面向社区矫正人员管控的电子腕带系统及异常检测方法
【专利摘要】本发明涉及一种不可拆卸电子腕带系统及异常活动检测方法，尤其是一种面向社区矫正人员管控的电子腕带系统及异常检测方法，属于电子腕带的【技术领域】。按照本发明提供的技术方案，所述面向社区矫正人员管控的电子腕带系统，包括用于佩戴于矫正人员上的不可拆卸电子腕带；所述不可拆卸电子腕带能与手持设备匹配连接；所述手持设备同时检测到的不可拆卸电子腕带的数量超过预设数量时，手持设备输出人员聚集报警信息并传输当前的GPS位置信息。本发明结构紧凑，能实现社区矫正人员集聚、破坏拆卸腕带以及短时剧烈动作、没有随身佩戴腕带等异常检测，使用方便，安全可靠。
【专利说明】面向社区矫正人员管控的电子腕带系统及异常检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种不可拆卸电子腕带系统及异常活动检测方法，尤其是一种面向社区矫正人员管控的电子腕带系统及异常检测方法，属于电子腕带的【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着我国劳教制度逐步废除，原来的劳教人员将返回社会，在相关部门和社会力量的协助下执行促进其顺利回归社会的非监禁型社区矫正活动。但是由于社区矫正人员分布空间广泛、社会背景复杂多变，如何实现远程的实时人员行为和位置监测管控，预防相关人员在矫正期间再次实施犯罪活动，提高社会安全度，仍缺乏全面有效的技术手段。
[0003]目前，社区矫正人员的管控主要依赖于通过对社区矫正人员注册的手机进行位置区域监控，以及采用社区矫正人员佩戴不可拆卸的腕带方式实现社区矫正人员的全时空管控。但是，现有的全时空管控无法支持社区矫正人员集聚的识别和判断功能，异常行为和短时剧烈动作的检测准确度以及分类能力较差，此外防拆卸电路采用传统监狱用的腕带内置环路形式实现，由于社区矫正人员对不可拆卸腕带进行破坏并快速恢复可借助的工具和手段要远远超过监狱内罪犯所拥有的工具，因此采用传统防拆卸方式难以有效杜绝腕带和人体分离的现象。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种面向社区矫正人员管控的电子腕带系统及异常检测方法，其结构紧凑，能实现社区矫正人员集聚、破坏拆卸腕带以及短时剧烈动作、没有随身佩戴腕带等异常检测，使用方便，安全可靠。
[0005]按照本发明提供的技术方案，所述面向社区矫正人员管控的电子腕带系统，包括用于佩戴于矫正人员上的不可拆卸电子腕带；所述不可拆卸电子腕带能与手持设备匹配连接；所述手持设备同时检测到的不可拆卸电子腕带的数量超过预设数量时，手持设备输出人员聚集报警信息并传输当前的GPS位置信息。
[0006]所述不可拆卸电子腕带包括腕带主机以及连接在所述腕带主机上并能实现佩戴箍紧的腕带连接装置，所述腕带主机与腕带连接装置匹配连接实现佩戴箍紧后，腕带主机能对腕带主机以及腕带连接装置之间的拆卸报警；腕带主机包括主机壳体以及位于所述主机壳体内的低功耗主控芯片、BLE蓝牙芯片、MEMS三轴加速度计、MEMS麦克风以及用于提供腕带主机工作电源的纽扣电池，所述BLE蓝牙芯片、MEMS三轴加速度计及MEMS麦克风均与低功耗主控芯片连接；低功耗主控芯片通过BLE蓝牙芯片能与手持设备无线连接。
[0007]所述腕带连接装置包括固定连接在主机壳体上的连接带体，所述连接带体内设有腕带金属导线，所述腕带金属导线与低功耗主控芯片电连接，连接带体上设有用于与主机壳体固定连接的固定孔。
[0008]所述主机壳体包括电路板电池仓体以及位于所述电路板电池仓体上的主机壳附属仓体，所述主机壳附属仓体通过仓体连接部与电路板电池仓体固定连接；仓体连接部以及主机壳附属仓体内设有主机金属导线，所述主机金属导线能与腕带金属导线串接以形成拆卸报警电路中的金属导线环路，所述拆卸报警电路与低功耗主控芯片连接。
