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摘 要：针对重要随身物品的防遗失应用，本文提出一种基于蓝牙技术的设计方式。该设计思路以蓝牙作为通信监测手段，对待管物品进行10米安全范围的心跳检测，同时利用位移传感器实现物品被随意翻动的检测报警。该设计可工作于多种模式下，而且物品一旦失窃脱离安全范围则会自动展开GPS追踪定位。
关键词：蓝牙、位移传感器、防遗失、GPS定位
1 引言
重要物品包括贵重物品或涉密文件、信息载体等，尤其后者关系到公司或国家机关的安全问题，不容小觑。目前大公司或国家机关、军队均已投入大量人力、物力和财力对重要物品实施了较为完善的门禁系统管理，在一定程度上解决了办公区域内的涉密信息载体管理薄弱、存在泄密隐患，技术防护能力不足的问题。但如何解决涉密载体带离办公区域后的安全性问题迫切需要一种切实有效、低成本的设计思路，使重要物品在出行途中安全随身，实时监测该物品是否在携带人的安全范围内，一旦脱离安全范围则启动GPS追踪定位。
本文以蓝牙技术为基础，构建了10米安全范围的实时监测，同时利用位移传感器实现了携带人在会议情况下对重要物品被非法翻动的检测，一旦物品失窃，则携带人收到告警信息并展开对失窃物品的追踪。
2 設备工作模式
本应用采用子母机的组成方式，母机的设计比较简单，仅配置蓝牙通信模块、偏心轮振动告警及三个指示灯和两个按键。三个指示灯用来指示三种不同的工作模式，其中一个按键是模式选择键，另外一个按键是工作模式确认键，子母机均采用锂电池供电，工业外形设计如下：
子机除了配置蓝牙通信模块外还带有位移传感器，另外配置了GPS芯片做定位，GSM芯片做蜂窝网的数据传输。
子母机之间的工作交互流程结合应用场景，可以划分为几种状态：首先是子母机之间单纯进行距离监测；其次是子母机间既进行距离监测又进行移动监测；还有就是仅仅进行被移动监测；以下基于涉密公文包载体对这些模式进行解析设计。
2.1 安全距离监测模式
在该模式下，具体的应用考虑是子机放入涉密公文包内，母机由携包人随身携带，实时监测在出行途中涉密公文包是否在携带人的10米安全距离范围内。
这时，子母机之间启动蓝牙通信，子机忽略加速度传感数据。具体工作流程设计如下：
1）子母机之间进行蓝牙匹配，配对成功之后，由母机通过采集模式选择按键动作后，由蓝牙链路通知子机进入安全距离监测模式；
2）子机关闭GSM蜂窝网模块、GPS定位模块以及位移传感器，然后给母机返回一个应答，以让母机确认工作模式设置成功；
3）子母机之间进行周期性的蓝牙心跳包发送沟通，以监测涉密公文包是否在安全距离之内；
4）一旦子机脱离预设的10米安全距离，则子母机失联，心跳包丢失，此时母机启动内置偏心轮产生振动和蜂鸣器报警。同时，子机启动GPS和GSM模块，把采集到的经纬度信息通过GSM信道传送到web服务器，同时把经纬度信息叠加到百度地图形成链接短信发送到母机携带者的报警手机上，用户可以通过点击短信上的链接地址查看当前子机所处的地理位置；
5）一旦母机携带者在寻包过程中接近涉密公文包10米范围内，则子母机自动重新建立蓝牙连接，重新建立心跳包的沟通。则母机自动取消报警，子机取消报警短信发送，关闭GSM和GPS模块以节省功耗；
2.2 安全距离及防翻动监测模式
在该模式下，主要应用模式是携包者在会议过程或其他人包分离情况下，需要保证涉密公文包在安全距离内，同时又要防止包被非法翻动。这时，子机需要启动位移传感器进行移动监测报警，相对于模式一需要增加的设计流程如下：
1）一旦子机检测到位移角度大于预算阈值，则向母机发送位移报警信息；
2）为了不打搅可能的会议进程，母机收到子机的移动告警信息后，只启动振动告警信息，而不启动蜂鸣器告警，并区分移动告警与脱网告警；
2.3 远程防翻动监测模式
