基于GPS的新型防身用品

周昊洋 丁丽娜 陈奕宏 卢家乐 胡超然 王建强

(大连海洋大学 辽宁大连 116000)

1 项目介绍

随着社会中对女性的刑事类犯罪与日俱增，女性失踪、被性侵事件也越来越多。2013 年《中国妇女发展纲要（2011—2020年）》实施情况统计报告数据显示，在2013 年对女性的刑事类犯罪显著增加。此类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、年轻女性失踪，女性被犯罪分子进行暴力伤害等案件层出不穷。为全面调查《中国妇女发展纲要（2011—2020 年）》（以下简称《纲要》）落实情况，国家统计局根据相关部门统计的资料和数据，对《纲要》提出的妇女在7 个领域2013 年的实施情况进行了统计监测，包含健康、教育、经济、决策和管理、社会保障、环境及法律。检测数据显示，女性在不同地区之间的差距依旧很明显。其中为了应对年轻女性失踪、女性被暴力伤害，市面上衍生出了各式各样针对女性安全防卫的用品，其中以防狼喷雾以及防狼电棍居多。但是这两样产品相对来说是不易携带的，而且在使用过程中也极易使对方察觉从而激怒犯罪分子。面对这一情况，研究人员想研究出一个便于携带且隐蔽性更高的一款防身用品，给女性更好的保护。

基于以上几个方面，在比较了市面上的几款防身用品之后，研究人员计划将手机壳改造成电击器[1]，对该款产品的设计计划如下。

（1）该款产品产生的电流会使人局部失去行动能力5～10 min，从而可以趁机获得逃离时间。

（2）在其中加入GPS 定位系统和报警系统[2]，这样一方面可以在遇到危险时能够及时发出求救信号，来得到家人、朋友或警方的救援；另一方面也有效减少了不法分子利用它来实施犯罪的一个可能性[3]。

这里分为两种情况。对于普通的“混混”来讲，报警系统就足以对他们产生威慑，使他们放弃进一步的违法行为；而对于一些穷凶极恶的犯罪分子，GPS系统可以帮助警方更好地确定受害者的位置来实行救援。

（3）该产品的保险功能或是防误触，研究人员打算使用机械装置来控制整个装备的通电和断电，使用指纹装置来控制装备的启动与停止。这样设计当对方抢夺过去的时候它只能够打开控制设备通电的机械解锁装置并不能够启动电击器，然而一旦不法分子打开机械解锁装置后，整个装置的警报装置和GPS 定位装置也会随之一并启动，这样一来这个电击器对于不法分子来说就是一个会随时暴露其自身的“定时炸弹”。这样设计可以有效地防止当装置被抢之后，对方使用装置对人们造成伤害[4]。

2 硬件介绍

2.1 电容式传感器

电容式传感器是以各种类型的电容器作为传感元件，将被测物理量或机械量转换成为电容量变化的一种转换装置，实际上就是一个具有可变参数的电容器。电容式传感器广泛用于位移、角度、振动、速度、压力、成分分析、介质特性等方面的测量。最常用的是平行板型电容器或圆筒型电容器[5]。

2.2 电击器原理

电击器本防身武器的主体是由BG1、BG2、B1构成交、直流变换器，B1升压后经QL 桥式整流向C2充电。BG3、BG4组成中空系数大的多谐振荡器，它输出脉冲触发可控硅3CT5 导通。电容C2 经3CT5 和B2、B3、B4的初级放电。于是B2、B3、B4 各次级相串联输出近万伏高压。电击器原理图具体见图1。但是在实际设计过程中，研究人员会通过调整使电流保持在0.000 6～0.02 A 之间，这样可以保证电击器只会使人短暂地失去知觉，并不会致人昏迷甚至死亡，从根源上杜绝了防卫过当的可能性。

图1 电击器原理示意图

2.3 GPS系统

GPS 系统在此设备中起到报警和定位的作用，这里研究人员将GPS系统装入手机壳电击器中它主要是由GPS 天线、CPU、存储器等部分构成，GPS 结构图具体见图2。这里的GPS系统不同于手机上自带的定位。当按下机械解锁装置给设备通电时，GPS 系统会自动启动并发送使用者的位置到使用者预设的手机上并且定位会实时更新。同时为了保证定位的准确以及覆盖范围，我们的GPS会采用Wi-Fi定位的方式。

图2 GPS结构图

3 原理介绍

根据图3、图4情况可知，该产品带有两个开关，一个是普通开关，控制整个电路的通电与否，按下后GPS及报警模块接通，GPS工作并发出警报声，在一定程度下能够威吓住对方。若对方仍要继续行凶，则按下带指纹识别功能的开关，指纹解锁流程图具体见图5，若指纹与录入一致，则电击器工作释放出电流，为自己争取逃离时间。若与录入指纹不一致则电击器模块不启动，这样能在一定程度上保证使用者的安全，以及避免电击器被对方抢夺之后反过来对付自己。同时装置启动时警报器会工作，并且发出尖锐的警报声引来附近的人，在一定程度上可能使不法分子打消继续行凶的念头，如果没能打消不法分子继续行凶的念头，那么电击器启动时会产生电弧，也会对不法分子起到震慑的作用，使他不敢轻举妄动[6]。

图3 原理介绍图

图4 产品流程图

图5 指纹解锁流程图

4 项目特点

4.1 威慑性

该产品在具有手机壳的功能外，还具有防身功能，启动时的警报器能够对对方起到一定的威慑作用，若对方仍要行凶则可以启动电击器，并且电击器采用的电压会低于市面上常见的电压，作用于人体后会造成局部麻痹，但是不会致晕。

4.2 安全性

具有报警装置，产品通电后GPS 直接发送求救信号，手机壳内设报警装置，如遇危险按动手机壳上的开关即可发出求救信号。可预设多个特定求救号码，例如110 和父母的电话。按钮装置是整个装置的总开关，点击器开关可以根据现场情况选择是否开启。

（1）内设GPS 系统，定位GPS 系统连接报警装置，使用者的实时位置能够被紧急联系人的手机定位，且它能自动拨打预定的号码，使收到信息的人能及时进行救援。

（2）极好的伪装性，不易察觉，手机壳型的电击器在平时与普通手机壳无差别，但在功能上却集合了自卫和求救功能。

（3）便携性。产品以手机壳作为载体套在手机上能极大地减少外出忘带情况的发生，同时也可以在手机壳上添加其他的一些功能，例如手机支架等，来丰富产品的实用性。

（4）安全性。在天黑独行时，如遇可疑人靠近或尾随，可以按下总开关，使手机壳发出警报声，打消他的行凶意图。如有可疑男子靠近又有了不轨行为，则可点击器模块开关，造成对方局部麻痹，自己则趁机逃跑。

5 结语

长期实践经验表明，任何一项科技产品的研发和评估都需要经历漫长和艰苦的过程，不可能在短时间内一蹴而就。为女性防身研制的电击器作为自卫武器的一种，具有方便携带、隐蔽性高、效果显著、危害性相对较小等优点，对其技术特征、效果、安全性及可靠性研究和评估需要采取科学严谨的态度，并根据我国国情和人群特性，从实际出发积极促进论证和研发。在研究和评估的过程中积累经验，择优汰劣，去伪存真，从理论上为不断完善相关技术标准体系提供重要的科学依据，确保能够在法律法规的规范下给女性更好的防护。