智能安防背包及其控制方法
【专利摘要】本发明公开一种智能安防背包及其控制方法，属于智能背包技术领域，包括背包本体、移动终端以及移动终端中内置的终端APP，背包本体上设有主控芯片、语音识别模块、无线传输模块、LED闪光模块和声音模块，主控芯片电气连接语音识别模块、无线传输模块、LED闪光模块和声音模块并通过无线传输模块与终端APP实现数据通讯，同时无线传输模块还与移动终端中的无线模块建立无线连接，无线传输模块包括无线数据传输模块和无线音频传输模块，本发明能够在用户发生危险时保障其人身财产安全，使背包具备很强的应急性、实时性、便捷性。
【专利说明】
智能安防背包及其控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种智能安防背包及其控制方法，属于智能背包技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，当人们(尤其是儿童和女性等弱势群体)外出时的人身财产安全一直是社会关注的话题，但当人们面临来自歹徒的威胁或者危险情况的发生时，由于情况紧急，人们往往会束手无策，从而造成不可预知的后果，因此，拥有安防功能的智能背包，将在一定程度上保障用户的人身财产安全。
[0003]现有技术中的背包主要用于旅行或监测人体健康等领域，且功能单一，当人们在旅行或其他的过程中面临来自歹徒的威胁或者危险情况的发生时，不能及时采取相应的措施，造成用户的人身财产安全损失，随着智能手机技术的飞速发展，将智能设备APP和无线传输技术应用于背包领域亦可为用户提供其它一系列个性化的功能，同时为用户在出行时使用智能设备增加了便捷性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种智能安防背包及其控制方法，能够在用户发生危险时保障其人身财产安全，使背包具备很强的应急性、实时性、便捷性。
[0005]本发明所述的智能安防背包，包括背包本体、移动终端以及移动终端中内置的终端APP，背包本体上设有主控芯片、语音识别模块、无线传输模块、LED闪光模块和声音模块，主控芯片电气连接语音识别模块、无线传输模块、LED闪光模块和声音模块并通过无线传输模块与终端APP实现数据通讯，同时无线传输模块还与移动终端中的无线模块建立无线连接。
[0006]移动终端为用户随身携带的手机等智能电子设备，终端APP为安装于移动终端中的APP软件，通过终端APP的界面能够控制背包所有功能的开启和关闭，当用户点击打开或关闭某项功能后，终端APP通过移动终端中的无线模块向背包上的无线传输模块发送指令，主控芯片通过串口接收到命令以后，进行识别成功后就关掉某项功能，并且终端APP可以通过网络向主控芯片获取背包的位置并显示在地图上;语音识别模块用于识别用户的语音信号，在开启或关闭某项功能时，可以通过语音控制，无线传输模块用于传输数据和音频信号，LED闪光模块用于在用户面临歹徒威胁时，发出强力闪光效果使歹徒眼部产生不适，达到安防的效果，声音模块用于发出声音和震动提醒用户，主控芯片是背包的总控部件，主控芯片内置有AD转换模块，主控芯片采用ARM Cortex-M3内核的STM32F103ZET6芯片。
[0007]所述的无线传输模块包括无线数据传输模块和无线音频传输模块，其中无线数据传输模块与终端APP连接实现数据通讯，无线音频传输模块通过通讯协议与移动终端中的无线模块连接实现免提接听电话以及播放和切换音乐。
[0008]当用户的移动终端来电时，声音模块产生声音和震动提醒用户，这样可以防止用户在行走时漏接电话，用户通过语音控制自动接听电话和挂断电话，可以通过口令控制移动终端拨打指定联系人，整个过程不需要拿出移动终端，语音识别功能在识别用户口令后不会立即执行，而是发出震动信号提示用户是否进行此操作，用户进行进一步确认，若确认则立即执行，若取消则不会执行，若没有进行操作则会在延时一段时间后自动执行;若要拨打指定联系人，则需要用户先说“打电话”这样的口令，等到识别出这个口令后，用户在一段时间内说出联系人姓名并识别成功后控制移动终端拨打该联系人，这样可以增加语音识别的容错率，上述自动接听电话和挂断电话是通过无线音频传输模块的通讯协议实现的，如通过音频蓝牙的HFP协议实现;用户的移动终端与背包的无线音频传输模块相连后，移动终端播放的音乐效果会通过无线音频传输模块在背包的声音模块上实现，用户可以通过终端APP设定的口令通过语音控制移动终端播放、暂停、上下一曲音乐，上述播放和切换音乐是通过A2DP1.2协议实现的。
