一种城域可移动目标物的公共安全射频管控网系统的制作方法

本发明涉及射频识别技术和物联网技术领域，尤其是一种城域可移动目标物的公共安全射频管控网系统。

背景技术：

近几年，由于影响我国社会公共安全的事件不断发生，因此社会各界对我国城市公共安全管理问题关注度逐渐提高，因此，加强与完善城市公共安全管理的工作迫在眉睫。为了破解城市公共安全面临的困局，应用射频传感技术、物联网技术、云计算技术、下一代通信技术在内的新一代信息技术，能有效地将人和数据与各种事物以不同方式连入网络，使城市变得更易于被感知，城市资源更易于被充分整合。

射频识别即rfid(radiofrequencyidentification)技术，是自动识别技术的一种。射频识别技术可以通过无线射频信号识别特定目标物并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。该技术已被广泛应用于安防、仓储、物流、追溯、防伪、旅游、医疗、教育等不同领域。而在城域范围内，急需组建一张覆盖城市各个角落的射频管控网，对各类机动车、非机动车、航空器、船舶、危化物品、贵重物品、重点管控物品以及人员等可移动的目标物进行管控，从而可以实现对城市的公共安全精细化和智能化管理，弥补传统公共安全管理中的不足和缺陷，实现城市的可持续发展。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种城域可移动目标物的公共安全射频管控网系统，该射频管控网利用射频信号对设置于目标物上的标签进行识别和数据采集，由此可以掌握城市的物资流动和人员流动状况、可以追踪可移动目标物的运动轨迹、以及溯源可移动目标物，并由rfid与卡口视频联动录像，实现全程监控，建立完善的城市管理服务平台。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种城域可移动目标物的公共安全射频管控网系统，包括设置于可移动目标物上的目标物信号发射和接收单元、安装于城域道路口的固定式发射和接收单元、手持式发射和接收单元、装载于车辆上的移动式发射和接收单元、用户终端、公网大数据库、公网应用平台、内外网交换平台、公安内网大数据库、视频联动平台、公共安全管控平台；

所述目标物信号发射和接收单元至少用于发送目标物信号至所述的固定式发射和接收单元、移动式发射和接收单元、手持式发射和接收单元，所述目标物信号发射和接收单元还至少用于接收从所述的固定式发射和接收单元、移动式发射和接收单元、手持式发射和接收单元处发射的信号；

所述固定式发射和接收单元至少用于发射信号至所述目标物信号发射和接收单元；所述固定式发射和接收单元至少用于接收所述目标物信号发射和接收单元发射出的信号，并将该信号回馈至所述公网大数据库；

所述移动式发射和接收单元至少用于发射信号至所述目标物信号发射和接收单元；所述移动式发射和接收单元至少用于接收从所述目标物信号发射和接收单元发射出的信号，并将该信号回馈至所述公网大数据库；

所述手持式发射和接收单元至少用于发射信号至所述目标物信号发射和接收单元；所述手持式发射和接收单元至少用于接收所述目标物信号发射和接收单元发射出的信号，并将所述信号回馈至所述公网大数据库；

所述公网大数据库至少用于收集所述固定式发射和接收单元、移动式发射和接收单元、手持式的发射和接收单元回馈的可移动目标物的信息；

所述公网大数据平台通过用户终端与所述的移动式发射和接收单元、手持式的发射和接收单元进行数据交换；

所述公网大数据库还与公网应用平台进行数据连接；

所述的公网大数据库通过所述的内外网交换平台与所述的公安内网大数据库进行数据交换；

所述公安内网大数据库与视频联动平台、以及公共安全管控平台连接。

进一步的，所述可移动目标物包括可移动的危化物品运输车辆和运输车辆上装载的危化物品，所述目标物信号发射和接收单元分别设置在可移动的危化物品运输车辆上、以及设置在运输车辆上装载的危化物品上。

