CN112995910A - 一种警用探针系统及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种警用探针系统及其工作方法，警用探针系统包括微控制单元以及与所述微控制单元电连接的GPS定位模块、通信模块、锂离子电池和射频天线，所述通信模块包括WIFI子模块，所述WIFI子模块用于收集访问接入该WIFI子模块无线热点的相关数据并发送至所述微控制单元，所述GPS定位模块用于采集巡警的实时定位信息，所述微控制单元用于获取所述相关数据以及所述实时定位信息，并通过所述射频天线发送至外网服务器。再通过与内网数据库进行比对，筛选出警用探针系统覆盖范围内存在的嫌疑人用户，并通过信号强度测算WIFI设备与警用探针系统的距离，为巡警提供嫌疑人的个人信息，能快速精准的筛选出有作案嫌疑的目标群体。

Description

一种警用探针系统及其工作方法
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，更具体地说是指一种警用探针系统及其工作方法。
背景技术
随着无线通信技术的发展，其应用也越来越广泛，在警用装备领域，需要通过配备一些特殊的无线通信装备，来提高治安维稳的效率及社会安全治理水平。
巡警配备的传统警用通讯设备面对日益复杂化、多样化的犯罪，应对突发状况无法做到提前预知、防患于未然。
发明内容
为了解决上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种警用探针系统及其工作方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种警用探针系统，包括微控制单元以及与所述微控制单元电连接的GPS定位模块、通信模块、锂离子电池和射频天线，所述通信模块包括WIFI子模块，所述WIFI子模块用于收集访问接入该WIFI子模块无线热点的相关数据并发送至所述微控制单元，所述GPS 定位模块用于采集巡警的实时定位信息，所述微控制单元用于处理所述相关数据以及所述实时定位信息，并通过所述射频天线发送至外网服务器。
其进一步技术方案为：所述GPS定位模块包括GPS芯片以及GPS陶瓷天线，所述GPS芯片用于采集巡警的实时定位，所述GPS陶瓷天线用于接收GPS 信号。
其进一步技术方案为：所述警用探针系统还包括充电模块，所述充电模块与微控制单元电连接，所述充电模块包括充电IC以及与所述充电IC电连接的充电接口。
其进一步技术方案为：所述通信模块还包括eSIM卡，所述eSIM卡与所述微控制单元电连接。
其进一步技术方案为：所述警用探针系统还包括电源开关、电容触摸屏和蜂鸣器，所述电源开关、所述电容触摸屏和所述蜂鸣器均与所述微控制单元电连接。
其进一步技术方案为：所述WIFI子模块内置网络协议IEEE802.11b.g.n协议栈以及TCP/IP协议栈。
其进一步技术方案为：所述相关数据包括终端MAC地址、帧类型和信号强度。
其进一步技术方案为：所述微控制单元的芯片型号为Hi2115 NB-IOT。
一种警用探针系统的工作方法，基于如上所述的警用探针系统，包括以下步骤：
WIFI子模块实时记录采集访问过该WIFI子模块无线热点的终端MAC地址、帧类型、信号强度和时间戳，得到采集数据，并将所述采集数据发送至微控制单元；
微控制单元接收所述采集数据，并判断警用探针系统是否处于NB-iot网络状态下；
若警用探针系统处于NB-iot网络状态下，则将所述采集数据通过NB-iot 网络发送至外网服务器；
外网服务器将所述采集数据与内网数据库进行比对；
若所述终端MAC地址与内网数据库中的MAC信息匹配时，则将所述终端 MAC地址列为异常对象，关联终端持有人的个人信息，得到异常数据，并将异常数据打包发送至警用探针系统；
警用探针系统接收所述异常数据，自动亮屏，蜂鸣器开始短音提示报警，并锁定所述终端MAC地址的信号源，实时刷新终端接入时的信号强度，并测算出移动速度及距离；
