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CN108055502A - 基于NB-IoT的城市治安快速布控系统和方法 - Google Patents

基于NB-IoT的城市治安快速布控系统和方法 Download PDF

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CN108055502A
CN108055502A CN201711240163.7A CN201711240163A CN108055502A CN 108055502 A CN108055502 A CN 108055502A CN 201711240163 A CN201711240163 A CN 201711240163A CN 108055502 A CN108055502 A CN 108055502A
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hand
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韩光
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Abstract

本发明公开了基于NB‑IoT的城市治安快速布控系统和方法，包括第一类传感器、第二类传感器、无线信号捕捉器、手持辅助定位器和便携式监视终端，通过使工作人员在所需地点布设大量的第一类传感器和第二类传感器并固定安装无线信号捕捉器，并使用手持辅助定位器搜索记录其安装位置；当所述第二类传感器和无线信号捕捉器接收到来自第一类传感器的红外与振动超限信息后，进行录音、录像、环境无线电信号捕捉比对等关联动作，然后在便携式监视终端提取语音视频特征识别、人脸识别、车辆特征识别和电话号码呼叫追踪，从而达到了运用物联网技术和小型传感器技术，形成为城市治安快速布控、形成大范围周界防护并长时间电力续航的技术目的。

Description

基于NB-IoT的城市治安快速布控系统和方法
技术领域
本发明涉及治安布控技术领域，尤其是涉及一种基于NB-IoT的城市治安快速布控系统和方法。
背景技术
在目前的技术条件下，随着经济发展、城市人口密度不断加大，流动人口日益增加，犯罪收发也越来越隐蔽和先进，而这增加了案件侦破的难度。尤其是嫌疑现场布控，传统的布控手段不仅蹲点时间长、耗费宝贵的出警人力物力资源，而且容易暴露，进而导致任务失败，而物联网技术和多样化的小型传感器可以为城市治安快速布设提供新的解决途径。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明旨在提供一种基于NB-IoT的城市治安快速布控系统和方法，包括第一类传感器、第二类传感器、无线信号捕捉器、手持辅助定位器和便携式监视终端，通过使工作人员在所需地点布设大量的第一类传感器和第二类传感器并固定安装无线信号捕捉器，并使用手持辅助定位器搜索记录其安装位置；当所述第二类传感器和无线信号捕捉器接收到来自第一类传感器的红外与振动超限信息后，进行录音、录像、环境无线电信号捕捉比对等关联动作，然后在便携式监视终端提取语音视频特征识别、人脸识别、车辆特征识别和电话号码呼叫追踪，以达到运用物联网技术和小型传感器技术，形成为城市治安快速布控、形成大范围周界防护并长时间电力续航的技术目的。
为此，本发明提出一种基于NB-IoT的城市治安快速布控系统，包括第一类传感器、第二类传感器、无线信号捕捉器、手持辅助定位器和便携式监视终端，其中：
