CN111260878B - 一种基于蓝牙手环和智能终端的全连接押解报警系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于蓝牙手环和智能终端的全连接押解报警系统，包括蓝牙手环、智能终端和监管平台；本发明是将多个民警与多个犯人间建立全连接关系网，在监控押解的实时位置与轨迹等传统功能基础上，还能够实时监测犯人心率、运动状态、警犯比例和警犯距离等数据，来做出犯人情绪、犯人运动加速度、警犯比例过小和警犯距离较远等风险预警，并依据心率、运动加速度、警犯距离和GPS坐标数据等多重手段及时的检测犯人脱逃状况，以触发安全警报，同时还可将各智能终端上传的押解数据相互研判、联系，以免出现设备抢夺等情况，进而在确保多重监管的同时，还提高了对犯人监管的安全可控性。

Description

一种基于蓝牙手环和智能终端的全连接押解报警系统
技术领域
本发明涉及监狱押解监管技术领域，具体为一种基于蓝牙手环和智能终端的全连接押解报警系统。
背景技术
大多数情况下，监狱在押犯人需要押解至其它监狱处、就医处时，由于犯人的监管条件受限，民警的业务规范程度不受控，则易导致犯人的逃脱风险增大，而现有的押解装置主要有四种类型：
（1）普通脚镣，不具备信息化手段，仅用作限制活动；
（2）智能终端、测距终端和脚镣或手环的组合，智能终端与测距终端建立连接，并依据测距终端采集犯人距离信息，该类设备需一一配对使用；
（3）智能终端和脚镣或手环的组合，该类设备与第（2）种类似，将测距功能集成至智能终端，智能终端可监测到脚镣或手环的距离，在脱逃时报警，该类设备也是一对一配对使用；
（4）独立的智能脚镣，智能脚镣的内部设置有GPS模块、传输模块，可将位置实时的传回至指挥平台；
但受限于技术体制的原因，上述装置存在以下的缺陷、不足：
（一）现有的设备无法做到多对多的多人配对，已有的智能终端和脚镣或手环仅为单一的配对使用，单个的智能终端也仅能采集一个脚镣或手环的信息，特定的脚镣或手环需使用特定的智能终端，而一般存在有多个民警与多个犯人，则将出现一个民警携带多个智能终端的情况；
（二）民警的工作规范性不受监管，在实际押解过程中，民警的工作规范性是安全押解的重要保障之一，大多数押解设备仅由犯人独立的佩戴，其与押解民警间的距离不受控制，无法形成对民警的监管；
（三）现有的设备不具备风险预警的功能，仅是检测罪犯有没有偏离路线，当犯人身边的民警过少或大部分民警距离犯人过远时，现有的设备不能及时提醒，不具备风险预警的功能；
（四）民警和犯人缺乏协同监管，现有的设备大多是针对罪犯的实时位置、轨迹做上报，但无法监管民警的工作状态，是否远离罪犯等信息，指挥中心没有手段监管；
（五）现有的设备未考虑到犯人抢夺设备的情况，计划逃跑的犯人通常穷凶恶极、事先做过一定的准备工作，如果有意抢夺智能终端一同逃跑，指挥中心无法判断犯人是否在正常押解状态；
针对以上问题，本发明提出一种适合多对多相配对的押解报警系统，为押解过程提供民警与犯人间的协同监管和脱逃报警，实现每个民警都能同时监管所有犯人，在民警与犯人间建立网络全连接，实现多重监管，并防止单一智能设备被篡改或丢失，且在智能设备丢失等最坏情况下，指挥中心基于多数胜出原则依然有办法分辨犯人是否脱逃；
为了解决上述缺陷，现提供一种技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于蓝牙手环和智能终端的全连接押解报警系统，本发明是将多个民警与多个犯人间建立全连接关系网，在监控押解的实时位置与轨迹等传统功能基础上，还能够实时监测犯人心率、运动状态、警犯比例和警犯距离等数据，来做出犯人情绪、犯人运动加速度、警犯比例过小和警犯距离较远等风险预警，并依据心率、运动加速度、警犯距离和GPS坐标数据等多重手段及时的检测犯人脱逃状况，以触发安全警报，同时还可将各智能终端上传的押解数据相互研判、联系，以免出现设备抢夺等情况，进而在确保多重监管的同时，还提高了对犯人监管的安全可控性。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于蓝牙手环和智能终端的全连接押解报警系统，包括蓝牙手环、智能终端和监管平台；