该模式主要应用于携包者需要离开涉密公文包情况下，远程对涉密公文包进行防翻动监测，此时子母机之间脱离蓝牙监测机制，采用GSM通信信道对位移传感数据进行检测，具体通信设计流程如下：
1）母机由人机手段设置该工作模式，并通过蓝牙链路通知子机进入该工作模式后，子母机退出蓝牙链路，子机独立工作；
2）子机实时周期性的检测位移传感器数据，一旦该位移数据超过预设阈值，则子机通过GSM信道发送位移告警数据到预置的告警手机上，同时上传到Web服务器上；
3）母机携带者回到现场时，可以主动切换工作模式，则母机向子机发起蓝牙连接，并要求子机切换到要求的工作模式下；
3 Web和短信服务
本设计在子母机之外提供了Web服务器和短信服务能力，即提供了Web服务器接收子机发出的经纬度信息及告警信息，以使该防遗失蓝牙子母机可以成批量使用，集中监控和管理。
同时，子机又可以向预设手机号发出经纬度链接短信以方便使用者通过百度地图链接查看子机所处的地理位置，子机也可以接收下行的位置查询、告警手机号设置、监控密码设置以及监控取消设置命令等，具体的命令格式和服务过程这里就不再赘述。
4 总结
本设计方案基于现实的防遗失应用进行了针对性延伸，增加了防移动侦测和定位能力，形成了多种应用场景下的工作模式。同时，引入了短信通道和蜂窝网通道提供告警远程提醒和记录，同时在下行通道上能接受远程位置查询、参数设置和工作控制。
本系统以最精简的硬件设计和模式流程抽象构建了稳健的重要物品监测能力系统，整体成本低廉，功能实用，既可以单套使用又可以成批量使用和集中监控，是基于物联网技术的现实化应用。
参考文献
[1]杨帆，王坷，钱志鸿. 蓝牙分组传输性能分析与自适应分组选择策略[J].通信学报，2005，（09）
[2]徐飞，庄弈琪，郭峰. 载荷长度对数据传输吞吐量的影响[J].电子科技大学学报，2008，（01）
[3]夏守行. 防丢器的设计[J].电子制作，2008，（06）
[4]刘密歌，王路.多功能电子防丢器的设计与实现[J].西安文理学院学报，2010，（13）
[5]郭亮.余祖龙.赵广山 一种新型防丢器的设计 [J].科技资讯2011（34）
作者简介：
黄河清（1975-02），男，福建闽侯人，硕士研究生，高级工程师，研究方向为通信与信息系统。
关键词：蓝牙、位移传感器、防遗失、GPS定位
1 引言
重要物品包括贵重物品或涉密文件、信息载体等，尤其后者关系到公司或国家机关的安全问题，不容小觑。目前大公司或国家机关、军队均已投入大量人力、物力和财力对重要物品实施了较为完善的门禁系统管理，在一定程度上解决了办公区域内的涉密信息载体管理薄弱、存在泄密隐患，技术防护能力不足的问题。但如何解决涉密载体带离办公区域后的安全性问题迫切需要一种切实有效、低成本的设计思路，使重要物品在出行途中安全随身，实时监测该物品是否在携带人的安全范围内，一旦脱离安全范围则启动GPS追踪定位。
本文以蓝牙技术为基础，构建了10米安全范围的实时监测，同时利用位移传感器实现了携带人在会议情况下对重要物品被非法翻动的检测，一旦物品失窃，则携带人收到告警信息并展开对失窃物品的追踪。
2 設备工作模式
本应用采用子母机的组成方式，母机的设计比较简单，仅配置蓝牙通信模块、偏心轮振动告警及三个指示灯和两个按键。三个指示灯用来指示三种不同的工作模式，其中一个按键是模式选择键，另外一个按键是工作模式确认键，子母机均采用锂电池供电，工业外形设计如下：
子机除了配置蓝牙通信模块外还带有位移传感器，另外配置了GPS芯片做定位，GSM芯片做蜂窝网的数据传输。
子母机之间的工作交互流程结合应用场景，可以划分为几种状态：首先是子母机之间单纯进行距离监测；其次是子母机间既进行距离监测又进行移动监测；还有就是仅仅进行被移动监测；以下基于涉密公文包载体对这些模式进行解析设计。
2.1 安全距离监测模式
在该模式下，具体的应用考虑是子机放入涉密公文包内，母机由携包人随身携带，实时监测在出行途中涉密公文包是否在携带人的10米安全距离范围内。