所述第一类传感器包括运算部件以及运算部件相连接的短距离无线通信模块、红外传感器和振动传感器，第二类传感器包括运算部件以及与运算部件相连接的短距离无线通信模块、录音装置、可旋转录像装置和NB-IoT收发模块，所述无线信号捕捉器包括微处理器以及与微处理器相连接的短距离无线通讯模块、无线信号捕捉部件和NB-IoT收发模块，所述手持辅助定位器包括微处理器以及与微处理器相连接的GPS模块、短距离无线通信模块、NB-IoT收发模块和触摸屏，所述便携式监视终端包括微型计算机以及与微型计算机相连接的人机交互界面、存储装置和NB-IoT收发模块；
所述第一类传感器的运算部件通过短距离无线通信模块，向第二类传感器和无线信号捕捉器传送红外感应信息和振动感应信息；
所述第二类传感器的运算部件通过NB-IoT收发模块向便携式监视终端传送音频和视频信息，所述无线信号捕捉器的微处理器通过NB-IoT收发模块向所述便携式监视终端传送无线电信号识别信息和通话描述信息；
所述手持辅助定位器的微处理器通过短距离无线通信模块，向无线通信覆盖范围内的第一类传感器、第二类传感器和无线信号捕捉器发送实时位置信息；
所述便携式监视终端根据实时接收的音频信息、视频信息、无线电信号识别信息和通话描述信息，进行相关计算。
进一步地，所述第一类传感器、第二类传感器和无线信号捕捉器能响应所述手持辅助定位器发出的设备搜索指令和记录安装位置指令。
进一步地，所述第一类传感器和第二类传感器中的短距离无线通信模块是蓝牙模块和Zigbee模块中的任意一种。
进一步地，第二类传感器包括运算部件以及与运算部件相连接的短距离无线通信模块、录音装置、多角度录像装置和NB-IoT模块。
本发明还包括一种基于NB-IoT的城市治安快速布控方法，包括如下步骤：
S100、派出工作人员在所需地点布设大量的第一类传感器和第二类传感器，并固定安装无线信号捕捉器；
S200、工作人员使用手持辅助定位器发起设备搜索指令，然后向所搜索到的第一类传感器、第二类传感器以及无线信号捕捉器发送记录安装位置指令，并将所发送的记录安装位置指令通过NB-IoT收发模块发送给便携式监视终端，其中：每条记录安装位置指令包含设备信息和安装位置信息，所述安装位置信息来自手持辅助定位器的GPS模块，如果手持辅助定位器的GPS信号质量不好，则可使用触摸屏输入所安装位置的具体数值；
S300、所述无线信号捕捉器不断采集环境无线电通信信号，并计算得出环境无线电信号的平均谱数据，记为第一类无线电数据；
S400、所述第一类传感器不断检测环境的红外信号和振动信号，当所检测到的红外信号和振动信号超过设定门限时，通过短距离无线通信模块向所述第二类传感器和无线信号捕捉器传送红外信号和振动信号的超限信息，称为第一类信息；
S500、所述第二类传感器和无线信号捕捉器接收第一类信息后，进行关联动作，具体如下：
S501、第二类传感器立即启动录音，并使得录像装置在旋转的同时录像，然后通过NB-IoT收发模块向便携式监视终端传送所采集的音频和视频信息，称为第二类信息；
S502、所述无线信号捕捉器接收第一类信息后，对比实时捕捉的环境无线电通信信号与第一类无线电数据，从而发现新出现的无线电通信信号数据，定义为第三类数据，然后通过NB-IoT收发模块向便携式监视终端传送所采集的第三类数据，所述第三类数据包括无线电通信信号的出现时间、频率、带宽、IMSI和电话号码；
S503、所述便携式监视终端接收到第二类信息后，提取其中的语音、头像和车辆信息，进行本地存储并呈现到用户界面；所述便携式监视终端接收到第三类数据后，进行本地存储并立即呈现到用户界面；
S600、布控结束后，派出工作人员使用手持辅助定位装置逐个查找所布设的第一类传感器、第二类传感器和无线信号捕捉器。
进一步地，步骤S501为：所述第二类传感器的录像动作为使用多角度录像装置进行多角度录像。
进一步地，步骤S6200的设备搜索指令执行过程为：
S201、所述手持辅助定位器通过短距离无线通信模块，发出包括设备搜索指令的通信数据；
S202、所述第一类传感器、第二类传感器以及无线信号捕捉器接收到来自手持辅助定位器包括设备搜索指令的通信数据后，向手持辅助定位器回复包括自身设备信息的通信数据；
