CN109920210A - 一种基于隐蔽定位的弱势群体安全保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及安防设备技术领域，具体涉及一种基于隐蔽定位的弱势群体安全保护方法，将定位报警系统佩戴于弱势群体身上，并进行系统初始化；触发按键控制设备运行进入检测模式；判断在约定时间内是否有二次按键触发，若有触发则进入下一步，若无触发则转入平时模式；二次按键触发，主控芯片控制GSM模块发送消息到受警者手机；受警者收到短信后，依据对使用者所处状况做出判断；根据判断，选择发送位置信息到受警者手机或通过手机短信或红外遥控器来解除警报状态；本发明通过通讯系统提高可交互性，采用平时模式、检测模式和警报模式多种模式自动切换来降低功耗，在很大程度上避免了误报，提高了可交互性，且容易实现对弱势群体的帮助。

Description

一种基于隐蔽定位的弱势群体安全保护方法

技术领域

本发明涉及安防设备技术领域，具体涉及一种基于隐蔽定位的弱势群体安全保护方法。

背景技术

众所周知，随着中国老龄化的加速和二胎政策的实行，我国将迎来一个老年人和小孩比例高峰。而与此同时，一些问题也就暴露出来：

1)美国阿兹海默症协会发布今年数据，显示阿兹海默症患者数量持续上升，与此同时，这样的情况还在加剧。预计2025年时，65岁以上患者将比现在增加近3成，到2050年，人数更会翻倍，总人数超过1380万。市面上很多装置都会选择手环一类用于定位，但是，手环又过于显眼，与此同时，他们又都保留着人最基本的尊严，很多老人不想让别人知道他们的特殊情况。而阿尔兹海默症患者最让亲属担心的就是他们所在的位置，这就造成一个矛盾；

2)由于小孩的分辨本领和防暴本领较弱，拐卖儿童问题屡见不鲜，虽然有了类似I-Watch等设备，不过由于过于显眼，犯罪分子能够第一时间拆除而导致设备失效。

3)因为女士防暴能力一般，而身上多有贵重物品，因此女士路遇抢劫也成为了某些地区的常见犯罪问题。为了预防以上情况的发生，本设计针对弱势群体的安全问题设计了一套电子嵌入式定位系统。

此外，目前的报警设备都是有使用者主动去触发，但是很多情况下，使用者在发生紧急情况下并不记得及时报警或者没有能力报警，因此，希望能有一种智能自动化的报警方式。并且，可以在发生被犯罪分子脱落报警系统时，主动进行报警。

针对上述问题，本申请提供一种基于隐蔽定位的弱势群体安全保护方法，其具备隐蔽性强和智能报警的功能。本设计为解决同类的电子设备出现的高误报率、交互性差、高功耗问题，通过系统设计、工作模式设计、系统报警策略改进、电路设计和算法设计等方式得到了一套相较可观的解决方案。为了保持危险到来时信号的及时发出，采用经典的GSM来完成通讯系统。同时又加入了无线通信技术来跟现在的先进科技对接又增强设备的可利用性和嵌入式技术使功能相对完善。在本设计中，以STM32F103ZET6为核心，GSM与GPS作为通信和定位装置的嵌入式平台上进行测试。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种基于隐蔽定位的弱势群体安全保护方法，为保护弱势群体的安全，解决市面上大多数类似设备因为无法避免平时无意碰到等问题而导致的高误报率问题、交互性差以及高功耗等问题。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种基于隐蔽定位的弱势群体安全保护方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1将定位报警系统佩戴于弱势群体身上，并进行系统初始化；

S2触发按键控制设备运行进入检测模式；

S3判断在约定时间内是否有二次按键触发，若有触发则转入S4，若无触发则转入平时模式；

S4二次按键触发，主控芯片控制GSM模块发送消息到受警者手机；

S5受警者收到短信后，依据对使用者所处状况做出判断；

S6根据S5中的判断，选择发送位置信息到受警者手机或通过手机短信或红外遥控器来解除警报状态；

所述触发按键控制设备还包括自动触发装置，所述自动触发装置包括脉搏传感装置和计时器，当件脉搏传感器检测到脉搏频率发生变化，且超过平常测定的次数时，自动触发装置则判断认定人处于紧急情况，进而使所述触发按键控制设备处于触发模式。

