基于GPS的新型防身用品

周昊洋 丁麗娜 陳奕宏 盧家樂 胡超然 王建強

(大連海洋大學 遼寧大連 116000)

1 項目介紹

隨著社會中對女性的刑事類犯罪與日俱增，女性失蹤、被性侵事件也越來越多。2013 年《中國婦女發展綱要（2011—2020年）》實施情況統計報告數據顯示，在2013 年對女性的刑事類犯罪顯著增加。此類案件中受害者中女性的比例由2010 年的33.3%提高到35.8%。幼年女性被性侵、年輕女性失蹤，女性被犯罪分子進行暴力傷害等案件層出不窮。為全面調查《中國婦女發展綱要（2011—2020 年）》（以下簡稱《綱要》）落實情況，國家統計局根據相關部門統計的資料和數據，對《綱要》提出的婦女在7 個領域2013 年的實施情況進行了統計監測，包含健康、教育、經濟、決策和管理、社會保障、環境及法律。檢測數據顯示，女性在不同地區之間的差距依舊很明顯。其中為了應對年輕女性失蹤、女性被暴力傷害，市面上衍生出了各式各樣針對女性安全防衛的用品，其中以防狼噴霧以及防狼電棍居多。但是這兩樣產品相對來說是不易攜帶的，而且在使用過程中也極易使對方察覺從而激怒犯罪分子。面對這一情況，研究人員想研究出一個便于攜帶且隱蔽性更高的一款防身用品，給女性更好的保護。

基于以上幾個方面，在比較了市面上的幾款防身用品之后，研究人員計劃將手機殼改造成電擊器[1]，對該款產品的設計計劃如下。

（1）該款產品產生的電流會使人局部失去行動能力5～10 min，從而可以趁機獲得逃離時間。

（2）在其中加入GPS 定位系統和報警系統[2]，這樣一方面可以在遇到危險時能夠及時發出求救信號，來得到家人、朋友或警方的救援；另一方面也有效減少了不法分子利用它來實施犯罪的一個可能性[3]。

這里分為兩種情況。對于普通的“混混”來講，報警系統就足以對他們產生威懾，使他們放棄進一步的違法行為；而對于一些窮兇極惡的犯罪分子，GPS系統可以幫助警方更好地確定受害者的位置來實行救援。

（3）該產品的保險功能或是防誤觸，研究人員打算使用機械裝置來控制整個裝備的通電和斷電，使用指紋裝置來控制裝備的啟動與停止。這樣設計當對方搶奪過去的時候它只能夠打開控制設備通電的機械解鎖裝置并不能夠啟動電擊器，然而一旦不法分子打開機械解鎖裝置后，整個裝置的警報裝置和GPS 定位裝置也會隨之一并啟動，這樣一來這個電擊器對于不法分子來說就是一個會隨時暴露其自身的“定時炸彈”。這樣設計可以有效地防止當裝置被搶之后，對方使用裝置對人們造成傷害[4]。

2 硬件介紹

2.1 電容式傳感器

電容式傳感器是以各種類型的電容器作為傳感元件，將被測物理量或機械量轉換成為電容量變化的一種轉換裝置，實際上就是一個具有可變參數的電容器。電容式傳感器廣泛用于位移、角度、振動、速度、壓力、成分分析、介質特性等方面的測量。最常用的是平行板型電容器或圓筒型電容器[5]。

2.2 電擊器原理

電擊器本防身武器的主體是由BG1、BG2、B1構成交、直流變換器，B1升壓后經QL 橋式整流向C2充電。BG3、BG4組成中空系數大的多諧振蕩器，它輸出脈沖觸發可控硅3CT5 導通。電容C2 經3CT5 和B2、B3、B4的初級放電。于是B2、B3、B4 各次級相串聯輸出近萬伏高壓。電擊器原理圖具體見圖1。但是在實際設計過程中，研究人員會通過調整使電流保持在0.000 6～0.02 A 之間，這樣可以保證電擊器只會使人短暫地失去知覺，并不會致人昏迷甚至死亡，從根源上杜絕了防衛過當的可能性。