S203、手持辅助定位器接收包括设备信息的通信数据。
更优地，S503的后续步骤还包括：便携式监视终端的音频视频特征匹配、人脸识别、车辆特征识别和电话号码呼叫跟踪过程。
本发明具有如下有益效果：
本发明使用具有短距离无线通信模块的第一类传感器，只含有结构简易的红外传感器和振动传感器，功耗小、电池续航长，便于快速形成大范围周界防护网，为城市治安快速布控提供极大方便；
第一类传感器的红外和振动特征可联动到第二类传感器和无线信号捕捉器，使得功耗较大、功能更为复杂的录音、录像装置和无线信号捕捉器只有当有人有车的情况下才运行，有的放矢，从而节省电能和延长设备有效布控时间；
能够快速布设的第一类传感器和第二类传感器经过手持辅助定位器的配合，可以非常简便的将所布设位置上传到便携式监控终端，从而避免了在每块传感器都安装GPS及相关定位装置，节约了传感器的内部空间、运算资源和提高电池续航能力；
辅以便携式监视终端的音频视频特征匹配、人脸识别、车辆特征识别和电话号码呼叫跟踪功能，在布控现场即可完成对所采集信息的全面分析识别，从而会大大减轻执勤蹲点警务工作人员工作量。
附图说明
图1是一种基于NB-IoT的城市治安快速布控系统的结构图，
图2是一种基于NB-IoT的城市治安快速布控方法的流程图，
图3是一种基于NB-IoT的城市治安快速布控方法中所述第二类传感器和无线信号捕捉器接收第一类信息后关联动作的流程图，
图4是一种基于NB-IoT的城市治安快速布控方法中设备搜索指令执行流程图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
本发明提出一种基于NB-IoT的城市治安快速布控系统，如图1所述，包括第一类传感器100、第二类传感器200、无线信号捕捉器300、手持辅助定位器400和便携式监视终端500，其中：
所述第一类传感器100包括运算部件101，以及运算部件101相连接的短距离无线通信模102、红外传感器103和振动传感器104；
第二类传感器200包括运算部件201，以及与运算部件201相连接的短距离无线通信模块202、录音装置204、可旋转录像装置203和NB-IoT收发模块205；
所述无线信号捕捉器300包括微处理301，以及与微处理器301相连接的短距离无线通讯模块302、无线信号捕捉部件303和NB-IoT收发模块304；
所述手持辅助定位器400包括微处理器401，以及与微处理,401相连接的GPS模块403、短距离无线通信模块404、NB-IoT收发模块405和触摸屏402；
所述便携式监视终端500包括微型计算机501，以及与微型计算501相连接的人机交互界面503、存储装置504和NB-IoT收发模块502；
其中：所述第一类传感器100和第二类传感器200的供电电源采用干电池或纽扣电池，所述无线信号捕捉器300的供电电源采用电池组或者市电电源。
其中：所述第一类传感器100、第二类传感器200和无线信号捕捉器300能响应所述手持辅助定位器400发出的设备搜索指令和记录安装位置指令：设备搜索指令用于搜索附近的第一类传感器100、第二类传感器200和无线信号捕捉器300，并通过发送相关指令获取这些设备包括序列号和名称在内的信息；记录安装位置指令用于使第一类传感器100、第二类传感器200和无线信号捕捉器300内部记忆所述记录安装位置指令中包含的安装位置信息。
其中：所述第一类传感器100和第二类传感器200中的短距离无线通信模块是蓝牙模块和Zigbee模块中的任意一种。
第二类传感器200、无线信号捕捉器300、手持辅助定位器400与便携式监视终端500之间的NB-IoT网络通信有两种方式：1）通过公共架设的NB-IoT基站，2）使便携式监视终端500输出较大的NB-IoT发射功率以及更优的接收机灵敏度，以获得更大的网络覆盖范围。在条件允许的情况下，更推荐使用方法1）。