优选的，所述S1中，所述系统初始化时，每一个初始化部分里面的代码在程序运行后，或库的begin-end块运行之前，delphi使用对单元相关树的深度优先遍历来运行初始化部分。

优选的，所述S1中，所述报警系统采用ATK-NEO-6MGPS模块作为定位模块，可通过串口进行参数的配置并设定其工作状态，开机后对GPS初始化，初始化完成后，GPS系统与卫星形成关联，能够得到有效信息。

优选的，所述S2中，按键在第一次触发时设备运行的状态称为检测模式。

优选的，所述S3中，当系统不处于检测模式和报警模式的状态称为平时模式，所述平时模式时系统内核停止工作，系统可以被按键装置开启进入检测模式。

优选的，所述S5中，如果是自然环境因素导致使用者需要穿衣或是收拢衣服而导致触发警报，同时受警者能确认使用者的安全问题，可通过短信回复命令来忽略本次警报同时进入警报模式。

优选的，所述S5中，如果受警者判断使用者危险，则短信回复命令使模块进入警报模式，通过GPS以及GSM模块协作，每隔相同时间就发送位置信息到受警者手机。

优选的，所述S6中，通过手机短信来解除警报状态，在模块进入警报状态后保持检测用户的短信命令，通过短信发送sleep可以控制模块进入平时模式。

优选的，所述S6中，通过红外遥控器的按键，协助解除警报状态控制模块进入平时模式；并且所述定位报警系统包括脱落测量传感装置，当该定位报警系统从使用者身上脱落时，定位报警系统将发送报警信号给受警者，由受警者在规定时间内确定是否报警给警察。

优选的，所述报警系统为金属材质，在边缘不影响设备操作的部分区域对称打孔，将该报警系统固定在等大的粘扣上，实现在衣服上固定。

本发明的有益效果为：

本发明设计了一种将物理干扰、过滤算法与人为判断相结合的策略，以达到消除系统误报的目的；通过通讯系统提高可交互性；采用平时模式、检测模式和警报模式多种模式自动切换来降低功耗，并且又设计了新电路来达到对GSM与GPS电源的控制以此来达到节省功耗的目的；通过定位系统实现对弱势群体在遇到困难时的及时救援。试验证明，该系统在很大程度上避免了误报，提高了可交互性，也达到了超低功耗的要求，且容易实现对弱势群体的帮助。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是一种基于隐蔽定位的弱势群体安全保护方法步骤原理图；

图2是本发明报警系统设计框图；

图3是本发明工作模式切换示意图；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例公开了如图1所示的一种基于隐蔽定位的弱势群体安全保护方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1将定位报警系统佩戴于弱势群体身上，并进行系统初始化；

S2触发按键控制设备运行进入检测模式；

S3判断在约定时间内是否有二次按键触发，若有触发则转入S4，若无触发则转入平时模式；

S4二次按键触发，主控芯片控制GSM模块发送消息到受警者手机；

S5受警者收到短信后，依据对使用者所处状况做出判断；

S6根据S5中的判断，选择发送位置信息到受警者手机或通过手机短信或红外遥控器来解除警报状态；

所述触发按键控制设备还包括自动触发装置，所述自动触发装置包括脉搏传感装置和计时器，当件脉搏传感器检测到脉搏频率发生变化，且超过平常测定的次数时，自动触发装置则判断认定人处于紧急情况，进而使所述触发按键控制设备处于触发模式。

S1中，所述系统初始化时，每一个初始化部分里面的代码在程序运行后，或库的begin-end块运行之前，delphi使用对单元相关树的深度优先遍历来运行初始化部分。报警系统采用ATK-NEO-6MGPS模块作为定位模块，可通过串口进行参数的配置并设定其工作状态，开机后对GPS初始化，初始化完成后，GPS系统与卫星形成关联，能够得到有效信息。

S2中，按键在第一次触发时设备运行的状态称为检测模式。

S3中，当系统不处于检测模式和报警模式的状态称为平时模式，所述平时模式时系统内核停止工作，系统可以被按键装置开启进入检测模式。

S5中，如果是自然环境因素导致使用者需要穿衣或是收拢衣服而导致触发警报，同时受警者能确认使用者的安全问题，可通过短信回复命令来忽略本次警报同时进入警报模式。如果受警者判断使用者危险，则短信回复命令使模块进入警报模式，通过GPS以及GSM模块协作，每隔相同时间就发送位置信息到受警者手机。