[0009]所述的声音模块包括扬声器模块和马达振子模块，上述二者集成在一块PCB电路板上且安装于背包本体肩带的上方，扬声器模块包括扬声喇叭和音频放大电路，音频放大电路的输入接口分别连接无线音频传输模块的左声道和右声道，马达振子模块与主控芯片的1 口相连;语音识别模块通过SPI通讯协议与主控芯片相连，扬声器模块用于实现音频外放功能，扬声器模块发出的声音具有一定的单向传播特性，在一定程度上增加用户接听电话的私密性，马达振子模块用于发出震动提醒用户。
[0010]语音识别模块具有通过口令自动控制移动终端接听或者拨打指定联系人的号码、控制音乐播放等功能，而且开启各个功能的口令可以通过终端APP进行修改。
[0011]所述的LED闪光模块包括LED闪光灯、第一MOS管和LED驱动芯片，上述三者集成在一块PCB电路板上且安装于背包本体肩带的后方，其中第一 MOS管的G极连接主控芯片的1口，第一MOS管的D极连接LED闪光灯的一端，LED闪光灯的另一端连接LED驱动芯片的输出端口，LED闪光灯为大功率集成LED灯。
[0012]所述的背包本体上还设有加速度陀螺仪模块，加速度陀螺仪模块包括加速度仪和陀螺仪，二者位于背包本体的肩带上，且通过I2C总线与主控芯片连接通讯。
[0013]当用户突然发生跌落、摔倒、撞倒等危险情况时，主控芯片通过加速度陀螺仪模块进行用户危险状态的检测，当检测出用户发生危险情况时，移动终端自动向在终端APP设定的求救人群组发送求救短信，并发送位置信息，这样可以及时通知监护人，监护人可以通过终端APP迅速定位到求救者的位置信息，方便监护人做出更加及时有效的处理；
[0014]同时当背包本体被放下时，肩带上的加速度陀螺仪模块够检测出肩带下落的动作，并将检测出的数据通过I2C总线传到主控芯片中，主控芯片在识别该动作后，控制背包自动进入休眠模式，相应的一些功能也会关闭，当用户背起背包时相应的功能会打开，这样可以减少电量的损耗，增加续航能力。
[0015]所述的背包本体上还设有GPS模块和GPRS模块，GPS模块和GPRS模块通过串口与主控芯片相连，GPS模块和GPRS模块通过USART协议与主控芯片相连，GPS模块和GPRS模块定位到当前位置的经玮度，并发送到主控芯片进行处理，处理完成后通过无线数据传输模块传输至终端APP，终端APP再根据终端APP服务器的IP地址获取到与移动终端绑定的背包的位置，从而实现定位功能。
[0016]在实际工作时，为了增加续航能力，在正常情况下让GPS模块进入休眠状态，GPRS模块不接入网络，不向服务器端发送位置信息；如果用户发生了紧急情况，主控芯片判断出紧急情况的发生后，自动开启定位功能，GPS模块和GPRS模块进行工作；另外如果发生了背包丢失的情况，用户想要通过终端APP查看背包的位置信息，终端APP会自动向背包的GPRS模块发送一条特定的命令短信，GPRS模块在接收到短信后自动将内容通过串口传送到主控芯片，主控芯片在进行相应的判断，判断成功后，主控芯片将自动开启定位功能。
[0017]所述的背包本体肩带上与LED闪光模块相对的一侧还设有LED照明指示模块，LED照明指示模块包括LED照明灯、第二 MOS管、驱动芯片和LED指示灯，LED照明灯一端与驱动芯片的输出相连，另一端与第二MOS管D极相连，第二MOS管的G极连接主控芯片的1口，主控芯片通过PWM调制方式控制LED照明灯的亮暗程度，所述LED指示灯与一个电阻串接后与主控芯片的1 口相连。
[0018]LED照明模块在正常情况下提供照明功能，通过PWM波进行调整亮度，通过终端APP设定LED照明灯的亮度，在紧急情况下可以当做闪光灯使用，放置于背包肩带前方，闪光灯模块放置在背包肩带后方，在紧急情况下两个模块同时开启后强力的闪光效果可以使歹徒眼部产生不适，从而达到自救的目的。
[0019]所述的背包本体上还设有按键模块，按键模块位于背包本体中肩带松紧带的末端，按键模块包括音量控制键、确认键和取消键，主控芯片连接按键模块，其中音量控制键主要用于控制音乐和通话的音量大小，确认键和取消键用于确认或者取消用户语音识别的结果;按键模块为电容式触摸开关按键，并且具有彩色LED背光，方便用户在夜间操作。
[0020]所述的背包本体上还设有电源管理模块，电源管理模块连接蓄电池为背包本体上的所有电气元件供电且与主控芯片、语音识别模块、无线传输模块、LED闪光模块、声音模块、GPS模块和GPRS模块、LED照明指示模块和加速度陀螺仪模块及外围接口电路集成在一块PCB主控电路板上，PCB主控电路板位于背包本体肩带的前方。
