CN103325212B - 一种基于佩戴式传感器的异常行为分析预警系统及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及行为监控技术领域，提供一种基于佩戴式传感器的异常行为分析预警系统及其工作方法，该预警系统包括佩戴于在押人员身上的佩戴式传感器、网络接入节点、服务器等。本发明利用集成了多种姿态和动作感应器的佩戴式传感器，配合对在押人员的行为模式分析，能有效识别在押人员的异常行为，并能在异常行为发生前进行预警。

Description

一种基于佩戴式传感器的异常行为分析预警系统及其工作方法
技术领域
本发明涉及行为监控技术领域，具体的说是一种基于佩戴式传感器的异常行为分析预警系统及其工作方法。
背景技术
现有的用于监控的电子手环、腕带等产品和技术，主要集中于定位、越界、人员勘点、身份识别等解决方案，无法满足管教机构的一项重要需求：对在押人员的异常行为进行预警。
发明内容
本发明就是针对上述背景技术中的不足之处，而提供一种基于佩戴式传感器的异常行为分析预警系统及其工作方法，其利用集成了多种姿态和动作感应器的佩戴式传感器，配合对在押人员的行为模式分析，能有效识别在押人员的异常行为，并能在异常行为发生前进行预警。
本发明的目的是通过如下技术措施来实现的。
一种基于佩戴式传感器的异常行为分析预警系统，该预警系统包括：佩戴于在押人员身上的佩戴式传感器、网络接入节点、服务器，所述佩戴式传感器通过无线网络与网络接入节点互联，网络接入节点通过无线网络或有线网络与服务器互联，实现佩戴式传感器、网络接入节点和服务器之间的数据通信；所述佩戴式传感器包含重力感应器、加速度传感器、陀螺仪、音频传感器、具有无线通信功能的单片机和天线，所述重力感应器、加速度传感器、陀螺仪、音频传感器均连接到单片机，单片机连接到天线。
在上述技术方案中，所述音频传感器为麦克风。
在上述技术方案中，所述佩戴式传感器为手环或脚环结构。
本发明还提供了一种上述基于佩戴式传感器的异常行为分析预警系统的工作方法，该方法包括如下步骤：
（1）在监狱内的适当位置安装网络接入节点，将其位置信息预存于服务器内，佩戴式传感器与网络接入节点建立无线通信；
（2）佩戴式传感器内的重力感应器、加速度传感器、陀螺仪、音频传感器周期性的采集数据；
（3）佩戴式传感器向网络接入节点发送无线信号，该无线信号包括佩戴式传感器的识别号、重力感应器、加速度传感器、陀螺仪、音频传感器采集的数据，网络接入节点将自身的识别号、无线信号的接收功率，一起合并成定位报告，传输给服务器，如果有多个网络接入节点收到该佩戴式传感器的无线信号，这些网络接入节点会各自将定位报告传输给服务器；
（4）服务器根据来自多个网络接入节点的定位报告和这些网络接入节点的位置，确定佩戴式传感器的当前位置，并根据定位报告中的重力感应器、加速度传感器、陀螺仪、音频传感器采集的数据对在押人员的异常行为进行预警。
在上述工作方法中，还包括在服务器获得佩戴式传感器的当前位置后，启动该位置的视频监控，实现对在押人员的监视。
本发明预警系统及其工作方法，结构简单、操作方便，利用集成了多种姿态和动作感应器的佩戴式传感器，配合对在押人员的行为模式分析，能有效识别在押人员的异常行为，并能在异常行为发生前进行预警。
附图说明
图1是本发明实施例的预警系统示意图。
图2是本发明实施例中佩戴式传感器的组成示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本实施例提供一种基于佩戴式传感器的异常行为分析预警系统，包括佩戴于在押人员身上的佩戴式传感器、网络接入节点、服务器，其中，佩戴式传感器通过Zigbee无线网络与网络接入节点相连接，网络接入节点通过Zigbee无线多跳网络、WiFi无线局域网或有线局域网与服务器相连接，实现佩戴式传感器、接入节点和服务器之间的数据通信。
如图2所示，所述佩戴式传感器包含重力感应器、加速度传感器、陀螺仪、音频传感器、具有无线通信功能的单片机和天线，所述重力感应器、加速度传感器、陀螺仪、音频传感器均连接到单片机，单片机连接到天线。