若警用探针系统不处于NB-iot网络状态下，则将所述采集数据以及GPS定位模块采集的GPS经纬度信息打包发送至所述微控制单元的寄存器上，并每60 秒尝试连接一次NB-iot网络；
若连接NB-iot网络成功，则将所述寄存器上缓存的采集数据以及GPS经纬度信息发送至外网服务器。
其进一步技术方案为：所述内网数据库包括嫌疑人信息库以及三大运营商提供的MAC数据库。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明一种警用探针系统通过 WIFI子模块收集访问接入该WIFI子模块无线热点的相关数据并发送至微控制单元，通过GPS定位模块采集巡警的实时定位信息，通过微控制单元处理相关数据以及实时定位信息，并通过射频天线发送至外网服务器，通过锂离子电池为警用探针系统提供电源，射频天线用于发送和接收NB-IOT网络信号，采用NB-IOT网络传输WIFI子模块采集到的WIFI设备的MAC地址、帧类型、信号强度等，并通过射频天线发送至外网服务器，再通过与内网数据库进行比对，筛选出警用探针系统覆盖范围内存在的嫌疑人用户，并通过信号强度测算WIFI设备与警用探针系统的距离，为巡警提供嫌疑人的个人信息。本警用探针系统可有效解决巡警面对庞大的流动群体，能快速精准的筛选出有作案嫌疑的目标群体，并提供其联系方式、活动距离等。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述说明和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，特举较佳实施例，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明一种警用探针系统的电路连接图；
图2为本发明一种警用探针系统的工作方法的流程框图。
附图标记：
10、GPS芯片；20、GPS陶瓷天线；30、WIFI子模块；40、eSIM卡；50、锂离子电池；60、视频天线；70、电源开关；80、电容触摸屏；90、微控制单元；100、充电模块；110、蜂鸣器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
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，所描述的实施例仅仅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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。
如图1所示，一种警用探针系统，包括微控制单元90以及与微控制单元 90电连接的GPS定位模块、通信模块、锂离子电池50和射频天线，通信模块包括WIFI子模块30，WIFI子模块30用于收集访问接入该WIFI子模块30 无线热点的相关数据并发送至微控制单元90，GPS定位模块用于采集巡警的实时定位信息，微控制单元90用于处理相关数据以及实时定位信息，并通过射频天线发送至外网服务器。具体地，锂离子电池50为警用探针系统提供电源，射频天线用于发送和接收NB-IOT网络信号，使用NB-IOT网络，其具有的窄带宽、低功耗的特性，使本警用探针系统具有待机时间长、抗干扰能力强的优势，采用NB-IOT网络传输WIFI子模块采集到的WIFI设备的MAC 地址、帧类型、信号强度等，并通过射频天线发送至外网服务器，再通过与内网数据库进行比对，筛选出警用探针系统覆盖范围内存在的嫌疑人用户，并通过信号强度测算WIFI设备与警用探针系统的距离，为巡警提供嫌疑人的个人信息。本警用探针系统可有效解决巡警面对庞大的流动群体，能快速精准的筛选出有作案嫌疑的目标群体，并提供其联系方式、活动距离等。
在一实施例中，GPS定位模块包括GPS芯片10以及GPS陶瓷天线20， GPS芯片10用于采集巡警的实时定位，GPS陶瓷天线20用于接收GPS信号，选用有源GPS陶瓷天线20，有源天线带一截同轴线，布板时尽可能缩短其天线与芯片口的距离，减少其余器件对GPS信号的干扰，以保证其定位的精度。 GPS模块采集到定位经纬度以后，将数据打包为NMEA语句，然后发送至微控制单元90。