第一类传感器具有短距离无线通信模块，但只含有结构简易的红外传感器和振动传感器，因此功耗小、电池续航长，便于快速形成大范围周界防护网，为城市治安快速布控、长时间监视某个重点区域提供极大方便。
上述装置或设备的相互关系为：
所述第一类传感器100的运算部件101通过短距离无线通信模块102，向第二类传感器200和无线信号捕捉器300传送红外感应信息和振动感应信息；
所述第二类传感器200的运算部件201通过NB-IoT收发模块205，向便携式监视终端500传送音频和视频信息；
所述无线信号捕捉器300的微处理器301通过NB-IoT收发模块304，向所述便携式监视终端500传送无线电信号识别信息和通话描述信息；
所述手持辅助定位器400的微处理器401通过短距离无线通信模块404，向无线通信覆盖范围内的第一类传感器100、第二类传感器200和无线信号捕捉器30发送实时位置信息，此信息用于向三种设备发送记录安装位置指令。
所述便携式监视终端500根据实时接收的来自第一类传感器100、第二类传感器200和无线信号捕捉器300的音频信息、视频信息、无线电信号识别信息和通话描述信息，进行相关计算。所述计算包括：提取其中的语音、头像和车辆信息，以及音频视频特征匹配、人脸识别、车辆特征识别和电话号码呼叫跟踪过程。
另一实施例中，第二类传感器200包括运算部件201，以及与运算部,201相连接的短距离无线通信模块、录音装置、多角度录像装置和NB-IoT模块。
本发明还包括一种基于NB-IoT的城市治安快速布控方法，如图2所示，包括如下步骤：
S100、派出工作人员在所需地点布设大量的第一类传感器和第二类传感器，并固定安装无线信号捕捉器；
S200、工作人员使用手持辅助定位器发起设备搜索指令，然后向所搜索到的第一类传感器、第二类传感器以及无线信号捕捉器发送记录安装位置指令，并将所发送的记录安装位置指令通过NB-IoT收发模块发送给便携式监视终端，其中：每条记录安装位置指令包含设备信息和安装位置信息，所述安装位置信息来自手持辅助定位器的GPS模块，如果手持辅助定位器的GPS信号质量不好，则可使用触摸屏输入所安装位置的具体数值；
上述步骤设计能够将快速布设的第一类传感器和第二类传感器经过手持辅助定位器的配合，可以非常简便的将所布设位置上传到便携式监控终端，从而避免了在每块传感器都安装GPS及相关定位装置，节约了传感器的内部空间、运算资源和提高电池续航能力，尤其是降低了系统构建成本。
S300、所述无线信号捕捉器不断采集环境无线电通信信号，并计算得出环境无线电信号的平均谱数据，记为第一类无线电数据；
S400、所述第一类传感器不断检测环境的红外信号和振动信号，当所检测到的红外信号和振动信号超过设定门限时，通过短距离无线通信模块向所述第二类传感器和无线信号捕捉器传送红外信号和振动信号的超限信息，称为第一类信息；
S500、所述第二类传感器和无线信号捕捉器接收第一类信息后，进行关联动作，具体动作如图3所述：
S501、第二类传感器立即启动录音，并使得录像装置在旋转的同时录像，然后通过NB-IoT收发模块向便携式监视终端传送所采集的音频和视频信息，称为第二类信息；
S502、所述无线信号捕捉器接收第一类信息后，对比实时捕捉的环境无线电通信信号与第一类无线电数据，从而发现新出现的无线电通信信号数据，定义为第三类数据，然后通过NB-IoT收发模块向便携式监视终端传送所采集的第三类数据，所述第三类数据包括无线电通信信号的出现时间、频率、带宽、IMSI和电话号码；
新出现无线电通信信号是相当于此前无线信号捕捉器已录制的平均谱数据，机第一类无线电数据。通过对比前后无线电谱线变化，并结合时域、频域、调制域分析计算，得到新出现通信信号的频率、带宽、IMSI和电话号码。