所述蓝牙手环设置于犯人的手腕处，用于监测犯人的押解数据，且押解数据包括犯人心率、犯人运动状态，并将周期性监测到的犯人的押解数据传输至智能终端，且蓝牙手环的表带内部设置有预埋检测电路，当其表带被剪断时，蓝牙手环触发蓝牙报警；
所述智能终端设置于随犯人同行的民警处，用于将周期性获取到的犯人的押解数据与GPS坐标数据经4G网络传输至监管平台，且智能终端为双模式的智能手机；
所述监管平台设置于指挥中心的机房服务器处，经4G网络与智能终端相连接，且每个智能终端均上报各蓝牙手环所监测到的犯人的押解数据至监管平台，能够在多个民警和多个被押犯人间建立全连接关系网，任一民警均能监测周围所有犯人的押解数据，而智能终端和蓝牙手环一同形成N*M的Mesh网络。
进一步的，所述蓝牙手环由感应式外壳、防拆扣、电池和内部功能电路组成；所述感应式外壳采用表带与表盘的一体化设计，两根表带内部分别设置有一根回路金属线，构成预埋检测电路，用于感应表带的通断；所述防拆扣采用特制的专用镙钉栓固，且特制的专用螺钉与指挥中心配套的解除工具相配合；所述电池采用聚合物电池、纽扣电池；所述内部功能电路由感知电路、处理电路和收发电路组成，所述感知电路由剪断触发电路、重力采集电路和心率采集电路组成，所述处理电路由两个ARM处理器、1MB内存的RAM和Flash组成，两个ARM处理器分别用于控制采集和数据打包发送，1MB内存的RAM和Flash与ARM处理器一同构成乒乓电路，所述收发电路用于将采集到的各项数据进行传输。
进一步的，所述犯人心率表示为心率值，所述犯人运动状态表示为运动加速度；所述智能终端的信息上报格式为智能终端ID、GPS坐标数据、蓝牙手环ID、心率值和运动加速度，且监管平台获取到的押解数据缺失、不全时，则触发监管平台警报。
进一步的，所述监管平台用于对犯人的实时位置与轨迹进行违规分析，依据GPS坐标数据对犯人的实时位置与轨迹进行定位，当实时位置与轨迹偏离预定路线超过预设时长或预设距离时，则触发指挥中心警报，且当各智能终端所上传的犯人的实时位置与轨迹不一致时，则触发智能终端警报和指挥中心警报。
进一步的，所述监管平台用于检测犯人的脱逃情况，具体方式如下：当犯人与随其同行的民警间的距离位于预设距离之外，同时半数以上的智能终端无法获取到设置于犯人手腕处的蓝牙手环的押解数据时，则监管平台以时间为基准检测蓝牙手环的押解数据的时效性，当超过阈值时长无押解数据上报时，则触发监管平台警报和智能终端警报。
进一步的，所述监管平台用于对犯人心率、犯人运动状态进行预警分析，依据蓝牙手环监测每位犯人的心率值与运行加速度，并将其上报至民警处的智能终端，智能终端经4G网络上报至监管平台，当犯人的心率值超过预设范围时，则触发监管平台预警和智能终端预警，进而依据生理体征来预警犯人的脱逃风险，以及通过运动感知检测犯人的脱逃状况。
进一步的，所述监管平台用于对民警监管状态进行监测分析，监管平台依据各智能终端上报的押解数据，来判断民警与犯人是否位于同一范围内，并通过汇聚所有智能终端上报的押解数据，来获取民警与犯人间的比例状况，当比例状况位于预设范围之外时，则触发指挥中心预警和智能终端预警，当有犯人的押解数据缺失时，则触发指挥中心警报和智能终端警报，进而通过全连接关系网的方式来判断民警与犯人间的聚集性，以检测犯人脱逃的风险和民警的工作规范性。