在一实施例中，警用探针系统还包括充电模块100，充电模块100与微控制单元90电连接，充电模块100包括充电IC以及与充电IC电连接的充电接口，其采用的充电IC可完成电池充电、保护及电量显示，以达到智能化电池数据通讯。
在一实施例中，通信模块还包括eSIM卡40，eSIM卡40与微控制单元 90电连接，并采用三大运营商的通信卡，提供通信服务，采用贴片方式安装的通信卡，可靠性强、故障率低，极大提升做为警用装备的可维护性。
在一实施例中，警用探针系统还包括电源开关70、电容触摸屏80和蜂鸣器110，电源开关70、电容触摸屏80和蜂鸣器110均与微控制单元90电连接。电源开关70用于切断和开启警用探针系统的主电源，电容触摸屏80用于显示系统信息，配备了电容触摸屏80，可操作性强，具备体验良好的人机交互，简单易操作。在警用探针系统收到异常数据时，蜂鸣器110开始短音提示报警。
在一实施例中，WIFI子模块30内置网络协议IEEE802.11b.g.n协议栈以及TCP/IP协议栈，实现可向其信号覆盖范围内提供可访问的无线热点。
在一实施例中，相关数据包括终端MAC地址、帧类型和信号强度。以便与三大运营商MAC数据库及公民信息数据库进行比对，筛选出警用探针系统覆盖范围内存在的嫌疑人用户。
在一实施例中，微控制单元90的芯片型号为Hi2115 NB-IOT。
在另一实施例中，该警用探针系统还包括若干个与微控制单元90连接的外围电路，用于输入和输出指定的数字信号、模拟信号到微控制单元90。
如图2所示，一种警用探针系统的工作方法，基于如上所述的警用探针系统，包括以下步骤：
S10、WIFI子模块实时记录采集访问过该WIFI子模块无线热点的终端 MAC地址、帧类型、信号强度和时间戳，得到采集数据，并将采集数据发送至微控制单元。
S20、微控制单元接收采集数据，并判断警用探针系统是否处于NB-iot网络状态下。
S30、若警用探针系统处于NB-iot网络状态下，则将采集数据通过NB-iot 网络发送至外网服务器。
S40、外网服务器将采集数据与内网数据库进行比对。
S50、若终端MAC地址与内网数据库中的MAC信息匹配时，则将终端MAC 地址列为异常对象，关联终端持有人的个人信息，得到异常数据，并将异常数据打包发送至警用探针系统。
S60、警用探针系统接收异常数据，自动亮屏，蜂鸣器开始短音提示报警，并锁定终端MAC地址的信号源，实时刷新终端接入时的信号强度，并测算出移动速度及距离。
S70、若警用探针系统不处于NB-iot网络状态下，则将采集数据以及GPS 定位模块采集的GPS经纬度信息打包发送至微控制单元的寄存器上，并每60 秒尝试连接一次NB-iot网络。
S80、若连接NB-iot网络成功，则将寄存器上缓存的采集数据以及GPS经纬度信息发送至外网服务器，并执行步骤S40至S60。
具体地，当巡警在执行巡逻任务时，按下电源按钮使设备处于开机状态，设备屏幕状态栏显示其电量、热点开关状态、NB-IOT网络信号强度。巡查任务结束时，按下电源按钮，设备切断主电源，进入关机状态。本警用探针系统的工作方法通过WIFI子模块收集访问接入该WIFI子模块无线热点的采集数据并发送至微控制单元，通过GPS定位模块采集巡警的实时定位信息，通过微控制单元处理相关数据以及实时定位信息，并通过NB-iot网络发送至外网服务器，即采用射频天线传输WIFI子模块采集到的WIFI设备的MAC地址、帧类型、信号强度等，通过NB-iot网络发送至外网服务器，并与内网数据库进行比对，筛选出警用探针系统覆盖范围内存在的嫌疑人用户，并通过信号强度测算 WIFI设备与警用探针系统的距离，为巡警提供嫌疑人的个人信息，可有效解决巡警面对庞大的流动群体，能快速精准的筛选出有作案嫌疑的目标群体，并提供其联系方式、活动距离等。
在一实施例中，内网数据库包括嫌疑人信息库以及三大运营商提供的 MAC数据库。其中MAC数据库是由运营商记录的所有移动终端的MAC地址、实名认证的个人信息、移动终端使用人的联系方式等。
