基于运动姿态识别的物联网物品安全系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于物联网技术领域，涉及基于物联网的物品安全系统，具体涉及一种基于运动姿态识别的物联网物品安全系统。
【背景技术】
[0002]我们每天上班和外出时随身几乎都会必带几件物品:手机、钱包、钥匙、各种背包等，这些物品承载了我们的亲朋社会关系、银行财产、身份证明、个人隐私、工作成果、商业机密等，几乎每样都是生活中最重要不可或缺的部分，一旦丢失或被盗将会带来巨大甚至是无法弥补的损失和隐患。而且我们也会有不少次出门后才发现忘带手机或钱包等物品，会给工作和生活带来极大的不便和尴尬。所以如何有效保护个人随身物品的安全实现防盗、防丢失、防遗忘成为一个非常重要产品开发任务。
[0003]目前市面上销售的很多个人物品防盗防丢失报警产品，均不同程度的存在保护目标类型单一、智能化程度低、操作使用麻烦、易受使用环境影响报警提醒会有误报、漏报、晚报，甚至有的连自己正常使用物品时都会报警等缺点。一、容易漏报、误报、晚报。目前市面上有很多的个人防盗防丢失报警产品，一般都是采用手机上的APP程序检测随身佩带或携带物品内无线子机的蓝牙无线信号强度RSSI值来估算手机与无线子机的距离，信号减弱或失去信号则认为物品远离，从而判断手机或物品是否被盗或遗失。因蓝牙连接本身的特性有时距离很远才会报警，造成手机或携带物品被盗、丢失时不能被及时发现而无法再追回物品造成损失，从而严重影响此类型防盗防丢失报警器的实用性。现实生活中有很多携带的贵重物品被盗案中往往都是在物品所有者不注意的情况下(仍在报警器无线连接范围内)，携带箱包被打开、内置贵重物品被盗走，在这种情况下一般简单依靠信号估算物品距离判断是否被盗的防盗防丢失报警器均无法及时有效进行检测报警。而且由于无线信号容易受到实际生活环境的干扰影响造成信号衰减或无线连接断开，非常容易造成误报给使用者带来极大困扰。再举个常见例子，使用这种防盗产品当你在单位时去上厕所，临时没有带着被保护的背包就会引发报警。很多人仅使用此类个人防盗产品很短一段时间便感觉不胜其烦，不得不放弃使用。二、不能区分物品是被盗还是自己正在使用。例如目前无论是采用微动开关、光线传感、磁场传感还是采用加速度传感的防盗钱包，都无法有效区分出钱包是本人还是别人从自己的口袋里掏出来，钱包同样都会发出报警，必需要自己手动解除报警。如此频出乌龙犹如时时上演“狼来了”的故事，让人的警惕性容易产生疲劳而导致会忽略真正的报警信号。
【发明内容】
[0004]根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种基于运动姿态识别的物联网物品安全系统，采用多种物联网传感技术，对手机、钱包、钥匙、箱包等不同类型物品可针对性的采用不同的状态识别，充分考虑在家、工作及外出时的各种环境因素及不同人对物品使用习惯和方式，在物品使用中无需过多人为干预，即可自动辨别使用者当前的行为状态并自动设定系统工作在不同的防盗情景模式及等级。可以准确辨别出是自己的手在拿取物品还是正在被盗，或者物品是否脱离了使用者本人携带控制。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:一种基于运动姿态识别的物联网物品安全系统，该系统包括主机和无线传感终端，所述主机和无线传感终端通过无线进行通信，所述主机包括控制单元和用于采集防盗主机参数的信息采集单元；所述无线传感终端包括物品无线传感终端和参照无线传感终端，所述参照无线传感终端包括人体运动姿态参照无线传感终端和手部运动姿态参照无线传感终端。所述无线传感终端包括控制器以及与控制器分别连接的声音提醒模块、震动提醒模块、电池模块、光线传感器、三轴加速度传感器、三轴陀螺仪传感器、三轴电子罗盘传感器，所述控制单元依次查询各个无线传感终端传感数据，并对数据进行分析。所述无线传感终端以较低发射功率进行数据通讯；且在没有进行数据传输时进入低功耗状态；如果主机检测到无线传感终端接收信号强度指示RSSI值低于可保证稳定通讯RSSI值标准或收到不完整数据时，则发送指令让无线传感终端以最大功率发送数据以保证正常数据通讯，如果连续3次没有收到相应回应则判定通讯失败，主机将尝试重新建立BLE连接。当无线传感终端的运动姿态发生超出预定限值的变化时，无线传感终端主动发送传感数据。所述主机接收到无线传感终端加速度传感器和陀螺仪传感器等传感的数据通过卡尔曼算法滤波后计算出姿态欧拉角，进行空间坐标转换后计算与参照传感终端的姿态欧拉角变化差值，再与3秒内的两者加权平均差值进行对比，如果结果超出预设容差范围判定物品出现脱离使用者本人携带控制的异常情况，主机即根据相应情景模式的设定进行报警提醒。该系统还设有策略库，策略库记录着对异常事件执行的特别处理操作。