[0009]所述电路板电池仓体上设有若干仓体凹槽，所述主机壳附属仓体上设有能嵌置在仓体凹槽的突出体，所述仓体凹槽与连接带体上的固定孔匹配一致，突出体能穿过固定孔后嵌置在仓体凹槽上，以将连接带体锁紧固定在主机壳体上。
[0010]所述拆卸报警电路、低功耗主控芯片、MEMS加速度计、BLE蓝牙芯片均位于电路板电池仓体内的电路板上，所述纽扣电池位于电路板的上方，MEMS麦克风紧贴于电路板电池仓体的下壁；纽扣电池通过LDO电源模块与低功耗主控芯片的电源端、BLE蓝牙芯片的电源端以及拆卸报警电路连接，所述拆卸报警电路包括上拉电阻，所述上拉电阻的一端与LDO电源模块的一端连接，上拉电阻的另一端与低功耗主控芯片的GIPO端连接以及金属导线环路的一端连接，金属导线环路的另一端通过接地端子接地，低功耗主控芯片的时钟端以及BLE蓝牙芯片的时钟端均与时钟模块连接。
[0011]所述手持设备与腕带主机通过BLE蓝牙芯片无线连接后，低功耗主控芯片设置BLE蓝牙芯片的周期性上报定时时间，以对手持设备与腕带主机间是否分离进行检测；低功耗主控芯片、BLE蓝牙芯片处于休眠状态，MEMS三轴加速度计处于值守状态；
MEMS三轴加速度计检测矫正人员的异常活动时，MEMS三轴加速度计唤醒低功耗主控芯片并向低功耗主控芯片传输加速度测量值；低功耗主控芯片唤醒BLE蓝牙芯片，以通过BLE蓝牙芯片向手持设备传输剧烈动作报警信息。
[0012]当拆卸报警电路检测拆卸或破坏所述电子腕带时，低功耗主控芯片将MEMS麦克风切换至工作状态，以通过MEMS麦克风米集声音信号，并将所述声音信号传输至低功耗主控芯片内，低功耗主控芯片对声音信号进行处理，当根据声音信号判断所述电子腕带被拆卸或被破坏时，低功耗主控芯片向手持设备传输拆卸报警信息。
[0013]一种面向社区矫正人员管控的异常活动检测方法，将不可拆卸电子腕带佩戴箍紧在社区矫正人员上，所述不可拆卸电子腕带能与手持设备匹配连接；
所述不可拆卸电子腕带包括腕带主机以及连接在所述腕带主机上并能实现佩戴箍紧的腕带连接装置，所述腕带主机与腕带连接装置匹配连接实现佩戴箍紧后，腕带主机能对腕带主机以及腕带连接装置之间的拆卸报警；腕带主机包括主机壳体以及位于所述主机壳体内的低功耗主控芯片、BLE蓝牙芯片、MEMS三轴加速度计、MEMS麦克风以及用于提供腕带主机工作电源的纽扣电池，所述BLE蓝牙芯片、MEMS三轴加速度计及MEMS麦克风均与低功耗主控芯片连接；低功耗主控芯片通过BLE蓝牙芯片能与手持设备无线连接。
[0014]所述手持设备与腕带主机通过BLE蓝牙芯片无线连接后，低功耗主控芯片设置BLE蓝牙芯片的周期性上报定时时间，以对手持设备与腕带主机间是否分离进行检测；低功耗主控芯片、BLE蓝牙芯片处于休眠状态，MEMS三轴加速度计处于值守状态；
MEMS三轴加速度计检测矫正人员的异常活动时，MEMS三轴加速度计唤醒低功耗主控芯片并向低功耗主控芯片传输加速度测量值；低功耗主控芯片唤醒BLE蓝牙芯片，以通过BLE蓝牙芯片向手持设备传输剧烈动作报警信息。
[0015]所述手持设备同时检测到的不可拆卸电子腕带的数量超过预设数量时，手持设备输出人员聚集报警信息并传输当前的GPS位置信息。
[0016]本发明的优点:高舒适度非吸水性医用材料与加厚橡胶组成的连接带体能够在保持牢固性和柔韧性同时避免人员的皮肤过敏；通过多个低功耗BLE蓝牙芯片与社区矫正人员注册的手持设备的自动配对实现社区矫正人员聚集的检测；基于MEMS三轴加速度计实现矫正人员短时大尺度剧烈动作的检测报警；基于金属导线环路和低功耗主控芯片的GPIO中断口实现拆卸行为的及时检测、报警，并唤醒MEMS麦克风，进行腕带是否仍处于佩戴状态的检测；结构紧凑，能实现所需的异常检测，使用方便，安全可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明不可拆卸电子腕带的结构示意图。
[0018]图2为本发明腕带主机的结构示意图。
[0019]图3为本发明电路板电池仓体内电路板的电路框图。
