本實用新型涉及一種背包，尤其涉及一種智能安防背包，屬于智能背包技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，當(dāng)人們(尤其是兒童和女性等弱勢群體)外出時的人身財產(chǎn)安全一直是社會關(guān)注的話題，但當(dāng)人們面臨來自歹徒的威脅或者危險情況的發(fā)生時，由于情況緊急，人們往往會束手無策，從而造成不可預(yù)知的后果，因此，擁有安防功能的智能背包，將在一定程度上保障用戶的人身財產(chǎn)安全。

現(xiàn)有技術(shù)中的背包主要用于旅行或監(jiān)測人體健康等領(lǐng)域，當(dāng)人們在旅行或其他的過程中面臨來自歹徒的威脅或者危險情況的發(fā)生時，不能及時采取相應(yīng)的措施，造成用戶的人身財產(chǎn)安全損失，隨著智能手機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，將智能設(shè)備APP和無線傳輸技術(shù)應(yīng)用于背包領(lǐng)域亦可為用戶提供其它一系列個性化的功能，同時為用戶在出行時使用智能設(shè)備增加了便捷性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種智能安防背包，能夠在用戶發(fā)生危險時保障其人身財產(chǎn)安全，使背包具備很強(qiáng)的應(yīng)急性、實時性、便捷性。

本實用新型所述的智能安防背包，包括背包本體和移動終端，背包本體上設(shè)有主控芯片、語音識別模塊、無線傳輸模塊、LED閃光模塊和聲音模塊，主控芯片電氣連接語音識別模塊、無線傳輸模塊、LED閃光模塊和聲音模塊并通過無線傳輸模塊與移動終端實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，同時無線傳輸模塊還與移動終端中的無線模塊建立無線連接。

移動終端為用戶隨身攜帶的手機(jī)等智能電子設(shè)備，當(dāng)用戶需要打開或關(guān)閉某項功能后，通過移動終端中的無線模塊向背包上的無線傳輸模塊發(fā)送指令，主控芯片通過串口接收到命令以后，進(jìn)行識別成功后就關(guān)掉某項功能，并且移動終端可以通過網(wǎng)絡(luò)向主控芯片獲取背包的位置并顯示在地圖上；語音識別模塊用于識別用戶的語音信號，在開啟或關(guān)閉某項功能時，可以通過語音控制，無線傳輸模塊用于傳輸數(shù)據(jù)和音頻信號，LED閃光模塊用于在用戶面臨歹徒威脅時，發(fā)出強(qiáng)力閃光效果使歹徒暫時性失明，聲音模塊用于發(fā)出聲音和震動提醒用戶，主控芯片是背包的總控部件，主控芯片的外部連接有AD轉(zhuǎn)換模塊，主控芯片采用ARMCortex-M3內(nèi)核的STM32F103ZET6芯片。

所述的無線傳輸模塊包括無線數(shù)據(jù)傳輸模塊和無線音頻傳輸模塊，其中無線數(shù)據(jù)傳輸模塊與移動終端連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，無線音頻傳輸模塊通過通訊協(xié)議與移動終端中的無線模塊連接實現(xiàn)免提接聽電話以及播放和切換音樂。

當(dāng)用戶的移動終端來電時，聲音模塊產(chǎn)生聲音和震動提醒用戶，這樣可以防止用戶在行走時漏接電話，用戶通過語音控制自動接聽電話和掛斷電話，可以通過口令控制移動終端撥打指定聯(lián)系人，整個過程不需要拿出移動終端，語音識別功能在識別用戶口令后不會立即執(zhí)行，而是發(fā)出震動信號提示用戶是否進(jìn)行此操作，用戶進(jìn)行進(jìn)一步確認(rèn)，若確認(rèn)則立即執(zhí)行，若取消則不會執(zhí)行，若沒有進(jìn)行操作則會在延時一段時間后自動執(zhí)行；若要撥打指定聯(lián)系人，則需要用戶先說“打電話”這樣的口令，等到識別出這個口令后，用戶在一段時間內(nèi)說出聯(lián)系人姓名并識別成功后控制移動終端撥打該聯(lián)系人，這樣可以增加語音識別的容錯率，上述無線音頻傳輸模塊的通訊協(xié)議實現(xiàn)的，如通過音頻藍(lán)牙的HFP協(xié)議實現(xiàn)；用戶的移動終端與背包的無線音頻傳輸模塊相連后，移動終端播放的音樂效果會通過無線音頻傳輸模塊在背包的聲音模塊上實現(xiàn)，用戶可以通過終端APP設(shè)定的口令通過語音控制移動終端播放、暫停、上下一曲音樂，上述播放和切換音樂是通過A2DP1.2協(xié)議實現(xiàn)的。

