CN109300287A - 一种监狱牢房生命体征监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种监狱牢房生命体征监控系统，包括毫米波主被动复合探测装置、检测装置、DSP处理器、定位位置模块、数据记忆模块、上位机、定时控制器和储存模块组成，通过设计合适的主被动复合毫米波探测装置让主、被动在同一频段，不同频率，兼具射频频分及中频频分的优势，在主动信号始终敏感目标的基础上，充分分离主、被动信息，达到不互相干扰的情况下获得更多的目标信息，更加提高了探测目标体的精密性、准确离性和稳定性，本发明利用毫米波主被动复合探测装置与上位机有效的结合，对犯罪分子在监狱牢房里进行实时监控，发现异常及时有针对性的进行报警查看提醒，防范于未然，解决了治安人员的监管难度大等问题。
Description
技术领域
本发明涉及监控技术和毫米波主被动复合探测技术领域，具体涉及一种监狱牢房生命体征监控系统。
背景技术
监狱越狱时有发生，对社会治安产生不良影响甚至更加严重后果。罪犯往往借助夜色掩护以及警戒力量相对松懈进行越狱，深夜或者凌晨通常是罪犯越狱的时间。在夜间，被关押重犯通常在牢房监舍，如何对在押罪犯在夜间的行为进行有效监控是亟待解决的重要问题。可以通过摄像头监控或者24小时人员监控来防备越狱，但是安装摄像头涉嫌侵犯犯人的隐私，此外摄像头仍需人员24小时盯守，人员工作量大，人员疲惫走神的情况下仍然容易出现纰漏等现象。毫米波探测按照工作方式分为主动探测和被动探测，主动式即毫米波雷达，其通过发射毫米波信号探测目标，具有较远的作用距离，而其能获得丰富的目标信息，但在近距离时工作时，由于目标结构比较复杂，采用雷达探测容易产生“角闪效应”；被动式探测又称毫米波辐射计，是一种高灵敏度毫米波辐射信号接收机，它不发出信号，工作频带宽，具有抗干扰能力强和无目标闪烁灯优点，但其工作距离近、获得的目标信息量少；结合雷达和辐射计的优点，将主动探测技术和被动探测技术相互融合，组成主被动复合体制探测器，这样不仅提高了探测距离、消除了目标闪烁效应，而且能够获得更丰富的目标信息，充分将主被动探测与被动探测相互融合，实现优势互补；通过设计合适的位置达到安全无死角。
申请号为CN201410092450.8的发明专利公开了一种监狱牢房监控装置、系统及方法，该发明专利以解决对在押犯罪的夜间行为进行有效监控的问题，主要是利用纳米发电机在不同的受力条件下输出的正向和反向电压的特性，对罪犯在床上的异常及时进行报警提醒，解决了对罪犯监控的同时不侵犯犯人的隐私，节约人力，但是该发明只是针对于床上的罪犯，并不能监控整个房间的多人情况，更无法监控罪犯的心跳和呼吸起伏，也无法智能的判断房间内的情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种监狱牢房生命体征监控系统，采用毫米波主被动复合模块，保证监狱牢房生命体征监控器既能达到主动探测又能达到被动探测到目标，通过安装在合适的监狱牢房内的上端拐角处，能保证达到安全无死角的功效，解决了探测距离带宽大、无“角闪效应”、主动和被动复合、主动始终敏感的技术问题，本发明能够有效减少工作人员的工作量，针对罪犯的采样特征和辐射热源的探测来有正对性的回报给上位机进行预警警报，让工作人员更加快速、有效的处理问题的来源，防止凶杀、斗殴、越狱、自杀和病理性发作等有效的预警警报。
一种监狱牢房生命体征监控系统，其特征在于：包括毫米波主被动复合探测装置、检测装置、DSP处理器、定位位置模块、数据记忆模块、上位机、定时控制器和储存模块；
所述毫米波主被动复合探测装置用于非接触式生命体征探测并将探测的原始数据传输给检测装置，所述检测装置接收到生命体征探测的原始数据后检测出其中的呼吸、心跳和热辐射信号并将信号通过数字体现或图像体现，检测装置将所检测到的呼吸、心跳和热辐射信号传递给DSP处理器进行筛选和判断，所述DSP处理器用于处理数据并能够触发警报，所述定位位置模块能够提供装置所在具体地理位置包括楼层和房号，所述数据记忆模块中设有个人正常时的生命体征信息标准范围及房间内犯人人数标准数量，所述上位机用于在DSP处理器触发警报时自动弹出该房间的视频监控并发出警报，所述定时控制器能设定放风时间段，在放风时间段内警报不会被触发，所述储存模块能够储蓄个人的信息资料及该人员正常时的生命体征信息。
