁场感应的安全监控方法及相关装置。

背景技术

目前在文物安全保护方面主要包括防破坏、防盗等，对此，除依靠人员监管之外，业界目前主流的方法仍然是机械式防盗手段，通过在文物外面加装坚固的保护罩、设置围栏，以及采取各种各样的机械触发式的声光报警等方式。

在文物遭到偷盗的时候，机械式防盗手段可能未能有效的检测到盗窃情况，并且机械式防盗手段也较容易被不法分子破坏，安全系数不高。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于磁场感应的安全监控方法，用于通过磁场感应的方式对目标物实施高效、安全和准确的监管保护。

本发明提供的基于磁场感应的安全监控方法，包括：

检测目标物所在地区的磁场大小和方向；根据磁场大小和方向测量所述目标物的磁感应强度；若所述目标物的磁感应强度发生变化，则判断所述磁感应强度的变化量是否大于安全阈值；若所述磁感应强度的变化量大于安全阈值，则所述目标物满足初始预警条件。

本发明提供的安全监控装置，包括：

磁感应单元，用于检测目标物所在地区的磁场大小和方向；根据磁场大小和方向测量所述目标物的磁感应强度；

微控制单元，用于若所述目标物的磁感应强度发生变化，则判断所述磁感应强度的变化量是否大于安全阈值；若所述磁感应强度的变化量大于安全阈值，则所述目标物满足初始预警条件。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例中的磁感应单元可放置于或粘附在目标物上，实时的检测目标物的物理动态，一旦目标物发生安全范围之外的移动，则本发明实施例中的磁感应单元可以感应到相应的磁感应强度变化，通过磁感应强度与安全阈值的比较判定所述目标物是否满足初始预警条件，从而对目标物实施高效、安全和准确的监管保护。

附图说明

图1是本发明实施例基于磁场感应的安全监控方法的一个流程示意图；

图2是本发明实施例基于磁场感应的安全监控方法的另一个流程示意图；

图3是本发明实施例安全监控装置的逻辑结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种基于磁场感应的安全监控方法及相关装置，用于通过磁场感应的方式对目标物实施高效、安全和准确的监管保护。

请参阅图1，本发明实施例中基于磁场感应的安全监控方法的一个实施例包括：

101、检测目标物的磁感应强度；

安全监控装置检测目标物所在地区的磁场大小和方向；根据磁场大小和方向测量所述目标物的磁感应强度；具体的，安全监控装置可以通过放置于或粘附在目标物上的磁感应单元检测目标物的磁感应强度。

若目标物发生移动，附在其上的磁感应单元也会一同移动，因为穿过目标物的地球磁场的磁力线是不变的，因此磁感应单元可以检测到三维空间内的地球磁力线的这些微弱的异动信息。具体的，磁感应单元具有三个测量敏感轴X/Y/Z，当磁感应单元在目标物上固定之后，地球磁场会在XYZ三个敏感轴上有相应的分量，磁感应传感模块通过实时测量地球磁场在其三个敏感轴上的分量值，判定卡片相对于地磁场的方位。如果磁感应单元发生微小的位置变化，其相应的三个敏感轴上的地磁场分量也会发生变化，变化的范围从0覆盖到整个地磁场强度，取决于磁感应单元的位置相对于地磁场的夹角。

磁感应单元在正常工作状态时，可实时检测卡片所处位置空间在XYZ三个轴向的地球磁场数值，并将这些数值作为基准值，它们反应了目标物在三维空间的初始位置状态。地球磁场范围随着不同的地理位置而不同，大约分布在500-600mGs左右。一旦位置确定，这一数值保持相对的稳定。

