CN109820292A - 一种新型防拆手环及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型防拆手环及方法，手环包括主控电路板、导电硅胶环带、电容感应开关；导电硅胶环带为两条，两条导电硅胶环带的一端均连接至主控电路板的外接引脚上，另一端通过异形螺丝紧固相接；电容感应开关固定设置于主控电路板的内侧；主控电路板上设置有主控模块、无线通信模块。手环的防拆方法，包括三级防拆机制；手环的工作方法，包括初始化操作、设置中断机制、触发警报等多个步骤。本发明中的防拆手环不仅佩戴舒适，而且设有三级防拆机制，具有防拆效果好，适合长期使用的优点。

Description

一种新型防拆手环及方法

技术领域

本发明涉及一种手环及方法，尤其涉及一种新型防拆手环及方法。

背景技术

普通智能手环在使用时，均可由佩戴者自行操作、佩戴或拆下，但是对于某些专用领域的特定使用环境及人群，比如说服刑人员、社区矫正人员、保外就医人员等需要政府监管、时刻跟踪他们活动动态的群体，必须由监管人员为他们统一佩戴或者拆卸手环，不能任由他们自己或者其他第三方进行非法拆卸，防拆手环产品由此而诞生。

现有的类似配备有防拆功能的智能手环，有些采用硬质表壳注塑成型的表带，分为主表带和副表带，之间采用含磁性的锁扣组件达到防拆目的；也有的在表带的连接处采用防拆卡扣，在无合适工具的情况下难于拆卸，并且在手环表带橡胶的内部嵌入多根金属拉丝，通过金属拉丝和金属卡扣形成导电回路，一旦回路断开，手环内置处理器可以立即检测到，然后通过无线通信系统发送报警信号给平台。上述设计虽然可以达到防拆卸检测的能力，但仍然存在以下缺陷：

1)大量采用了硬质表壳注塑成型技术，防拆卸方面采用防拆卡扣、磁性锁扣方式，佩戴上非常不舒适，使用体验效果差，容易引起心理抵触，反而更影响被监管人员的改造和心理矫正；

2)难于保障批量生产的手环在金属拉丝的连接处都能连接良好，存在较大的生产不良率；

3)在长期的使用中，容易因为各种原因造成金属卡扣交接处接触不良，从而产生大量误报，大大加重了管理方的人员投入，长此以往，也会引起管理方的排斥，致使推广受到阻碍。

发明内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种新型防拆手环及方法。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种新型防拆手环，包括主控电路板，还包括导电硅胶环带、电容感应开关；导电硅胶环带为两条，两条导电硅胶环带的一端均连接至主控电路板的外接引脚上，另一端通过异形螺丝紧固相接；

电容感应开关固定设置于主控电路板的内侧，用于检测皮肤信号，当感应不到皮肤信号时，判断手环已远离手腕；主控电路板上设置有主控模块、无线通信模块；两条导电硅胶环带通过主控模块呈环形连接形成防拆电子回路，当防拆电子回路断开时，判断手环已被破坏；无线通信模块与管理平台进行通信，通过无线信道收发数据；电容感应开关、无线通信模块均与主控模块电连接。

进一步地，主控电路板上还设置有电源模块；电源模块包括一个400mAh纽扣电池、直流电压转换电路、电量检测电路；手环上的所有电路及模块均通过400mAh纽扣电池进行供电，并通过直流电压转换电路将初始电压转换成多种不同的电压连接到所有电路及模块；400mAh纽扣电池通过电量检测电路与主控模块相连接，电量检测电路用于检测电池电量数据并发送给主控模块。

进一步地，主控电路板上还设置有心率及血压监测模块、加速度传感器、NFC近场通信模块；心率及血压监测模块用于实时检测心率及血压数据；加速度传感器用于测量人体运动时的加速度，助于了解运动状态及身处的环境；NFC近场通信模块用于实现刷门禁开门和支付功能；心率及血压监测模块、加速度传感器、NFC近场通信模块均与主控模块电连接；主控模块采用具有独立计算功能的CPU芯片，负责采集与处理和芯片连接的各模块和电池电量数据，实时探测防拆电子回路的状态，并通过无线通信模块与管理平台进行通信。

