CN109688270A - 一种手机壳及基于该手机壳的智能防盗与预警方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种手机壳及基于该手机壳的智能防盗与预警方法，能够在不增加手机复杂配件的基础上及时提醒用户其智能手机是否被盗以及前方道路是否有障碍物，实现实时防盗与路况预警的功能，该手机壳的整体结构包括：主体1、蓝牙模块2、主控电路3、小型电源4、超声波模块5、压力传感器模块6、导线7和小孔8。通过智能手机内置设备和该手机壳各模块的交互配合，及时提醒用户其智能手机是否被盗，实现实时防盗的功能，并且可以预测较远距离内的障碍物，提前预示行人周围可能出现的危险情况，尽最大可能排除未知危险，实时降低路况隐患，提高智能手机及本发明手机壳使用者的人身安全。

Description

一种手机壳及基于该手机壳的智能防盗与预警方法

技术领域

本发明涉及手机防盗与预警技术领域，尤其涉及一种手机壳及基于该手机壳的智能防盗与预警方法。

背景技术

据中国互联网络信息中心的调查，截至2016年8月，我国手机网民规模达6.56亿。这也就意味着，每两个人中就有一个人拥有智能手机。而随着智能手机的普及，其依赖性后果的防范、充分利用与防盗也就显得日益重要。

手机上网催生了“低头族”，他们随时随地地碎片化上网。据调查，大部分“低头族”都有在路上行走时使用手机上网的行为，或是因为公务，或是因为娱乐。这种无视前方道路情况的行为也给他们的生命、财产安全带来了危险。而现在暂无针对“低头族”的路况预警系统。

公交车和地铁等人流密集场所为手机丢失事件的高发区。论文《一种基于蓝牙技术的嵌入式防盗系统设计》中提出通过读取防盗器蓝牙的RSSI值，判断手机与防盗器的距离，从而根据距离实现防盗功能。但RSSI测距受环境影响较大，在人流密集的公交与地铁上，并不一定可以发挥作用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种手机壳及基于该手机壳的智能防盗与预警方法，能够在不增加手机复杂配件的基础上及时提醒用户其智能手机是否被盗以及前方道路是否有障碍物，实现实时防盗与路况预警的功能。

本发明的用于智能防盗与预警的手机壳的整体结构包括：主体1、蓝牙模块2、主控电路3、小型电源4、超声波模块5、压力传感器模块6、导线7和小孔8，其中，所述主体1的厚度为10-20mm，其内部设置有多个卡槽，用于放置蓝牙模块2、主控电路3、小型电源4和压力传感器模块6；所述超声波模块5设置于手机壳顶端外部，由导线7与主控电路3相连接，超声波模块5的引脚VCC连接在主控电路3的VCC引脚，引脚trig和echo均连接在主控电路3的IO引脚，引脚GND连接在主控电路3的引脚GND；所述压力传感器模块6固定于主体1的外表面，其包含的压力传感器数量根据手机壳大小确定，并经由主体1上的小孔8与主控电路3相连接，所述小孔8的个数与分布根据压力传感器的个数与分布设置；所述小型电源4位于主体1底部，且与主体1上的充电口连接；所述主控电路3设置在所述小型电源4的上部，以导线7与小型电源4按正负极对应连接；所述蓝牙模块2设置在主控电路3的一侧，其引脚RXD和TXD与主控电路3的引脚RXD和TXD对应连接，引脚GND和VCC与主控电路3的引脚GND和VCC对应连接。

本发明的基于上述手机壳的智能防盗与预警方法，其包括步骤：

S1)由用户执行预设操作开始手机壳的智能防盗与预警状态；

S2)根据智能手机内置设备获取用户手机屏幕及倾角的工作状态；

S3)根据手机屏幕的亮灭判断用户的智能手机屏幕是否处于工作状态：当检测到智能手机屏幕处于工作状态时，进入步骤S4)；当检测到智能手机屏幕未处于工作状态时，进入步骤S5)；