102、若所述目标物的磁感应强度发生变化，则判断所述磁感应强度的变化量是否大于安全阈值；

在确定目标物的磁感应强度发生变化之后，安全监控装置的微控制单元判断所述磁感应强度的变化量是否大于安全阈值。

所述安全阈值可设定为50mGs，可以理解的是，本申请中所给出的安全阈值的取值仅是示例性的，具体的取值可以根据具体的场景设定，此处不作限定。

103、若所述磁感应强度的变化量大于安全阈值，则所述目标物满足初始预警条件。

在实际应用中，当满足了初始预警条件之后，即可采取相应地安防措施，具体的安防措施的内容，可根据具体需求而定，如，可以直接触发声光报警装置进行报警，也可以将预警信息传输至安全监控服务器，由管理员采取相应的措施。

本发明实施例中的磁感应单元可放置于或粘附在目标物上，实时的检测目标物的物理动态，一旦目标物发生安全范围之外的移动，则本发明实施例中的磁感应单元可以感应到相应的磁感应强度变化，通过磁感应强度与安全阈值的比较判定所述目标物是否满足初始预警条件，从而对目标物实施高效、安全和准确的监管保护。

可选的，为了避免产生误判，在满足初始预警条件之后，还可以进一步的进行误差排除，具体请参阅图2，本发明实施例中基于磁场感应的安全监控方法的另一个实施例包括：

201、检测目标物的磁感应强度；

安全监控装置检测目标物的磁感应强度；具体的，安全监控装置可以通过放置于或粘附在目标物上的磁感应单元检测目标物的磁感应强度。

若目标物发生移动，附在其上的磁感应单元也会一同移动，因为穿过目标物的地球磁场的磁力线是不变的，因此磁感应单元可以检测到三维空间内的地球磁力线的这些微弱的异动信息。具体的，磁感应单元具有三个测量敏感轴X/Y/Z，当磁感应单元在目标物上固定之后，地球磁场会在XYZ三个敏感轴上有相应的分量，磁感应传感模块通过实时测量地球磁场在其三个敏感轴上的分量值，判定卡片相对于地磁场的方位。如果磁感应单元发生微小的位置变化，其相应的三个敏感轴上的地磁场分量也会发生变化，变化的范围从0覆盖到整个地磁场强度，取决于磁感应单元的位置相对于地磁场的夹角。

磁感应单元在正常工作状态时，可实时检测卡片所处位置空间在XYZ三个轴向的地球磁场数值，并将这些数值作为基准值，它们反应了目标物在三维空间的初始位置状态。地球磁场范围随着不同的地理位置而不同，大约分布在500-600mGs左右。一旦位置确定，这一数值保持相对的稳定。

202、若所述目标物的磁感应强度发生变化，则判断所述磁感应强度的变化量是否大于安全阈值；

在确定目标物的磁感应强度发生变化之后，安全监控装置的微控制单元判断所述磁感应强度的变化量是否大于安全阈值。

所述安全阈值可设定为50mGs，可以理解的是，本申请中所给出的安全阈值的取值仅是示例性的，具体的取值可以根据具体的场景设定，此处不作限定。

203、若所述磁感应强度的变化量大于安全阈值，则所述目标物满足初始预警条件；

满足初始预警条件之后，每隔预置时长触发所述检测目标物的磁感应强度的步骤。

在实际应用中，微控制单元会对磁感应单元所检测到的数据进行分析处理和运动建模，依此判定上述的初始预警是否是干扰信息。

204、判断是否满足报警条件；

若连续预置次数的检测中，每次检测到的所述磁感应强度的变化量都大于安全阈值，则所述目标物满足报警条件。

示例性的，控制器设定卡片每个敏感轴的磁场变化量阈值为50mGs，当某个敏感轴所测量得到的数据变化超过50mGs，并接连多次测量超过该阈值的情况下，判定目标物发生了异动。控制器模块所设定的连续超过阈值的次数，以及它们之间的时间间隔，是在使用过程中可以灵活设置的，本发明具体实施方案设定磁感应模块XYZ三个轴任何一个轴上的测量数据连续三次间隔1秒测量数据超过阈值50mGs，则判定目标物发生异动。