优选的，所述毫米波主被动复合探测装置是由毫米波雷达器、毫米波辐射计和天线组成，所述天线能够接受来自微波信号并同时把其信号进行杂波整理最终输出主动输出的信号和被动输出的信号，所述毫米波辐射计输出被动输出的信号，毫米波雷达器输出主动输出的信号，能够达到非接触式生命体征探测。
优选的，所述天线为收发一体的矩形阵列天线，为主、被动通道共用，能够同时发出主动探测波和被动探测波。
优选的，所述检测装置由呼吸模块、心跳模块和热辐射模块组成，所述呼吸模块和心跳模块由主动输出给予信号并能检测到范围内人体心跳和呼吸频率，所述热辐射模块由被动输出给予信号并能检测到范围内的有热辐射的人，所述呼吸模块能监测到人的呼吸频率的快慢并用数字体现，所述心跳模块能监测到人的心跳起伏的波动并用数字体现，所述热辐射模块能测量到人的热辐射红外场景并通过红外热成像以图像体现。
优选的，所述DPS处理器里设有敏感器，当本系统装置受到破坏时也自动会触发警报。
优选的，所述数据记忆模块设有手动调节和自动调节两种模式运行，所述手动调节是在数据记忆模块上手动设定标准数值范围，所述自动调节是根据平时固定几天内的测量数值挑选有效数据自动设定标准数值范围，通过数据记忆模块能把人的平时的生命体征信息及房间内的人数记忆下来，当房间内犯人的人数发生变化或犯人的生命体征信息超出标准数值范围时，数据记忆模块通过DSP处理器触发警报。
本发明的优点在于：采用毫米波主被动复合模块，保证监狱牢房生命体征监控器既能达到主动探测又能达到被动探测到目标，通过安装在合适的监狱牢房内的上端拐角处，能保证达到安全无死角的功效，解决了探测距离带宽大、无“角闪效应”、主动和被动复合、主动始终敏感的技术问题，本发明能够有效减少工作人员的工作量，针对罪犯的采样特征和辐射热源的探测来有正对性的回报给上位机进行预警警报，让工作人员更加快速、有效的处理问题的来源，防止凶杀、斗殴、越狱、自杀和病理性发作等有效的预警警报。
附图说明
图1为本发明的系统原理图；
图2为本发明的系统流程图；
其中，1、毫米波主被动复合探测装置；2、检测装置；3、DSP处理器；4、定位位置模块；5、数据记忆模块；6、上位机；7、定时控制器；8、储存模块；11、主动输出；12、被动输出；13、毫米波雷达器；14、毫米波辐射计；15、天线；21、呼吸模块；22、心跳模块；23、热辐射模块；151、被动探测波；152、主动探测波。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例一：
如图1至图2所示，一种监狱牢房生命体征监控系统，包括毫米波主被动复合探测装置1、检测装置2、DSP处理器3、定位位置模块4、数据记忆模块5、上位机6、定时控制器7和储存模块8；
所述毫米波主被动复合探测装置1用于非接触式生命体征探测并将探测的原始数据传输给检测装置2，所述检测装置2接收到生命体征探测的原始数据后检测出其中的呼吸、心跳和热辐射信号并将信号通过数字体现或图像体现，检测装置2将所检测到的呼吸、心跳和热辐射信号传递给DSP处理器3进行筛选和判断，所述DSP处理器3用于处理数据并能够触发警报，所述定位位置模块4能够提供装置所在具体地理位置包括楼层和房号，所述数据记忆模块5中设有个人正常时的生命体征信息标准范围及房间内犯人人数标准数量，所述上位机6用于在DSP处理器3触发警报时自动弹出该房间的视频监控并发出警报，所述定时控制器7能设定放风时间段71，在放风时间段71内警报不会被触发，所述储存模块8能够储蓄个人的信息资料及该人员正常时的生命体征信息。能达到非接触式生命体征探测，能保证达到安全无死角的功效，解决了探测距离带宽大、无“角闪效应”、主动和被动复合、主动始终敏感的技术问题。该监狱牢房生命体征监控系统具有结构简单，功能完善，精度高，小巧、便于安装，满足同一波段，不同频率，兼具射频频分及中频频分的优势，共用了诸多毫米波部件，充分分离主被动信息，减小了主被动信号之间的相互干扰，通过主被动信息复合技术，获得的目标信息量多，有利于目标的识别，解决了现有毫米波探测单一运用主动或被动发出信号接收的差异，运用现有技术的主被动相互接收信号的互补带来的安全与方便。