[0006]—种基于运动姿态识别的物联网物品安全系统的控制方法，该方法包括以下步骤:步骤一、主机绑定物品无线传感终端，确定人体运动姿态参照无线传感终端和手部运动姿态参照无线传感终端；步骤二、轮询各物品无线传感终端的运动姿态数据；步骤三、如果物品无线传感终端运动姿态和人体运动姿态参照无线传感终端不一致，检测是否和手部运动姿态参照无线传感终端运动姿态一致；步骤四、如果物品无线传感终端运动姿态和手部运动姿态参照无线传感终端参照不一致，则物品无线传感终端绑定的物品被盗或丢失；步骤五、系统发出声音、震动报警。所述手部运动姿态参照无线传感终端通过智能手环进行手势识别解除报警、设定防范级别，手势动作可学习记录、对应要执行的操作功能可设置。所述主机与物品无线传感终端绑定时，根据不同类型的物品特征，对该物品绑定的物品无线传感终端进行不同功能及检测设置。主机根据参传感器状态值特征及极限值范围判别使用环境，按使用环境设定不同的情景模式和防范级别，进行不同的防范报警级别条件设定。
[0007]本发明有益效果是:采用多种物联网传感技术，对手机、钱包、钥匙、箱包等不同类型物品针对性的采用不同的状态识别，充分考虑在家、工作及外出时的各种环境因素及不同人对物品使用习惯和方式，在物品使用中无需过多人为干预，即可自动辨别使用者当前的行为状态并自动设定系统工作在不同的防盗情景模式及等级。通过对人体及手部运动姿态传感数据进行算法分析处理，系统可以实现智能鉴别出是自己的手还是别人正在拿取被保护的物品，而且可以在物品将要被盗或遗失前的瞬间即可感知并报警提醒，也避免了被盗丢失不报或自己使用时也会误报的情况。而且系统在无线信号减弱连接断开前即可检测到被保护物品的运动姿态异常情况并及时发出报警，不会受到信号强度变化的影响，可实现多种使用环境下的无误报无延迟。从而最大程度的避免了其他防盗防失报警器保护目标类型单一、易受使用环境限制、有误报、漏报、晚报等缺点造成的不必要的麻烦和损失。
【附图说明】
[0008]下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明:
图1为本发明的系统结构框图。
[0009]图2为无线传感终端结构框图。
[0010]图3为系统基本工作流程图。
【具体实施方式】
[0011]下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的【具体实施方式】如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0012]如图1和图2为本发明【具体实施方式】，一种基于运动姿态识别的物联网物品安全系统，其特征在于，该系统包括智能无线传感主机和无线传感终端(不超过7个)，所述主机和无线传感终端通过无线进行通信，所述主机包括控制单元和用于采集防盗主机参数的信息采集单元；所述无线传感终端包括物品无线传感终端和参照无线传感终端，所述参照无线传感终端包括人体运动姿态参照无线传感终端和手部运动姿态参照无线传感终端。所述物品无线传感终端分别与手机、钱包、钥匙、箱包等需保护的物品绑定，形成手机无线传感终端、钱包无线传感终端、钥匙无线传感终端、箱包无线传感终端等，主机优选内置多种传感器和BLE蓝牙低功耗技术的Android、1S等系统的智能手机及相应APP应用程序，无线传感终端由带MCU的BLE模块、光线传感器、三轴加速度传感器、三轴陀螺仪传感器、三轴电子罗盘传感器、高响度喇叭、微型振子、锂电池等部件构成，无线传感终端根据需要的个数分别放置于钱包、背包等需保护的物品内，并用粘贴