[0021]所述的移动终端包括用户终端和监护人终端，终端APP包括用户APP和监护人APP，上述APP分别内置于用户终端和监护人终端中，移动终端为用户随身携带的手机等智能电子设备，终端APP为安装于移动终端中的APP软件，用户APP用于实现背包相应功能的开启和关闭、显示背包状态、调用移动终端资源、在紧急情况下自动向设定的监护人组群发求助短信；监护人APP用于接收用户APP发送的短信内容，接收后通过不断震动和声音提醒监护人有紧急情况发生，并接收用户APP发送过来的位置信息在地图中显示。
[0022]—种智能安防背包的控制方法，包括以下步骤:
[0023]S1:用户通过用户终端中的无线模块与背包本体上的无线传输模块建立无线连接，背包进入正常工作模式，用户通过主控芯片开启安全距离检测功能，通过用户终端内置的用户APP控制执行相应的操作或通过用户APP设定的口令发出相应的语音信号，主控芯片根据语音识别模块识别的结果执行相应的操作；
[0024]S2:当用户终端来电时，背包本体上的声音模块发出声音和震动提醒，用户通过发出语音信号，主控芯片根据语音识别模块识别的结果进行自动接听电话和挂断电话；
[0025]S3:当用户面临危险时，用户喊出相应的呼救语音或者按背包本体上的按键模块，背包启动安防功能；
[0026]S4:当用户携带背包行进时发生摔倒、撞倒、摔落时，主控芯片通过加速度陀螺仪检测到当前情况的发生，当检测出用户发生危险情况时，用户APP向设定的求救人群组发送求救短信，并向监护人终端内置的监护人APP发送位置信息；
[0027]S5:当背包本体被放下时，加速度陀螺仪检测出肩带下落的动作，并将检测出的数据通过I2C总线传到主控芯片中，主控芯片在识别该动作后，控制背包自动进入休眠模式，当用户背起背包本体时加速度陀螺仪能够检测出肩带抬起的动作，把动作信息传到主控芯片中，主控芯片对数据进行判断，如果判断出是肩带抬起动作则再次进入正常工作模式。
[0028]正常工作模式为背包正常的使用模式，在正常工作模式下背包发挥其所有的功能，为了节省用电，在正常工作模式下系统会让GPS模块进入休眠状态，GPRS模块不接入网络，不向服务器端发送位置信息，当用户发生了紧急情况，主控芯片判断出紧急情况的发生后，自动开启定位功能，相应模块也一直工作到用户关闭了安防功能;或者是发生了背包丢失的情况，用户想要通过用户APP查看背包的位置信息，用户APP会自动向背包的GPRS模块发送命令短信，背包的GPRS模块在接收到短信后自动将内容通过串口传送到主控芯片，主控芯片在进行相应的判断，判断成功后，主控芯片将自动开启定位功能，直到芯片接收到特定的关闭定位功能的短信。休眠模式是用户在不使用背包时的一种工作状态，背包在休眠模式下，语音识别模块、无线传输模块的功能被关闭，声音模块停止工作，主控芯片不再判断是否有危险运动状态的发生，LED闪光模块和LED照明指示模块停止工作，当背包再次进入正常工作模式后上述被关闭的功能将再次开启。
[0029]所述的步骤SI中的安全距离检测功能具体包括如下步骤:
[0030]Sll:用户通过用户终端中的无线模块与背包本体上的无线传输模块建立无线连接，通过主控芯片实时采集信号连接的强度；
[0031]S12:通过主控芯片内置的AD转换模块将信号数字化处理，然后将数字信号通过内部总线传送给主控芯片；
[0032]S13:当主控芯片检测到的信号的强度变弱时，主控芯片控制声音模块发出声音和震动，同时用户APP控制用户终端发出报警声和震动，双向提醒用户终端和背包被盗或忘带。
[0033]当用户终端和背包本体上的无线传输模块处于连接状态时，并且用户通过用户APP开启安全距离检测功能时，如果用户终端和背包之间的距离超过指定的距离，背包和用户终端都会同时报警，这样可以双向提醒用户终端和背包被盗或忘带。
[0034]所述的步骤S3中的安防功能具体包括如下步骤:
[0035]S21:当用户面临危险时，用户喊出相应的呼救语音或者按背包本体上的按键模块，语音识别模块识将采集到的信息与事先编好的语音库进行比对；
[0036]S22:若比对成功后，将比对成功的序号通过SPI协议发送到主控芯片，主控芯片接收到序号后判断是否为求救口令；
[0037]S23:若为求救口令，主控芯片控制第一 MOS管和第二 MOS管G极相连的两个1 口不断的置高低电平，G端的高低电平控制LED闪光灯和LED照明灯不断闪烁；
[0038]S24:同时主控芯片通过无线传输模块发送指令到用户APP，用户APP在识别到指令后控制用户终端群发求救短信到监护人终端中的监护人APP以及自动控制用户终端拨打指定电话；
[0039]S25:监护人APP检测求救方的短信内容，如果是设定好的求救短信内容，则控制监护人终端震动和声音提示，并且在网络连接下自动调取用户终端的位置显示界面，若无网络连接则提醒监护人开启网络连接。