实施例二：
如图1至图2所示，一种监狱牢房生命体征监控系统，包括毫米波主被动复合探测装置1、检测装置2、DSP处理器3、定位位置模块4、数据记忆模块5、上位机6、定时控制器7和储存模块8；
所述毫米波主被动复合探测装置1用于非接触式生命体征探测并将探测的原始数据传输给检测装置2，所述检测装置2接收到生命体征探测的原始数据后检测出其中的呼吸、心跳和热辐射信号并将信号通过数字体现或图像体现，检测装置2将所检测到的呼吸、心跳和热辐射信号传递给DSP处理器3进行筛选和判断，所述DSP处理器3用于处理数据并能够触发警报，所述定位位置模块4能够提供装置所在具体地理位置包括楼层和房号，所述数据记忆模块5中设有个人正常时的生命体征信息标准范围及房间内犯人人数标准数量，所述上位机6用于在DSP处理器3触发警报时自动弹出该房间的视频监控并发出警报，所述定时控制器7能设定放风时间段71，在放风时间段71内警报不会被触发，所述储存模块8能够储蓄个人的信息资料及该人员正常时的生命体征信息。
所述毫米波主被动复合探测装置1是由毫米波雷达器13、毫米波辐射计14和天线15组成，所述天线15能够接受来自微波信号并同时把其信号进行杂波整理最终输出主动输出11的信号和被动输出12的信号，所述毫米波辐射计14输出被动输出12的信号，毫米波雷达器13输出主动输出11的信号，通过毫米波组件组成出现主动通道和被动通道，能够达到非接触式生命体征探测。
所述天线15为收发一体的矩形阵列天线，为主、被动通道共用，能够同时发出主动探测波152和被动探测波151。
所述检测装置2由呼吸模块21、心跳模块22和热辐射模块23组成，所述呼吸模块21和心跳模块22由主动输出11给予信号并能检测到范围内人体心跳和呼吸频率，所述热辐射模块23由被动输出12给予信号并能检测到范围内的有热辐射的人，所述呼吸模块21能监测到人的呼吸频率的快慢并用数字体现，所述心跳模块22能监测到人的心跳起伏的波动并用数字体现，所述热辐射模块23能测量到人的热辐射红外场景并通过红外热成像以图像体现。测量多个生命体特征信息保证探测结果的准确性。
所述DPS处理器3里设有敏感器，当本系统装置受到破坏时也自动会触发警报。防止犯人认为恶意破坏。
所述数据记忆模块5设有手动调节和自动调节两种模式运行，所述手动调节是在数据记忆模块5上手动设定标准数值范围，所述自动调节是根据平时固定几天内的测量数值挑选有效数据自动设定标准数值范围，通过数据记忆模块5能把人的平时的生命体征信息及房间内的人数记忆下来，当房间内犯人的人数发生变化或犯人的生命体征信息超出标准数值范围时，数据记忆模块5通过DSP处理器3触发警报。当房间人数发生变化时将会触发警报，当房内人的呼吸和心跳平时记录比较正常，突发呼吸和心跳起伏很剧烈也会触发警报，有效的解决打架斗殴、自杀和病情发作等现象第一时间进行处理。
具体实施方式及原理：
一种监狱牢房生命体征监控系统是由毫米波主被动复合探测装置1、检测装置2、DSP处理器3、定位位置模块4、数据记忆模块5、上位机6、定时控制器7和储存模块8组成，毫米波监控系统安装在监狱牢房内实时探测目标体的数量和呼吸、心跳频率；当探测到目标存在范围内或没有超过记忆库里的人数且在放风时间段将不会做警报；当未探测到目标存在范围内或超过记忆库里的人数，且心跳和呼吸超过或者低于记忆值并且不在放风时间段将上传到上位机发出警报自动弹出几号房间的视频监控，针对问题进行处理；
毫米波探测装,1是由毫米波雷达器13、毫米波辐射计14和天线15组成，进过混频器、环流器、调制器、滤波器、信号放大器和中频器等诸多毫米波组件组成并出现主动通道和被动通道；天线15可接受来自微波信号并同时把其信号进行杂波整理最终输出主动输出11信号和被动输出12信号；其毫米波辐射计14输出被动输出12信号，毫米波雷达器13输出主动输出11信号，能达到非接触式生命体征探测；
采用毫米波主被动复合模块，保证监狱牢房生命体征监控器既能达到主动探测又能达到被动探测到目标，通过安装在合适的监狱牢房内的上端拐角处，能保证达到安全无死角的功效，解决了探测距离带宽大、无“角闪效应”、主动和被动复合、主动始终敏感的技术问题。该监狱牢房生命体征监控系统具有结构简单，功能完善，精度高，小巧、便于安装，满足同一波段，不同频率，兼具射频频分及中频频分的优势，共用了诸多毫米波部件，充分分离主被动信息，减小了主被动信号之间的相互干扰，通过主被动信息复合技术，获得的目标信息量多，有利于目标的识别，解决了现有毫米波探测单一运用主动或被动发出信号接收的差异，运用现有技术的主被动相互接收信号的互补带来的安全与方便。