进一步的，还包括安装于可移动的危化物品运输车辆上的自动报警和控制装置，自动报警和控制装置通过网络通信与公共安全管控平台连接。

进一步的，所述可移动目标物还包括特定人群，所述目标物信号发射和接收单元分别安装在特定人群身上，特定人群包括警务勤务人员、老人、学生和特殊群体。

进一步的，所述可移动目标物还包括非机动车辆，所述目标物信号发射和接收单元分别安装在非机动车辆上。

进一步的，所述固定式发射和接收单元设置于城域范围内的道路和卡口处，道路同侧架设至少两台固定式发射和接收单元。

采用上述方案，本发明的有益效果在于：本发明所述的城域可移动目标物的公共安全射频管控网系统，在城域范围内通过设置在道路口的固定式发射和接收单元、装载于车辆上的移动式发射和接收单元、手持式的发射和接收单元和用户终端实现了可移动目标物的相关信息的实时采集，通过视频联动平台实现了对现场状况的真实记录，从而形成了带有时间信息的可移动目标物的轨迹路线库和视频影像资料库，为实现城域范围内可移动目标物的公共安全管控提供了数据基础和业务支撑。

下面结合附图对本发明作进一步描述。

附图说明

附图1为本发明具体实施例中基于公共安全的城域可移动目标物射频管控网系统的示意图；

附图2为本发明第一个实施例中提供的危化物品及运载车辆的射频管控网系统的示意图；

附图3为本发明第二个实施例中提供的一种警务勤务人员、老人、学生和特殊群体的射频管控网系统的示意图；

附图4为本发明第二个实施例中提供的一种警务勤务人员、老人、学生和特殊群体的射频管控网系统的示意图；

附图5为本发明第一个实施例中提供的信号发射和接收单元的具体实物结构示意图；

附图6为本发明第二个实施例中提供的信号发射和接收单元的具体实物结构示意图；

附图7为本发明具体实施例中提供的固定式发射和接收单元的道路安装示意图；其中，a为安装结构示意图，b为局部实物图；

附图8为本发明具体实施例中固定式发射和接收单元的结构示意图；

附图9为本发明具体实施例中手持式发射和接收单元的结构示意图；

附图10为本发明具体实施例中移动式发射和接收单元的结构示意图；

附图11为本发明具体实施例中自动报警和控制装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的具体实施例如图1所示是城域可移动目标物的公共安全射频管控网系统的结构示意图，由图中可以看出，该射频管控网系统主要包括目标物信号发射和接收单元1、固定式发射和接收单元2、手持式发射和接收单元3、移动式发射和接收单元4、用户终端5、公网大数据库6、公网应用平台7、内外网交换平台8、公安内网大数据库9、视频联动平台10、公共安全管控平台11。

安装于可移动目标物上的目标物信号发射和接收单元1采用如图5中的rfid电子标签，危化物品、运输车辆上的标签与特殊人群上的标签采用如图6中的rfid标签。

固定式发射和接收单元2由结构和电子线路板组成装置，其结构如图8所示，主要由电源系统100、中央处理器101、rfid采集电路102、天线103、存储电路104、4g通讯电路105、指示灯电路106、蜂鸣器电路107、以太网接口电路108等部分组成线路板放置在结构中，装配成固定式发射和接收单元2。具体的，电源系统100采用lm2576芯片构成dc-dc转换电路。中央处理器101是st公司的stm32f207。rfid采集电路102由rf芯片nrf51822、数字衰减器pe4302和简单的周围电路等组成。天线103的工作频率范围为2.4-2.5ghz，增益为6dbi。存储电路104采用金士顿class4的8gbtf卡。4g通讯电路105采用上海移远公司的通讯模块ec20。指示灯电路106采用2路led灯指示设备运行状态。蜂鸣器电路107由三极管驱动。以太网接口电路108由phy芯片电路lan8720、网络变压器和周围电路构成，与中央处理器101的以太网接口连接，实现其通讯功能。其工作原理：电源系统100为固定式发射和接收单元2提供多种不同电压的电源输入。rfid采集电路102通过天线103接收目标物的信号，将目标物的信息送往中央处理器101进行分析处理，并将目标物的信息存储在存储电路104，实现固定式发射和接收单元的存储缓存作用。中央处理器101也能通过rfid采集电路102经由天线103将信号发送到目标物信号发射和接收单元1中。当中央处理器101接收到目标物的信息，驱动蜂鸣器电路107发出不同频率的响声。固定式发射和接收单元2通过4g通讯电路105与公网大数据6交互信息，接收和发送指令信息。灵活的，固定式发射和接收单元2也可以通过以太网接口电路108，实现与公网大数据6交互信息，接收和发送指令信息。指示灯电路106按照约定的状态闪烁，方便显示固定式发射和接收单元2的状态。