S503、所述便携式监视终端接收到第二类信息后，提取其中的语音、头像和车辆信息，进行本地存储并呈现到用户界面；所述便携式监视终端接收到第三类数据后，进行本地存储并立即呈现到用户界面；
所述第二类传感器和无线信号捕捉器的关联动作结束或，自动回到待机或休眠状态，以便提高电池或电池组续航时间及增加设备有效布控周期。
S500所述步骤使得第一类传感器的红外和振动异常变化可联动到第二类传感器和无线信号捕捉器，使得功耗较大、功能更为复杂的录音、录像装置和无线信号捕捉器只有当有人有车的情况下才运行，有的放矢，从而节省电能和延长设备有效布控时间。
S600、布控结束后，派出工作人员使用手持辅助定位装置逐个查找所布设的第一类传感器、第二类传感器和无线信号捕捉器。
另一实施例中，步骤S501为：所述第二类传感器的录像动作为使用多角度录像装置进行多角度录像。
使用多角度录像装置相当于可转动录制装置的优点是：能在相同时间内录制更多帧的视频图像，以及取得多角度多方位图像，便于对现场情况更为全面准确的把握。
其中，步骤S6200的设备搜索指令执行过程如图4所述，包括如下步骤：
S201、所述手持辅助定位器通过短距离无线通信模块，发出包括设备搜索指令的通信数据；
S202、所述第一类传感器、第二类传感器以及无线信号捕捉器接收到来自手持辅助定位器包括设备搜索指令的通信数据后，向手持辅助定位器回复包括自身设备信息的通信数据，自身设备信息主要是设备编码信息；
S203、手持辅助定位器接收包括设备信息的通信数据。接收包括设备信息的通信数据后，还将所发送的记录安装位置指令通过NB-IoT收发模块发送给便携式监视终端。
一个更优的实施例中，S503的后续步骤还包括：便携式监视终端的音频视频特征匹配、人脸识别、车辆特征识别和电话号码呼叫跟踪过程。
此过程依赖于便携式监视终端应用程序的定制化特殊收发，音频视频特征匹配、人脸识别的经典算法包括模板匹配法、神经网络算法、小波分析算法等，车辆特征识别包括对车辆颜色、型号、车牌号码的识别，经典算法步骤主要包括车牌定位和字符识别，而电话号码呼叫跟踪需根据来自无线信号捕捉器所实时捕获的电话号码、IMSI数据，再结合来自移动通信运营商的通话记录数据，综合计算得来。
本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于NB-IoT的城市治安快速布控系统，其特征在于，包括第一类传感器、第二类传感器、无线信号捕捉器、手持辅助定位器和便携式监视终端，其中：
所述第一类传感器包括运算部件以及运算部件相连接的短距离无线通信模块、红外传感器和振动传感器，第二类传感器包括运算部件以及与运算部件相连接的短距离无线通信模块、录音装置、可旋转录像装置和NB-IoT收发模块，所述无线信号捕捉器包括微处理器以及与微处理器相连接的短距离无线通讯模块、无线信号捕捉部件和NB-IoT收发模块，所述手持辅助定位器包括微处理器以及与微处理器相连接的GPS模块、短距离无线通信模块、NB-IoT收发模块和触摸屏，所述便携式监视终端包括微型计算机以及与微型计算机相连接的人机交互界面、存储装置和NB-IoT收发模块；
所述第一类传感器的运算部件通过短距离无线通信模块，向第二类传感器和无线信号捕捉器传送红外感应信息和振动感应信息；
所述第二类传感器的运算部件通过NB-IoT收发模块向便携式监视终端传送音频和视频信息，所述无线信号捕捉器的微处理器通过NB-IoT收发模块向所述便携式监视终端传送无线电信号识别信息和通话描述信息；
所述手持辅助定位器的微处理器通过短距离无线通信模块，向无线通信覆盖范围内的第一类传感器、第二类传感器和无线信号捕捉器发送实时位置信息；
所述便携式监视终端根据实时接收的音频信息、视频信息、无线电信号识别信息和通话描述信息，进行相关计算。