这时，子母机之间启动蓝牙通信，子机忽略加速度传感数据。具体工作流程设计如下：
1）子母机之间进行蓝牙匹配，配对成功之后，由母机通过采集模式选择按键动作后，由蓝牙链路通知子机进入安全距离监测模式；
2）子机关闭GSM蜂窝网模块、GPS定位模块以及位移传感器，然后给母机返回一个应答，以让母机确认工作模式设置成功；
3）子母机之间进行周期性的蓝牙心跳包发送沟通，以监测涉密公文包是否在安全距离之内；
4）一旦子机脱离预设的10米安全距离，则子母机失联，心跳包丢失，此时母机启动内置偏心轮产生振动和蜂鸣器报警。同时，子机启动GPS和GSM模块，把采集到的经纬度信息通过GSM信道传送到web服务器，同时把经纬度信息叠加到百度地图形成链接短信发送到母机携带者的报警手机上，用户可以通过点击短信上的链接地址查看当前子机所处的地理位置；
5）一旦母机携带者在寻包过程中接近涉密公文包10米范围内，则子母机自动重新建立蓝牙连接，重新建立心跳包的沟通。则母机自动取消报警，子机取消报警短信发送，关闭GSM和GPS模块以节省功耗；
2.2 安全距离及防翻动监测模式
在该模式下，主要应用模式是携包者在会议过程或其他人包分离情况下，需要保证涉密公文包在安全距离内，同时又要防止包被非法翻动。这时，子机需要启动位移传感器进行移动监测报警，相对于模式一需要增加的设计流程如下：
1）一旦子机检测到位移角度大于预算阈值，则向母机发送位移报警信息；
2）为了不打搅可能的会议进程，母机收到子机的移动告警信息后，只启动振动告警信息，而不启动蜂鸣器告警，并区分移动告警与脱网告警；
2.3 远程防翻动监测模式
该模式主要应用于携包者需要离开涉密公文包情况下，远程对涉密公文包进行防翻动监测，此时子母机之间脱离蓝牙监测机制，采用GSM通信信道对位移传感数据进行检测，具体通信设计流程如下：
1）母机由人机手段设置该工作模式，并通过蓝牙链路通知子机进入该工作模式后，子母机退出蓝牙链路，子机独立工作；
2）子机实时周期性的检测位移传感器数据，一旦该位移数据超过预设阈值，则子机通过GSM信道发送位移告警数据到预置的告警手机上，同时上传到Web服务器上；
3）母机携带者回到现场时，可以主动切换工作模式，则母机向子机发起蓝牙连接，并要求子机切换到要求的工作模式下；
3 Web和短信服务
本设计在子母机之外提供了Web服务器和短信服务能力，即提供了Web服务器接收子机发出的经纬度信息及告警信息，以使该防遗失蓝牙子母机可以成批量使用，集中监控和管理。
同时，子机又可以向预设手机号发出经纬度链接短信以方便使用者通过百度地图链接查看子机所处的地理位置，子机也可以接收下行的位置查询、告警手机号设置、监控密码设置以及监控取消设置命令等，具体的命令格式和服务过程这里就不再赘述。
4 总结
本设计方案基于现实的防遗失应用进行了针对性延伸，增加了防移动侦测和定位能力，形成了多种应用场景下的工作模式。同时，引入了短信通道和蜂窝网通道提供告警远程提醒和记录，同时在下行通道上能接受远程位置查询、参数设置和工作控制。
本系统以最精简的硬件设计和模式流程抽象构建了稳健的重要物品监测能力系统，整体成本低廉，功能实用，既可以单套使用又可以成批量使用和集中监控，是基于物联网技术的现实化应用。
参考文献
[1]杨帆，王坷，钱志鸿. 蓝牙分组传输性能分析与自适应分组选择策略[J].通信学报，2005，（09）
[2]徐飞，庄弈琪，郭峰. 载荷长度对数据传输吞吐量的影响[J].电子科技大学学报，2008，（01）
[3]夏守行. 防丢器的设计[J].电子制作，2008，（06）
[4]刘密歌，王路.多功能电子防丢器的设计与实现[J].西安文理学院学报，2010，（13）
[5]郭亮.余祖龙.赵广山 一种新型防丢器的设计 [J].科技资讯2011（34）
作者简介：
黄河清（1975-02），男，福建闽侯人，硕士研究生，高级工程师，研究方向为通信与信息系统。