手持式发射和接收单元3也由结构和电子线路板组成装置，其结构如图9所示，主要由电源系统200、中央处理器201、rfid采集电路202、天线203、存储电路204、4g通讯电路205、蓝牙电路206、指示灯电路207、充电电路208、锂电池209等组成线路板放置在结构中，装配成手持式发射和接收单元3。具体的，电源系统200采用lm2576芯片构成dc-dc转换电路。中央处理器201是st公司的stm32f103rct6。rfid采集电路202由rf芯片nrf51822、数字衰减器pe4302和简单的周围电路等组成。天线203的工作频率范围为2.4-2.5ghz，增益为12dbi。存储电路204采用金士顿class4的8gbtf卡。蓝牙电路206采用microchip公司的bm78spps5mc2。指示灯电路207采用3路led灯指示设备状态。充电电路208的主要由南京拓微的tp5602芯片构成。锂电池209是采用上海顶驰的容量为4400mah的18650-2l50004。其工作原理：电源系统200为手持式发射和接收单元3提供多种不同电压的电源输入。rfid采集电路202通过天线203接收目标物的信号，将目标物的信息送往中央处理器201进行分析处理，并将目标物的信息存储在存储电路204，实现手持式发射和接收单元3的存储缓存作用。中央处理器201也能通过rfid采集电路202经由天线203将信号发送到目标物信号发射和接收单元1中。手持式发射和接收单元3通过蓝牙电路206与用户终端5的蓝牙通讯，传输数据信息。指示灯电路207按照约定的状态闪烁，方便显示手持式发射和接收单元3的状态。手持式发射和接收单元3具有充电电路208，为锂电池209充电。当手持式发射和接收单元3开机工作时，锂电池209放电，提供电源。

移动式发射和接收单元4也由结构和电子线路板组成装置，其结构如图10所示，主要由电源系统300、中央处理器301、四路rfid采集电路302、天线303、存储电路304、4g通讯电路305、蓝牙电路306、指示灯电路307、报警电路308等组成线路板放置在结构中，装配成移动式发射和接收单元4。具体的，电源系统300采用lm2576芯片构成dc-dc转换电路。中央处理器芯片301是st公司的stm32f207。四路rfid采集电路302由rf芯片nrf51822、数字衰减器pe4302和简单的周围电路等组成。天线的工作频率范围为2.4-2.5ghz，增益为12dbi。存储电路304采用金士顿class4的8gbtf卡。4g通讯电路305采用移远公司的通讯模块ec20。蓝牙电路306采用microchip公司的bm78spps5mc2。指示灯电路307采用2路内置led灯指示设备运行状态。报警电路308利用警用声光一体报警灯，接收来自主控制器单元1的报警信息后，按照给定的报警时长、报警频率、声音音量和灯光信息实现相应的报警信号的处理。报警单元5灵活设置了报警的启用和关闭。其工作原理：电源系统300为移动式发射和接收单元4提供多种不同电压的电源输入。四路rfid采集电路302通过天线303接收目标物的信号，能判别出目标物与移动式发射和接收单元的相对方向，四个相对方向为前方、后方、左方和后方。rfid采集电路302将目标物的信息送往中央处理器301进行分析处理，并将目标物的信息存储在存储电路304中，实现移动式发射和接收单元4的存储缓存作用。中央处理器301也能通过四路rfid采集电路302经由天线303将信号发送到目标物信号发射和接收单元1中。移动式发射和接收单元4通过蓝牙电路306与用户终端5的蓝牙通讯，传输数据信息。指示灯电路307按照约定的状态闪烁，方便显示移动式发射和接收单元4的状态。中央处理器301通过接收到的目标物信息，分析处理后，如果属于报警信息，则驱动报警电路308，报警电路308通过报警单元5发出声光报警信号。