S4)启动智能手机后台的检测程序，由智能手机中的陀螺仪判断用户的智能手机倾角是否在设定区间，即是否在边走路边看手机：若判断用图户在边走路边看手机，则进入步骤S41)；否则，进入步骤S42)；

S41)智能手机发出蓝牙信号给智能手机的手机壳主体1中的蓝牙模块2，所述蓝牙模块2将所述蓝牙信号传送给主控电路3，由所述主控电路3发出启动命令并将所述启动命令传送给超声波模块5，所述超声波模块5以0.013s的时间间隔向用户正前方发射超声波，同时将超声波高电平信号发送给所述主控电路3，超声波在空气中传播，若用户正前方出现障碍物，超声波将被反射回回波并被超声波模块5接收，超声波模块5检测是否收到回波：若超声波模块5检测到回波，则进入步骤S411)，否则，进入步骤S412)；

S42)继续通过手机内置设备检测用户手机屏幕及倾角的工作状态；

S411)超声波模块5立即停止将超声波高电平信号发送给所述主控电路3，并由所述主控电路3计算发射点距所述障碍物的距离s＝c×(t/2)，并将计算的距离s经由所述蓝牙模块2发送给智能手机，智能手机中的预设程序判断所述距离s是否小于预设阈值，其中，c为声速，在20℃室温时，声速c＝340m/s，t为超声波高电平信号的持续时间：当判断所述距离s小于预设阈值时，进入步骤S4111)；当判断所述距离s不小于预设阈值时，进入步骤S412)；

S412)超声波模块5继续以0.013s的时间间隔向用户正前方发射超声波；

S4111)智能手机对用户进行弹窗或震动提醒，然后进入步骤6)；

S5)智能手机发出蓝牙信号给手机壳主体1中的蓝牙模块2，所述蓝牙模块2将所述蓝牙信号传送给主控电路3，由所述主控电路3发出启动命令并将所述启动命令发送给压力传感器模块6，压力传感器模块6开始启动，压力传感器模块6检测主体1外表面相邻几块压力传感器数值是否骤增：当压力传感器模块6检测到主体1外表面相邻几块压力传感器数值骤增时，进入步骤S51)；当压力传感器模块6未检测到主体1外表面相邻几块压力传感器数值骤增时，进入步骤S53)；

S51)将检测到主体1外表面相邻几块压力传感器数值骤增之后1.5s内主体1外表面的全部压力传感器的压力电平数据经由主控电路3和蓝牙模块2发送给智能手机，并将该压力电平数据输入智能手机后台训练好的支持向量机(Support Vector Machine，SVM)分类器，然后进入步骤S52)；

S52)SVM分类器对智能手机是否被盗进行判断：若判断智能手机正在被盗，进入步骤S521)；若判断智能手机没有被盗，则进入步骤S53)；

S53)继续维持压力传感器模块6的启动状态；

S521)智能手机进行震动和响铃警报，然后进入步骤6)；

6)由用户操作结束手机壳的智能防盗与预警状态，重新根据智能手机内置设备获取用户手机屏幕及倾角的工作状态。

本发明提供的一种手机壳及基于该手机壳的智能防盗与预警方法，能够在不增加手机复杂配件的基础上及时提醒用户其智能手机是否被盗，实现实时防盗的功能，并且可以预测较远距离内的障碍物，提前预示行人周围可能出现的危险情况，尽最大可能排除未知危险，实时降低路况隐患，提高智能手机及本发明手机壳使用者的人身安全。

