基于区块内安全验证和无线定位的位置共享系统的制作方法

本发明属于位置追踪领域，具体涉及一种基于区块内安全验证和无线定位的位置共享系统。

背景技术：

目前，由于幼儿园、小学和中学的学生年龄小、自我生活能力差，所以出于其人身安全考虑，在上下学时需要家长的接送。尤其随着2006年9月1日起我国正式实施《中小学幼儿园安全管理办法》，越来越多的校园已经配备了相应的管理系统，在学生入校和离校时，依靠身份识别装置，对学生的信息进行识别，并发送至家长的终端设备上，以保证学生的在校行程可追踪，安全入学和离校。但是，入学时家长可对应陪护在学生旁边，而离校时因学生行动的不确定性和家长位置的不确定性，目前家长接送学生时一般为以下两种：

1、家长在校门口等待，当学生放学并走出校门后认领自家的孩子。这种放学接送方法在放学的时间会在学校门口聚集大量的家长，如此便很可能造成交通拥堵，尤其随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭都配备了汽车，大量的车辆放置在学校门口在影响交通的同时，还可能造成安全事故。

2、放学后让家长进入到学校校园内寻找自家的孩子。这种放学接送方法会导致大量的人员进入到学校内，场面比较混乱，甚至有可能会有不法人员冒领学生，对学生的人身安全造成影响。

并且上述的两种方法都存在同一问题，就是由于接送的人员数量太多，家长很需要花费大量的时间才能够找到自己的孩子，非常的不方便；而且，在学生和家长周围无法形成有效防护，给危险分子留有可在学生和家长之间参与的时间和空间，存在危险分子混进人群对学生造成伤害的安全隐患。

在先专利cn2018101460509公开了一种用于辅助学生放学离校的智能信息系统及使用方法，涉及定位系统技术领域，包括若干个学生卡、若干个定位基站、数据服务器模块、若干个信息显示器模块以及家长手机模块，所述家长手机模块包括硬件模块和app模块，所述学生卡设置有无线发射模块，所述定位基站包括无线接收模块，所述定位基站通过网络连接所述数据服务器模块，所述数据服务器模块与所述家长手机模块通过网络双向连接，所述数据服务器模块还通过网络与所述信息显示器模块连接。该学生放学接送方法虽然可以采用如手机上app中的位置共享功能等定位技术以方便家长和学生的相互寻找，但是很多学校，尤其是幼儿园、小学和中学都禁止学生带手机；另外，手机上app的定位功能是对双方所持手机或终端的定位，并不会验证手机或终端持有者的身份，如果家长的手机被他人拿到，学生是无法分辨的，仍然会认为家长已在接送的路上，就会存在学生被其他人领走的风险。

技术实现要素：

本发明的目的是提供基于区块内安全验证和无线定位的位置共享系统，以解决现有技术中能够家长接学生安全性差的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于区块内安全验证和无线定位的位置共享系统，包括控制中心、安全验证设备、通道阻挡设备和目标终端，其中：

通道阻挡设备，被配置在设定区块的入口，其中所述设定区块为固定建筑空间和/或临时围挡空间；

安全验证设备，被配置成在所述通道阻挡设备入口之前识别外来目标本体的特征信息后上传至所述控制中心；

目标终端，被成对绑定配备给外来目标和在内目标，被配置成在成对进入所述设定区块并且都处于激活状态时、显示两者的相对定位位置；

控制中心，被配置成在在先收录的外来目标信息库中检索所述特征信息是否存在，如存在则：

控制所述通道阻拦设备放行；以及

控制目标终端按照如下方式激活：

a，如外来目标配备的目标终端进入所述设定区块，激活成对的目标终端；

b，如外来目标配备的目标终端未进入所述设定区块，仅激活在内目标配备的目标终端。

本发明所提供的技术方案，采用安全验证设备验证外来目标身份的合法性，在不确定其身份合法性之前，其无法进入在内目标所处的设定区块内，以保证通道阻挡设备在外来目标和在内目标之间形成有效隔离，就接送学生上下学而言，可保证非家长的人员无法在家长之前见到学生，从而杜绝了危险分子的不法行径。同时，因目标终端只有在外来目标验证通过且位于有限范围的设定区块内才能激活，从而防止了不法分子利用偷窃的目标终端引诱学生从学校出来的情况，进一步保障了学生的人身安全。

