CN101170443B - 基于gprs的数字化监控与警示发布设备 - Google Patents

Abstract

基于GPRS的数字化监控与警示发布设备包括：微处理器MCU、GPRS无线通信模块、数字化监控信号接入模块、控制模块。微处理器MCU与其余的各个模块相连，负责信息的处理和业务逻辑的实现；通过数字化监控信号接入模块，MCU可以及时获得现场监控设备以干节点脉冲方式发送的异常信号，并通过GPRS无线通信模块，将异常信号及时地发送至中央智能控制服务器；服务器可以迅速的做出反应，MCU通过GPRS无线通信模块得到服务器的控制命令，通过串口指令控制显示屏显示警示信息，或者通过控制模块控制声光警示设备或者第三方联动设备。设备与服务器之间进行有链接维护的协议通信，可以及时的检测通信错误及故障；设备通过控制模块可以进行多种形式的警示信息发布。

Description

基于GPRS的数字化监控与警示发布设备

技术领域

本发明涉及一种基于GPRS的数字化监控与警示发布设备，适用于远程数字化监控及警示发布系统。

背景技术

远程数字化监控在生产生活中的重要性逐渐被人们所认识和重视。近年来，随着无线通信技术的发展，特别是移动通信网络的完善，远程数字化监控技术进入一个新的发展阶段；相对于有线通信方式，无线通信技术具有易用、成本低、无需布线、无需组建专用通信网络、扩展性好的优点。GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线业务)是基于现有的GSM系统的无线通信技术。GPRS技术可以与Internet网络的TCP/IP通信连接，为远程数字化监控提供了一种高效实用且廉价的无线数据通信方式。

远程数字化监控设备已应用于交运、安防等各个领域。但目前的监控设备的设计与实现专门针对某种具体的应用，通用性差、功能单一；设备在发现异常时，只能将警报远程上传服务器，并不能发布警示信息；同时目前的设备并不提供联动及功能扩展机制。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，实现了数字化监控设备与警示发布设备的统一，同时解决了通用性、扩展性等问题。本发明可以同时连接多种现场监控设备；在实现监控及警报上传的同时，可以通过声光、屏幕信息等多种方式进行警示发布；同时设备还支持第三方设备的接入，例如摄像头联动扫描监视等，实现系统功能的扩展。

本发明的技术解决方案：基于GPRS的数字化监控与警示发布设备。包括：微处理器MCU、GPRS无线通信模块、数字化监控信号接入模块、控制模块。MCU通过数字化监控信号接入模块连接现场监控设备，实现报警信号的监控；MCU通过串口AT指令控制GPRS无线通信模块，实现与中央服务器的无线通信；MCU通过串口连接LED显示屏，发布警示文字信息；MCU还通过控制模块，连接声光警示模块，控制模块提供可扩展接口，支持第三方联动设备的接入。

如果某一个现场监控设备检测到异常信息，以干节点脉冲的方式将信号传递给数字化监控信号接入模块，数字化监控信号接入模块可以为各个接入设备进行编号，以区分不同的报警信息，并将报警信息传递给MCU，MCU将该信号包装成GPRS数据报文，通过GPRS无线通信模块将报警信号发送到中央服务器，中央服务器可以迅速的做出反应，发送相应的控制命令，MCU收到中央服务器的控制命令之后，执行相应的动作，如通过串口控制显示警示信息、通过数字化监控信号接入模块对监控设备进行复位操作、通过控制模块启动声光警示，或者控制第三方联动设备等。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)支持多种现场监控设备的接入，使得通用性大大提高；并且支持多个现场监控设备的同时接入，可以将几套监控设备通过本发明有效的整合，提高资源的利用率。

(2)拥有警示发布功能，并且拥有多种警示发布形式，使得监控和警示在业务和逻辑上有效的整合。

(3)支持第三方联动设备的接入，方便的实现系统功能的扩展。

附图说明

图1为本发明与中央服务器及现场监控设备组成的应用系统示意图；

图2为本发明的组成框图；

图3为本发明的MCU的软件工作流程图；

图4为本发明的消息格式定义；

图5为本发明的GPRS无线通信模块的TCP连接步骤及命令注解示意。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明包括：微处理器MCU1、GPRS无线通信模块2、数字化监控信号接入模块3、控制模块4，MCU1通过GPRS无线通信模块2接收到现场监控设备6发送的异常信号，MCU1通过GPRS无线通信模块2将异常信号发送至中央服务器5，中央服务器5可以返回控制命令，MCU1通过GPRS无线通信模块2接受控制命令，根据命令，MCU1可以控制显示屏7显示警示信息，或者MCU1可以通过数字化监控信号接入模块3对现场监控设备6进行复位操作，或者MCU1可以通过控制模块4驱动声光设备8或者可扩展联动设备9。MCU1与显示屏7、GPRS无线通信模块2之间分别使用UART1和UART2串口通信，现场监控设备6以干节点脉冲方式接入。

如图3所示，在通信线路正常工作时，微处理MCU1的工作为：MCU首先初始化各设备，启动看门狗，并主动向服务器发起连接。当检测到现场监控设备发送的异常信号时，立即向服务器发送报警信息，同时开始等待服务器的控制命令，启用超时重发机制；收到控制命令后，根据命令发布警示信息。当处于没有异常的空闲状态时，MCU1会定时向服务器发送连接维护信息，维护GPRS无线连接链路。