附图说明

图1是本发明的手机壳内部示意图。

图2是本发明的手机壳外部(背面)示意图。

图3是本发明的智能防盗与预警方法工作流程图。

图4是本发明所用超声波模块。

图5是本发明所用蓝牙模块电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

图1和图2是本发明的用于智能防盗与路况预警的手机壳的整体结构，包括：主体1、蓝牙模块2、主控电路3、小型电源4、超声波模块5、压力传感器模块6、导线7和小孔8，其中，所述主体1的厚度为10-20mm，其内部设置有多个卡槽，用于放置蓝牙模块2、主控电路3、小型电源4和压力传感器模块6；超声波模块5如图4所示，所述超声波模块5设置于手机壳顶端外部，由导线7与主控电路3相连接，超声波模块5的引脚VCC连接在主控电路3的VCC引脚(即高电平5V引脚)，引脚trig和echo均连接在主控电路3的IO引脚，引脚GND连接在主控电路3的引脚GND；所述压力传感器模块6固定于主体1的外表面，其包含的压力传感器数量根据手机壳大小确定，并经由主体1上的小孔8与主控电路3相连接，图1中示意性的画出了5个小孔，其具体个数与分布参考图2中压力传感器模块6的个数与分布；所述小型电源4位于主体1底部，且与主体1上的充电口连接；所述主控电路3设置在所述小型电源4的上部，以导线7与小型电源4按正负极对应连接；蓝牙模块2的电路图如图5所示，所述蓝牙模块2设置在主控电路3的一侧，其引脚RXD和TXD与主控电路3的引脚RXD和TXD对应连接，引脚GND和VCC与主控电路3的引脚GND和VCC对应连接。

所述超声波模块5的型号为TELESKY HC-SR04，其探测距离为2cm-450cm，感应角度为0-15度，使用电压为直流DC 5V，静态电流小于2mA。

所述压力传感器模块6中包含的压力传感器均为薄膜压力传感器，其型号均为DF9-40，量程为0-500g，所述薄膜压力传感器的正方形敏感区外长为9mm，内长为7.5mm，所需数量依据手机壳大小而定。

优选地，如图2所示的薄膜压力传感器均匀分布于所述主体1的外表面上三分之一与下三分之一处，上三分之一与下三分之一处分别设置2排共24个薄膜压力传感器。

图3是本发明手机壳执行智能防盗与预警方法的基本工作流程图，其包括步骤：

S1)由用户执行预设操作开始手机壳的智能防盗与预警状态；

S2)根据智能手机内置设备获取手机的加速度和重力感应，获得用户手机屏幕及倾角的工作状态；

S3)根据手机屏幕的亮灭判断用户的智能手机屏幕是否处于工作状态：当检测到智能手机屏幕处于工作状态时，进入步骤S4)；当检测到智能手机屏幕未处于工作状态时，进入步骤S5)；

S4)启动智能手机后台的检测程序，由智能手机中的陀螺仪判断用户的智能手机倾角是否在设定区间，即是否在边走路边看手机：若判断用图户在边走路边看手机，则进入步骤S41)；否则，进入步骤S42)；

S41)智能手机发出蓝牙信号给智能手机的手机壳主体1中的蓝牙模块2，所述蓝牙模块2将所述蓝牙信号传送给主控电路3，由所述主控电路3发出启动命令并将所述启动命令传送给超声波模块5，所述超声波模块5以0.013s的时间间隔向用户正前方发射超声波，同时将超声波高电平信号发送给所述主控电路3，超声波在空气中传播，若用户正前方出现障碍物，超声波将被反射回回波并被超声波模块5接收，超声波模块5检测是否收到回波：若超声波模块5检测到回波，则进入步骤S411)，否则，进入步骤S412)；

S42)继续通过手机内置设备检测用户手机屏幕及倾角的工作状态；

S411)超声波模块5立即停止将超声波高电平信号发送给所述主控电路3，并由所述主控电路3计算发射点距所述障碍物的距离s＝c×(t/2)，并将计算的距离s经由所述蓝牙模块2发送给智能手机，智能手机中的预设程序判断所述距离s是否小于预设阈值，其中，c为声速，在20℃室温时，声速c＝340m/s，t为超声波高电平信号的持续时间：当判断所述距离s小于预设阈值时，进入步骤S4111)；当判断所述距离s不小于预设阈值时，进入步骤S412)；

