CN201221920Y - 中短距离智能控制器 - Google Patents

Abstract

中短距离智能控制器是一种人犯拘押期间限制其活动范围的设备，主要用于人犯转监、就医、庭审和外出劳动期间，通过高压电击防止其在干警监控下逃脱，该设备由电击模块和无线收发模块组成，是中短距离射频通信技术在人犯约束器中应用的一种装置，控制模块(1)通过SPI总线与无线收发模块(2)相接，由无线收发模块(2)接受各种控制信号，同时发送其射频能量检测信号；控制模块(1)的输出端接驱动模块(6)，驱动模块(6)的输出端分别接电击模块(3)和报警器(5)；其中，控制模块(1)采用型号为C8051F9XX或MSP430FXXX系列控制芯片，无线收发模块(2)采用型号为CC1100、CC2500或nrf9054的射频芯片，电源模块(3)选用锂电池。

Description

中短距离智能控制器

技术领域

本实用新型设备是一种人犯拘押期间限制其活动范围的设备，主要用于人犯转监、就医、庭审和外出劳动期间，通过高压电击防止其在干警监控下逃脱，该设备由电击模块和无线收发模块组成，是中短距离射频通信技术在人犯约束器中应用的一种设备。

背景技术

一直以来，人犯或犯罪嫌疑人转监、就医、庭审和外出劳动期间，都是公安和司法机关高度重视的问题。目前，人犯或犯罪嫌疑人在转监、就医、押送时主要采用手铐，一个警员押送的犯人只有1个最多2个，即使在这种情况下，被押人员也可能乘警务人员的疏忽逃跑。追逃人犯不仅会浪费大量的警力和财力，而且人犯可能出现再次犯罪的情况，给国家和人民的生命财产造成了巨大的威胁。

发明内容

技术问题：本实用新型的目的是提供一种中短距离智能控制器，人犯佩戴该控制器后，其活动一旦超出了一定的范围，该设备就会发出声光报警，起到对人犯的威慑作用，这是人犯还继续移动，那么干警手持终端可以向该约束器发送脉冲信号，从而触发约束器上的电击模块，产生高压电击，限制人犯活动。

技术方案：本实用新型的中短距离智能约束器包括：控制模块、无线收发模块，电击模块、电源、驱动模块和报警器；控制模块通过SPI总线与无线收发模块相接，由无线收发模块接受各种控制信号，同时发送其射频能量检测信号；控制模块的输出端接驱动模块，驱动模块的输出端分别接电击模块和报警器；其中，控制模块采用型号为C8051F9XX或MSP430FXXX系列控制芯片，无线收发模块采用型号为CC1100、CC2500或nrf9054的射频芯片，电源模块选用锂电池。

所述的控制模块中控制芯片的“P0.2，P0.3，P0.6，P0.7，P1.0，P1.2”端顺序对应连接无线收发模块中射频芯片的“PAEL，PCLK，PDI，PDO，DCLK，DIO”端，控制芯片的“P0.0”端接锂电池的电压采样。

所述的驱动模块电路由前级开关控制电路、后级驱动电路组成；前级开关控制电路采用PMOS系列开关控制芯片；后级驱动电路采用大电流的NMOS管，单片机的P2.1口接PMOS管的输入控制极栅极，PMOS管的源极接锂电池正极，在栅极G与源极S直接接限流电阻R。PMOS管的漏极输出接NMOS管的输入极栅极，PMOS管的源极通过限流电阻接地，漏极接电击模块的负极，电击模块正级接锂电池的正极。电源的电压经第一电阻，第二电阻分压后接入控制芯片的AD输入引脚“P0.0”端。

有益效果：该设备采用低功耗控制芯片、ISM频段射频芯片和高压模块，是一种待机时间长，操作方便的中短距离人犯约束器。系统采用了用高接收灵敏度，带数字接收场强指示(RSSI)的射频芯片作为无线收发模块的核心，配合基于RSSI的无线定位算法，实现定位功能。干警可以通过其手持设备不断接收人犯佩戴的约束器发射的信号，根据其RSSI值计算其离手持端的距离。当人犯的活动范围超出预先的设定值时，干警手持端将提醒干警，有人犯超出了活动范围，同时手持端向约束器发送射频信号触发蜂鸣器。如果人犯不听警告，继续向活动范围以外移动，那么，干警可以通过手持设备启动人犯佩戴的约束器，产生高压电击，从而限制人犯的活动。

报警功能：通过接收场强对人犯进行距离的精确测算，一旦约束器超出了预设范围，约束器上的蜂鸣器会报警，对人犯起到警示作用。

电击功能：约束器报警发生后，如果人犯不顾警示继续向活动范围外移动，那么，干警手持端发送电击信号给约束器，约束器产生高压直流电击，从而限制人犯的活动。

附图说明

图1是中短距离智能约束器的结构框图；

图2是控制芯片与射频芯片的接口；

图3是电池电压采样电路；

图4是电击模块驱动电路。

具体实施方式

如图1所示，中短距离智能控制器主要由四个独立的部分组成，即：控制模块1、无线收发模块2，电击模块3、电源4、报警器5和驱动模块6。

控制模块1、无线收发模块2，电击模块3、电源4、驱动模块6和报警器5；控制模块1通过SPI总线与无线收发模块2相接，由无线收发模块2接受各种控制信号，同时发送其射频能量检测信号；控制模块1的输出端接驱动模块6，驱动模块6的输出端分别接电击模块3和报警器5；其中，控制模块1采用型号为C8051F9XX或MSP430FXXX系列控制芯片，无线收发模块2采用型号为CC1100、CC2500或nrf9054的射频芯片，电源模块3选用锂电池。