[0040]当用户面临歹徒威胁时，用户可以喊出“救命”或者按背包本体上的按键模块，语音识别模块识通过咪头采集到的信息与事先编好的语音库进行比对，若比对成功后，将比对成功的序号通过SPI协议发送到主控芯片，主控芯片接收到序号后即可判断是否为求救口令，主控芯片再控制与第一 MOS管和第二 MOS管G极相连的两个1 口不断的置高低电平，G端的高低电平控制LED闪光灯和LED照明灯不断闪烁，强力的闪光效果会使歹徒眼部产生不适，并且主控芯片通过无线传输模块发送指令到用户APP，用户APP在识别到指令后控制用户终端群发求救短信和自动控制用户终端拨打指定电话，并且被求救方有一个专门的监护人APP，用于检测求救方的短信内容，如果是设定好的求救短信内容，则就自动控制监护人终端震动和声音提示，并且在网络连接下自动调取位置显示界面，方便被求救者寻找求救者的位置。
[0041]所述的步骤SI中语音识别模块在识别用户口令后首先发出震动信号提示用户是否进行此操作，用户通过按键模块进行进一步确认，若确认则立即执行，若取消则不会执行，若没有进行操作则会在延时一段时间后自动执行；执行的操作包括:控制移动终端播放、暂停、上下一曲音乐的操作、控制移动终端拨打指定联系人的操作、控制LED照明指示模块功能的开启和关闭的操作。
[0042]本发明与现有技术相比，具有如下有益效果:
[0043]提供一种智能安防背包及其控制方法，能够在用户发生危险时保障其人身财产安全，将安防功能做到了全面和系统的高度，背包所具有的安防功能在一定程度可以及时应对突发状况的发生，通过群发短信的方式更具有实效性，而且发送给多个人求救短信更具有保障性;而且该功能可以通过语音开启，相对于一些自卫武器来说更具有及时性，而且一些自卫武器可能在交通安检时不被通过，LED闪光模块不会出现这种情况;背包所具有的定位功能和运动状态监测功能可以应用在儿童和老人的安全监护领域;具有安全距离检测功能和定位功能，可以在一定程度上保障用户的财产安全;具有智能语音识别功能，可以实现语音控制手机拨打或免提接听电话功能，这样可以为用户在出行使用手机时解放了双手增加了便捷性，而且增加了用户在出行时的人身安全性;所有模块均为防水可拆卸并且集中安放在一个肩带上，这样既可以方便维修和清洗，也可以减少背包内部的线路的长度，除此之外用户可以通过魔术贴自己调整模块的位置，增加了用户的人性化体验，使背包具备多项功能且具备很强的应急性、实时性、便捷性。
【附图说明】
[0044]图1为本发明实施例1的结构示意图；
[0045]图2为本发明实施例1的电路连接框图；
[0046]图3为本发明实施例2中安全距离检测功能的流程图；
[0047]图4为本发明实施例2中安防功能的流程图；
[0048]图中:1、背包本体;2、声音模块;3、按键模块;4、LED闪光模块;5、PCB主控电路板。
【具体实施方式】
[0049]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明:
[0050]实施例1:
[0051]如图1-2所示，本发明所述的智能安防背包，包括背包本体1、移动终端以及移动终端内置的终端APP，背包本体I上设有主控芯片、语音识别模块、无线传输模块、LED闪光模块4和声音模块2，主控芯片电气连接语音识别模块、无线传输模块、LED闪光模块4和声音模块2并通过无线传输模块与终端APP实现数据通讯，同时无线传输模块还与移动终端中的无线模块建立无线连接。
[0052]为了进一步说明上述实施例1，无线传输模块包括无线数据传输模块和无线音频传输模块，其中无线数据传输模块与终端APP连接实现数据通讯，无线音频传输模块通过通讯协议与移动终端中的无线模块连接实现免提接听电话以及播放和切换音乐。
[0053]为了进一步说明上述实施例1，声音模块2包括扬声器模块和马达振子模块，上述二者集成在一块PCB电路板上且安装于背包本体I肩带的上方，扬声器模块包括扬声喇叭和音频放大电路，音频放大电路的输入接口分别连接无线音频传输模块的左声道和右声道，马达振子模块与主控芯片的1 口相连;语音识别模块通过SPI通讯协议与主控芯片相连。
[0054]为了进一步说明上述实施例1，LED闪光模块4包括LED闪光灯、第一MOS管和LED驱动芯片，上述三者集成在一块PCB电路板上且安装于背包本体I肩带的后方，其中第一 MOS管的G极连接主控芯片的1口，第一MOS管的D极连接LED闪光灯的一端，LED闪光灯的另一端连接LED驱动芯片的输出端口。
[0055]为了进一步说明上述实施例1，背包本体I上还设有加速度陀螺仪模块，加速度陀螺仪模块包括加速度仪和陀螺仪，二者位于背包本体I的肩带上，且通过I2C总线与主控芯片连接通讯。