进一步的，所述监管平台当多个智能终端上传的数据出现数据不全，或各智能终端轨迹上传的轨迹不一致时，可以判断押解出现异常，将立即触发警报。
进一步的，所述智能终端用于对民警的工作规范进行管理分析，实时监测民警与犯人的聚集比例，以及该聚集比例的各变化值，同时还实时监测民警的实时位置与轨迹，并将上述的各项数据均传输至监管平台。
本发明的有益效果：
本发明具备犯人脱逃检测与报警的功能，当犯人与随其同行的民警间的距离位于预设距离之外，同时半数以上的智能终端无法获取到设置于犯人手腕处的蓝牙手环的押解数据时，则触发监管平台警报和智能终端警报；
本发明具备犯人心率状态监测与情绪预警的功能，通过监测犯人心率，在监管平台与智能终端上提前预警犯人的情绪异常，提前发现押解风险；
本发明具备分析民警的工作规范性的功能，依据全程的数据监测，分析民警与犯人间的聚集性，实时监测每位民警是否与犯人在一起，有无长期或多次脱离犯人等违规事件的发生；
本发明具备警犯比状态监测和预警的功能，监管平台通过汇聚各智能终端的押解数据来获取民警与犯人间的比例状况，比例过小时触发风险预警，有犯人的押解数据缺失时，则触发警报；
本发明具备实时位置与轨迹分析的功能，根据GPS坐标数据定位押解的实时位置和运行轨迹，当轨迹偏离预定路线时，触发指挥中心警报；
本发明具备智能终端防抢夺的功能，当多个智能终端上传的押解数据出现数据不全、差异时，则判断押解过程出现异常，立即触发警报；
进而依据多个民警与多个犯人间建立全连接关系网，在监控押解的实时位置与轨迹等传统功能基础上，还能够实时监测犯人心率、运动状态、警犯比例和警犯距离等数据，来做出犯人情绪、犯人运动加速度、警犯比例过小和警犯距离较远等风险预警，并依据心率、运动加速度、警犯距离和GPS坐标数据等多重手段及时的检测犯人脱逃状况，以触发安全警报，同时还可将各智能终端上传的押解数据相互研判、联系，以免出现设备抢夺等情况，进而在确保多重监管的同时，还提高了对犯人监管的安全可控性。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明；
图1为本发明的蓝牙手环、智能终端和监管平台的全连接关系网示意图；
图2为本发明的系统框图；
图3为本发明的蓝牙手环的内部功能电路示意图；
图4为本发明的押解任务流程图；
图5为本发明的心率监测流程图；
图6为本发明的警犯比监测流程图；
图7为本发明的脱逃监测流程图。
具体实施方式
如图1-7所示，一种基于蓝牙手环和智能终端的全连接押解报警系统，包括蓝牙手环、智能终端和监管平台；
蓝牙手环设置于犯人的手腕处，用于监测犯人的押解数据，且押解数据包括犯人心率、犯人运动状态，并将周期性监测到的犯人的押解数据传输至智能终端，且蓝牙手环的表带内部设置有预埋检测电路，当其表带被剪断时，蓝牙手环触发蓝牙报警；而犯人心率表示为心率值，犯人运动状态表示为运动加速度；智能终端的信息上报格式为智能终端ID、GPS坐标数据、蓝牙手环ID、心率值和运动加速度，且监管平台获取到的押解数据缺失、不全时，则触发监管平台警报；
其中，蓝牙手环由感应式外壳、防拆扣、电池和内部功能电路组成；感应式外壳采用表带与表盘的一体化设计，两根表带内部分别设置有一根回路金属线，构成预埋检测电路，用于感应表带的通断；防拆扣采用特制的专用镙钉栓固，且特制的专用螺钉与指挥中心配套的解除工具相配合；电池采用聚合物电池、纽扣电池；内部功能电路由感知电路、处理电路和收发电路组成，感知电路由剪断触发电路、重力采集电路和心率采集电路组成，处理电路由两个ARM处理器、1MB内存的RAM和Flash组成，两个ARM处理器分别用于控制采集和数据打包发送，1MB内存的RAM和Flash与ARM处理器一同构成乒乓电路，收发电路用于将采集到的各项数据进行传输；