[0020]图4为本发明的工作流程图。
[0021]附图标记说明:100-腕带主机、101-主机壳体、102-纽扣电池、103-低功耗主控芯片、104-81^蓝牙芯片、105-1^1^三轴加速度计、106-1^1^麦克风、110-腕带连接装置、111-连接带体、112-腕带金属导线、113-固定孔、200-电路板电池仓体、201-仓体凹槽、210-主机壳附属仓体、211-突出体、212-锁紧突出体、220-仓体连接部、221-主机金属导线、300-拆卸报警电路、301-上拉电阻、302-接地端子、312-LD0电源模块、313-时钟模块、317-板级天线、321-SPI 接口、322-GP10 中断口、326-GP10 端口、323-ADC 接口、324-SPI 接口、325-GP10中断口以及330-金属导线环路。
【具体实施方式】
[0022]下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0023]为了能实现社区矫正人员集聚，本发明包括用于佩戴于矫正人员上的不可拆卸电子腕带；所述不可拆卸电子腕带能与手持设备匹配连接；所述手持设备同时检测到的不可拆卸电子腕带的数量超过预设数量时，手持设备输出人员聚集报警信息并传输当前的GPS(Global Positioning System)位置信息。
[0024]具体地，所述不可拆卸电子腕带可以佩戴箍紧在社区矫正人员的手腕或脚腕上，手持设备一般可以为智能手机，通过智能手机能够检测所述智能手机周围的不可拆卸电子腕带的数量，当检测 所述周围的不可拆卸电子腕带数量超过预设数量时，手持设备可以认为矫正人员的聚集，手持设备向监控中心传输人员聚集报警信息，并将当前GPS位置信息也同时传输，以便监控中心及时了解并确认聚集的位置信息。所述当前的GPS位置信息可以通过手持设备内的定位模块进行获得，手持设备通过通信网络向监控中心传输信息，具体实施过程为本【技术领域】人员所熟知，此处不再赘述。
[0025]如图1所示，所述不可拆卸电子腕带包括腕带主机100以及连接在所述腕带主机100上并能实现佩戴箍紧的腕带连接装置110，所述腕带主机100与腕带连接装置110匹配连接实现佩戴箍紧后，腕带主机100能对腕带主机100以及腕带连接装置100之间的拆卸报警；腕带主机100包括主机壳体101以及位于所述主机壳体101内的低功耗主控芯片103,BLE 蓝牙芯片 104、MEMS 三轴加速度计 105、MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)麦克风106以及用于提供腕带主机100工作电源的纽扣电池102，所述BLE蓝牙芯片104、MEMS三轴加速度计105及MEMS麦克风106均与低功耗主控芯片103连接；低功耗主控芯片103通过BLE蓝牙芯片104能与手持设备无线连接。
[0026]所述腕带连接装置110包括固定连接在主机壳体101上的连接带体111，所述连接带体111内设有腕带金属导线112，所述腕带金属导线112与低功耗主控芯片103电连接，连接带体111上设有用于与主机壳体101固定连接的固定孔113。
[0027]具体地，腕带主机100的主机壳体101采用IP67防水防尘等级的壳体，BLE(Bluetooth low energy)蓝牙芯片104采用4.0版本的蓝牙芯片。在具体实施时，BLE蓝牙芯片104采用TI的型号为CC2541的芯片，MEMS麦克风106采用ADI的型号为ADMP401的芯片、MEMS三轴加速度计105采用ADI的型号为ADXL362芯片；低功耗主控芯片103采用TI的型号为MSP430F2132的芯片。