[0056]为了进一步说明上述实施例1，背包本体I上还设有GPS模块和GPRS模块，GPS模块和GPRS模块通过串口与主控芯片相连。
[0057]为了进一步说明上述实施例1，背包本体I肩带上与LED闪光模块4相对的一侧还设有LED照明指示模块，LED照明指示模块包括LED照明灯、第二 MOS管、驱动芯片和LED指示灯，LED照明灯一端与驱动芯片的输出相连，另一端与第二 MOS管D极相连，第二 MOS管的G极连接主控芯片的1口，主控芯片通过PffM调制方式控制LED照明灯的亮暗程度，所述LED指示灯与一个电阻串接后与主控芯片的1 口相连。
[0058]为了进一步说明上述实施例1，背包本体I上还设有按键模块3，按键模块3位于背包本体I中肩带松紧带的末端，按键模块3包括音量控制键、确认键和取消键，主控芯片连接按键t吴块3。
[0059]为了进一步说明上述实施例1，所述的背包本体I上还设有电源管理模块，电源管理模块为背包本体I上的所有电气元件供电且与主控芯片、语音识别模块、无线传输模块、LED闪光模块4、声音模块2、GPS模块和GPRS模块、LED照明指示模块和加速度陀螺仪模块及外围接口电路集成在一块PCB主控电路板5上，PCB主控电路板5位于背包本体I肩带的前方。
[0060]为了进一步说明上述实施例1，移动终端包括用户终端和监护人终端，终端APP包括用户APP和监护人APP，上述APP分别内置于用户终端和监护人终端中，用户APP用于实现背包相应功能的开启和关闭、显示背包状态、调用移动终端资源、在紧急情况下自动向设定的监护人组群发求助短信；监护人APP用于接收用户APP发送的短信内容，接收后通过不断震动和声音提醒监护人有紧急情况发生，并接收用户APP发送过来的位置信息在地图中显不O
[0061]上述所有的模块和背包本体I内部电路通过防水的插头相连接，模块通过皮质的或其它防水材料封装，模块通过尼龙搭扣固定在背包本体I的各个位置，使得各个模块可以拆卸并且便于维修，且各个模块集中安放在一个肩带上，这样既可以方便维修和清洗，也可以减少背包本体I内部的线路的长度。
[0062]实施例1的工作原理为:用户在使用背包本体I时，通过移动终端中的无线模块与背包本体I上的无线传输模块建立无线连接，移动终端为智能手机，背包本体I上的无线传输模块为蓝牙模块，将智能手机中的蓝牙模块与背包本体I上的蓝牙模块建立无线连接，主控芯片的外部还连接有AD转换模块，通过AD转换模块将信号采集模块的传送来的信号数字化处理，然后将数字信号传送给主控芯片，当主控芯片接收到的信号的强度变弱时，主控芯片控制声音模块发出声音和震动，同时用户APP控制用户终端发出报警声和震动，防止用户忘带背包或背包被盗；
[0063]用户在携带背包本体I行进时，通过用户APP控制执行相应的操作或通过用户APP设定的口令发出相应的语音信号，主控芯片根据语音识别模块识别的结果执行相应的操作，如控制用户终端播放、暂停、上下一曲音乐、控制用户终端拨打指定联系人、控制LED照明指示模块功能的开启和关闭；上述播放和切换音乐是通过A2DP1.2协议实现的。
[0064]当用户终端来电时，背包本体I上的声音模块2发出声音和震动提醒，用户通过发出语音信号，主控芯片根据语音识别模块识别的结果进行自动接听电话和挂断电话;上述自动接听电话和挂断电话通过音频蓝牙的HFP协议实现。
[0065]当用户面临危险时，用户喊出相应的呼救语音如“救命”或者按背包本体I上的按键模块3，背包启动安防功能，语音识别模块识将采集到的信息与事先编好的语音库进行比对，若比对成功后，将比对成功的序号通过SPI协议发送到主控芯片，主控芯片接收到序号后即可判断是否为求救口令，主控芯片再控制与MOS管G极相连的1 口不断的置高低电平，G端的高低电平就会控制LED闪光灯不断闪烁，强力的闪光效果会使歹徒眼部产生不适，并且主控芯片通过无线传输模块发送指令到用户终端，用户终端内置的用户APP发送短信至监护人终端，监护人终端内置的监护人APP用于接收和检测用户APP发送的短信内容，如果是设定好的求救短信内容，则就自动控制监护人终端震动和声音提示，并且在网络连接下自动调取位置显示界面，方便被求救者寻找求救者的位置;用户APP用于实现背包相应功能的开启和关闭、显示背包状态、调用移动终端资源、在紧急情况下自动向设定的监护人组群发求助短信；当用户携带背包本体I行进时发生摔倒、撞倒、摔落时，主控芯片通过加速度陀螺仪检测到当前情况的发生，当检测出用户发生危险情况时，用户APP向设定的求救人群组发送求救短信，并向监护人APP发送位置信息；