进一步地，电容感应开关包括集成电路U1；集成电路U1为单通道感应触发芯片，且芯片上设置有多个引脚；其中，引脚5上设置有U1内部处理电路，用于接收并处理皮肤感应信号；引脚7为电平输出引脚，用于在电容感应开关检测到皮肤信号时向主控模块输出高电平或者在电容感应开关未检测到皮肤信号时向主控模块输出低电平；主控模块包括主控芯片U2，主控芯片U2上设置有多个引脚；其中，引脚17与集成电路U1的引脚7相连接，用于接收皮肤感应信号；引脚19、引脚20分别与两条导电硅胶环带相连接，且引脚20为高电平输出端、引脚19为检测电平输入端；主控芯片U2的引脚18上设置有NPN型开关三极管，一旦检测到手环异常，主控芯片U2从引脚18输出高电平信号，发光二极管D1常亮，起到发光警示作用。

一种新型防拆手环的防拆方法，包括：

a、通过异形螺丝增加手环的拆卸难度，使佩戴者在没有特定工具可用的情况下无法轻易拆卸手环；

b、两条导电硅胶环带通过主控模块呈环形连接，形成防拆电子回路；当回路连接正常时，主控芯片U2通过引脚20输出高电平，并通过引脚19接入高电平；一旦两条导电硅胶环带之间的连接断开，主控芯片U2通过引脚19检测到低电平，则判断手环已被破坏；

c、电容感应开关的集成电路U1是单通道感应触发芯片，当感应到手腕皮肤时，信号直接输入到集成电路U1的引脚5，经内部处理后，再从引脚7输出高电平到主控芯片U2的引脚17；若电容感应开关未检测到手腕皮肤，则主控芯片U2从引脚17中检测到低电平，判断为手环已经远离手腕；

d、主控芯片U2的的引脚18上连接有NPN型开关三极管，一旦检测到上述异常，主控芯片U2从引脚18输出高电平信号，发光二极管D1常亮，起到发光警示作用。

一种新型防拆手环的工作方法，具体流程为：

a、手环开机启动，进行初始化操作，系统进入低功耗待机状态；

b、初始化完成后，在主控模块中设置电容感应开关中断以及防拆电子回路中断；电容感应开关中断的设置条件为：感应不到手腕皮肤且连续触发N1次中断；防拆电子回路中断的设置条件为：防拆电子回路断开且连续触发N2次中断；

c、若电容感应开关中断或者防拆电子回路中断中有一个被触发，则立即通过无线通信模块向管理平台发出警报；若电容感应开关中断及防拆电子回路中断均未被触发，则判定手环使用正常，自动触发提前设置好的定时中断，通过无线通信模块自动发出周期检测报告。

本发明中的防拆手环采用导电硅胶环带，佩戴舒适，不会引起使用者的心理抵触；导电硅胶环带形成防拆电子回路，构成一级防拆机制；异形螺丝连接增大了人为拆卸难度，构成二级防拆机制；电容感应开关实时监测人体皮肤信号，构成三级防拆机制，因此，本发明具有防拆效果好，适合长期使用的优点。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为实施例一的模块连接关系框图。

图3为实施例二的模块连接关系框图。

图4为电容感应开关的电气原理图。

图5为主控模块的电气原理图。

图6为手环启动时的初始化流程图。

图7为手环的工作流程示意图。

图中：1、主控电路板；2、导电硅胶环带；3、异形螺丝；4、电容感应开关。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一、

一种新型防拆手环，如图1所示，包括主控电路板1，还包括导电硅胶环带2、电容感应开关4；导电硅胶环带2为两条，两条导电硅胶环带的一端均连接至主控电路板1的外接引脚上，另一端通过异形螺丝3紧固相接；异形螺丝的种类很多，一般具有单独对应的拆卸工具，可避免使用者仅通过普通的螺丝刀就将螺丝拧开，形成第一道防拆方案。

电容感应开关4固定设置于主控电路板1的内侧，用于检测皮肤信号，当感应不到皮肤信号时，判断手环已远离手腕，形成第二道防拆方案；如图2所示，主控电路板1上设置有主控模块、无线通信模块；两条导电硅胶环带通过主控模块呈环形连接形成防拆电子回路，当防拆电子回路断开时，判断手环已被破坏，形成第三道防拆方案；无线通信模块与管理平台进行通信，通过无线信道收发数据；电容感应开关4、无线通信模块均与主控模块电连接。

