CN210400172U - 一种枪械监测设备及智能管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种枪械监测设备及智能管理系统，所述系统包括：枪械监测设备和枪械云服务器；所述枪械监测设备包括枪载组件和枪套组件，所述枪载组件安装在枪械上，枪套组件安装在枪套上，枪载组件和枪套组件之间通过蓝牙通信；枪械监测设备通过移动数据网络将数据上传至枪械云服务器存储和处理，以实现对枪械的智能管理。所述枪载组件包括枪载控制器以及与所述枪载控制器分别连接的枪械姿态模块、RFID标签、音频模块、轻触开关、电池。本实用新型的优点在于：通过对枪械三轴角速度、三轴加速度以及三轴地磁变化的监测，实现对枪械姿态的实时解算；体积小、功耗低、可靠性高，可装配在各种警用枪械上；基于大数据分析技术开发的枪械云管理平台，可实现从枪械状态到持枪警员监测等功能。

Description

一种枪械监测设备及智能管理系统

技术领域

本实用新型涉及枪支管理技术领域，尤其是涉及一种枪械监测设备及智能管理系统。

背景技术

从2003年的“五条禁令”到2014年昆明“3.1”事件后重启武装巡逻常态化，公安机关一直就没有停止对枪支管理的探索。据调查，目前各地公安机关的枪支管理制度十分严格，除普遍采用“三铁一器’”“双人双锁”“枪弹分离”的枪支保管制度之外，还有定时汇报用枪情况，领用子弹等复杂流程，事后报告等等，但是这在很大程度上降低了枪支使用的效率，也减弱了警察携枪的意愿。最关键的是，当前采用的这种极高时间成本的管理方式还仅仅只是针对领用枪支环节，在用枪过程中的监管几乎是个空白。

根据大量的案例证明，枪支往往是在出警佩戴过程中发生事故，也就导致了即使枪支申请的门槛再高，一旦枪支弹药领用出去，在使用上完全无法受控，剩下的只能寄托于警察的自我约束这样的“重领轻用”“双盲使用”的管理困局。

基于此现状，急需建立枪支在整个使用周期上的监管方法，在智能化、物联网普及的今天，利用相关的信息化技术可以有效的解决人枪认证、使用过程管理等问题。当前国内外已有相关研究，国内目前有三项针对枪支使用智能化管理的专利(CN108520585A、CN204924056U、CN107228597A)，但这些项专利只是解决了枪与枪套认证的功能。

得益于美国的枪支政策，早在2014年美国就有两家做智能枪套的商业公司，也是目前仅有的量产投放市场的公司，一家是Yardarm公司，他们主要是通过在弹夹外挂集成芯片，实现枪支的轨迹、拔枪、开枪状态的监控，还有一家叫SENTINL公司，这家主要是做枪支的指纹认证。然而，这两家公司的技术也没有利用物联网技术及体感技术提供枪支的精细化管理。

实用新型内容

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型提供了一种枪械智能管理系统，基于多维传感技术、物联网和云计算，实现枪支状态监测、记录监管枪支使用历史、枪支现场重建等。本实用新型实现整套基于警用装备智能化平台的枪支管理系统，重点开发了枪载组件，以及与所述枪载组件配合的枪套组件，具有移交流程、防丢报警、协同通讯功能。整套系统最终智能化的实现对枪支整个使用周期的督管。

具体的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种枪械监测设备，所述枪械监测设备包括枪载组件和枪套组件，所述枪载组件安装在枪械上，枪套组件安装在枪套上，枪载组件和枪套组件之间通过蓝牙通信。

优选的，所述枪载组件包括枪载控制器以及与所述枪载控制器分别连接的枪械姿态模块、RFID标签、音频模块、轻触开关、电池。

优选的，所述枪械姿态模块基于多维惯性传感技术，集成三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴地磁计以及SMT单片机。