[0066]当背包本体I被放下时，加速度陀螺仪检测出肩带下落的动作，并将检测出的数据通过I2C总线传到主控芯片中，主控芯片在识别该动作后，控制背包自动进入休眠模式，当用户背起背包本体I时相应的功能会再次开启。
[0067]实施例2:
[0068]—种智能安防背包的控制方法，包括以下步骤:
[0069]S1:用户通过用户终端中的无线模块与背包本体I上的无线传输模块建立无线连接，背包进入正常工作模式，用户通过主控芯片开启安全距离检测功能，通过用户终端内置的用户APP控制执行相应的操作或通过用户APP设定的口令发出相应的语音信号，主控芯片根据语音识别模块识别的结果执行相应的操作；
[0070]S2:当用户终端来电时，背包本体I上的声音模块2发出声音和震动提醒，用户通过发出语音信号，主控芯片根据语音识别模块识别的结果进行自动接听电话和挂断电话；[0071 ] S3:当用户面临危险时，用户喊出相应的呼救语音或者按背包本体I上的按键模块3，背包启动安防功能；
[0072]S4:当用户携带背包行进时发生摔倒、撞倒、摔落时，主控芯片通过加速度陀螺仪检测到当前情况的发生，当检测出用户发生危险情况时，用户APP向设定的求救人群组发送求救短信，并向监护人终端内置的监护人APP发送位置信息；
[0073]S5:当背包本体I被放下时，加速度陀螺仪检测出肩带下落的动作，并将检测出的数据通过I2C总线传到主控芯片中，主控芯片在识别该动作后，控制背包自动进入休眠模式，当用户背起背包本体I时加速度陀螺仪能够检测出肩带抬起的动作，把动作信息传到主控芯片中，主控芯片对数据进行判断，如果判断出是肩带抬起动作则再次进入正常工作模式。
[0074]移动终端为智能手机，背包本体I上的无线传输模块为蓝牙模块，将智能手机中的蓝牙模块与背包本体I上的蓝牙模块建立无线连接，通过音频蓝牙的HFP协议实现自动接听电话和挂断电话，通过A2DP1.2协议实现播放和切换音乐，正常工作模式为背包正常的使用模式，在正常工作模式下背包发挥其所有的功能，为了节省用电，在正常工作模式下系统会让GPS模块进入休眠状态，GPRS模块不接入网络，不向服务器端发送位置信息，当用户发生了紧急情况，主控芯片判断出紧急情况的发生后，自动开启定位功能，相应模块也一直工作到用户关闭了安防功能;或者是发生了背包丢失的情况，用户想要通过用户APP查看背包的位置信息，用户APP会自动向背包的GPRS模块发送命令短信，GPRS模块在接收到短信后自动将内容通过串口传送到主控芯片，主控芯片在进行相应的判断，判断成功后，主控芯片将自动开启定位功能，直到芯片接收到特定的关闭定位功能的短信。休眠模式是用户在不使用背包时的一种工作状态，背包在休眠模式下，语音识别模块、无线传输模块的功能被关闭，声音模块停止工作，主控芯片不再判断是否有危险运动状态的发生，LED闪光模块和LED照明指示模块停止工作，当背包再次进入正常工作模式后上述被关闭的功能将再次开启。
[0075]为了进一步说明上述实施例2，如图3所示，步骤SI中的安全距离检测功能具体包括如下步骤:
[0076]Sll:用户通过移动终端中的无线模块与背包本体I上的无线传输模块建立无线连接，通过主控芯片实时采集信号连接的强度；
[0077]S12:通过主控芯片内置的AD转换模块将信号数字化处理，然后将数字信号通过内部总线传送给主控芯片；
[0078]S13:当主控芯片检测到的信号的强度变弱时，主控芯片控制声音模块发出声音和震动，同时终端APP控制移动终端发出报警声和震动，双向提醒用户的手机和背包被盗或忘带。
[0079]当用户终端和背包本体I上的无线传输模块处于连接状态时，并且用户通过用户APP开启安全距离检测功能时，如果用户终端和背包本体I之间的距离超过指定的距离，背包和用户终端都会同时报警，这样可以双向提醒用户终端和背包被盗或忘带。
[0080]为了进一步说明上述实施例2，如图4所示，步骤S3中的安防功能具体包括如下步骤:
[0081 ] S21:当用户面临危险时，用户喊出相应的呼救语音或者按背包本体I上的按键模块3，语音识别模块识将采集到的信息与事先编好的语音库进行比对；
[0082]S22:若比对成功后，将比对成功的序号通过SPI协议发送到主控芯片，主控芯片接收到序号后判断是否为求救口令；
[0083]S23:若为求救口令，主控芯片控制第一 MOS管和第二 MOS管G极相连的两个1 口不断的置高低电平，G端的高低电平控制LED闪光灯和LED照明灯不断闪烁；
[0084]S24:同时主控芯片通过无线传输模块发送指令到用户APP，用户APP在识别到指令后控制用户终端群发求救短信到监护人终端中的监护人APP以及自动控制用户终端拨打指定电话；