圖1 電擊器原理示意圖

2.3 GPS系統

GPS 系統在此設備中起到報警和定位的作用，這里研究人員將GPS系統裝入手機殼電擊器中它主要是由GPS 天線、CPU、存儲器等部分構成，GPS 結構圖具體見圖2。這里的GPS系統不同于手機上自帶的定位。當按下機械解鎖裝置給設備通電時，GPS 系統會自動啟動并發送使用者的位置到使用者預設的手機上并且定位會實時更新。同時為了保證定位的準確以及覆蓋范圍，我們的GPS會采用Wi-Fi定位的方式。

圖2 GPS結構圖

3 原理介紹

根據圖3、圖4情況可知，該產品帶有兩個開關，一個是普通開關，控制整個電路的通電與否，按下后GPS及報警模塊接通，GPS工作并發出警報聲，在一定程度下能夠威嚇住對方。若對方仍要繼續行兇，則按下帶指紋識別功能的開關，指紋解鎖流程圖具體見圖5，若指紋與錄入一致，則電擊器工作釋放出電流，為自己爭取逃離時間。若與錄入指紋不一致則電擊器模塊不啟動，這樣能在一定程度上保證使用者的安全，以及避免電擊器被對方搶奪之后反過來對付自己。同時裝置啟動時警報器會工作，并且發出尖銳的警報聲引來附近的人，在一定程度上可能使不法分子打消繼續行兇的念頭，如果沒能打消不法分子繼續行兇的念頭，那么電擊器啟動時會產生電弧，也會對不法分子起到震懾的作用，使他不敢輕舉妄動[6]。

圖3 原理介紹圖

圖4 產品流程圖

圖5 指紋解鎖流程圖

4 項目特點

4.1 威懾性

該產品在具有手機殼的功能外，還具有防身功能，啟動時的警報器能夠對對方起到一定的威懾作用，若對方仍要行兇則可以啟動電擊器，并且電擊器采用的電壓會低于市面上常見的電壓，作用于人體后會造成局部麻痹，但是不會致暈。

4.2 安全性

具有報警裝置，產品通電后GPS 直接發送求救信號，手機殼內設報警裝置，如遇危險按動手機殼上的開關即可發出求救信號?？深A設多個特定求救號碼，例如110 和父母的電話。按鈕裝置是整個裝置的總開關，點擊器開關可以根據現場情況選擇是否開啟。

（1）內設GPS 系統，定位GPS 系統連接報警裝置，使用者的實時位置能夠被緊急聯系人的手機定位，且它能自動撥打預定的號碼，使收到信息的人能及時進行救援。

（2）極好的偽裝性，不易察覺，手機殼型的電擊器在平時與普通手機殼無差別，但在功能上卻集合了自衛和求救功能。

（3）便攜性。產品以手機殼作為載體套在手機上能極大地減少外出忘帶情況的發生，同時也可以在手機殼上添加其他的一些功能，例如手機支架等，來豐富產品的實用性。

（4）安全性。在天黑獨行時，如遇可疑人靠近或尾隨，可以按下總開關，使手機殼發出警報聲，打消他的行兇意圖。如有可疑男子靠近又有了不軌行為，則可點擊器模塊開關，造成對方局部麻痹，自己則趁機逃跑。

5 結語

長期實踐經驗表明，任何一項科技產品的研發和評估都需要經歷漫長和艱苦的過程，不可能在短時間內一蹴而就。為女性防身研制的電擊器作為自衛武器的一種，具有方便攜帶、隱蔽性高、效果顯著、危害性相對較小等優點，對其技術特征、效果、安全性及可靠性研究和評估需要采取科學嚴謹的態度，并根據我國國情和人群特性，從實際出發積極促進論證和研發。在研究和評估的過程中積累經驗，擇優汰劣，去偽存真，從理論上為不斷完善相關技術標準體系提供重要的科學依據，確保能夠在法律法規的規范下給女性更好的防護。