2.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的城市治安快速布控系统，其特征在于：所述第一类传感器、第二类传感器和无线信号捕捉器能响应所述手持辅助定位器发出的设备搜索指令和记录安装位置指令。
3.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的城市治安快速布控系统，其特征在于：所述第一类传感器和第二类传感器中的短距离无线通信模块是蓝牙模块和Zigbee模块中的任意一种。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种基于NB-IoT的城市治安快速布控系统，其特征在于：第二类传感器包括运算部件以及与运算部件相连接的短距离无线通信模块、录音装置、多角度录像装置和NB-IoT模块。
5.一种基于NB-IoT的城市治安快速布控方法，其特征在于，包括如下步骤：
S100、派出工作人员在所需地点布设大量的第一类传感器和第二类传感器，并固定安装无线信号捕捉器；
S200、工作人员使用手持辅助定位器发起设备搜索指令，然后向所搜索到的第一类传感器、第二类传感器以及无线信号捕捉器发送记录安装位置指令，并将所发送的记录安装位置指令通过NB-IoT收发模块发送给便携式监视终端，其中：每条记录安装位置指令包含设备信息和安装位置信息，所述安装位置信息来自手持辅助定位器的GPS模块，如果手持辅助定位器的GPS信号质量不好，则可使用触摸屏输入所安装位置的具体数值；
S300、所述无线信号捕捉器不断采集环境无线电通信信号，并计算得出环境无线电信号的平均谱数据，记为第一类无线电数据；
S400、所述第一类传感器不断检测环境的红外信号和振动信号，当所检测到的红外信号和振动信号超过设定门限时，通过短距离无线通信模块向所述第二类传感器和无线信号捕捉器传送红外信号和振动信号的超限信息，称为第一类信息；
S500、所述第二类传感器和无线信号捕捉器接收第一类信息后，进行关联动作，具体如下：
S501、第二类传感器立即启动录音，并使得录像装置在旋转的同时录像，然后通过NB-IoT收发模块向便携式监视终端传送所采集的音频和视频信息，称为第二类信息；
S502、所述无线信号捕捉器接收第一类信息后，对比实时捕捉的环境无线电通信信号与第一类无线电数据，从而发现新出现的无线电通信信号数据，定义为第三类数据，然后通过NB-IoT收发模块向便携式监视终端传送所采集的第三类数据，所述第三类数据包括无线电通信信号的出现时间、频率、带宽、IMSI和电话号码；
S503、所述便携式监视终端接收到第二类信息后，提取其中的语音、头像和车辆信息，进行本地存储并呈现到用户界面；所述便携式监视终端接收到第三类数据后，进行本地存储并立即呈现到用户界面；
S600、布控结束后，派出工作人员使用手持辅助定位装置逐个查找所布设的第一类传感器、第二类传感器和无线信号捕捉器。
6.根据权利要求5所述的一种基于NB-IoT的城市治安快速布控方法，其特征在于，步骤S501为：所述第二类传感器的录像动作为使用多角度录像装置进行多角度录像。
7.根据权利要求5或6所述的一种基于NB-IoT的城市治安快速布控方法，其特征在于，步骤S6200的设备搜索指令执行过程为：
S201、所述手持辅助定位器通过短距离无线通信模块，发出包括设备搜索指令的通信数据；
S202、所述第一类传感器、第二类传感器以及无线信号捕捉器接收到来自手持辅助定位器包括设备搜索指令的通信数据后，向手持辅助定位器回复包括自身设备信息的通信数据；
S203、手持辅助定位器接收包括设备信息的通信数据。
8.根据权利要求5或6所述的一种基于NB-IoT的城市治安快速布控方法，其特征在于，S503的后续步骤还包括：便携式监视终端的音频视频特征匹配、人脸识别、车辆特征识别和电话号码呼叫跟踪过程。
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