[0085]S25:监护人APP检测求救方的短信内容，如果是设定好的求救短信内容，则控制监护人终端震动和声音提示，并且在网络连接下自动调取用户终端的位置显示界面，若无网络连接则提醒监护人开启网络连接。
[0086]当用户面临歹徒威胁时，用户可以喊出“救命”或者按背包本体I上的按键模块，语音识别模块识通过咪头采集到的信息与事先编好的语音库进行比对，若比对成功后，将比对成功的序号通过SPI协议发送到主控芯片，主控芯片接收到序号后即可判断是否为求救口令，主控芯片再控制与第一 MOS管和第二 MOS管G极相连的两个1 口不断的置高低电平，G端的高低电平控制LED闪光灯和LED照明灯不断闪烁，强力的闪光效果会使歹徒眼部产生不适，并且主控芯片通过无线传输模块发送指令到用户APP，用户APP在识别到指令后控制用户终端群发求救短信和自动控制用户终端拨打指定电话，并且被求救方有一个专门的监护人APP，用于检测求救方的短信内容，如果是设定好的求救短信内容，则就自动控制监护人终端震动和声音提示，并且在网络连接下自动调取位置显示界面，方便被求救者寻找求救者的位置。
[0087]为了进一步说明上述实施例2，步骤SI中语音识别模块在识别用户口令后首先发出震动信号提示用户是否进行此操作，用户通过按键模块3进行进一步确认，若确认则立即执行，若取消则不会执行，若没有进行操作则会在延时一段时间后自动执行;执行的操作包括:控制移动终端播放、暂停、上下一曲音乐的操作、控制移动终端拨打指定联系人的操作、控制LED照明指示模块功能的开启和关闭的操作。
[0088]若要拨打指定联系人，则需要用户先说“打电话”这样的口令，等到识别出这个口令后，用户在5秒内说出联系人姓名并识别成功后控制用户终端拨打该联系人，这样可以增加语音识别的容错率。
[0089]采用以上结合附图描述的本发明的实施例的智能安防背包及其控制方法，能够在用户发生危险时保障其人身财产安全，使背包具备很强的应急性、实时性、便捷性。但本发明不局限于所描述的实施方式，在不脱离本发明的原理和精神的情况下这些对实施方式进行的变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种智能安防背包，包括背包本体(I)、移动终端以及移动终端中内置的终端APP，其特征在于:所述的背包本体(I)上设有主控芯片、语音识别模块、无线传输模块、LED闪光模块(4)和声音模块(2)，主控芯片电气连接语音识别模块、无线传输模块、LED闪光模块(4)和声音模块(2)并通过无线传输模块与终端APP实现数据通讯，同时无线传输模块还与移动终端中的无线模块建立无线连接。2.根据权利要求1所述的智能安防背包，其特征在于:所述的无线传输模块包括无线数据传输模块和无线音频传输模块，其中无线数据传输模块与终端APP连接实现数据通讯，无线音频传输模块通过通讯协议与移动终端中的无线模块连接实现免提接听电话以及播放和切换音乐。3.根据权利要求2所述的智能安防背包，其特征在于:所述的声音模块(2)包括扬声器模块和马达振子模块，上述二者集成在一块PCB电路板上且安装于背包本体(I)肩带的上方，扬声器模块包括扬声喇叭和音频放大电路，音频放大电路的输入接口分别连接无线音频传输模块的左声道和右声道，马达振子模块与主控芯片的1口相连;语音识别模块通过SPI通讯协议与主控芯片相连。4.根据权利要求3所述的智能安防背包，其特征在于:所述的LED闪光模块(4)包括LED闪光灯、第一 MOS管和LED驱动芯片，上述三者集成在一块PCB电路板上且安装于背包本体(I)肩带的后方，其中第一 MOS管的G极连接主控芯片的1 口，第一 MOS管的D极连接LED闪光灯的一端，LED闪光灯的另一端连接LED驱动芯片的输出端口。5.根据权利要求4所述的智能安防背包，其特征在于:所述的背包本体(I)上还设有加速度陀螺仪模块，加速度陀螺仪模块包括加速度仪和陀螺仪，二者位于背包本体(I)的肩带上，且通过I2C总线与主控芯片连接通讯。6.根据权利要求5所述的智能安防背包，其特征在于:所述的背包本体(I)上还设有GPS模块和GPRS模块，GPS模块和GPRS模块通过串口与主控芯片相连。7.根据权利要求6所述的智能安防背包，其特征在于:所述的背包本体(I)肩带上与LED闪光模块(4)相对的一侧还设有LED照明指示模块，LED照明指示模块包括LED照明灯、第二MOS管、驱动芯片和LED指示灯，LED照明灯一端与驱动芯片的输出相连，另一端与第二 MOS管D极相连，第二 MOS管的G极连接主控芯片的1 口，主控芯片通过PffM调制方式控制LED照明灯的亮暗程度，所述LED指示灯与一个电阻串接后与主控芯片的1 口相连。