进一步地，所述外来目标本体的特征信息包括从以下选出的特征：

图像特征；

生物特征，仅适用于外来目标是生物的条件下；

物理特征。

进一步地，所述外来目标信息库依照如下方式中至少一种建立：

直接采集，是指直接采集或调取外来目标的所述特征信息并收录成数据库；

间接采集，是指在其他数据库中，检索出与在先收录的在内目标信息符合设定匹配关系的外来目标特征信息，并收录成数据库。

进一步地，所述目标终端为带所述设定区块对应地图信息的定位标签，其定位方式包括以下方式中至少一种：

卫星定位；

wifi定位；

uwb定位。

进一步地，所述目标终端的定位方式为短距离无线定位，包括wifi定位和/或uwb定位，wifi定位的基站和/或uwb定位的基站覆盖的定位区域覆盖所述设定区域。

采用基于短距离无线定位技术的定位方式，能够降低搭建网络时的工作量并防止被入侵，增加网络的安全性。

进一步地，所述设定区块内还配置有供未绑定目标终端的外来目标进入的临时等候区，临时等候区位于通道阻挡设备出口之后；所述临时等候区内设置有与所述控制中心通讯连接的临时终端；所述控制中心按照b激活方式激活在内目标所绑定的目标终端后，将与该外来目标配对的在内目标所绑定的目标终端的位置显示在临时终端上，将临时等候区的位置作为外来目标所绑定的目标终端的位置显示在在内目标所绑定的目标终端上。

进一步地，所述安全验证设备还配置有警示模块，所述控制中心还被配置成在所述外来目标信息库中检索到所述特征信息不存在时控制所述警示模块示警，示警方式包括从以下选出的方式：

声音示警；

图文示警；

灯光示警；

向公安机关示警。

进一步地，目标终端的配对方式为以下方式中任一种：

一对多，一个在内目标绑定的目标终端配对多个外来目标绑定的目标终端；

多对一，多个在内目标绑定的目标终端配对一个外来目标绑定的目标终端；

多对多，多个在内目标绑定的目标终端按照同等优先级原则配对多个外来目标绑定的目标终端，其中同等优先原则是指任一外来目标绑定的目标终端具备同时配对所述多个在内目标绑定的所有目标终端的同等权限。

进一步地，所述设定区块包括从以下选出的场所：

学校；

医院；

机场；

车站；

公园；

商场。

进一步地，所述设定区块还包括连通且包围在所述学校或所述机场或所述车站或所述公园或所述商场的门口的接送等待区，接送等待区被配置为固定建筑场所和/或临时围挡场所，接送等待区入口被配置为所述设定区块入口。

附图说明

图1是本发明实施例中基于区块内安全验证和无线定位的位置共享系统的结构示意图；

图2是本发明实施例中学生终端的结构示意图；

图3是本发明实施例中学生终端控制板的结构示意图；

图4是本发明实施例中家长终端的结构示意图；

图5是本发明实施例中家长终端控制板的结构示意图；

图6是本发明实施例中uwb定位模块的结构示意图

图7是本发明实施例中安全验证设备的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种基于区块内安全验证和无线定位的位置共享系统，其适用场合分为物的场合和人的场合两种，其中人场合包括但不限于学校、机场、车站、公园和商场等人流量密集且不便人员寻找的场合，物的场合的包括但不限于物流站、仓储中心等大众货物往来且不便拣货的场所。本实施例主要以学生为适用场所，对应参与者就是：外来目标是家长，在内目标是学生。在此条件下该位置共享系统用于帮助家长接送学生，不仅能够方便家长接送学生，还能够提高家长接送学生的安全性。

该基于区块内安全验证和无线定位的位置共享系统属于辅助家长接送学生的系统，其结构如图1所示，包括控制中心、学生终端、家长终端和安全验证设备，控制中心设置有服务器，学生终端和家长终端的数量均与学生的数量相同，均为n个，n是大于1的正整数。

学生终端用于供学生佩戴，其结构如图2所示，包括学生终端本体1，学生终端本体1的背面印制有学生身份信息，如姓名、班级、班主任、学校等；学生终端本体1正面设置有第一显示屏10，在学生终端本体1的内部安装有学生终端控制板。学生终端控制板上设置有第一控制器，如图3所示，第一控制器连接有第一定位模块和第一通讯模块，并与第一显示屏10连接。第一通讯模块采用的是无线通讯模块，与控制中心的服务器通讯连接，从而实现第一控制器与控制中心之间的信息交互。