用户终端5是安卓系统或者ios系统的警务通手机终端。

公网大数据库6和公安内网大数据库9存储海量的目标物信息，是射频管控网系统应用的数据来源。内外网交换平台8完成公网大数据库6和公安内网大数据库9的安全隔离。

视频联动平台10具体的是采用公安天网系统的视频平台，根据采集到的目标物出现的地理位置和时间信息关联到目标物现场的视频状况。

公网应用平台7和公共安全管控平台11是射频管控网系统的应用平台，城域范围内的基于可移动目标物的信息管控的业务体现在公网应用平台7和公共安全管控平台11上。

公网应用平台7和公共安全管控平台11支持b/s客户端架构，支持智能手机浏览器登录应用，支持7*24小时不间断运行。

目标物信号发射和接收单元1设置于可移动目标物上、用于存储和关联可移动目标物的相关信息；可移动目标物的相关信息包括危化物品和运载车辆基本信息、警务勤务人员、老人、学生和特殊群体的信息、非机动车辆的信息。危化物品和运输车辆基本信息包括但不限于危化物品上所设置的射频标签的标识(如射频标签唯一编号)、危化物品的运输申请表，运输单位的运输许可证，车辆的运输许可证，驾驶员的身份证、驾驶证和运输证，押运员的身份证和操作证、公安部门开具的购买凭证等基本信息，警务勤务人员、老人、学生和特殊群体的信息包括但不限于警务勤务人员、老人、学生和特殊群体上所设置的射频标签的标识(如射频标签唯一编号)、姓名、性别、年龄、体态特征、就读学校、家庭住址、监护人姓名、监护人联系电话等信息。上述特殊群体包括社区矫正对象、刑释解教人员、吸毒人员、问题少年、有肇事肇祸精神病人、艾滋病危险人群、流浪乞讨人员、社会闲散人员等。非机动车基本信息包括但不限于非机动车上所设置的射频标签的标识(如射频标签唯一编号)、非机动车的车牌号、型号、颜色、厂牌、车架号、电机号等，非机动车车主信息包括但不限于车主的名称、身份证号、性别、联系电话，备案时间、备案地点、联系地址、备案登记号等信息。

上述固定式发射和接收单元2用于接收信号发射和接收单元1的信号，同时也向目标物信号发射和接收单元1发射信号，固定式发射和接收单元2将目标物的信号反馈给公网大数据库3。

手持式发射和接收单元3用于接收目标物信号发射和接收单元1的信号，同时也向目标物信号发射和接收单元1发射信号。手持式发射和接收单元3用于城域范围内社区、城中村密集聚集区等小的地域范围内接收目标物信号发射和接收单元1的信号，手持式发射和接收单元3还用于定位目标物信号发射和接收单元1的相关信息。

移动式发射和接收单元4用于接收信号发射和接收单元1的信号，同时也向目标物信号发射和接收单元1发射信号。移动式发射和接收单元4行进在道路上接收目标物信号发射和接收单元1的信号，并定位目标物信号发射和接收单元1的位置信息。根据固定式发射和接收单元2、移动式发射和接收单元4、手持式的发射和接收单元3的位置、编码信息和时间信息确定可移动目标物的位置、移动轨迹、时间。

用户终端5用于接收手持式发射和接收单元3的信号，同时也向手持式发射和接收单元3发射信号。同时，用户终端5也用于接收移动式发射和接收单元4的信号，同时也向移动式发射和接收单元4发射信号。用户终端5将接收的信号反馈给公网大数据库6。用户终端还载有应用app软件。

公网大数据库6通过内外网交换平台8进行数据摆渡交换、处理和加密。公网大数据库6向的公网应用平台7提供数据支撑，同时公网应用平台7进行数据的登记、管理、备案和应用。公网应用平台7架设在公网大数据库6上。内外网交换平台8包括数据接口，实现处在公网的数据库与公安内网的数据库数据摆渡、处理和加密解密功能，将公网大数据库6的数据摆渡到公安内网大数据库9中。