S412)超声波模块5继续以0.013s的时间间隔向用户正前方发射超声波；

S4111)智能手机对用户进行弹窗或震动提醒，然后进入步骤6)；

S5)智能手机发出蓝牙信号给手机壳主体1中的蓝牙模块2，所述蓝牙模块2将所述蓝牙信号传送给主控电路3，由所述主控电路3发出启动命令并将所述启动命令发送给压力传感器模块6，压力传感器模块6开始启动，压力传感器模块6检测主体1外表面相邻几块压力传感器数值是否骤增：当压力传感器模块6检测到主体1外表面相邻几块压力传感器数值骤增时，进入步骤S51)；当压力传感器模块6未检测到主体1外表面相邻几块压力传感器数值骤增时，进入步骤S53)；

S51)将检测到主体1外表面相邻几块压力传感器数值骤增之后1.5s内主体1外表面的全部压力传感器的压力电平数据经由主控电路3和蓝牙模块2发送给智能手机，并将该压力电平数据输入智能手机后台训练好的支持向量机(Support Vector Machine，SVM)分类器，然后进入步骤S52)；

S52)SVM分类器对智能手机是否被盗进行判断：若判断智能手机正在被盗，进入步骤S521)；若判断智能手机没有被盗，则进入步骤S53)；

S53)继续维持压力传感器模块6的启动状态；

S521)智能手机进行震动和响铃警报，然后进入步骤6)；

6)由用户操作结束手机壳的智能防盗与预警状态，重新根据智能手机内置设备获取加速度和重力感应，获得用户手机屏幕及倾角的工作状态。

所述智能手机内置设备包括陀螺仪。

本发明提供了一种手机壳及基于该手机壳的智能防盗与预警方法，设计了手机壳的结构和连接方式，使得使用该手机壳时能够在不增加智能手机复杂配件的基础上及时提醒用户其智能手机是否被盗，实现实时防盗的功能，并且可以预测较远距离内的障碍物，提前预示行人周围可能出现的危险情况，尽最大可能排除未知危险，实时降低路况隐患，提高智能手机及本发明手机壳使用者的人身安全。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实时方式的范围。凡采用等同替换或等效替换，这些变化是显而易见，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (8)

1.一种手机壳，其特征在于，该手机壳的整体结构包括：主体1、蓝牙模块2、主控电路3、小型电源4、超声波模块5、压力传感器模块6、导线7和小孔8，其中，所述主体1的厚度为10-20mm，其内部设置有多个卡槽，用于放置蓝牙模块2、主控电路3、小型电源4和压力传感器模块6；所述超声波模块5设置于手机壳顶端外部，由导线7与主控电路3相连接，超声波模块5的引脚VCC连接在主控电路3的VCC引脚，引脚trig和echo均连接在主控电路3的IO引脚，引脚GND连接在主控电路3的引脚GND；所述压力传感器模块6固定于主体1的外表面，其包含的压力传感器数量根据手机壳大小确定，并经由主体1上的小孔8与主控电路3相连接；所述小孔8的个数与分布根据压力传感器的个数与分布设置；所述小型电源4位于主体1底部，且与主体1上的充电口连接；所述主控电路3设置在所述小型电源4的上部，以导线7与小型电源4按正负极对应连接；所述蓝牙模块2设置在主控电路3的一侧，其引脚RXD和TXD与主控电路3的引脚RXD和TXD对应连接，引脚GND和VCC与主控电路3的引脚GND和VCC对应连接。

2.根据权利要求1所述的手机壳，其特征在于，所述小孔8的个数为5个。

3.根据权利要求1所述的手机壳，其特征在于，所述超声波模块5的型号为TELESKY HC-SR04，其探测距离为2cm-450cm，感应角度为0-15度，使用电压为直流DC 5V，静态电流小于2mA。

4.根据权利要求3所述的手机壳，其特征在于，所述压力传感器模块6中包含的压力传感器均为薄膜压力传感器，其型号均为DF9-40，量程为0-500g，所述薄膜压力传感器的正方形敏感区外长为9mm，内长为7.5mm。