家长终端用于供家长佩戴，其结构如图4所示，包括家长终端本体2，在家长终端本体2上设置有第二显示屏20，在家长终端本体2的内部安装有家长终端控制板。家长终端控制板上设置有第二控制器，如图5所示，第二控制器连接有第二定位模块和第二通讯模块，并与第二显示屏20连接。第二通讯模块采用的是无线通讯模块，与控制中心的服务器通讯连接，从而实现第二控制器与控制中心之间的信息交互。

本实施例所提供的基于区块内安全验证和无线定位的位置共享系统中还包括uwb定位模块，如图6所示，uwb定位模块包括设置在学校的第一定位基站31、第二定位基站32和第三定位基站33，控制中心的服务器与这三个定位基站通讯连接。学生终端的第一定位模块和家长终端的第二定位模块均采用的是wifi定位标签，第一定位基站31、第二定位基站32和第三定位基站33通过第一定位模块和第二定位模块所发出的信号检测学生终端和家长终端与各定位基站之间的距离并发送给控制中心，控制中心根据学生终端和家长终端与各定位基站之间的距离计算出学生终端和家长终端所在的位置，并将其分别发送给学生终端和家长终端，学生终端和家长终端分别通过相应的显示屏显示出家长所在位置和学生所在位置。

接送等待区是设置在学校附近与学校连通的区域，且区域将学校出口包围在内，学生可从该区域进出学校。本实施例中的接送等待区域是建设在学校附近且设有围墙的固定区域，作为其他实施方式，接送等待区域也可以是由临时用隔离带或折叠栅栏拉设的临时区域。接送等待区域设置有门，安全验证设备安装在接送等待区域的门处。安全验证设备的结构如图7所示，包括验证控制器，验证控制器连接有语音模块、第三显示屏、人脸识别模块和第三通讯模块，人脸识别模块用于采集家长的面部信息并发送过验证控制器，第三通讯模块为无线通讯模块，与控制中心通讯连接，从而建立验证控制器与控制中心的服务器之间的通讯连接。

本实施例中的第一通讯模块、第二通讯模块、第三通讯模块与控制中心的服务器之间通过局域网通讯连接。

控制中心用于录入家长信息和学生信息，并在获取家长的身份信息后查询与其相对应的学生信息，建立与该家长终端、学生终端的通讯连接，并将学生终端所在的位置发送给对应的家长终端，将家长终端所在的位置发送给对应的学生终端。

控制中心录入的学生信息包括学生的姓名、班级、对应家长的姓名和身份以及所使用的学生终端的id号，录入的家长信息包括家长的姓名、身份、对应学生的姓名和所使用家长终端id号。

本实施例中的基于区块内安全验证和无线定位的位置共享系统，其工作原理是：

当家长要进入接送等待区时，安全验证设备的人脸识别模块采集家长的面部信息并发送给验证控制器；验证控制器对家长的面部信息进行识别，得到该家长的身份信息，判断该家长是否为本校学生的家长；如果不是，判断为该家长的身份不合法，通过语音模块发出语音信息提示该家长禁止进入接送等待区，通过第三显示屏显示文字信息提示该家长禁止进入接送等待区；如果是，判断为该家长的身份合法，允许该家长进入接送等待区，并通过第三通讯模块将该家长的身份信息发送给控制中心；

当控制中心接收到家长的身份信息后，查询与该家长身份信息相应的学生的身份信息，然后向第一定位基站31、第二定位基站32和第三定位基站33发送信息，得到家长终端和学生终端所在的位置，并将家长终端所在位置和学生终端所在位置发送给家长终端和学生终端。

第一控制器和第二控制器上均存储有校园和接送等待区域的平面地图，当家长终端的第一控制器接收到相应家长终端和学生终端所在的位置后，结合其存储的校园和接送等待区域的平面地图，在第一显示屏上显示出相应学生终端所在位置和其自身所在位置；当学生终端的第二控制器接收到相应家长终端和学生终端的所在位置后，结合其存储的校园和接送等待区域的平面地图，在第二显示屏上显示出相应家长终端所在位置和其自身所在位置。