上述实施例中，所述音频传感器为麦克风。
本发明根据在押人员情况，可以选择佩戴手环式或脚环式佩戴式传感器。
该系统的基本功能包括：对在押人员进行定位、姿态和动作感应、监视和监听。
其中，定位的实现方法是：
（1）佩戴式传感器向网络接入节点发送无线信号；
（2）佩戴式传感器向网络接入节点发送无线信号，该无线信号包括电子环的识别号、重力感应器、加速度传感器、陀螺仪、音频传感器采集的数据，网络接入节点将自身的识别号、无线信号的接收功率，一起合并成定位报告，传输给服务器，如果有多个网络接入节点收到该佩戴式传感器的无线信号，这些网络接入节点会各自将定位报告传输给服务器；
（3）服务器综合分析来自多个接入节点的定位报告，并根据这些接入节点的位置，确定佩戴式传感器的当前位置。
姿态和动作感应的实现方法是：
（1）佩戴式传感器中内置了姿态和动作感应器，包括但不限于重力感应器、加速度传感器、陀螺仪，这些姿态和动作感应器周期性记录佩戴式传感器的姿态和动作数据；
（2）佩戴式传感器通过单片机将这些数据通过无线信号发送给接入节点；
（3）接入节点通过定位报告将这些数据传输给服务器。
监视的实现方法是：服务器获得佩戴式传感器的当前位置后，启动能监视该位置的视频监控，实现监视。
监听的实现方法是：
（1）佩戴式传感器中内置了音频传感器即麦克风，可在服务器的控制下对声音信号进行记录，并通过无线信号将声音数据发送给接入节点；
（2）接入节点通过定位报告将声音数据传输给服务器。
该系统的作用是向管教人员提供对在押人员的异常行为的预警。所述异常行为包括：脱序、脱逃、自戕和打斗等。
在押人员异常行为报警和预警的实现方法是：
（1）服务器存储每个在押人员的定位、姿态和动作等数据；
（2）服务器对这些历史数据进行分析，结合管教规则，提取其中的日常行为模式；
（3）当在押人员当前定位、姿态和动作违反管教规则时服务器会向管教人员发出报警信息；
（4）当在押人员近期定位、姿态和动作与日常行为模式有明显差异，或当在押人员当前或近期定位、姿态和动作与其他在押人员情况明显不同时，会向管教人员发出预警信息。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于佩戴式传感设备的异常行为分析预警系统的工作方法，该系统包括：佩戴于在押人员身上的佩戴式传感器、网络接入节点、服务器，所述佩戴式传感器与网络接入节点无线互联，网络接入节点通过无线网络或有线网络与服务器互联，所述佩戴式传感器包含重力感应器、加速度传感器、陀螺仪、音频传感器、具有无线通信功能的单片机和天线，所述重力感应器、加速度传感器、陀螺仪、音频传感器均连接到单片机，单片机连接到天线，其特征在于该方法包括如下步骤：
（1）在监狱内的适当位置安装网络接入节点，将其位置信息预存于服务器内，佩戴式传感设备与网络接入节点建立无线通信；
（2）佩戴式传感设备内的重力感应器、加速度传感器、陀螺仪、音频传感器周期性地采集数据；
（3）佩戴式传感设备向网络接入节点发送无线信号，该无线信号包括佩戴式传感设备的识别号、重力感应器、加速度传感器、陀螺仪、音频传感器采集的数据，网络接入节点将自身的识别号、无线信号的接收功率与采集的上述数据信息，一起合并成定位报告，传输给服务器，如果有多个网络接入节点收到该佩戴式传感设备的无线信号，这些网络接入节点会各自将定位报告传输给服务器；
（4）服务器记录来自多个网络接入节点的定位报告，形成定位报告的历史数据库；服务器通过对历史数据库的分析，与定位报告进行对比，系统自动对需要进行预警处理的具体网络接入节点和传感设备佩戴者向管理者发出告警提示；服务器获得佩戴式传感器的当前位置后，启动能监视该位置的视频监控，实现监视；
（5）服务器对历史数据库进行分析，结合管教规则，提取出传感设备佩戴者的日常行为模式；当传感设备佩戴者当前的定位报告与其日常行为模式有明显差异，或当传感设备佩戴者在当前或近期的定位报告与其他传感设备佩戴者明显不同时，达到预警阈值。
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