5.根据权利要求4所述的手机壳，其特征在于，所述薄膜压力传感器均匀分布于所述主体1的外表面上三分之一与下三分之一处。

6.根据权利要求5所述的手机壳，其特征在于，所述主体1的外表面上三分之一与下三分之一处分别设置2排共24个薄膜压力传感器。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的手机壳的智能防盗与预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)由用户执行预设操作开始手机壳的智能防盗与预警状态；

S2)根据智能手机内置设备获取用户手机屏幕及倾角的工作状态；

S3)根据手机屏幕的亮灭判断用户的智能手机屏幕是否处于工作状态：当检测到智能手机屏幕处于工作状态时，进入步骤S4)；当检测到智能手机屏幕未处于工作状态时，进入步骤S5)；

S4)启动智能手机后台的检测程序，由智能手机中的陀螺仪判断用户的智能手机倾角是否在设定区间，即是否在边走路边看手机：若判断用户在边走路边看手机，则进入步骤S41)；否则，进入步骤S42)；

S41)智能手机发出蓝牙信号给智能手机的手机壳主体1中的蓝牙模块2，所述蓝牙模块2将所述蓝牙信号传送给主控电路3，由所述主控电路3发出启动命令并将所述启动命令传送给超声波模块5，所述超声波模块5以0.013s的时间间隔向用户正前方发射超声波，同时将超声波高电平信号发送给所述主控电路3，超声波在空气中传播，若用户正前方出现障碍物，超声波将被反射回回波并被超声波模块5接收，超声波模块5检测是否收到回波：若超声波模块5检测到回波，则进入步骤S411)，否则，进入步骤S412)；

S42)继续通过手机内置设备检测用户手机屏幕及倾角的工作状态；

S411)超声波模块5立即停止将超声波高电平信号发送给所述主控电路3，并由所述主控电路3计算发射点距所述障碍物的距离s＝c×(t/2)，并将计算的距离s经由所述蓝牙模块2发送给智能手机，智能手机中的预设程序判断所述距离s是否小于预设阈值，其中，c为声速，在20℃室温时，声速c＝340m/s，t为超声波高电平信号的持续时间：当判断所述距离s小于预设阈值时，进入步骤S4111)；当判断所述距离s不小于预设阈值时，进入步骤S412)；

S412)超声波模块5继续以0.013s的时间间隔向用户正前方发射超声波；

S4111)智能手机对用户进行弹窗或震动提醒，然后进入步骤6)；

S5)智能手机发出蓝牙信号给手机壳主体1中的蓝牙模块2，所述蓝牙模块2将所述蓝牙信号传送给主控电路3，由所述主控电路3发出启动命令并将所述启动命令发送给压力传感器模块6，压力传感器模块6开始启动，压力传感器模块6检测主体1外表面相邻几块压力传感器数值是否骤增：当压力传感器模块6检测到主体1外表面相邻几块压力传感器数值骤增时，进入步骤S51)；当压力传感器模块6未检测到主体1外表面相邻几块压力传感器数值骤增时，进入步骤S53)；

S51)将检测到主体1外表面相邻几块压力传感器数值骤增之后1.5s内主体1外表面的全部压力传感器的压力电平数据经由主控电路3和蓝牙模块2发送给智能手机，并将该压力电平数据输入智能手机后台训练好的支持向量机(Support Vector Machine，SVM)分类器，然后进入步骤S52)；

S52)SVM分类器对智能手机是否被盗进行判断：若判断智能手机正在被盗，进入步骤S521)；若判断智能手机没有被盗，则进入步骤S53)；

S53)继续维持压力传感器模块6的启动状态；

S521)智能手机进行震动和响铃警报，然后进入步骤6)；

6)由用户操作结束手机壳的智能防盗与预警状态，重新根据智能手机内置设备获取用户手机屏幕及倾角的工作状态。

8.根据权利要求7所述的手机壳，其特征在于，所述智能手机内置设备包括陀螺仪。