智能终端设置于随犯人同行的民警处，用于将周期性获取到的犯人的押解数据与GPS坐标数据经4G网络传输至监管平台，且智能终端为双模式的智能手机；
监管平台设置于指挥中心的机房服务器处，经4G网络与智能终端相连接，且每个智能终端均上报各蓝牙手环所监测到的犯人的押解数据至监管平台，能够在多个民警和多个被押犯人间建立全连接关系网，任一民警均能监测周围所有犯人的押解数据，而智能终端和蓝牙手环一同形成N*M的Mesh网络；
其中，监管平台用于对犯人的实时位置与轨迹进行违规分析，依据GPS坐标数据对犯人的实时位置与轨迹进行定位，当实时位置与轨迹偏离预定路线超过预设时长或预设距离时，则触发指挥中心警报，且当各智能终端所上传的犯人的实时位置与轨迹不一致时，则触发智能终端警报和指挥中心警报；
其中，监管平台用于检测犯人的脱逃情况，具体方式如下：当犯人与随其同行的民警间的距离位于预设距离之外，同时半数以上的智能终端无法获取到设置于犯人手腕处的蓝牙手环的押解数据时，则监管平台以时间为基准检测蓝牙手环的押解数据的时效性，当超过阈值时长无押解数据上报时，则触发监管平台警报和智能终端警报；
其中，监管平台用于对犯人心率、犯人运动状态进行预警分析，依据蓝牙手环监测每位犯人的心率值与运行加速度，并将其上报至民警处的智能终端，智能终端经4G网络上报至监管平台，当犯人的心率值超过预设范围时，则触发监管平台预警和智能终端预警，进而依据生理体征来预警犯人的脱逃风险，以及通过运动感知检测犯人的脱逃状况；
其中，监管平台用于对民警监管状态进行监测分析，监管平台依据各智能终端上报的押解数据，来判断民警与犯人是否位于同一范围内，并通过汇聚所有智能终端上报的押解数据，来获取民警与犯人间的比例状况，当比例状况位于预设范围之外时，则触发指挥中心预警和智能终端预警，当有犯人的押解数据缺失时，则触发指挥中心警报和智能终端警报，进而通过全连接关系网的方式来判断民警与犯人间的聚集性，以检测犯人脱逃的风险和民警的工作规范性；
其中，监管平台当多个智能终端上传的数据出现数据不全，或各智能终端轨迹上传的轨迹不一致时，可以判断押解出现异常，将立即触发警报；
其中，智能终端用于对民警的工作规范进行管理分析，实时监测民警与犯人的聚集比例，以及该聚集比例的各变化值，同时还实时监测民警的实时位置与轨迹，并将上述的各项数据均传输至监管平台；
且犯人的押解过程分为任务新建、人员绑定、设备绑定、设备组网、任务执行、过程监控和完成复位，如图4所示；
其中的关键方法如下：
（1）心率监测过程：通过蓝牙手环和智能终端采集与上报犯人的心率值，监管平台通过比对各犯人的历史心率值，结合犯人的运动状态与一段时间内的比对情况，来判断犯人的情绪与生理状态，并采用预警和报警的双重标准进行监管，如图5所示；
（2）警犯比监测过程：先通过采集到的GPS坐标数据确定民警与犯人间的最大聚集点，再以该处为范围中心分析犯人与民警间的比例状况，以及民警脱离队伍的押解情况，若民警的比例低于预设比例，则触发报警，若有个别民警脱离但犯人与民警间的比例状况尚在预设范围内，则只触发预警，且记录该民警的规范性情况，如图6所示；
（3）脱逃监测过程：先根据GPS坐标数据的轨迹确定是否存在偏离预设押解路线的现象出现，若存在集体的偏离现象，则触发预警，集体偏离的可能性不大，更大可能是城市中的GPS坐标数据偏移所造成的，因此需要依据个别的聚集性来分析真实的监管状态；若少量的民警和犯人脱离路线，则可能是出现设备抢夺事件，因为多数民警和犯人脱离路线的可能极小，则说明该少量的民警队伍出现异常，则触发报警，如图7所示。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于蓝牙手环和智能终端的全连接押解报警系统，其特征在于，包括蓝牙手环、智能终端和监管平台；