优选的，所述枪载控制器包括：CPU以及与所述CPU连接的GSM通信模块、蓝牙模块、北斗\GPS\WiFi\LBS\AGPS五重定位模块、Flash模块、电源管理模块、音频记录模块。

优选的，所述枪套组件包括枪套控制器以及与所述枪套控制器分别连接的NFC读取模组、音频模块、轻触开关、电池。

优选的，所述枪套控制器包括：CPU以及与所述CPU连接的GSM通信模块、蓝牙模块、北斗\GPS\WiFi\LBS\AGPS五重定位模块、Flash模块、电源管理模块、音频记录模块。

优选的，所述电池为大容量聚合物锂电池。

优选的，所述系统还包括以下设备的一种或多种：手机、执法记录仪、移动警用终端。

优选的，枪械监测设备通过移动数据网络将数据上传至枪械云服务器存储和处理，以实现对枪械的智能管理；所述枪械云服务器存储枪械信息、监测数据、地理位置、持枪警员信息数据，经过枪械状态分析算法、持枪警员状态分析算法处理，获得枪械状态和持枪警员的状态，用于对枪械进行监管。

本实用新型的优点在于：

(1)采用最新的多维惯性传感技术，通过对枪械三轴角速度、三轴加速度以及三轴地磁变化的监测，实现对枪械姿态的实时解算；

(2)利用高集成化物联网技术，单芯片实现GSM通信、蓝牙通信、北斗\GPS\WiFi\LBS\AGPS五重定位、本地存储、音频采集、电源管理等功能，体积小、功耗低、可靠性高，可装配在各种警用枪械上；

(3)基于大数据分析技术开发的枪械云管理平台，可实现从枪械状态到持枪警员监测等功能。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

附图1示出了根据本实用新型实施方式的一种枪械智能管理系统原理图。

附图2示出了根据本实用新型实施方式的一种枪载组件硬件结构示意图。

附图3示出了根据本实用新型实施方式的枪械姿态模块的计算原理示意图。

附图4示出了根据本实用新型实施方式的一种枪套组件硬件结构示意图。

附图5示出了根据本实用新型实施方式的一种枪械云服务器原理示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，根据本实用新型的实施方式，提出一种枪械智能管理系统，所述系统包括：

枪械监测设备和枪械云服务器组成。所述枪械监测设备包括枪载组件和枪套组件，枪载组件安装在枪械上，枪套组件安装在枪套上，两者之间通过蓝牙通信。枪械监测设备通过移动数据网络将数据上传至枪械云服务器存储和处理，通过在枪械云服务器中的智慧枪械管理平台进行管理。下面依次对本实用新型系统的组成部分进行介绍。

1、枪载组件

如图2所示，本实用新型的枪载组件，包括枪载控制器以及与所述枪载控制器分别连接的枪械姿态模块、RFID标签、音频模块、轻触开关、电池。所述枪械姿态模块，基于多维惯性传感技术，集成三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴地磁计以及SMT单片机。所述电池为容量聚合物锂电池(1000mAH),一次充电可连续工作10天以上(定位功能可连续工作5天)，并可通过枪套组件充电，实现更长时间的续航。所述RFID标签，用于存储枪械ID编码以及枪械信息。

本实用新型的枪载控制器，基于安联网(Internet of safety，IoS)平台，选用高性能CPU，并具有与所述CPU连接的GSM通信模块、蓝牙模块、北斗\GPS\WiFi\LBS\AGPS五重定位模块、Flash模块、电源管理模块、音频记录模块。

本实用新型的枪载组件，集成GSM通信、蓝牙、64M Flash、五重定位(含北斗)、音频采集以及电源管理；扩展性好，可与任何具有蓝牙功能的设备如手机、执法记录仪、车载电脑等进行通信，实现数据共享与交互控制。