视频联动平台10接收公共安全管控平台11的指令，按照指令要求，进行数据交互，联动调阅、下载、节录现场视频片段、图片截取。视频联动平台10运行在的公安内网大数据库9上。公共安全管控平台11实现公共安全相关部门的业务管控流程。公共安全管控平台11运行在公安内网大数据库9上。

具体的工作原理如下：

当可移动目标在城域范围内移动时，目标物上装置的信号发射和接收单元1发射信号，固定式发射和接收单元2采集到该射频信号，向公用大数据库6传送该信息。信号发射和接收单元1发射的信号也可以通过手持式发射和接收单元3和移动式发射和接收单元4分别经由用户终端5的应用app软件方式向公网大数据库6上传该信息。基于采集到的海量数据和可移动目标物的不同分类管控，公网应用平台7和公共安全管控平台11开展相应的管控业务。同样的，公网应用平台7、公共安全管控平台11和用户终端5的应用app软件按照权限分配，都可以下发管理和修改配置信号发射和接收单元1、固定式发射和接收单元2、手持式发射和接收单元3和移动式发射和接收单元4的参数，从而对设置在各种目标物上的信号发射和接收单元1、固定式发射和接收单元2、手持式发射和接收单元3和移动式发射和接收单元4进行射频网自身的管控。

如图2所示，本发明的第一个实施例中，运输车辆上装载有目标物信号发射和接收单元1和自动报警和控制装置12。单独包装的危化物品上每个包装设置1个目标物信号发射和接收单元1。不能单独包装的危化物品，在危化物品周围设置多个目标物发射和接收单元1。所有目标物发射和接收单元的信息(如射频标签唯一编码)已经预先登记在公共安全管控平台11上，与运输车辆、危化物品绑定。如图11所示，自动报警和控制装置12由电源电路400、中央处理器401、gps电路402、传感器电路403、通讯电路404、报警电路405、控制电路406等电路组成，具体的，电源系统400采用lm2576芯片构成dc-dc转换电路。中央处理器芯片301是st公司的stm32f207。gps电路402采用瑞士u-blox公司的gps芯片。传感器电路403采集符合4-20ma的传感器信号，包括温度信号、湿度信号、振动信号。通讯电路404采用移远公司的lcc封装的通讯模块ec20。报警电路405采用英飞凌公司的高边mos管作为开关，接通和关断报警声光装置。控制电路406采用厦门宏发继电器hf32f-005-hs作为控制开关，用以控制车辆的油路和电路。

自动报警和控制装置12接收的公共安全管控平台11的信息，实现车辆的自动报警和控制功能。报警功能包括运输车辆超速、非法停车、非法移动，车辆被盗时系统会自动报警提示用户。当运输车辆超速、非法停车、非法移动，自动报警和控制装置12上的传感器采集到信息，通过通讯电路与公共安全管控平台11进行数据交互，公共安全管控平台11向用户发送报警提示信息，同时自动报警和控制装置12发出本地报警，司机接收到报警信息后采取相应的措施排除报警。当运输车辆被盗时，固定式发射和接收单元2接收到安装于运输车辆上的目标物信号发射和接收单元1的信号，给出车辆行驶路线，用户访问公共安全管控平台11的车辆行路线图，按照行驶路线寻找追查车辆位置。用户可监控车辆图定的行驶路线，图定的行驶路线由自动报警和控制装置12上的gps电路402、运输车辆上的目标物信号发射和接收单元1、危化物品上的信号发射和接收单元1三者共同确定，当出现三者行驶路线不一致时，公共安全管控平台11形成报警指令。当该车辆行驶在道路上时，公共安全管控平台11根据采集到的车辆上的信号发射和接收单元1信号、危化物品上的信号发射和接收单元1的信号，结合自动报警和控制装置12的gps信号实时判断车辆的行驶路线是否按照图定的行驶路线。当该车辆偏离图定的运行线路时，系统自动报警提示用户处理。用户至少可通过电子地图设置城域范围内区域的外部边界，当有满足条件的车辆驶入和驶离此区域时，道路上的固定式发射和接收单元采集到运输车辆上的信号发射和接收单元1和危化物品上的信号发射和接收单元1的信号，通过公共安全管控平台11向自动报警和控制装置12发送报警指令，在车辆仍继续驶入和驶离此区域，自动报警和控制装置12通过控制电路向运载车辆断电断油，实现自动控制车辆，防止非法行为继续扩大。本发明的第一个实施例杜绝了发生危化物品运输车辆与危化物品分离的情况，加强了车和物的管控。