205、向安全监控服务器和/或报警装置发送预警信息。

在满足上述报警条件之后，安全监控装置判定此处移动并非干扰信息，可以触发响应的安防措施。

可选的，安全监控装置可以向报警装置发送指令，使得报警装置发出声光报警信息，会给作案人员一个警醒，并将报警信息通过声光的方式传递稿安保人员。

可选的，安全监控装置可以向安全监控服务器发送预警信息；由于单纯机械触发式的声光报警方法也只能发出报警信息，不能做进一步的处理，且报警信息需要借助声音或光线传递到附近的安保人员才能达到真正的告警作用，这一过程很大程度上仍然依靠人为因素，因此必然存在一定的漏警隐患。机械式声光报警方式不属于隐蔽报警，这样也会给作案人员一个警醒作用，增加其采取更加极端措施的风险，不利于对目标物的保护，也不利于对偷盗破坏行为采取正确的应对措施。因此，本发明实施例中的安全监控装置可以通过无线通信单元向安全监控服务器发送预警信息，使安保的工作人员可以预先对制止不法行为进行相应的部署。

本发明实施例提出的基于磁场感应的安全监控方法，通过在三维立体空间对目标物的三个维度方向上微弱的地球磁场信号的采集、处理，再进行运动建模，进而判断识别目标物的异动情况，决定是否报警。这种隐蔽的目标物保护方式，对不法行为的监测来说是悄无声息但又从不停息的，避免造成犯罪嫌疑人对现场的恶意报复性破坏，而且为紧接着采取应对措施提供了有利的条件。在整个监测、报警过程中，人为因素很少，也有效避免了传统声光报警对人的依赖所可能产生的隐患。最终的报警信息采用无线方式传送至后台，系统布设便捷、高效，并且大大节省成本。

可选的，本发明实施例中的安全监控方法还可以用于目标物的巡检工作，安全监控装置可接收所述安全监控服务器或巡检装置发送的清点巡查指令，并向所述安全监控服务器或巡检装置返回清点巡查响应，快速便捷的对目标物进行清点巡查，所述清点巡查响应中包含有所述响应的时间信息。

示例性的，用户可以设置目标物的巡检功能，每天的某个特定时间，所有目标物上的安全监控装置全部自动进入清点巡查状态，等待读卡器(巡检装置)对其点名，依此替代人工清点目标物。而安全监控装置的自动进入清点巡查状态的时间和读卡器之间需要同一致，这一同步过程，需要每个安全监控装置内部都有自己的时间系统，并且和整个系统的时间完全同步。

上面仅以一些例子对本发明实施例中的应用场景进行了说明，可以理解的是，在实际应用中，还可以有更多的应用场景，具体此处不作限定。

下面对用于执行上述基于磁场感应的安全监控方法的本发明安全监控装置的实施例进行说明，其逻辑结构请参考图3，本发明实施例中的安全监控装置一个实施例包括：

磁感应单元301，用于检测目标物所在地区的磁场大小和方向；根据磁场大小和方向测量所述目标物的磁感应强度；可选的，所述磁感应单元为放置于或粘附在目标物上的磁卡。

微控制单元302，用于若所述目标物的磁感应强度发生变化，则判断所述磁感应强度的变化量是否大于安全阈值；若所述磁感应强度的变化量大于安全阈值，则所述目标物满足初始预警条件。

进一步的，所述安全监控装置还包括：

无线通信单元303，用于向安全监控服务器和/或报警装置发送预警信息，所述预警信息指示所述目标物发生了异动。具体的，无线通信单元303可以实现大约半径150米范围的通信覆盖面积，这一通信距离可以满足大部分文博场馆的需求。除了肩负将文物告警信息及时无误地发送出去之外，无线通信单元303也可工作于接收模式，接收用户系统对智能卡的一些附加控制信息，或系统在进行网络维护的时候的一些必要应答信息。

具体的，所述微控制单元302还用于：每隔预置时长触发所述检测目标物的磁感应强度的步骤；若连续预置次数的检测中，每次检测到的所述磁感应强度的变化量都大于安全阈值，则所述目标物满足报警条件；在所述目标物满足报警条件之后，触发所述无线通信单元。