所述的聲音模塊包括揚聲器模塊和馬達(dá)振子模塊，上述二者集成在一塊PCB電路板上且安裝于背包本體肩帶的上方，揚聲器模塊包括揚聲喇叭和音頻放大電路，音頻放大電路的輸入接口分別連接無線音頻傳輸模塊的左聲道和右聲道，馬達(dá)振子模塊與主控芯片的IO口相連；語音識別模塊通過SPI通訊協(xié)議與主控芯片相連。

揚聲器模塊用于實現(xiàn)音頻外放功能，揚聲器模塊發(fā)出的聲音具有一定的單向傳播特性，在一定程度上增加用戶接聽電話的私密性，馬達(dá)振子模塊用于發(fā)出震動提醒用戶。

語音識別模塊具有通過口令自動控制移動終端接聽或者撥打指定聯(lián)系人的號碼、控制音樂播放等功能，而且開啟各個功能的口令可以通過移動終端進(jìn)行修改。

所述的LED閃光模塊位于背包本體中肩帶的后方，包括LED閃光燈、第一MOS管和LED驅(qū)動芯片，其中第一MOS管的G極連接主控芯片的IO口，第一MOS管的D極連接LED閃光燈的一端，LED閃光燈的另一端連接LED驅(qū)動芯片的輸出端口，LED閃光燈直接由IO口進(jìn)行驅(qū)動，通過不斷翻轉(zhuǎn)IO口的狀態(tài)，進(jìn)而控制LED閃光燈不斷閃爍，LED閃光燈為大功率集成LED燈。

所述的背包本體上還設(shè)有用于監(jiān)測用戶危險狀態(tài)的加速度陀螺儀模塊，加速度陀螺儀模塊包括加速度儀和陀螺儀，二者位于背包本體的肩帶上，且通過I2C總線與主控芯片連接通訊，人體的各個動作可以由加速度陀螺儀監(jiān)測到，并將數(shù)據(jù)送入主控芯片中進(jìn)行處理，處理后既可以判斷人的各個動作，主控芯片根據(jù)背包的運動狀態(tài)再執(zhí)行相應(yīng)的程序。

當(dāng)用戶突然發(fā)生跌落、摔倒、撞倒等危險情況時，主控芯片通過加速度陀螺儀模塊進(jìn)行用戶危險狀態(tài)的檢測，當(dāng)檢測出用戶發(fā)生危險情況時，移動終端自動進(jìn)行向在移動終端設(shè)定的求救人群組發(fā)送求救短信，并發(fā)送位置信息，這樣可以及時通知監(jiān)護(hù)人，監(jiān)護(hù)人可以通過移動終端迅速定位到求救者的位置信息，方便監(jiān)護(hù)人做出更加及時有效的處理；

同時當(dāng)背包本體被放下時，肩帶上的加速度陀螺儀模塊夠檢測出肩帶下落的動作，并將檢測出的數(shù)據(jù)通過I2C總線傳到主控芯片中，主控芯片在識別該動作后，控制背包自動進(jìn)入休眠狀態(tài)，相應(yīng)的一些功能也會關(guān)閉，語音識別模塊、無線傳輸模塊的功能被關(guān)閉，聲音模塊停止工作，主控芯片不再判斷是否有危險運動狀態(tài)的發(fā)生，LED閃光模塊和LED照明指示模塊停止工作，當(dāng)用戶背起背包時相應(yīng)的功能會打開，這樣可以減少電量的損耗，增加續(xù)航能力。

所述的背包本體上還設(shè)有GPS模塊和GPRS模塊，GPS模塊和GPRS模塊通過串口與主控芯片相連，GPS模塊和GPRS模塊通過USART協(xié)議與主控芯片相連，GPS模塊和GPRS模塊定位到當(dāng)前位置的經(jīng)緯度，并發(fā)送到主控芯片進(jìn)行處理，處理完成后通過無線數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸至終端APP，終端APP再根據(jù)終端APP服務(wù)器的IP地址獲取到與移動終端綁定的背包的位置，從而實現(xiàn)定位功能。

