[发明专利]基于光纤防拆和测温的电子腕带

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种适用于对特种高危人群进行监控的电子腕带实现方法。

背景技术

在对监狱犯人等特种高危人群管理中迫切需要可以对其能自动识别和监控的专用设备，电子腕带是管理高危人群一种有效的手段。然而，现有的电子腕带采用的是压力或磁性、金属导线等机械物理方法构成电子回路方式来保护电子腕带附着在高危人群身体部位上不被拆除，这些现存方法有以下缺陷：1)这些机械物理方法容易被以旁路、短接等简单方式攻破，而系统并不能提供足够的安全保护；2)采用的压力或磁性、金属导线等机械物理方法依靠对该方式下构成的电子回路通断状态来进行检测，没有采用安全性更高的传输数据方式或检测传输介质更多物理电气状态来对回路进行保护，安全保护手段单一、安全性不高；3)这些机械物理方法构成电子回路对潮湿、浸水等复杂的外部环境适应性较差，造成防拆安全性失效或引起电子腕带本体故障等。

发明内容

为了克服采用机械物理方式构成电子回路防拆保护的电子腕带所存在的无法有效保证非法拆除检测、安全性不高、外部环境防护性差、故障率高等问题，本发明提出了基于光纤防拆和测温的电子腕带实现机制。其具体内容包含抛弃传统的防拆设计方法，在电子腕带中不使用任何机械物理方式构成电子回路来进行防拆实现，而是采用基于光纤构成的光学回路，通过对回路内传输的光数据检测来实现防拆设计，同时利用该光纤回路进行回路上的温度检测实现对光纤自身的防护。利用光纤构成的光学回路自身特性，消除了类似机械物理方式构成电子回路保护所存在的易受液体短路、容易旁路绕过防拆保护、本体很难全密封防护等重大缺陷；而利用对光纤回路本体的温度测量一方面对非金属光纤材料受温度变化带来的延展性缺陷进行自身防护监控，另一方面又可对佩戴电子腕带的高危人群体温进行安全监控，因此采用这种机制的电子腕带具有极高的安全防护等级、很好的外部复杂环境适应性、很高的工作可靠性，彻底解决了基于机械物理方式构成电回路防拆的电子腕带缺陷。

本发明解决问题所采用的技术方案是：

采用有源无线射频识别技术、光纤传输数据检测技术、光纤测温传感检测技术相结合，构成基于光纤防拆和测温的电子腕带设计，电子腕带ID号码由无线射频识别单元内置固定ID标识信息和光纤传输传感数据的状态特征码组合构成。无线射频识别单元内置固定ID标识信息是在电子腕带生产时以递增或递减的方式产生的，不可改变；光纤传输传感数据的状态特征码是通过无线射频识别的内部微处理单元控制光纤传输数据检测电路和温度传感检波电路来得到，光纤传输数据以及温度传感数据的变化将引发状态特征码变化。当由光纤形成的光学回路受到攻击时使得光纤传输的数据或光纤产生的传感数据发生变化，由检测电路转换为电信号的变化来形成状态特征码。电子腕带的无线射频微处理单元和射频电路的工作只是在一个小时间窗内通过无线方式发射出自身固定ID标识和状态特征码组成的号码信息，微处理单元和射频电路又进入到休眠状态，使得其功耗大幅度降低，以达到高可靠性、超低功耗和长寿命目的。

本发明实现的基于光纤防拆和测温的电子腕带由有源无线射频识别单元、光纤传输数据检测和温度传感检波电路组成，包括电源、时钟、定时器、光纤传输数据检测电路、光纤温度传感检波电路、光纤、射频电路、微处理器。

本发明中的基于光纤防拆和测温的电子腕带工作模式如下：

●缺省情况下，电子腕带安装在高危人群的手腕或脚腕上，一直处于正常非工作状态a，此时电子腕带上仅时钟和计数器运行，其余模块都处于非工作状态，功耗极低；

●计数器计数达到一个固定时间间隔T1后，微处理器被唤醒，进入通信状态b，微处理器唤醒光纤传输数据检测和温度传感检波电路对光纤内传输与传感数据状态进行检测，同时触发射频电路发送由内置固定ID标识信息和检测得到的状态特征码组成的电子腕带标识信息，此时电子腕带上射频模块处于发射状态，检测和发射的时间周期为T2；

●T2结束后，电子腕带又回到正常的非工作状态a，等到计数器计数达到下一个固定时间间隔T1后再进入下一个通信状态b；

●不同电子腕带的标识ID采用递增或递减方式由生产时就固定写入的，在电子腕带的生命周期内是固定不可修改的；

●当电子腕带被移除时或受其他恶意手段攻击时，使得由光纤构成的光学通道内传输传感数据状态发生变化，由对应的检测电路检测出该状态并改变状态特征码，这时候当计数器达到时间周期T1时就进入通信状态T2发送由内置固定ID标识信息和被改变后的状态特征码组成的标识信息；

附图说明

图1为基于光纤防拆和测温的电子腕带的系统构成图。