如图4所示，电容感应开关包括集成电路U1；集成电路U1为单通道感应触发芯片，且芯片上设置有8个引脚；其中，引脚5上设置有U1内部处理电路，用于接收并处理皮肤感应信号；引脚7为电平输出引脚，用于在电容感应开关检测到皮肤信号时向主控模块输出高电平或者在电容感应开关未检测到皮肤信号时向主控模块输出低电平；如图5所示，主控模块包括主控芯片U2，主控芯片U2上设置有20个引脚；其中，引脚17与集成电路U1的引脚7相连接，用于接收皮肤感应信号；引脚19、引脚20分别与两条导电硅胶环带相连接，且引脚20为高电平输出端、引脚19为检测电平输入端；主控芯片U2的引脚18上设置有NPN型开关三极管，一旦检测到手环异常，主控芯片U2从引脚18输出高电平信号，发光二极管D1常亮，起到发光警示作用。

该实施例中新型防拆手环的防拆方法，包括：

a、通过异形螺丝3增加手环的拆卸难度，使佩戴者在没有特定工具可用的情况下无法轻易拆卸手环；

b、两条导电硅胶环带通过主控模块呈环形连接，形成防拆电子回路；当回路连接正常时，主控芯片U2通过引脚20输出高电平，并通过引脚19接入高电平；一旦两条导电硅胶环带之间的连接断开，主控芯片U2通过引脚19检测到低电平，则判断手环已被破坏；

c、电容感应开关的集成电路U1是单通道感应触发芯片，当感应到手腕皮肤时，信号直接输入到集成电路U1的引脚5，经内部处理后，再从引脚7输出高电平到主控芯片U2的引脚17；若电容感应开关未检测到手腕皮肤，则主控芯片U2从引脚17中检测到低电平，判断为手环已经远离手腕；

d、主控芯片U2的的引脚18上连接有NPN型开关三极管，一旦检测到上述异常，主控芯片U2从引脚18输出高电平信号，发光二极管D1常亮，起到发光警示作用。

如图6-7所示，该实施例中新型防拆手环的工作方法，具体流程为：

a、手环开机启动，进行初始化操作，系统进入低功耗待机状态；

b、初始化完成后，在主控模块中设置电容感应开关中断以及防拆电子回路中断；电容感应开关中断的设置条件为：感应不到手腕皮肤且连续触发N1次中断；防拆电子回路中断的设置条件为：防拆电子回路断开且连续触发N2次中断；N1典型值为5，N2典型值为3；

c、若电容感应开关中断或者防拆电子回路中断中有一个被触发，则立即通过无线通信模块向管理平台发出警报；若电容感应开关中断及防拆电子回路中断均未被触发，则判定手环使用正常，自动触发提前设置好的定时中断，通过无线通信模块自动发出周期检测报告。

实施例二、

如图3所示，主控电路板1上设置有电源模块；电源模块包括一个400mAh纽扣电池、直流电压转换电路、电量检测电路；手环上的所有电路及模块均通过400mAh纽扣电池进行供电，并通过直流电压转换电路将初始电压转换成多种不同的电压连接到所有电路及模块；400mAh纽扣电池通过电量检测电路与主控模块相连接，电量检测电路用于检测电池电量数据并发送给主控模块。

主控电路板1上还设置有心率及血压监测模块、加速度传感器、NFC近场通信模块；心率及血压监测模块用于实时检测心率及血压数据；加速度传感器用于测量人体运动时的加速度，助于了解运动状态及身处的环境；NFC近场通信模块用于实现刷门禁开门和支付功能；心率及血压监测模块、加速度传感器、NFC近场通信模块均与主控模块电连接；主控模块采用具有独立计算功能的CPU芯片，负责采集与处理和芯片连接的各模块和电池电量数据，实时探测防拆电子回路的状态，并通过无线通信模块与管理平台进行通信。

本发明与现有技术相比，具有以下优势：

1)三级防拆机制，有效加强了手环的防拆功能；

2)采用中断触发机制，多次连续触发后生效，大大减少了误报率；

3)在保证功能完善可靠的基础上，实现了多级省电机制，降低了整机功耗；

4)环带的材质为导电硅胶，佩戴舒适，适合长期不间断使用。

上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种新型防拆手环，包括主控电路板(1)，其特征在于：还包括导电硅胶环带(2)、电容感应开关(4)；所述导电硅胶环带(2)为两条，两条导电硅胶环带的一端均连接至主控电路板(1)的外接引脚上，另一端通过异形螺丝(3)紧固相接；