[0028]所述腕带连接装置110的连接带体111包括位于内层的高舒适度非吸水性医用材料与外层的加厚橡胶组成，，所述高舒适度非吸水性医用材料与佩戴人员的皮肤直接接触，避免出现皮肤过敏现象，所述加厚橡胶增加连接带体的柔韧性、牢固性和抗破坏能力，防止无意导致连接带体断裂。所述腕带金属导线112置埋于医用材料内部，不会由于进水导致短路；当社区矫正人员恶意破坏或拆卸腕带时，将腕带金属导线112会断开，使得所述低功耗主控芯片103检测到高低电平的变换，从而低功耗主控芯片103能根据所述电平的变换进行实时告警处理。所述固定孔113用于实现腕带连接装置110通过主机壳体101内置的固定件进行固定连接。
[0029]如图2所示，所述主机壳体101包括电路板电池仓体200以及位于所述电路板电池仓体200上的主机壳附属仓体210，所述主机壳附属仓体210通过仓体连接部220与电路板电池仓体200固定连接；仓体连接部220以及主机壳附属仓体210内设有主机金属导线221，所述主机金属导线221能与腕带金属导线112串接以形成拆卸报警电路300中的金属导线环路330，所述拆卸报警电路300与低功耗主控芯片103连接。
[0030]所述电路板电池仓体200上设有若干仓体凹槽201，所述主机壳附属仓体210上设有能嵌置在仓体凹槽201的突出体211，所述仓体凹槽201与连接带体111上的固定孔113匹配一致，突出体211能穿过固定孔113后嵌置在仓体凹槽201上，以将连接带体111锁紧固定在主机壳体101上。
[0031]本发明实施例中，电路板电池仓体200处于主机壳体101的下部(靠近佩戴人员皮肤一侧)，为IP67防护等级，电路板电池仓体200上方有仓体凹槽201，电路板电池仓体200上仓体凹槽201之间的间距与固定孔113的间距一致，所述的一次性纽扣电池102位于电路板电池仓体200内部的上方，加载有所述低功耗主控芯片103、BLE蓝牙芯片104、MEMS三轴加速度计105以及MEMS麦克风106等电子器件的电路板位于电路板电池仓体200内部下方，其中所述MEMS麦克风106紧贴在电路板电池仓体200的下壁，用于检测佩戴人员身体内的声音如脉搏等。
[0032]所述主机壳附属仓体210内部隐藏着处于收缩状态的突出体211，所述突出体211的间距与所述的仓体凹槽201以及所述固定孔113的间距一致，当所述的腕带连接装置110穿过所述电路板电池仓体200和所述主机壳附属仓体210之间的空隙区域时，在腕带连接装置110箍紧后，将所述处于收缩状态的突出体211弹出，穿过所述固定孔113，得到锁紧突出体212，考虑到电子腕带的可靠性以及社区矫正人员破解工具和方法多种多样，处于锁紧突出体212无法重新进入收缩状态，即电子腕带为不可拆卸型。连接带体111通过锁紧突出体212以及固定孔113、仓体凹槽201的匹配连接能锁紧在主机壳体101上，即得到不可拆卸的电子腕带。
[0033]所述仓体连接部220将所述电路板电池仓体200以及所述主机壳附属仓体210连接为一个不可拆卸的整体结构。所述两个仓体连接部分220与所述主机壳附属仓体210内置主机金属导线221，所述主机金属导线221与腕带金属导线112串接后形成金属导线环路330，当处于金属导线环路330内的主机金属导线221与腕带金属导线112中任何一个环路出现断路，都会导致金属导线环路330断开。金属导线环路330被断开时低功耗主控芯片103能够检测社区矫正人员恶意破坏或拆卸腕带的异常行为。
[0034]如图3所示，所述拆卸报警电路300、低功耗主控芯片103、MEMS加速度计105、BLE蓝牙芯片104均位于电路板电池仓体200内的电路板上，所述纽扣电池102位于电路板的上方，MEMS麦克风106紧贴于电路板电池仓体200的下壁；纽扣电池102通过LDO电源模块312与低功耗主控芯片103的电源端、BLE蓝牙芯片104的电源端以及拆卸报警电路300连接，所述拆卸报警电路300包括上拉电阻301，所述上拉电阻301的一端与LDO电源模块312的一端连接，上拉电阻301的另一端与低功耗主控芯片103的GIPO端连接以及金属导线环路300的一端连接，金属导线环路300的另一端通过接地端子302接地，低功耗主控芯片103的时钟端以及BLE蓝牙芯片104的时钟端均与时钟模块313连接。