S6中，通过手机短信来解除警报状态，在模块进入警报状态后保持检测用户的短信命令，通过短信发送sleep可以控制模块进入平时模式。S6中，通过红外遥控器的按键，协助解除警报状态控制模块进入平时模式。

本实施例采用平时模式、检测模式和警报模式多种模式自动切换来降低功耗，并且又设计了新电路来达到对GSM与GPS电源的控制以此来达到节省功耗的目的；通过定位系统实现对弱势群体在遇到困难时的及时救援。试验证明，该系统在很大程度上避免了误报，提高了可交互性，也达到了超低功耗的要求，且容易实现对弱势群体的帮助。

实施例2

本实施例本设计以STM32F103ZET6为主控芯片。当按键被按下时，装置启动。通过GSM模块向手机发出信号，同时用户对警报信息进行判断；通过GSM实现与用户的信息交互，以达到实时通讯；通过GPS实现定位功能[4][5]；又加入了红外模块协助控制主控芯片。系统设计框图如图2所示。

设计中采用STM32F103ZET6支持的睡眠模式与平时模式[6]，按键在第一次触发时设备运行的状态称为检测模式，按键在第二次触发时设备运行的状态称为警报模式，警报在没有触发时设备运行的状态称为平时模式。以下为工作模式的切换设计：

(1)系统在上电启动后进入监测模式，如果在设定的一段时间内再次出现按键装置启动现象，则进入警报模式；若在设定的时间内没有任何异动发生，则系统自动切换到平时模式。

(2)系统处于平时模式时，系统内核停止工作，系统可以被按键装置开启进入检测模式。

系统通过三种工作模式的切换来降低功耗。工作模式切换如图3所示。

实施例3

本实施例改进了系统报警策略以解决普遍存在的误报率高的问题。

(1).物理干涉。设计员经过对3-8岁的不同年龄段的孩子进行力量测试，取得平均值，提高了按键强度，使之不会因为小动作触碰而导致工作模式的改变及求救发出，又解决了因为阈值过大导致警报不能及时发出的问题。

(2).本设计通过算法设计来实现报警策略的第二次判断。使监控模块能自动对警报的一些情况进行初步分析和判断，改善了误报情况的发生。监控模块依据这一算法滤掉可能引起警报启动的正常因素，比如孩子在一起玩闹，不经意碰到，或者摔倒导致的按键启动；颠簸引起的半规矩性按键启动。模块忽略此类异动后，进入正常检测状态。

(3).本设计采用了两种工作环境，在第一触碰按键时不会造成警报，只是变为检测模式。在之后的检测时间内，出现了第二次报警状况，才对手机发出紧急警报指令。在主控芯片的控制下通过GSM模块发送消息到受警者(接受警报信号的人，即短信接收端)手机[8]，受警者收到短信后，依据对使用者所处状况做出判断，具体判断情况如下：

如果是自然环境因素导致使用者需要穿衣或是收拢衣服而导致触发警报，同时受警者能确认使用者的安全问题，可通过短信回复命令来忽略本次警报同时进入警报模式；

如果受警者判断使用者危险，则短信回复命令使模块进入警报模式，通过GPS以及GSM模块协作[9]，每隔相同时间就发送位置信息到受警者手机[10]。

通过上述报警策略，在保证精确定位同时又能降低误报率和对人工判断的依赖性。

为了使装置能够在非危险情况下，以及在危险解除情况下解除警报状态，本系统中设计了两种解除模块报警的方式：

(1)通过手机短信来解除警报状态：在模块进入警报状态后保持检测用户的短信命令，通过短信发送sleep可以控制模块进入平时模式。

(2)通过红外遥控器协助解除警报状态控制模块进入平时模式。

本设计为金属材质，使装置体积做到尽量小。并在边缘不影响设备操作的部分区域对称打孔，将该装置固定在等大的粘扣上。来达到在衣服上固定、不易丢失并且隐蔽的特点。

测试结果

误报测试

测试中以轻微的触碰和穿脱衣服模拟产生误报信号，监控模块32％未从模式中唤醒，56％从模式中唤醒，不过由于算法这一模块的存在，导致装置没有进入警报模式而是等待后续信号以完成之后的判断。如果之后没有预保留信号的输入，5分钟后装置进入平时模式。