图2所示的自动报警和控制12以灯光和声音进行车内本地报警，以电话方式进行远程报警。第一电话无法接通，启动第二联动电话进行远程报警。所有的报警信息同时记录于公共安全管控平台11。

图2所示的公共安全管控平台11包含了备案登记管理应用平台。备案登记管理应用平台至少包括信息备案登记功能、信息查询管理功能、统计汇总管理功能、运输区域路线管理功能、安全监管功能等应用功能。

在本发明的第一个实施例中，目标物信号发射和接收单元1采用图5的第一结构，具备至少一种频率的rfid信号。该结构体积小巧，方便隐藏安装，生产加工便捷、成本低廉。

本发明的第二个实施例中，图3的公共安全管控平台11上还包含了人员管控平台。人员管控平台包括登记功能、信息查询功能、统计汇总功能、视频联动查询等功能。

图3的公共安全管控平台11包含了警务勤务人员的登记、查询、备案、执行任务等应用服务。

图3的公网应用平台7还包含了老人、学生的登记、管理、备案应用服务。

本发明的第二个实施例中，目标物信号发射和接收单元1采用图6的第二结构，采用安装了有源rfid标签的智能手环，具体产品可以采用有效的防划、防指纹、外观简洁精致的双料射出成型加uvcoating工艺，触控键采用0.05毫米cd纹加阳极氧化工艺制成，内含电池和线路板。由于第二个实施例中的可移动目标对象是特定人群，是警务勤务人员、老人、学生和特殊群体，用于佩戴如图6所示的智能手环来用于发射和接收信号，更方便，此外，该智能手环具有3种频率的rfid信号，分别为频率2.4ghz、频率125khz、频率13.56mhz。

本发明的第三个实施例中，图4的公网应用平台7上还包含了非机动车商用平台。非机动车商用平台包括了登记功能、信息查询功能、信号发射和接收单元1的申领等功能，公共安全管控平台11还包含了非机动车管控平台。非机动车管控平台包括车辆备案登记和查询统计功能、信号发射和接收单元1的日常管理功能、非机动车轨迹回放功能、非机动车辆布控报警功能、系统运维管理功能等功能。为了更完善的实现非机动车辆道路逆行纠章功能，图4的固定式发射和接收单元2至少两台安装于道路同侧，两台安装距离间隔大于的固定式发射和接收单元2的接收距离安装于道路同侧的固定式发射和接收单元2根据其自身所处的物理位置和采集到非机动车辆上的目标物发射和接收单元1的先后时间判断出目标物移动的方向，从而根据道路规定的行驶方向与非机动车的行驶方向的是否一致判断出非机动车辆的逆行行为。固定式发射和接收单元2的信号接收范围小于道路的宽度，调整的固定式发射和接收单元2的增益，满足现场的应用场景。固定式发射和接收单元2所处的道路的两侧的实际物理位置能够清晰地标记在公网大数据库上。

如图7所示是固定式发射和接收单元2在道路两侧的安装施工，包括道路立杆13，天网工程电源接线箱16、固定式发射和接收单元2，固定式发射和接收单元2正面面向道路，固定式发射和接收单元2背面通过抱箍14固定安装于立于道路侧边的立杆13上，固定式发射和接收单元2下方连接有pvc套管15，pvc套管15的一端与固定式发射和接收单元2连接，pvc套管15的另一端与天网工程电源接线箱13连接，固定式发射和接收单元2通过抱箍14悬空安装于离地面高度17为三米左右位置处。所述的安装施工方式信号采集效果好、安装简易，极大地节约了射频管控网的建设费用。

本发明不局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的，或者凡是采用本发明的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本发明的保护范围。