所述电容感应开关(4)固定设置于主控电路板(1)的内侧，用于检测皮肤，当感应不到皮肤信号时，判断手环已远离手腕；所述主控电路板(1)上设置有主控模块、无线通信模块；两条导电硅胶环带通过主控模块呈环形连接形成防拆电子回路，当防拆电子回路断开时，判断手环已被破坏；所述无线通信模块与管理平台进行通信，通过无线信道收发数据；所述电容感应开关(4)、无线通信模块均与主控模块电连接。

2.根据权利要求1所述的新型防拆手环，其特征在于：所述主控电路板(1)上还设置有电源模块；所述电源模块包括一个400mAh纽扣电池、直流电压转换电路、电量检测电路；所述手环上的所有电路及模块均通过400mAh纽扣电池进行供电，并通过直流电压转换电路将初始电压转换成多种不同的电压连接到所有电路及模块；所述400mAh纽扣电池通过电量检测电路与主控模块相连接，电量检测电路用于检测电池电量数据并发送给主控模块。

3.根据权利要求2所述的新型防拆手环，其特征在于：所述主控电路板(1)上还设置有心率及血压监测模块、加速度传感器、NFC近场通信模块；所述心率及血压监测模块用于实时检测心率及血压数据；所述加速度传感器用于测量人体运动时的加速度，助于了解运动状态及身处的环境；所述NFC近场通信模块用于实现刷门禁开门和支付功能；所述心率及血压监测模块、加速度传感器、NFC近场通信模块均与主控模块电连接；所述主控模块采用具有独立计算功能的CPU芯片，负责采集与处理和芯片连接的各模块和电池电量数据，实时探测防拆电子回路的状态，并通过无线通信模块与管理平台进行通信。

4.根据权利要求1所述的新型防拆手环，其特征在于：所述电容感应开关包括集成电路U1；所述集成电路U1为单通道感应触发芯片，且芯片上设置有多个引脚；其中，引脚5上设置有U1内部处理电路，用于接收并处理皮肤感应信号；引脚7为电平输出引脚，用于在电容感应开关检测到皮肤信号时向主控模块输出高电平或者在电容感应开关未检测到皮肤信号时向主控模块输出低电平；所述主控模块包括主控芯片U2，主控芯片U2上设置有多个引脚；其中，引脚17与集成电路U1的引脚7相连接，用于接收皮肤感应信号；引脚19、引脚20分别与两条导电硅胶环带相连接，且引脚20为高电平输出端、引脚19为检测电平输入端；所述主控芯片U2的引脚18上设置有NPN型开关三极管，一旦检测到手环防拆功能异常，主控芯片U2从引脚18输出高电平信号，发光二极管D1常亮，起到发光警示作用。

5.一种如权利要求4所述的新型防拆手环的防拆方法，其特征在于：包括：

a、通过异形螺丝(3)增加手环的拆卸难度，使佩戴者在没有特定工具可用的情况下无法轻易拆卸手环；

b、两条导电硅胶环带通过主控模块呈环形连接，形成防拆电子回路；当回路连接正常时，主控芯片U2通过引脚20输出高电平，并通过引脚19接入高电平；一旦两条导电硅胶环带之间的连接断开，主控芯片U2通过引脚19检测到低电平，则判断手环已被破坏；

c、电容感应开关的集成电路U1是单通道感应触发芯片，当感应到手腕皮肤时，信号直接输入到集成电路U1的引脚5，经内部处理后，再从引脚7输出高电平到主控芯片U2的引脚17；若电容感应开关未检测到手腕皮肤，则主控芯片U2从引脚17中检测到低电平，判断为手环已经远离手腕；

d、主控芯片U2的的引脚18上连接有NPN型开关三极管，一旦检测到上述异常，主控芯片U2从引脚18输出高电平信号，发光二极管D1常亮，起到发光警示作用。

6.一种如权利要求4所述的新型防拆手环的工作方法，其特征在于：所述工作方法的具体流程为：

a、手环开机启动，进行初始化操作，系统进入低功耗待机状态；

b、初始化完成后，在主控模块中设置电容感应开关中断以及防拆电子回路中断；电容感应开关中断的设置条件为：感应不到手腕皮肤且连续触发N1次中断；防拆电子回路中断的设置条件为：防拆电子回路断开且连续触发N2次中断；

c、若电容感应开关中断或者防拆电子回路中断中有一个被触发，则立即通过无线通信模块向管理平台发出警报；若电容感应开关中断及防拆电子回路中断均未被触发，则判定手环使用正常，自动触发提前设置好的定时中断，通过无线通信模块自动发出周期检测报告。