2报警测试

测试中以连续多次有效按键模拟报警信号，排除预保留信号的前提下，装置向受警者发送信息，得到受警者确认后向受警者发送位置信息。实验表明，在引入算法后，误报率高的问题有了明显的改善，因为各种模式切换和电路的再开发，实现了耗电量低的特点。实现了长期工作的目的。由于上电后装置需要时间来启动，所以装置在被触发后有一段时间的延迟。

3耗能测试

经统计，市面上大多数类似装置只能用大概8小时左右，在绝对待机的情况下只能维持20小时。经过使用多种工作模式自动切换以及控制GSM与GPS电源的方式，确实做到了极大地提高续航时间。

4隐蔽性测试

设计者和同学将其戴在身上10天，没有人被问到关于本设备的问题，没有引起大家的注意，证实隐蔽性良好。

5可拆卸测试

设计者将该装置固定在不同材质的衣服上。在将公扣缝在所需衣物上时，附着效果良好，可重复利用50次以上。在没有公扣的前提下，除了毛衣效果一般，其他非毛料衣物效果很差。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于隐蔽定位的弱势群体安全保护方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1将定位报警系统佩戴于弱势群体身上，并进行系统初始化；

S2触发按键控制设备运行进入检测模式；

S3判断在约定时间内是否有二次按键触发，若有触发则转入S4，若无触发则转入平时模式；

S4二次按键触发，主控芯片控制GSM模块发送消息到受警者手机；

S5受警者收到短信后，依据对使用者所处状况做出判断；

S6根据S5中的判断，选择发送位置信息到受警者手机或通过手机短信或红外遥控器来解除警报状态；

所述触发按键控制设备还包括自动触发装置，所述自动触发装置包括脉搏传感装置和计时器，当件脉搏传感器检测到脉搏频率发生变化，且超过平常测定的次数时，自动触发装置则判断认定人处于紧急情况，进而使所述触发按键控制设备处于触发模式。

2.根据权利要求1所述的基于隐蔽定位的弱势群体安全保护方法，其特征在于，所述S1中，所述系统初始化时，每一个初始化部分里面的代码在程序运行后，或库的begin-end块运行之前，delphi使用对单元相关树的深度优先遍历来运行初始化部分。

3.根据权利要求1所述的基于隐蔽定位的弱势群体安全保护方法，其特征在于，所述S1中，所述报警系统采用ATK-NEO-6MGPS模块作为定位模块，可通过串口进行参数的配置并设定其工作状态，开机后对GPS初始化，初始化完成后，GPS系统与卫星形成关联，能够得到有效信息。

4.根据权利要求1所述的基于隐蔽定位的弱势群体安全保护方法，其特征在于，所述S2中，按键在第一次触发时设备运行的状态称为检测模式。

5.根据权利要求1所述的基于隐蔽定位的弱势群体安全保护方法，其特征在于，所述S3中，当系统不处于检测模式和报警模式的状态称为平时模式，所述平时模式时系统内核停止工作，系统可以被按键装置开启进入检测模式。

6.根据权利要求1所述的基于隐蔽定位的弱势群体安全保护方法，其特征在于，所述S5中，如果是自然环境因素导致使用者需要穿衣或是收拢衣服而导致触发警报，同时受警者能确认使用者的安全问题，可通过短信回复命令来忽略本次警报同时进入警报模式。

7.根据权利要求1所述的基于隐蔽定位的弱势群体安全保护方法，其特征在于，所述S5中，如果受警者判断使用者危险，则短信回复命令使模块进入警报模式，通过GPS以及GSM模块协作，每隔相同时间就发送位置信息到受警者手机。

8.根据权利要求1所述的基于隐蔽定位的弱势群体安全保护方法，其特征在于，所述S6中，通过手机短信来解除警报状态，在模块进入警报状态后保持检测用户的短信命令，通过短信发送sleep可以控制模块进入平时模式。

9.根据权利要求1所述的基于隐蔽定位的弱势群体安全保护方法，其特征在于，所述S6中，通过红外遥控器的按键，协助解除警报状态控制模块进入平时模式；并且所述定位报警系统包括脱落测量传感装置，当该定位报警系统从使用者身上脱落时，定位报警系统将发送报警信号给受警者，由受警者在规定时间内确定是否报警给警察。

10.根据权利要求1所述的基于隐蔽定位的弱势群体安全保护方法，其特征在于，所述报警系统为金属材质，在边缘不影响设备操作的部分区域对称打孔，将该报警系统固定在等大的粘扣上，实现在衣服上固定。