1、控制模块1

采用型号为C8051F9XX或MSP430FXXX系列控制芯片，实现对无线模块的控制和电池电压的侦测。该装置控制模块采用MSP430F2011芯片，它是低功耗单片机，供电电压只需1.8V-3.6V，16位精简指令体系，2KB+256B Flash Memory，128BRAM；封装采用14脚(TSOP)。

2、无线收发模块2

无线收发模块采用高接受灵敏度的射频芯片实现无线数据通信，射频芯片型号为CC1100、CC2500或nrf905，控制芯片的“P0.2，P0.3，P0.6，P0.7，P1.0，P1.2”端顺序对应射频芯片的“PALE，PCLK，PDI，PDO，DCLK，DIO”。接受各种控制信号，同时发送其射频能量检测信号(RSSI)；

3、驱动模块6

如图4所示，驱动模块6电路由前级开关控制电路、后级驱动电路组成。前级开关控制电路采用P-MOS系列芯片如FDC638；由于电击模块工作时的电流较大，后级驱动电路采用大电流的N-MOS管，如25N05。如图4所示，单片机的P2.1口接PMOS管的输入控制极栅极G，PMOS管的源极S接锂电池正极，在栅极G与源极S直接接限流电阻R。PMOS管的漏极D输出接NMOS的输入极栅极G，PMOS管的源极S接限流电阻到地，漏极D接电击模块的负极，电击模块正级接锂电池的正极。

4、电源4

电池选用的能量比较充足的、待机时间比较长的锂电池，控制芯片的“P0.0”接电池的电压采样，一旦电池电压低于一个预先设定值，约束器就向手持端发送信号，提示电池充电。

本实用新型设备采用低功耗的控制芯片、ISM频段射频芯片及高容量的锂电池，真正实现了设备的低功耗和超长待机时间。同时设备采用了高接受灵敏度，数字接收信号强度指示(RSSI)，无线唤醒功能(WOR)及自动清理信道评估(CCA)的射频芯片作为无线模块的核心，实现了比较高的定位距离的计算。

中短距离智能控制器是一种能够被无线远程控制的约束设备，可以通过干警手持移动控制终端(以下简称手持终端)对被监管对象身上佩带的中短距离智能约束器实施远程控制和跟踪，一旦被监管对象超出控制范围，中短距离智能约束器可以接收手持终端发送的控制信号触发高压电击，从而实现限制人犯或犯罪嫌疑人活动的目的。

中短距离智能控制器工作在ISM频段，支持多点对点的无线通信，该设备支持无线搜索，无线注册，提供低电报警、电量指示，声光报警等功能，完全适合派出所、看守所、监狱和法院等特殊场合使用。

Claims (4)

1、一种中短距离智能控制器，其特征在于该装置包括：控制模块(1)、无线收发模块(2)，电击模块(3)、电源(4)、驱动模块(6)和报警器(5)；控制模块(1)通过SPI总线与无线收发模块(2)相接，由无线收发模块(2)接受各种控制信号，同时发送其射频能量检测信号；控制模块(1)的输出端接驱动模块(6)，驱动模块(6)的输出端分别接电击模块(3)和报警器(5)；其中，控制模块(1)采用型号为C8051F9XX或MSP430FXXX系列控制芯片，无线收发模块(2)采用型号为CC1100、CC2500或nrf9054的射频芯片，电源模块(3)选用锂电池。

2、根据权利要求1所述的中短距离智能控制器，其特征在于所述的控制模块(1)中控制芯片的“P0.2，P0.3，P0.6，P0.7，P1.0，P1.2”端顺序对应连接无线收发模块(2)中射频芯片的“PAEL，PCLK，PDI，PDO，DCLK，DIO”端，控制芯片的“P0.0”端接锂电池的电压采样。

3、根据权利要求1所述的中短距离智能控制器，其特征在于所述的驱动模块(6)电路由前级开关控制电路、后级驱动电路组成；前级开关控制电路采用PMOS系列开关控制芯片；后级驱动电路采用大电流的NMOS管，单片机的P2.1口接PMOS管的输入控制极栅极(G)，PMOS管的源极(S)接锂电池正极，在栅极(G)与源极(S)直接接限流电阻R，PMOS管的漏极(D)输出接NMOS管的输入极栅极(G)，PMOS管的源极(S)通过限流电阻接地，漏极(D)接电击模块的负极，电击模块正级接锂电池的正极。

4、根据权利要求1所述的中短距离智能控制器，其特征在于，电源(4)的电压经第一电阻(R1)，第二电阻(R2)分压后接入控制芯片的AD输入引脚“P0.0”端。

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