所述蓝牙手环设置于犯人的手腕处，用于监测犯人的押解数据，且押解数据包括犯人心率、犯人运动状态，并将周期性监测到的犯人的押解数据传输至智能终端，且蓝牙手环的表带内部设置有预埋检测电路，当其表带被剪断时，蓝牙手环触发蓝牙报警；
所述智能终端设置于随犯人同行的民警处，用于将周期性获取到的犯人的押解数据与GPS坐标数据经4G网络传输至监管平台，且智能终端为双模式的智能手机；
所述监管平台设置于指挥中心的机房服务器处，经4G网络与智能终端相连接，且每个智能终端均上报各蓝牙手环所监测到的犯人的押解数据至监管平台，而智能终端和蓝牙手环一同形成N*M的Mesh网络；
所述犯人心率表示为心率值，所述犯人运动状态表示为运动加速度；所述智能终端的信息上报格式为智能终端ID、GPS坐标数据、蓝牙手环ID、心率值和运动加速度，且监管平台获取到的押解数据缺失、不全时，则触发监管平台警报；
所述监管平台用于对犯人的实时位置与轨迹进行违规分析，依据GPS坐标数据对犯人的实时位置与轨迹进行定位，当实时位置与轨迹偏离预定路线超过预设时长或预设距离时，则触发指挥中心警报，且当各智能终端所上传的犯人的实时位置与轨迹不一致时，则触发智能终端警报和指挥中心警报；
所述监管平台用于检测犯人的脱逃情况，具体方式如下：当犯人与随其同行的民警间的距离位于预设距离之外，同时半数以上的智能终端无法获取到设置于犯人手腕处的蓝牙手环的押解数据时，则监管平台以时间为基准检测蓝牙手环的押解数据的时效性，当超过阈值时长无押解数据上报时，则触发监管平台警报和智能终端警报；
所述监管平台用于对犯人心率、犯人运动状态进行预警分析，依据蓝牙手环监测每位犯人的心率值与运行加速度，并将其上报至民警处的智能终端，智能终端经4G网络上报至监管平台，当犯人的心率值超过预设范围时，则触发监管平台预警和智能终端预警；
所述监管平台用于对民警监管状态进行监测分析，监管平台依据各智能终端上报的押解数据，来判断民警与犯人是否位于同一范围内，并通过汇聚所有智能终端上报的押解数据，来获取民警与犯人间的比例状况，当比例状况位于预设范围之外时，则触发指挥中心预警和智能终端预警，当有犯人的押解数据缺失时，则触发指挥中心警报和智能终端警报；
所述监管平台当多个智能终端上传的数据出现数据不全，或各智能终端轨迹上传的轨迹不一致时，可以判断押解出现异常，将立即触发警报；
所述智能终端用于对民警的工作规范进行管理分析，实时监测民警与犯人的聚集比例，以及该聚集比例的各变化值，同时还实时监测民警的实时位置与轨迹，并将上述的各项数据均传输至监管平台。
2.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙手环和智能终端的全连接押解报警系统，其特征在于，所述蓝牙手环由感应式外壳、防拆扣、电池和内部功能电路组成；所述感应式外壳采用表带与表盘的一体化设计，两根表带内部分别设置有一根回路金属线，构成预埋检测电路，用于感应表带的通断；所述防拆扣采用特制的专用镙钉栓固，且特制的专用螺钉与指挥中心配套的解除工具相配合；所述电池采用聚合物电池、纽扣电池；所述内部功能电路由感知电路、处理电路和收发电路组成，所述感知电路由剪断触发电路、重力采集电路和心率采集电路组成，所述处理电路由两个ARM处理器、1MB内存的RAM和Flash组成，两个ARM处理器分别用于控制采集和数据打包发送，1MB内存的RAM和Flash与ARM处理器一同构成乒乓电路，所述收发电路用于将采集到的各项数据进行传输。
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