8.根据权利要求7所述的智能安防背包，其特征在于:所述的背包本体(I)上还设有按键模块(3)，按键模块(3)位于背包本体(I)中肩带松紧带的末端，按键模块(3)包括音量控制键、确认键和取消键，主控芯片连接按键模块(3)。9.根据权利要求8所述的智能安防背包，其特征在于:所述的背包本体(I)上还设有电源管理模块，电源管理模块连接蓄电池为背包本体(I)上的所有电气元件供电且与主控芯片、语音识别模块、无线传输模块、LED闪光模块(4)、声音模块(2)、GPS模块和GPRS模块、LED照明指示模块和加速度陀螺仪模块及外围接口电路集成在一块PCB主控电路板(5)上，PCB主控电路板(5)位于背包本体(I)肩带的前方。10.根据权利要求1所述的智能安防背包，其特征在于:所述的移动终端包括用户终端和监护人终端，终端APP包括用户APP和监护人APP，上述APP分别内置于用户终端和监护人终端中。11.一种智能安防背包的控制方法，应用于权利要求1-10任意一项所述的智能安防背包，其特征在于:所述的方法包括以下步骤: S1:用户通过用户终端中的无线模块与背包本体(I)上的无线传输模块建立无线连接，背包进入正常工作模式，用户通过主控芯片开启安全距离检测功能，通过用户终端内置的用户APP控制执行相应的操作或通过用户APP设定的口令发出相应的语音信号，主控芯片根据语音识别模块识别的结果执行相应的操作； S2:当用户终端来电时，背包本体(I)上的声音模块(2)发出声音和震动提醒，用户通过发出语音信号，主控芯片根据语音识别模块识别的结果进行自动接听电话和挂断电话； S3:当用户面临危险时，用户喊出相应的呼救语音或者按背包本体上的按键模块(3)，背包启动安防功能； S4:当用户携带背包行进时发生摔倒、撞倒、摔落时，主控芯片通过加速度陀螺仪检测到当前情况的发生，当检测出用户发生危险情况时，用户APP向设定的求救人群组发送求救短信，并向监护人终端内置的监护人APP发送位置信息； S5:当背包本体(I)被放下时，加速度陀螺仪检测出肩带下落的动作，并将检测出的数据通过I2C总线传到主控芯片中，主控芯片在识别该动作后，控制背包自动进入休眠模式，当用户背起背包本体(I)时加速度陀螺仪能够检测出肩带抬起的动作，把动作信息传到主控芯片中，主控芯片对数据进行判断，如果判断出是肩带抬起动作则再次进入正常工作模式。12.根据权利要求11所述的智能安防背包的控制方法，其特征在于:所述的步骤SI中的安全距离检测功能具体包括如下步骤: Sll:用户通过用户终端中的无线模块与背包本体(I)上的无线传输模块建立无线连接，通过主控芯片实时采集信号连接的强度； S12:通过主控芯片内置的AD转换模块将信号数字化处理，然后将数字信号通过内部总线传送给主控芯片； S13:当主控芯片检测到的信号的强度变弱时，主控芯片控制声音模块发出声音和震动，同时用户APP控制用户终端发出报警声和震动，双向提醒用户终端和背包被盗或忘带。13.根据权利要求11所述的智能安防背包的控制方法，其特征在于:所述的步骤S3中的安防功能具体包括如下步骤: S21:当用户面临危险时，用户喊出相应的呼救语音或者按背包本体(I)上的按键模块(3)，语音识别模块识将采集到的信息与事先编好的语音库进行比对； S22:若比对成功后，将比对成功的序号通过SPI协议发送到主控芯片，主控芯片接收到序号后判断是否为求救口令； S23:若为求救口令，主控芯片控制第一 MOS管和第二 MOS管G极相连的两个1 口不断的置高低电平，G端的高低电平控制LED闪光灯和LED照明灯不断闪烁； S24:同时主控芯片通过无线传输模块发送指令到用户APP，用户APP在识别到指令后控制用户终端群发求救短信到监护人终端中的监护人APP以及自动控制用户终端拨打指定电话； S25:监护人APP检测求救方的短信内容，如果是设定好的求救短信内容，则控制监护人终端震动和声音提示，并且在网络连接下自动调取用户终端的位置显示界面，若无网络连接则提醒监护人开启网络连接。14.根据权利要求11所述的智能安防背包的控制方法，其特征在于:所述的步骤SI中语音识别模块在识别用户口令后首先发出震动信号提示用户是否进行此操作，用户通过按键模块(3)进行进一步确认，若确认则立即执行，若取消则不会执行，若没有进行操作则会在延时一段时间后自动执行。
【文档编号】H04W4/22GK105996404SQ201610506882
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月30日
【发明人】王 华, 肖正圣, 王连华, 于健, 蒋飞
【申请人】曲阜师范大学