作为其他实施方式，可在第一显示屏和第二显示屏上绘制校园和接送等待区域的平面地图，当家长终端和学生终端获取到彼此所在位置后，家长和学生便可以分别通过家长终端和学生终端查看到彼此的位置，从而更加方便家长接送学生。

本实施例所提供的基于区块内安全验证和无线定位的位置共享系统，在学校设置有接送等待区，当家长进入接送等待区时需要进行身份验证，如果验证不通过就不能进入到接送等待区，因此即使陌生人拿到了家长终端，在身份验证不合法时也不能进入到接送等待区接送学生，从而提高接送学生的安全性。并且当家长进入到接送等待区后，家长和学生分别可以通过家长终端和学生终端观察到彼此所在的位置，从而提高家长寻找学生的便利性。

本实施例所提供的基于区块内安全验证和无线定位的位置共享系统，在学校周围还预留有家长等候区，家长等候区的结构与接送等待区的结构相同。在家长等候区的门口设置有二次身份验证设备，二次身份设备包括二次验证控制器，二次验证控制器连接有人脸识别模块和指纹采集模块，用于采集家长的面部信息和指纹信息，并根据家长的面部信息和指纹信息验证家长身份心的合法性。当验证出家长的身份信息合法时允许其进入家长等候区，从而防止出现家长忘记或丢失家长终端而无法接到学生。

为了进一步的提高安全性能，可在安全验证设备上安装读码器，验证控制器与读码器连接；每一个家长终端设置一个对应的二维码并存储在第一控制器中，当验证控制器通过人脸识别模块采集家长的面部信息后，再通过读码器读取家长终端的二维码，并根据家长终端的二维码获取家长的身份信息；验证控制器将通过家长面部信息所得到的家长的身份信息和通过家长终端二维码获取的家长的身份信息是否一致，如果一致再将该家长的身份信息发送给控制中心。

为了进一步的提高安全性能和减少能量的消耗，控制中心在设定时间段为处于静默状态。由于学生每天放学的时间点是固定的，因此控制中心只需在放学的时间段内工作即可，如在每天的上午十一点到下午一点之间、下午五点到六点时间控制中心工作，其他时间保持静默状态。控制中心保持静默状态，是指控制中心即不接受安全验证设备、各学生终端、家长终端所发送过来的信息，也不向安全验证设备、各学生终端、家长终端发送信息。控制中心处于静默状态，一方面降低了控制中心的功率消耗，较少了能量的消耗，另一方面外界在控制中心处于静默状态时不能与其进行通讯，减少了被黑客入侵的概率，提高其安全性能。

为了进一步的减少控制中心的工作量，当学生终端或家长终端离开接送等待区时，断开控制中心与其之间的通讯连接。

本实施例中采用uwb定位模块定位家长终端和学生终端所在位置，作为其他实施方式，第一定位模块和第二定位模块处采用gps定位模块，第一通讯模块、第二通讯模块和第三通讯模块采用的是wifi通讯模块，第一控制器、第二控制器和第三控制器分别通过第一通讯模块、第二通讯模块和第三通讯模块与卫星网络通讯连接，控制中心也与卫星网络通讯连接，从而实现控制中心、家长终端和学生终端之间的通讯连接。当控制中心接收到家长的身份信息后，查询与该家长身份信息相应的学生的身份信息，然后向第一控制器和第二控制器发送信息，查询家长终端和学生终端所在的位置，并将家长终端所在位置发送给学生终端，将学生终端所在位置发送给家长终端。作为其他实施方式，也可以采用卫星定位的方式定位家长终端和学生终端所在的位置。

本实施例中接送等待区设置有多个门，其中包括进门和出门，在进门处设置有进入闸机，出门处设置有离开闸机，进入闸机和离开闸机均为单向闸机。安全验证设备的验证控制器与进入闸机电连接，当验证控制器判断出家长的身份合法时，向进入闸机发送控制信号，控制进入闸机开启；当验证控制器判断出家长的身份不合法时，不向进入闸机发送控制信号，进入闸机不开启，从而防止陌生人进入到接送等待区，进一步的保证学生的人身安全。

