智能安防背包的制作方法

本实用新型涉及一种背包，尤其涉及一种智能安防背包，属于智能背包技术领域。

背景技术：

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。

现有技术中的背包主要用于旅行或监测人体健康等领域，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。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种智能安防背包，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。

本实用新型所述的智能安防背包，包括背包本体和移动终端，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移动终端实现数据通讯，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。

移动终端为用户随身携带的手机等智能电子设备，当用户需要打开或关闭某项功能后，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，并且移动终端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暂时性失明，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，主控芯片的外部连接有AD转换模块，主控芯片采用ARMCortex-M3内核的STM32F103ZET6芯片。

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移动终端连接实现数据通讯，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。

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。

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IO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。

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移动终端进行修改。

所述的LED闪光模块位于背包本体中肩带的后方，包括LED闪光灯、第一MOS管和LED驱动芯片，其中第一MOS管的G极连接主控芯片的IO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闪光灯直接由IO口进行驱动，通过不断翻转IO口的状态，进而控制LED闪光灯不断闪烁，LED闪光灯为大功率集成LED灯。

所述的背包本体上还设有用于监测用户危险状态的加速度陀螺仪模块，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，人体的各个动作可以由加速度陀螺仪监测到，并将数据送入主控芯片中进行处理，处理后既可以判断人的各个动作，主控芯片根据背包的运动状态再执行相应的程序。

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，移动终端自动进行向在移动终端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，监护人可以通过移动终端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；

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状态，相应的一些功能也会关闭，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。

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纬度，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。

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，用户想要通过移动终端查看背包的位置信息，移动终端会自动向背包的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。

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IO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IO口相连。

LED照明指示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失歹徒暂时性失明，从而达到自救的目的。

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。

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；电源管理模块将输入不稳定的蓄电池电压进行升压和降压后对各个模块进行供电。

所述的移动终端包括用户终端和监护人终端，移动终端为用户随身携带的手机等智能电子设备，用户终端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；监护人终端用于接收用户终端发送的短信内容，接收后通过不断震动和声音提醒监护人有紧急情况发生，并接收用户终端发送过来的位置信息在地图中显示。

本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：

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

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的电路连接框图；

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

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明：

实施例

如图1-2所示，本实用新型所述的智能安防背包，包括背包本体1和移动终端，背包本体1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。

为了进一步说明上述实施例，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移动终端连接实现数据通讯，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。

为了进一步说明上述实施例，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1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IO口相连。

为了进一步说明上述实施例，LED闪光模块4位于背包本体1中肩带的后方，包括LED闪光灯、第一MOS管和LED驱动芯片，其中第一MOS管的G极连接主控芯片的IO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。

为了进一步说明上述实施例，背包本体1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1的肩带上，且通过I2C总线与主控芯片连接通讯。

为了进一步说明上述实施例，背包本体1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。

为了进一步说明上述实施例，背包本体1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IO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IO口相连。

为了进一步说明上述实施例，背包本体1上还设有按键模块3，按键模块3位于背包本体1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。

为了进一步说明上述实施例，背包本体1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1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1肩带的前方。

为了进一步说明上述实施例，移动终端包括用户终端和监护人终端。

上述所有的模块和背包本体1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1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，也可以减少背包内部的线路的长度。

本实施例的工作原理为：用户在使用背包本体1时，通过用户终端中的无线模块与背包本体1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1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1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，同时用户终端发出报警声和震动，背包和用户终端都会同时报警，这样可以双向提醒用户的用户终端和背包被盗或忘带。

用户在携带背包本体1行进时，通过用户终端控制执行相应的操作或通过用户终端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，如控制移动终端播放、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。

当用户终端来电时，背包本体1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；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。

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1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，主控芯片再控制与第一MOS管和第二MOS管G极相连的两个IO口不断的置高低电平，G端的高低电平就会控制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终端，用户终端自动向设定的监护人组群发求助短信，监护人终端用于接收和检测用户终端发送的短信内容，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用户终端的位置显示界面，方便被求救者寻找求救者的位置。

当用户携带背包本体1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，用户终端向设定的求救人群组发送求救短信，并向监护人终端发送位置信息；

当背包本体1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2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4和LED照明指示模块停止工作，当用户再次背起背包本体1时上述被关闭的功能将再次开启。

采用以上结合附图描述的本实用新型的实施例的智能安防背包，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。但本实用新型不局限于所描述的实施方式，在不脱离本实用新型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实用新型的保护范围内。