附图3示出了根据本实用新型实施方式的枪械姿态模块的计算原理示意图。如图3所示，本实用新型的枪械姿态模块，基于多维惯性传感技术，通过椭球拟合(最小二乘法)实现加速度、磁力计矫正；通过计算磁力计坐标系到角速度坐标系的旋转矩阵，以及磁通量归一化后在世界坐标系下的值，将磁力计坐标系映射到加速度坐标系；然后通过高低通滤波、扩展卡尔曼滤波器(EKF)、mahony滤波实现姿态融合/滤波，可实现对枪械姿态的实时监测；通过对枪械三轴角速度、三轴加速度以及三轴地磁变化的监测，实现对枪械姿态的实时监测。

2、枪套组件

如图4所示，本实用新型的枪套组件，包括枪套控制器以及与所述枪套控制器分别连接的NFC读取模组、音频模块、轻触开关、电池。

本实用新型的枪套控制器，基于安联网(Internet of safety，IoS)平台，选用高性能CPU，并具有与所述CPU连接的GSM通信模块、蓝牙模块、北斗\GPS\WiFi\LBS\AGPS五重定位模块、Flash模块、电源管理模块、音频记录模块。

本实用新型的枪套控制器，基于IoS平台设计，集成GSM通信、蓝牙、64M Flash、五重定位(含北斗)、音频采集以及电源管理；集成NFC读取模组，可读取枪载组件上的RFID标签。所述电池为大容量聚合物锂电池(5000mAH),一次充电可连续工作30天以上，并可为枪套组件充电；扩展性好，可与任何具有蓝牙功能的设备如手机、执法记录仪、车载电脑等进行通信，实现数据共享与交互控制。

为了匹配枪载组件和枪套组件，需要在两者之间进行互相认证，枪载组件上需要贴一个RFID标签，枪套组件内部集成NFC读取模组。如果发现插入的枪支对应的编号和该智能枪套模组内部的预留号码不匹配，立即通知系统的后台进行报警提示，并上报时间和位置信息，及时阻止异常状态进一步发生。

3、可穿戴设备(可选)

本实用新型扩展性好，可通过蓝牙通信与警用穿戴设备(穿戴记录仪、手机等)联动。手机或者移动警用终端中可以安装专用APP，实现音频识别等功能；穿戴记录仪可与枪载组件联动(蓝牙)，实现枪械使用时的视频自动记录。

4、枪械云服务器

如图5所示，枪械云服务器的硬件采用常见云服务器硬件，软件方面包括数据中心、数据处理算法、智慧枪械管理平台等，提供标准软件接口，可接入警用调度平台等其他警用软件平台。

数据中心用来存储枪械信息、监测数据、地理位置、持枪警员信息等数据；以上大数据经过枪械状态分析算法、持枪警员状态分析算法等处理，获得枪械状态和持枪警员的状态；分析结果推送到“智慧枪械”管理平台，用于对枪械进行监管；“智慧枪械”管理平台提供通用软件接口，可对接其他警用平台。

所述枪械云服务器主要实现计算及结果展示功能，包括以下功能：

(1)枪械状态识别，基于神经网络，采用九轴传感融合算法，可实现对拔枪、击发、瞄准、枪械故障(例如卡壳)、弹夹更换等枪械状态的准确识别，击发拍照(配合记录仪)：例如：根据枪套组件枪械轻触开关状态及NFC读取结果，计算拔枪状态；根据枪械姿态角解算，计算瞄准方向；根据枪械瞄准方向的加速度变化情况(击发引起)计算射击方向；根据枪载组件弹夹开关状态计算是否弹夹更换；根据枪械瞄准方向的加速度变化情况(卡壳引起)计算枪械故障情况；根据枪载组件和枪套组件的蓝牙通信中断超时来判断是否丢枪。

(2)警员状态智能监测：基于大数据分析技术开发的“枪械云”和“智慧枪械”管理平台，对警员是否规范完成枪械交接、枪械维护、枪械保管等进行监测，包括枪械交接动作是否规范(警员枪械交接过程中的枪口指向、是否检查弹夹等技术动作进行监管)、枪械维护流程是否规范(警员枪械维护过程中是否下弹夹、是否退膛等技术动作进行监管)、持枪是否规范(警员持枪过程中是否对枪械进行违规把玩进行监管)。