[0035]本发明实施例中，所述拆卸报警电路300由上拉电阻301和接地端子302组成。所述金属导线环路330的一端通过所述上拉电阻301接入所述低功耗主控芯片320的一个GPIO中断口 325，另一端连接所述接地端子302。当所述金属导线环路330断开时，导致接入所述GPIO中断口 325的信号由低电平转换到高电平，实现低功耗主控芯片103的中断实时唤醒并进行拆卸破坏行为告警处理。
[0036]所述低功耗主控芯片103内置2个SPI (Serial Peripheral Interface)接口，分别为SPI接口 321、SPI接口 324，其中所述SPI接口 321与所述MEMS三轴加速度计105连接，读取加速度计某个轴或者全部三个轴的加速度测量值；所述SPI接口 324与所述BLE蓝牙芯片104连接，完成数据的收发，并由所述BLE蓝牙芯片104通过板级天线317进行数据的无线收发，实现相关数据通过蓝牙无线通信链路与手持设备进行交互。
[0037]所述低功耗主控芯片103内置定义的GPIO (General Purpose Input Output)中断口 322、GPIO中断口 325、GPIO端口 326，所述GPIO中断口 322用于接收所述MEMS三轴加速度计105基于门限的中断信号，并唤醒低功耗主控芯片320至工作状态；所述GPIO中断口 325用于完成拆卸破坏行为的中断检测；所述GPIO端口 326用于控制所述MEMS麦克风106的供电与否，所述MEMS麦克风106缺省工作在关闭状态，不提供相应电源，当出现拆卸行为中断报警时，通过设置所述GPIO端口 326为所述MEMS麦克风106提供电源，使MEMS麦克风106进入工作状态，进行佩戴人员体内声信号的采集。所述MEMS麦克风106采集的声信号为模拟信号，通过所述低功耗主控芯片103内置的ADC接口 323进行数模转换。
[0038]外围电路中，所述一次性纽扣电池102作为电子腕带的供电单元，所述LDO电源模块312完成高效的直流-直流电压转换，为电子腕带中各个单元提供指定电压的电源，同时具有根据外部控制信号进行是否为各个单元提供电源的控制能力；时钟模块313为电子腕带中各个部分提供相位一致、高稳定性的工作时钟。本发明实施例中，LDO电源模块321采用现有常用的电源形式，具体不再赘述。[0039]进一步地，本发明实施例中，所述手持设备与腕带主机100通过BLE蓝牙芯片104无线连接后，低功耗主控芯片103设置BLE蓝牙芯片104的周期性上报定时时间，以对手持设备与腕带主机100间是否分离进行检测；低功耗主控芯片103、BLE蓝牙芯片104处于休眠状态，MEMS三轴加速度计105处于值守状态；
MEMS三轴加速度计105检测矫正人员的异常活动时，MEMS三轴加速度计105唤醒低功耗主控芯片103并向低功耗主控芯片103传输加速度测量值；低功耗主控芯片103唤醒BLE蓝牙芯片104，以通过BLE蓝牙芯片104向手持设备传输剧烈动作报警信息。
[0040]当拆卸报警电路300检测拆卸或破坏所述电子腕带时，低功耗主控芯片103将MEMS麦克风106切换至工作状态，以通过MEMS麦克风106采集声音信号，并将所述声音信号传输至低功耗主控芯片103内，低功耗主控芯片103对声音信号进行处理，当根据声音信号判断所述电子腕带被拆卸或被破坏时，低功耗主控芯片103向手持设备传输拆卸报警信肩、O
[0041]如图4所示:为本发明具体实施例腕带主机及其配对注册手持设备的系统工作流程图，具体实现步骤如下:
步骤I)、电子腕带启动
通常社区矫正人员拥有自己的智能手持设备，向社区矫正局登记注册该手持设备后，手持设备一般处于开机启动状态。自登记注册完成后，手持设备就启动周BLE蓝牙芯片104，定期搜索周边是否存在不可拆卸型电子腕带。手持设备对不可拆卸电子腕带的BLE蓝牙芯片104的检测周期可以远程设置，是功耗和检测实时性的折中，周期越短，手持设备功耗越高，周边电子腕带的检测越及时；周期越长，手持设备功耗越低，周边电子腕带的检测延时越大，通常设定为I分钟至3分钟。