基于上述，本发明采用毫米波主被动复合模块，保证监狱牢房生命体征监控器既能达到主动探测又能达到被动探测到目标，通过安装在合适的监狱牢房内的上端拐角处，能保证达到安全无死角的功效，解决了探测距离带宽大、无“角闪效应”、主动和被动复合、主动始终敏感的技术问题，本发明能够有效减少工作人员的工作量，针对罪犯的采样特征和辐射热源的探测来有正对性的回报给上位机进行预警警报，让工作人员更加快速、有效的处理问题的来源，防止凶杀、斗殴、越狱、自杀和病理性发作等有效的预警警报。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (6)
1.一种监狱牢房生命体征监控系统，其特征在于：包括毫米波主被动复合探测装置(1)、检测装置(2)、DSP处理器(3)、定位位置模块(4)、数据记忆模块(5)、上位机(6)、定时控制器(7)和储存模块(8)；
所述毫米波主被动复合探测装置(1)用于非接触式生命体征探测并将探测的原始数据传输给检测装置(2)，所述检测装置(2)接收到生命体征探测的原始数据后检测出其中的呼吸、心跳和热辐射信号并将信号通过数字体现或图像体现，检测装置(2)将所检测到的呼吸、心跳和热辐射信号传递给DSP处理器(3)进行筛选和判断，所述DSP处理器(3)用于处理数据并能够触发警报，所述定位位置模块(4)能够提供装置所在具体地理位置包括楼层和房号，所述数据记忆模块(5)中设有个人正常时的生命体征信息标准范围及房间内犯人人数标准数量，所述上位机(6)用于在DSP处理器(3)触发警报时自动弹出该房间的视频监控并发出警报，所述定时控制器(7)能设定放风时间段(71)，在放风时间段(71)内警报不会被触发，所述储存模块(8)能够储蓄个人的信息资料及该人员正常时的生命体征信息。
2.根据权利要求1所述的一种监狱牢房生命体征监控系统，其特征在于：所述毫米波主被动复合探测装置(1)是由毫米波雷达器(13)、毫米波辐射计(14)和天线(15)组成，所述天线(15)能够接受来自微波信号并同时把其信号进行杂波整理最终输出主动输出(11)的信号和被动输出(12)的信号，所述毫米波辐射计(14)输出被动输出(12)的信号，毫米波雷达器(13)输出主动输出(11)的信号，能够达到非接触式生命体征探测。
3.根据权利要求2所述的一种监狱牢房生命体征监控系统，其特征在于：所述天线(15)为收发一体的矩形阵列天线，为主、被动通道共用，能够同时发出主动探测波(152)和被动探测波(151)。
4.根据权利要求1所述的一种监狱牢房生命体征监控系统，其特征在于：所述检测装置(2)由呼吸模块(21)、心跳模块(22)和热辐射模块(23)组成，所述呼吸模块(21)和心跳模块(22)由主动输出(11)给予信号并能检测到范围内人体心跳和呼吸频率，所述热辐射模块(23)由被动输出(12)给予信号并能检测到范围内的有热辐射的人，所述呼吸模块(21)能监测到人的呼吸频率的快慢并用数字体现，所述心跳模块(22)能监测到人的心跳起伏的波动并用数字体现，所述热辐射模块(23)能测量到人的热辐射红外场景并通过红外热成像以图像体现。
5.根据权利要求1所述的一种监狱牢房生命体征监控系统，其特征在于：所述DPS处理器(3)里设有敏感器，当本系统装置受到破坏时也自动会触发警报。
6.根据权利要求1所述的一种监狱牢房生命体征监控系统，其特征在于：所述数据记忆模块(5)设有手动调节和自动调节两种模式运行，所述手动调节是在数据记忆模块(5)上手动设定标准数值范围，所述自动调节是根据平时固定几天内的测量数值挑选有效数据自动设定标准数值范围，通过数据记忆模块(5)能把人的平时的生命体征信息及房间内的人数记忆下来，当房间内犯人的人数发生变化或犯人的生命体征信息超出标准数值范围时，数据记忆模块(5)通过DSP处理器(3)触发警报。
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