作为其他实施方式，可以在接送等待区只设置一个门，进入闸机和离开闸机均设置在该门处，进入闸机用于供家长进入，离开闸机用于供家长和学生离开接送等待区。

由于每个学生有多个家长，因此本实施例安全验证设备中验证控制器的数据库中每个学生对应存储有多个家长的面部信息，当验证控制器接收到人脸识别模块采集的家长的面部信息后将其与数据库中存储的家长的面部信息逐一进行对比，进而判断家长的身份信息是否合法。

由于一个家长可能有多个孩子在同一所学校上学，因此多个学生绑定的学生终端按照同等优先级原则配对多个家长绑定的家长终端，其中同等优先原则是指任一家长绑定的家长终端具备同时配对多个学生绑定的所有学生终端的同等权限。

本实施例中安全验证设备同时设置有语音模块各第三显示屏，当对家长身份信息验证不合法时，同时通过语音模块和第三显示屏发出报警信息；作为其他实施方式，可以只设置语音模块或第三显示屏，当对家长身份信息验证不合法时，只通过语音模块或第三显示屏发出报警信息。

作为其他实施方式，可在安全验证设备处设置报警灯，当对家长身份信息验证不合法时发出灯光报警信号，或者向公安机关发送报警信息。

本实施例中在学校外设置有用于接送学生的接送等待区，作为其他实施方式，可以不设置接送等待区，而是在学校门口设置安全验证设备，当验证家长的身份合法时，允许家长进入学校。或者在学校门口和接送等待区门口均设置安全验证设备，当验证家长的身份合法时，允许家长进入学校和接送等待区。

在学校外还设置有临时等候区，临时等候区位于通道阻挡设备出口之后，如果家长忘记携带或者丢失家长终端，则当家长的身份验证合法后让其进入到临时等候区。临时等候区内设置有临时终端，当未携带家长终端的家长进入到临时等候区后，控制中心获取与临时等候区内家长相配对的学生所绑定的学生终端的位置信息，未携带家长终端的家长可从临时终端查看到其孩子所在的位置信息。

控制中心判断家长是否携带家长终端的方法是：

当接收到家长信息后，检测与家长信息所对应的家长终端所在的位置是否在接送等待区；

如果在，则判断为家长携带着家长终端，此时同时激活该家长终端和与该家长信息配对的学生所绑定的学生终端；

如果不在，则判断为家长没有携带家长终端。

判断家长终端是否在接送等待区的方法根据定位模块的不同而不同，如果定位模块采用的是卫星定位，则控制中心先获取家长终端所在的位置，再判断其是否在接送等待区；如果定位模块采用的是wifi定位系统或uwb定位系统，则控制中心判断是否能与其建立通讯连接，如果不能，则判断为家长终端不在接送等待区。

本实施例中第一显示屏和第二显示屏均显示家长所在位置和学生所在位置，作为其他实施方式，可以控制第一显示屏只显示家长所在位置，控制第二显示屏只显示学生所在的位置。

在其他实施例中，为适应场合的变化，家长和学生之间监护权的设定配对关系可用其他设定的关系替代，如情侣关系，夫妻关系，同学关系，上下级关系等。而为了适应物品相对定位的需求，该定位关系也可以是类别关系、成套关系、生产链关系等。

在其他实施例中，因物品不存在生物特征，所以安全验证设备将无法采用生物特征进行身份识别，在此条件下可利用图像特征和/或物理特征进行身份识别，如识别物体的形状、图案、重量等本体特征。

在上述实施例中，家长身份的合法性是依靠在在先收录的家长身份信息库中检索身份信息是否存在的，而家长身份信息库采用的是直接采集的方式收录的，也就是直接采集家长的面部信息而收录成数据库，在其他实施例中，也可以用间接采集的方式建立该家长身份信息库，如从全国公民身份信息系统的数据库中，检索出与在先收录的学生信息符合监护权关系的家长身份信息，并收录成数据库。

本实施例中所提供的基于区块内安全验证和无线定位的位置共享系统是适用于学校的系统，在内目标为学生，外在目标为家长；作为其他实施方式，基于区块内安全验证和无线定位的位置共享系统可为适用于医院、机场、车站、公园和商场等需要接送或寻找人的场景中，此时可采用手机等具有定位功能的设备作为目标终端，将其中一方作为在内目标，将另一方作为外在目标。