[0042]不可拆卸型电子腕带设备启动后，所述低功耗主控芯片103与BLE蓝牙芯片104处于值守状态，等待手持设备发起的蓝牙配对和认证流程。
[0043]步骤2)、与智能手机的蓝牙配对认证
当手持设备通过BLE蓝牙芯片104检测到附近存在电子腕带时，判断自身是否为已经配对了对应的电子腕带，如果已经配对，且附近存在的电子腕带数量大于2(即大于等于3)，说明存在多个社区矫正人员积聚在一起的现象，此时手持设备自动发送包含聚集人群数量与当前GPS位置等信息的矫正人员集聚预警消息。
[0044]当附近存在的电子腕带数量为I或2时，手持设备发起与尚未配对认证的电子腕带之间的配对认证，相关流程符合BLE蓝牙4.0协议版本规范。在配对过程中，为确保配对可靠性，电子腕带与手持设备均采用最高许可的发射功率进行数据交互。
[0045]电子腕带完成与手持设备配对认证后，由所述低功耗主控芯片103设置蓝牙周期性上报定时时间，蓝牙周期性上报定时时间的时长根据人机分离检测实时性和电子腕带功耗进行折中考虑，一般设定为5-10秒。之后将所述低功耗主控芯片103、所述BLE蓝牙芯片104转为休眠状态，所述MEMS三轴加速度计105处于值守状态。
[0046]步骤3)、异常活动检测机制
当社区矫正人员出现快速奔跑或者打斗等剧烈动作时，所述MEMS三轴加速度计105的某个轴或者某几个轴的加速度测量值将出现峰值，高于预定门限。预定门限是通过前期训练得到的一个固定值。此时，所述MEMS三轴加速度计105发出中断信号，通过所述GPIO中断口 322唤醒所述低功耗主控芯片103，为了减低加速度测量值传输时间，减低电子腕带功耗，选择性传输超过门限的某个轴或者某几个轴的加速度测量值。所述低功耗主控芯片103采用基于自适应门限设置算法计算出的动态门限进行更可靠的幅值分析，同时根据超过门限的多个峰值之间的时间关系，分析动作的时频特性，进一步提高剧烈动作检测的准确度，降低检测误警率。
[0047]当社区矫正人员拆卸或破坏电子腕带时，电子腕带连接装置111断裂时将导致所述金属导线环路330出现断路，所述低功耗主控芯片103被所述GPIO中断口 325由低电平转换到高电平的中断信号唤醒，并通过所述GPIO端口 326设置所述MEMS麦克风106的工作电源由关闭状态切换至供电状态，所述MEMS麦克风106启动后，所述低功耗主控芯片103通过内置的ADC接口 323对所述MEMS麦克风106采集的模拟声信号进行数字化采样和采集。默认采集一分钟的模拟声信号，所述MEMS麦克风106方向朝向佩戴人员的皮肤，能够采集人体内部产生的声信号如脉搏跳动、讲话时的体内传播声音，如果电子腕带佩戴在人体上时，一分钟内必然有对应特征的体内声音产生。如果出现电子腕带没有佩戴在人身体上时，就无法采集到体内的特征声音。从而基于所述MEMS麦克风106实现了电子腕带是否佩戴的检测功能。
[0048]步骤4)、电子腕带与智能手机之间的蓝牙信息交互
如果没有出现异常活动，蓝牙周期性上报定时时间到时后，所述低功耗主控芯片103由休眠模式转换到工作模式，唤醒所述BLE蓝牙芯片104 ;如果出现异常活动，完成低功耗主控芯片103的分析处理工作后，唤醒所述低功耗BLE蓝牙芯片104。同时检测腕带电池电量，判断电子腕带处于低电压供电状态。
[0049]所述低功耗BLE蓝牙芯片104默认采用OdBm发射功率，向配对的手持设备发送包含腕带ID、剧烈动作报警、拆卸行为报警等数据在内的信息包。此后重新将所述低功耗BLE蓝牙芯片104、低功耗主控芯片103设置为休眠状态。
[0050]手持设备接收电子腕带的信息，根据接收的信息判断是否收到电子腕带发出的信息包。如果手持设备连续N个周期没有收到电子腕带发送的信息，则自动发送包含人机分离报警与当前GPS位置等信息的矫正人员人机分离预警消息。N的取值是保证蓝牙可靠性传输与及时检测人机分离现象的折中，一般为3-5。