如图4所示，为本发明与服务器之间通信的消息结构定义。每个消息都是独立的，其含义与前后消息之间没有逻辑关联性。消息有一个字节的开始位STX(0x05h)和一个字节的结束位END(0x06h)。在STX与END之间是程序数据Application Data及两个字节的校验和Checksum。Application Data由三部分组成：一个字节的序号位SEQ、一个字节的消息类型Message Type和不定长的消息参数Parameter。Checksum定义为Application Data各字节之和除256的余数，用ASCII码表示为十六进制数。综上所述，消息的设置比较简单，有利于在带宽有限和流量计费的无线网络中使用，程序数据中不允许出现值为0x05h、0x06h的Byte值，以免与消息的标志位重复。因为消息中只有Parameter字段为非定长字段，所以消息各个字段之间也不需要约定分界符。

如图5所示，为本发明的GPRS无线通信模块3使用TCP协议连接中央服务器的步骤及注解。其中，在步骤5中指定网络连接设置，指定GPRS接入点为中国移动的CMNET；在步骤8、步骤9分别指定中央服务器的IP地址及服务端口。通过步骤1～10建立与中央服务器的连接，在本设备初始化时完成，之后TCP连接一直被维护，步骤11～12将在设备工作结束时执行。

本发明中的控制模块4使用通信继电器来实现对外部设备的控制。通过继电器，控制模块4将控制信号传递给外部设备，电源上实现与外部设备的隔离。提高了本数字化监控与警示发布设备的安全性，同时增强了电流和功率的输出能力。

数字化信号接入模块3通过地址译码，支持多个现场监控设备6的接入。通过编码电路，用二进制码来表示不同的现场监控设备6的报警，从而避开了MCU1输出管脚有限的限制，增加了可接入的现场监控设备6的数量。同时所有的现场监控设备6共用复位信号线，由数字化信号接入模块3对处于报警状态的现场监控设备6统一复位；正常状态的现场监控设备6忽略复位信号。

中央服务器5为Internet网中具有独立IP的普通上位机。中央服务器5在本机的指定端口启动TCP服务，本发明通过IP和指定端口去连接。通过协议通信，实现远程监控和控制。

Claims (6)

1.基于GPRS的数字化监控与警示发布设备，其特征在于主要包括：微处理器MCU(1)、GPRS无线通信模块(2)、数字化监控信号接入模块(3)、控制模块(4)；所述MCU(1)通过数字化监控信号接入模块(3)连接现场监控设备，实现报警信号的监控；MCU(1)通过串口AT指令控制GPRS无线通信模块(2)，实现与中央服务器(5)的无线通信；MCU(1)通过串口连接LED显示屏，发布警示文字信息；MCU(1)还通过控制模块(4)连接声光警示模块，控制模块(4)提供可扩展接口，支持第三方联动设备的接入；如果某一个所述现场监控设备检测到异常信号，那么以干节点脉冲的方式将所述异常信号传递给数字化监控信号接入模块(3)，数字化监控信号接入模块(3)为各个接入的所述现场监控设备进行编号，以区分不同的异常信号，并将异常信号作为报警信号传递给MCU(1)，MCU(1)将所述报警信号包装成GPRS数据报文，通过GPRS无线通信模块(2)将所述报警信号发送到中央服务器(5)，中央服务器(5)可以迅速的做出反应，发送相应的控制命令，MCU(1)收到中央服务器(5)的控制命令之后，执行相应的动作，所述的相应动作为通过串口控制显示警示信息、通过数字化监控信号接入模块(3)对所述现场监控设备进行复位操作、通过控制模块(4)启动声光警示，或者控制第三方联动设备。

2.根据权利要求1所述的基于GPRS的数字化监控与警示发布设备，其特征在于：所述的控制模块(4)采用继电器的闭合实现对外部设备的控制。

3.根据权利要求1所述的基于GPRS的数字化监控与警示发布设备，其特征在于：所述的数字化监控信号接入模块(3)通过地址编码，支持多个现场监控设备(6)的接入，并且支持信号复位功能，所述支持信号复位功能为所有的现场监控设备(6)共用复位信号线，由数字化监控信号接入模块(3)对处于报警状态的现场监控设备(6)统一复位；正常状态的现场监控设备(6)忽略复位信号。

4.根据权利要求1所述的基于GPRS的数字化监控与警示发布设备，其特征在于：所述的中央服务器(5)为Internet网中具有独立IP的普通上位机。

5.根据权利要求1所述的基于GPRS的数字化监控与警示发布设备，其特征在于：在通信线路正常工作时，所述的MCU(1)的工作过程为：

(1)初始化相关设备，主要包括初始化串口，并通过串口初始化GPRS无线通信模块(2)和显示屏(7)；

(2)通过GPRS无线通信模块(2)，与中央服务器(5)进行有连接维护的协议通信；

(3)当现场监控设备(6)检测到异常信号后，以干节点脉冲的方式将所述异常信号传递给数字化监控信号接入模块(3)，数字化监控信号接入模块(3)为各个接入的所述现场监控设备进行编号，以区分不同的报警信号，并将报警信号传递给MCU(1)，MCU(1)将该所述报警信号包装成GPRS数据报文，通过GPRS无线通信模块(2)将所述报警信号发送到中央服务器(5)；

(4)接受并处理中央服务器(5)的控制命令；

(5)执行所述控制命令，控制显示屏(7)显示警示信息，或者通过控制模块(4)控制声光警示设备(8)或者第三方联动设备(9)。

6.根据权利要求1所述的基于GPRS的数字化监控与警示发布设备，其特征在于：所述的MCU(1)具有两块闪存存储区：主闪存和二级闪存，二级闪存作为程序存储区，主闪存作为数据存储区。

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