在實際工作時，為了增加續(xù)航能力，在正常情況下讓GPS模塊進(jìn)入休眠狀態(tài)，GPRS模塊不接入網(wǎng)絡(luò)，不向服務(wù)器端發(fā)送位置信息；如果用戶發(fā)生了緊急情況，主控芯片判斷出緊急情況的發(fā)生后，自動開啟定位功能，GPS模塊和GPRS模塊進(jìn)行工作；另外如果發(fā)生了背包丟失的情況，用戶想要通過移動終端查看背包的位置信息，移動終端會自動向背包的GPRS模塊發(fā)送一條特定的命令短信，GPRS模塊在接收到短信后自動將內(nèi)容通過串口傳送到主控芯片，主控芯片在進(jìn)行相應(yīng)的判斷，判斷成功后，主控芯片將自動開啟定位功能。

所述的背包本體肩帶上與LED閃光模塊相對的一側(cè)還設(shè)有LED照明指示模塊，LED照明指示模塊包括LED照明燈、第二MOS管、驅(qū)動芯片和LED指示燈，LED照明燈一端與驅(qū)動芯片的輸出相連，另一端與第二MOS管D極相連，第二MOS管的G極連接主控芯片的IO口，主控芯片通過PWM調(diào)制方式控制LED照明燈的亮暗程度，所述LED指示燈與一個電阻串接后與主控芯片的IO口相連。

LED照明指示模塊在正常情況下提供照明功能，通過PWM波進(jìn)行調(diào)整亮度，通過終端APP設(shè)定LED照明燈的亮度，在緊急情況下可以當(dāng)做閃光燈使用，放置于背包肩帶前方，閃光燈模塊放置在背包肩帶后方，在緊急情況下兩個模塊同時開啟后強(qiáng)力的閃光效果可以失歹徒暫時性失明，從而達(dá)到自救的目的。

所述的背包本體上還設(shè)有按鍵模塊，按鍵模塊位于背包本體中肩帶松緊帶的末端，按鍵模塊包括音量控制鍵、確認(rèn)鍵和取消鍵，主控芯片連接按鍵模塊，其中音量控制鍵主要用于控制音樂和通話的音量大小，確認(rèn)鍵和取消鍵用于確認(rèn)或者取消用戶語音識別的結(jié)果；按鍵模塊為電容式觸摸開關(guān)按鍵，并且具有彩色LED背光，方便用戶在夜間操作。

所述的背包本體上還設(shè)有電源管理模塊，電源管理模塊連接蓄電池為背包本體上的所有電氣元件供電且與主控芯片、語音識別模塊、無線傳輸模塊、LED閃光模塊、聲音模塊、GPS模塊和GPRS模塊、LED照明指示模塊和加速度陀螺儀模塊及外圍接口電路集成在一塊PCB主控電路板上，PCB主控電路板位于背包本體肩帶的前方；電源管理模塊將輸入不穩(wěn)定的蓄電池電壓進(jìn)行升壓和降壓后對各個模塊進(jìn)行供電。

所述的移動終端包括用戶終端和監(jiān)護(hù)人終端，移動終端為用戶隨身攜帶的手機(jī)等智能電子設(shè)備，用戶終端用于實現(xiàn)背包相應(yīng)功能的開啟和關(guān)閉、顯示背包狀態(tài)、調(diào)用移動終端資源、在緊急情況下自動向設(shè)定的監(jiān)護(hù)人組群發(fā)求助短信；監(jiān)護(hù)人終端用于接收用戶終端發(fā)送的短信內(nèi)容，接收后通過不斷震動和聲音提醒監(jiān)護(hù)人有緊急情況發(fā)生，并接收用戶終端發(fā)送過來的位置信息在地圖中顯示。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

提供一種智能安防背包及其控制方法，能夠在用戶發(fā)生危險時保障其人身財產(chǎn)安全，將安防功能做到了全面和系統(tǒng)的高度，背包所具有的安防功能在一定程度可以及時應(yīng)對突發(fā)狀況的發(fā)生，通過群發(fā)短信的方式更具有實效性，而且發(fā)送給多個人求救短信更具有保障性；而且該功能可以通過語音開啟，相對于一些自衛(wèi)武器來說更具有及時性，而且一些自衛(wèi)武器可能在交通安檢時不被通過，LED閃光模塊不會出現(xiàn)這種情況；背包所具有的定位功能和運動狀態(tài)監(jiān)測功能可以應(yīng)用在兒童和老人的安全監(jiān)護(hù)領(lǐng)域；具有安全距離檢測功能和定位功能，可以在一定程度上保障用戶的財產(chǎn)安全；具有智能語音識別功能，可以實現(xiàn)語音控制手機(jī)撥打或免提接聽電話功能，這樣可以為用戶在出行使用手機(jī)時解放了雙手增加了便捷性，而且增加了用戶在出行時的人身安全性；所有模塊均為防水可拆卸并且集中安放在一個肩帶上，這樣既可以方便維修和清洗，也可以減少背包內(nèi)部的線路的長度，除此之外用戶可以通過魔術(shù)貼自己調(diào)整模塊的位置，增加了用戶的人性化體驗，使背包具備多項功能且具備很強(qiáng)的應(yīng)急性、實時性、便捷性。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型實施例的電路連接框圖；