[0051]本发明高舒适度非吸水性医用材料与加厚橡胶组成的连接带体111能够在保持牢固性和柔韧性同时避免人员的皮肤过敏；通过多个低功耗BLE蓝牙芯片104与社区矫正人员注册的手持设备的自动配对实现社区矫正人员聚集的检测；基于MEMS三轴加速度计105实现矫正人员短时大尺度剧烈动作的检测报警；基于金属导线环路330和低功耗主控芯片103的GPIO中断口 325实现拆卸行为的及时检测、报警，并唤醒MEMS麦克风106，进行腕带是否仍处于佩戴状态的检测；结构紧凑，能实现所需的异常检测，使用方便，安全可靠。
【权利要求】
1.一种面向社区矫正人员管控的电子腕带系统，包括用于佩戴于矫正人员上的不可拆卸电子腕带；其特征是:所述不可拆卸电子腕带能与手持设备匹配连接；所述手持设备同时检测到的不可拆卸电子腕带的数量超过预设数量时，手持设备输出人员聚集报警信息并传输当前的GPS位置信息。
2.根据权利要求1所述的面向社区矫正人员管控的电子腕带系统，其特征是:所述不可拆卸电子腕带包括腕带主机(100)以及连接在所述腕带主机(100)上并能实现佩戴箍紧的腕带连接装置(110)，所述腕带主机(100)与腕带连接装置(110)匹配连接实现佩戴箍紧后，腕带主机(100)能对腕带主机(100)以及腕带连接装置(100)之间的拆卸报警；腕带主机(100)包括主机壳体(101)以及位于所述主机壳体(101)内的低功耗主控芯片(103)、BLE蓝牙芯片(104)、MEMS三轴加速度计(105)、MEMS麦克风(106)以及用于提供腕带主机(100)工作电源的纽扣电池(102)，所述BLE蓝牙芯片(104)、MEMS三轴加速度计(105)及MEMS麦克风(106)均与低功耗主控芯片(103)连接；低功耗主控芯片(103)通过BLE蓝牙芯片(104)能与手持设备无线连接。
3.根据权利要求2所述的面向社区矫正人员管控的电子腕带系统，其特征是:所述腕带连接装置(110)包括固定连接在主机壳体(101)上的连接带体(111)，所述连接带体(111)内设有腕带金属导线(112)，所述腕带金属导线(112)与低功耗主控芯片(103)电连接，连接带体(111)上设有用于与主机壳体(101)固定连接的固定孔(113)。
4.根据权利要求3所述的面向社区矫正人员管控的电子腕带系统，其特征是:所述主机壳体(101)包括电路板电池仓体(200)以及位于所述电路板电池仓体(200)上的主机壳附属仓体(210)，所述主机壳附属仓体(210)通过仓体连接部(220)与电路板电池仓体(200 )固定连接；仓体连 接部(220 )以及主机壳附属仓体(210 )内设有主机金属导线(221)，所述主机金属导线(221)能与腕带金属导线(112)串接以形成拆卸报警电路(300)中的金属导线环路(330 )，所述拆卸报警电路(300 )与低功耗主控芯片(103 )连接。
5.根据权利要求4所述的面向社区矫正人员管控的电子腕带系统，其特征是:所述电路板电池仓体(200 )上设有若干仓体凹槽(201),所述主机壳附属仓体(210)上设有能嵌置在仓体凹槽(201)的突出体(211)，所述仓体凹槽(201)与连接带体(111)上的固定孔(113)匹配一致，突出体(211)能穿过固定孔(113)后嵌置在仓体凹槽(201)上，以将连接带体(111)锁紧固定在主机壳体(101)上。
6.根据权利要求4所述的面向社区矫正人员管控的电子腕带系统，其特征是:所述拆卸报警电路(300)、低功耗主控芯片(103)、MEMS加速度计(105)、BLE蓝牙芯片(104)均位于电路板电池仓体(200 )内的电路板上，所述纽扣电池(102 )位于电路板的上方，MEMS麦克风(106 )紧贴于电路板电池仓体(200 )的下壁；纽扣电池(102 )通过LDO电源模块(312 )与低功耗主控芯片(103)的电源端、BLE蓝牙芯片(104)的电源端以及拆卸报警电路(300)连接，所述拆卸报警电路(300)包括上拉电阻(301)，所述上拉电阻(301)的一端与LDO电源模块(312)的一端连接，上拉电阻(301)的另一端与低功耗主控芯片(103)的GIPO端连接以及金属导线环路(300)的一端连接，金属导线环路(300)的另一端通过接地端子(302)接地，低功耗主控芯片(103)的时钟端以及BLE蓝牙芯片(104)的时钟端均与时钟模块(313)连接。