与现有技术相比，本发明一种警用探针系统通过WIFI子模块收集访问接入该WIFI子模块无线热点的相关数据并发送至微控制单元，通过GPS定位模块采集巡警的实时定位信息，通过微控制单元处理相关数据以及实时定位信息，并通过射频天线发送至外网服务器，通过锂离子电池为警用探针系统提供电源，射频天线用于发送和接收NB-IOT网络信号，采用NB-IOT网络传输 WIFI子模块采集到的WIFI设备的MAC地址、帧类型、信号强度等，并通过射频天线发送至外网服务器，再通过与内网数据库进行比对，筛选出警用探针系统覆盖范围内存在的嫌疑人用户，并通过信号强度测算WIFI设备与警用探针系统的距离，为巡警提供嫌疑人的个人信息。本警用探针系统可有效解决巡警面对庞大的流动群体，能快速精准的筛选出有作案嫌疑的目标群体，并提供其联系方式、活动距离等。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种警用探针系统，其特征在于，包括微控制单元以及与所述微控制单元电连接的GPS定位模块、通信模块、锂离子电池和射频天线，所述通信模块包括WIFI子模块，所述WIFI子模块用于收集访问接入该WIFI子模块无线热点的相关数据并发送至所述微控制单元，所述GPS定位模块用于采集巡警的实时定位信息，所述微控制单元用于处理所述相关数据以及所述实时定位信息，并通过所述射频天线发送至外网服务器。
2.根据权利要求1所述的警用探针系统，其特征在于，所述GPS定位模块包括GPS芯片以及GPS陶瓷天线，所述GPS芯片用于采集巡警的实时定位，所述GPS陶瓷天线用于接收GPS信号。
3.根据权利要求2所述的警用探针系统，其特征在于，所述警用探针系统还包括充电模块，所述充电模块与微控制单元电连接，所述充电模块包括充电IC以及与所述充电IC电连接的充电接口。
4.根据权利要求3所述的警用探针系统，其特征在于，所述通信模块还包括eSIM卡，所述eSIM卡与所述微控制单元电连接。
5.根据权利要求4所述的警用探针系统，其特征在于，所述警用探针系统还包括电源开关、电容触摸屏和蜂鸣器，所述电源开关、所述电容触摸屏和所述蜂鸣器均与所述微控制单元电连接。
6.根据权利要求1所述的警用探针系统，其特征在于，所述WIFI子模块内置网络协议IEEE802.11b.g.n协议栈以及TCP/IP协议栈。
7.根据权利要求6所述的警用探针系统，其特征在于，所述相关数据包括终端MAC地址、帧类型和信号强度。
8.根据权利要求1所述的警用探针系统，其特征在于，所述微控制单元的芯片型号为Hi2115 NB-IOT。
9.一种警用探针系统的工作方法，基于权利要求1至8任意一项所述的警用探针系统，其特征在于，包括以下步骤：
WIFI子模块实时记录采集访问过该WIFI子模块无线热点的终端MAC地址、帧类型、信号强度和时间戳，得到采集数据，并将所述采集数据发送至微控制单元；
微控制单元接收所述采集数据，并判断警用探针系统是否处于NB-iot网络状态下；
若警用探针系统处于NB-iot网络状态下，则将所述采集数据通过NB-iot网络发送至外网服务器；
外网服务器将所述采集数据与内网数据库进行比对；
若所述终端MAC地址与内网数据库中的MAC信息匹配时，则将所述终端MAC地址列为异常对象，关联终端持有人的个人信息，得到异常数据，并将异常数据打包发送至警用探针系统；
警用探针系统接收所述异常数据，自动亮屏，蜂鸣器开始短音提示报警，并锁定所述终端MAC地址的信号源，实时刷新终端接入时的信号强度，并测算出移动速度及距离；
若警用探针系统不处于NB-iot网络状态下，则将所述采集数据以及GPS定位模块采集的GPS经纬度信息打包发送至所述微控制单元的寄存器上，并每60秒尝试连接一次NB-iot网络；
若连接NB-iot网络成功，则将所述寄存器上缓存的采集数据以及GPS经纬度信息发送至外网服务器。
10.根据权利要求9所述的警用探针系统的工作方法，其特征在于，所述内网数据库包括嫌疑人信息库以及三大运营商提供的MAC数据库。
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