圖中：1、背包本體；2、聲音模塊；3、按鍵模塊；4、LED閃光模塊；5、PCB主控電路板。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步的說明：

實施例

如圖1-2所示，本實用新型所述的智能安防背包，包括背包本體1和移動終端，背包本體1上設(shè)有主控芯片、語音識別模塊、無線傳輸模塊、LED閃光模塊4和聲音模塊2，主控芯片電氣連接語音識別模塊、無線傳輸模塊、LED閃光模塊4和聲音模塊2并通過無線傳輸模塊與終端APP實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，同時無線傳輸模塊還與移動終端中的無線模塊建立無線連接。

為了進(jìn)一步說明上述實施例，無線傳輸模塊包括無線數(shù)據(jù)傳輸模塊和無線音頻傳輸模塊，其中無線數(shù)據(jù)傳輸模塊與移動終端連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，無線音頻傳輸模塊通過通訊協(xié)議與移動終端中的無線模塊連接實現(xiàn)免提接聽電話以及播放和切換音樂。

為了進(jìn)一步說明上述實施例，所述的聲音模塊2包括揚聲器模塊和馬達(dá)振子模塊，上述二者集成在一塊PCB電路板上且安裝于背包本體1肩帶的上方，揚聲器模塊包括揚聲喇叭和音頻放大電路，音頻放大電路的輸入接口分別連接無線音頻傳輸模塊的左聲道和右聲道，馬達(dá)振子模塊與主控芯片的IO口相連。

為了進(jìn)一步說明上述實施例，LED閃光模塊4位于背包本體1中肩帶的后方，包括LED閃光燈、第一MOS管和LED驅(qū)動芯片，其中第一MOS管的G極連接主控芯片的IO口，第一MOS管的D極連接LED閃光燈的一端，LED閃光燈的另一端連接LED驅(qū)動芯片的輸出端口。

為了進(jìn)一步說明上述實施例，背包本體1上還設(shè)有加速度陀螺儀模塊，加速度陀螺儀模塊包括加速度儀和陀螺儀，二者位于背包本體1的肩帶上，且通過I2C總線與主控芯片連接通訊。

為了進(jìn)一步說明上述實施例，背包本體1上還設(shè)有GPS模塊和GPRS模塊，GPS模塊和GPRS模塊通過串口與主控芯片相連。

為了進(jìn)一步說明上述實施例，背包本體1肩帶上與LED閃光模塊4相對的一側(cè)還設(shè)有LED照明指示模塊，LED照明指示模塊包括LED照明燈、第二MOS管、驅(qū)動芯片和LED指示燈，LED照明燈一端與驅(qū)動芯片的輸出相連，另一端與第二MOS管D極相連，第二MOS管的G極連接主控芯片的IO口，主控芯片通過PWM調(diào)制方式控制LED照明燈的亮暗程度，所述LED指示燈與一個電阻串接后與主控芯片的IO口相連。

為了進(jìn)一步說明上述實施例，背包本體1上還設(shè)有按鍵模塊3，按鍵模塊3位于背包本體1中肩帶松緊帶的末端，按鍵模塊3包括音量控制鍵、確認(rèn)鍵和取消鍵，主控芯片連接按鍵模塊3。

為了進(jìn)一步說明上述實施例，背包本體1上還設(shè)有電源管理模塊，電源管理模塊連接蓄電池為背包本體1上的所有電氣元件供電且與主控芯片、語音識別模塊、無線傳輸模塊、LED閃光模塊4、聲音模塊2、GPS模塊和GPRS模塊、LED照明指示模塊和加速度陀螺儀模塊及外圍接口電路集成在一塊PCB主控電路板5上，PCB主控電路板5位于背包本體1肩帶的前方。

為了進(jìn)一步說明上述實施例，移動終端包括用戶終端和監(jiān)護(hù)人終端。

上述所有的模塊和背包本體1內(nèi)部電路通過防水的插頭相連接，模塊通過皮質(zhì)的或其它防水材料封裝，模塊通過尼龍搭扣固定在背包本體1的各個位置，使得各個模塊可以拆卸并且便于維修，且各個模塊集中安放在一個肩帶上，這樣既可以方便維修和清洗，也可以減少背包內(nèi)部的線路的長度。