具体的，所述微控制单元302还用于：

接收所述安全监控服务器或巡检装置发送的清点巡查指令；向所述安全监控服务器或巡检装置返回清点巡查响应，所述清点巡查响应中包含有所述响应的时间信息。

在实际应用中，上述磁感应单元301、微控制单元302和无线通信单元303可为一个组合装置，如一张磁卡；磁卡使用时，是粘合在被保护的文物上的，磁卡上的磁感应单元301用来监测文物在三维空间内所发生的任何异动信息，这些信息可以作为文物防盗的原始监控信数据。

磁感应单元301的原始数据被采集下来，这些表征文物在三维立体空间的微弱运动情况数据在微控制器模块中进行运算处理、动作建模，再综合评估出文物的告警状态。

无线通信单元303提供半径大于150米覆盖面积的无线数据收发功能，将来自微控制器模块的处理结果，即报警信息，发送至用户系统。同时也接收来自用户系统的控制命令。

同时，磁卡的内部还设置有实时时钟单元，用于对无线通信网络的时间同步，以及控制卡片的数据采集周期，实现低功耗管理功能。

磁卡内部的电源控制模块用来控制卡片的电源开关，并将电源分配给各个工作模块。

除此之外，卡片内部还包括有一个超薄电池，该电池具有低自放电率和放电曲线平稳的特性，可以满足卡片的长时间低功耗运行需要。

本发明所有器件都采用超小封装，使得卡片的整体体积小巧轻薄，卡片面积与标准身份证尺寸相当，厚度不超过6mm。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种基于磁场感应的安全监控方法，其特征在于，包括：

安全监控装置检测目标物所在地区的磁场大小和方向；所述安全监控装置用于文物保护环境的安全监控；

所述安全监控装置根据磁场大小和方向测量所述目标物的磁感应强度；

若所述目标物的磁感应强度发生变化，则判断所述磁感应强度的变化量是否大于安全阈值；若所述磁感应强度的变化量大于安全阈值，则所述目标物满足初始预警条件；

所述满足初始预警条件之后，包括：

每隔预置时长触发所述根据磁场大小和方向测量目标物的磁感应强度的步骤；

若连续预置次数的测量中，每次测量到的所述磁感应强度的变化量都大于安全阈值，则所述目标物满足报警条件；

在所述目标物满足报警条件之后，向安全监控服务器和/或报警装置发送预警信息，所述预警信息指示所述目标物发生了异动。

2.根据权利要求1所述的安全监控方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收所述安全监控服务器或巡检装置发送的清点巡查指令；

向所述安全监控服务器或巡检装置返回清点巡查响应，所述清点巡查响应中包含有所述响应的时间信息。

3.一种安全监控装置，其特征在于，包括：

磁感应单元，用于检测目标物所在地区的磁场大小和方向；根据磁场大小和方向测量所述目标物的磁感应强度；

微控制单元，用于若所述目标物的磁感应强度发生变化，则判断所述磁感应强度的变化量是否大于安全阈值；若所述磁感应强度的变化量大于安全阈值，则所述目标物满足初始预警条件；

所述安全监控装置还包括：

无线通信单元，用于向安全监控服务器和/或报警装置发送预警信息，所述预警信息指示所述目标物发生了异动；

所述微控制单元还用于：每隔预置时长触发所述磁感应单元执行测量目标物的磁感应强度的步骤；若连续预置次数的测量中，每次测量到的所述磁感应强度的变化量都大于安全阈值，则所述目标物满足报警条件；在所述目标物满足报警条件之后，触发所述无线通信单元。

4.根据权利要求3所述的安全监控装置，其特征在于，所述微控制单元还用于：

接收所述安全监控服务器或巡检装置发送的清点巡查指令；向所述安全监控服务器或巡检装置返回清点巡查响应，所述清点巡查响应中包含有所述响应的时间信息。

5.根据权利要求3所述的安全监控装置，其特征在于，所述磁感应单元为放置于或粘附在目标物上的磁卡。