(3)枪械管理，包括：

出入库(通过枪载组件的RFID标签对枪械出入库进行管理)、枪械交接、使用历史(包括使用人员、使用时间、射击时间等，详细记录枪械的出入库时间，经手警员，以及拔枪、瞄准、射击、卡壳等状态)、射击次数；

监控预警，根据不同的出警佩枪需求，回传人员、枪支的各种状态，监控预警枪支使用的正常和异常现象，并及时反馈到系统。

枪支插入和拔出智能枪套的检测，当枪支插入和拔出智能枪套的时候，立即记录下时间和位置信息并上传系统后台，以便枪支管理人员或者相关领导人员第一时间掌握枪支的插入和拔出情况。

枪械使用授权，可设定枪械的使用地点、使用时间以及使用人员；枪械使用跨区报警(电子围栏)，智能枪套会向系统上传GPS轨迹信息，系统会实时的跟踪枪支的位置信息，建立电子围栏，确保枪支在允许的范围内活动。

枪械使用超时报警，监督枪械使用时间，当超出预定时间时发出告警。

人枪分离报警，智能枪套的电路板集成蓝牙功能。将智能枪套和警员身上的终端设备通过蓝牙互相连接，通过彼此的检测到的信号强度和灵敏度来判断智能枪套和警员之间的距离，当智能枪套和警员的分开距离超过几米后可以及时通知后台进行报警或者在警员身上的终端设备上做出提醒。人枪分离后管理平台报警，并上报枪械位置，还可对枪械周围音频进行采集，以利于远程分析枪械周围环境。

故障记录；维护提醒(根据枪械使用时间以及射击次数自动提醒枪械维护及保养)。

GPS定位精度不低于10米，初始化不高于45秒；

离线轨迹本地存储不低于1000条；

整体防护等级不低于IP67。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种枪械监测设备，其特征在于，

所述枪械监测设备包括枪载组件和枪套组件，所述枪载组件安装在枪械上，枪套组件安装在枪套上，枪载组件和枪套组件之间通过蓝牙通信；

所述枪载组件包括枪载控制器以及与所述枪载控制器分别连接的枪械姿态模块、RFID标签、音频模块、轻触开关、电池；

所述枪套组件包括枪套控制器以及与所述枪套控制器分别连接的NFC读取模组、音频模块、轻触开关、电池。

2.根据权利要求1所述的一种枪械监测设备，其特征在于，

所述枪械姿态模块基于多维惯性传感技术，集成三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴地磁计以及SMT单片机。

3.根据权利要求1所述的一种枪械监测设备，其特征在于，

所述枪载控制器包括：CPU以及与所述CPU连接的GSM通信模块、蓝牙模块、北斗\GPS\WiFi\LBS\AGPS五重定位模块、Flash模块、电源管理模块、音频记录模块。

4.根据权利要求1所述的一种枪械监测设备，其特征在于，

所述枪套控制器包括：CPU以及与所述CPU连接的GSM通信模块、蓝牙模块、北斗\GPS\WiFi\LBS\AGPS五重定位模块、Flash模块、电源管理模块、音频记录模块。

5.根据权利要求1所述的一种枪械监测设备，其特征在于，

所述电池为大容量聚合物锂电池。

6.根据权利要求1所述的一种枪械监测设备，其特征在于，

所述枪械监测设备还包括以下设备的一种或多种：手机、执法记录仪、移动警用终端。

7.根据权利要求3或4所述的一种枪械监测设备，其特征在于，

所述CPU为高性能物联网芯片。

8.一种枪械智能管理系统，其特征在于，所述系统包括：

如权利要求1-7任意一项所述的枪械监测设备和枪械云服务器；所述枪械监测设备通过移动数据网络将数据上传至枪械云服务器存储和处理，以实现对枪械的智能管理。

Images