本實施例的工作原理為：用戶在使用背包本體1時，通過用戶終端中的無線模塊與背包本體1上的無線傳輸模塊建立無線連接，移動終端為智能手機(jī)，背包本體1上的無線傳輸模塊為藍(lán)牙模塊，將智能手機(jī)中的藍(lán)牙模塊與背包本體1上的藍(lán)牙模塊建立無線連接，主控芯片的外部還連接有AD轉(zhuǎn)換模塊，通過AD轉(zhuǎn)換模塊將信號采集模塊的傳送來的信號數(shù)字化處理，然后將數(shù)字信號傳送給主控芯片，當(dāng)主控芯片接收到的信號的強(qiáng)度變?nèi)鯐r，主控芯片控制聲音模塊發(fā)出聲音和震動，同時用戶終端發(fā)出報警聲和震動，背包和用戶終端都會同時報警，這樣可以雙向提醒用戶的用戶終端和背包被盜或忘帶。

用戶在攜帶背包本體1行進(jìn)時，通過用戶終端控制執(zhí)行相應(yīng)的操作或通過用戶終端設(shè)定的口令發(fā)出相應(yīng)的語音信號，主控芯片根據(jù)語音識別模塊識別的結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)的操作，如控制移動終端播放、暫停、上下一曲音樂、控制用戶終端撥打指定聯(lián)系人、控制LED照明指示模塊功能的開啟和關(guān)閉；上述播放和切換音樂是通過A2DP1.2協(xié)議實現(xiàn)的。

當(dāng)用戶終端來電時，背包本體1上的聲音模塊發(fā)出聲音和震動提醒，用戶通過發(fā)出語音信號，主控芯片根據(jù)語音識別模塊識別的結(jié)果進(jìn)行自動接聽電話和掛斷電話；上述自動接聽電話和掛斷電話通過音頻藍(lán)牙的HFP協(xié)議實現(xiàn)。

當(dāng)用戶面臨危險時，用戶喊出相應(yīng)的呼救語音如“救命”或者按背包本體1上的按鍵模塊3，背包啟動安防功能，語音識別模塊識將采集到的信息與事先編好的語音庫進(jìn)行比對，若比對成功后，將比對成功的序號通過SPI協(xié)議發(fā)送到主控芯片，主控芯片接收到序號后即可判斷是否為求救口令，主控芯片再控制與第一MOS管和第二MOS管G極相連的兩個IO口不斷的置高低電平，G端的高低電平就會控制LED閃光燈和LED照明燈不斷閃爍，強(qiáng)力的閃光效果會使歹徒眼部產(chǎn)生不適，并且主控芯片通過無線傳輸模塊發(fā)送指令到用戶終端，用戶終端自動向設(shè)定的監(jiān)護(hù)人組群發(fā)求助短信，監(jiān)護(hù)人終端用于接收和檢測用戶終端發(fā)送的短信內(nèi)容，如果是設(shè)定好的求救短信內(nèi)容，則就自動控制監(jiān)護(hù)人終端震動和聲音提示，并且在網(wǎng)絡(luò)連接下自動調(diào)取用戶終端的位置顯示界面，方便被求救者尋找求救者的位置。

當(dāng)用戶攜帶背包本體1行進(jìn)時發(fā)生摔倒、撞倒、摔落時，主控芯片通過加速度陀螺儀檢測到當(dāng)前情況的發(fā)生，當(dāng)檢測出用戶發(fā)生危險情況時，用戶終端向設(shè)定的求救人群組發(fā)送求救短信，并向監(jiān)護(hù)人終端發(fā)送位置信息；

當(dāng)背包本體1被放下時，加速度陀螺儀檢測出肩帶下落的動作，并將檢測出的數(shù)據(jù)通過I2C總線傳到主控芯片中，主控芯片在識別該動作后，控制背包自動進(jìn)入休眠狀態(tài)，背包在休眠模式下，語音識別模塊、無線傳輸模塊的功能被關(guān)閉，聲音模塊2停止工作，主控芯片不再判斷是否有危險運動狀態(tài)的發(fā)生，LED閃光模塊4和LED照明指示模塊停止工作，當(dāng)用戶再次背起背包本體1時上述被關(guān)閉的功能將再次開啟。

采用以上結(jié)合附圖描述的本實用新型的實施例的智能安防背包，能夠在用戶發(fā)生危險時保障其人身財產(chǎn)安全，使背包具備很強(qiáng)的應(yīng)急性、實時性、便捷性。但本實用新型不局限于所描述的實施方式，在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下這些對實施方式進(jìn)行的變化、修改、替換和變形仍落入本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。