7.根据权利要求2所述的面向社区矫正人员管控的电子腕带系统，其特征是:所述手持设备与腕带主机(100)通过BLE蓝牙芯片(104)无线连接后，低功耗主控芯片(103)设置BLE蓝牙芯片(104)的周期性上报定时时间，以对手持设备与腕带主机(100)间是否分离进行检测；低功耗主控芯片(103)、BLE蓝牙芯片(104)处于休眠状态，MEMS三轴加速度计(105)处于值守状态； MEMS三轴加速度计(105)检测矫正人员的异常活动时，MEMS三轴加速度计(105)唤醒低功耗主控芯片(103)并向低功耗主控芯片(103)传输加速度测量值；低功耗主控芯片(103)唤醒BLE蓝牙芯片(104)，以通过BLE蓝牙芯片(104)向手持设备传输剧烈动作报警信息。
8.根据权利要求6所述的面向社区矫正人员管控的电子腕带系统，其特征是:当拆卸报警电路(300)检测拆卸或破坏所述电子腕带时，低功耗主控芯片(103)将MEMS麦克风(106)切换至工作状态，以通过MEMS麦克风(106)采集声音信号，并将所述声音信号传输至低功耗主控芯片(103)内，低功耗主控芯片(103)对声音信号进行处理，当根据声音信号判断所述电子腕带被拆卸或被破坏时，低功耗主控芯片(103)向手持设备传输拆卸报警信息。
9.一种面向社区矫正人员管控的异常活动检测方法，其特征是:将不可拆卸电子腕带佩戴箍紧在社区矫正人 员上，所述不可拆卸电子腕带能与手持设备匹配连接； 所述不可拆卸电子腕带包括腕带主机(100)以及连接在所述腕带主机(100)上并能实现佩戴箍紧的腕带连接装置(110)，所述腕带主机(100)与腕带连接装置(110)匹配连接实现佩戴箍紧后，腕带主机(100)能对腕带主机(100)以及腕带连接装置(100)之间的拆卸报警；腕带主机(100)包括主机壳体(101)以及位于所述主机壳体(101)内的低功耗主控芯片(103)、BLE蓝牙芯片(104)、MEMS三轴加速度计(105)、MEMS麦克风(106)以及用于提供腕带主机(100)工作电源的纽扣电池(102)，所述BLE蓝牙芯片(104)、MEMS三轴加速度计(105)及MEMS麦克风(106)均与低功耗主控芯片(103)连接；低功耗主控芯片(103)通过BLE蓝牙芯片(104)能与手持设备无线连接； 所述手持设备与腕带主机(100)通过BLE蓝牙芯片(104)无线连接后，低功耗主控芯片(103)设置BLE蓝牙芯片(104)的周期性上报定时时间，以对手持设备与腕带主机(100)间是否分离进行检测；低功耗主控芯片(103)、BLE蓝牙芯片(104)处于休眠状态，MEMS三轴加速度计(105)处于值守状态； MEMS三轴加速度计(105)检测矫正人员的异常活动时，MEMS三轴加速度计(105)唤醒低功耗主控芯片(103)并向低功耗主控芯片(103)传输加速度测量值；低功耗主控芯片(103)唤醒BLE蓝牙芯片(104)，以通过BLE蓝牙芯片(104)向手持设备传输剧烈动作报警信息。
10.根据权利要求9所述面向社区矫正人员管控的异常活动检测方法，其特征是:所述手持设备同时检测到的不可拆卸电子腕带的数量超过预设数量时，手持设备输出人员聚集报警信息并传输当前的GPS位置信息。
【文档编号】G08B21/00GK103989295SQ201410264042
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2014年6月13日
【发明者】王嵚, 王江 申请人:中科融通物联科技无锡有限公司