CN101325511A - 车载危险品监控传感网系统及其监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车载危险品监控传感网系统，包括：危险品检测传感器，安装在危险品周围；视频采集器，安装在危险品上方，采集并输出视频信号；显示屏，与视频采集器相连，用于接收视频采集器输出的视频信号；有线传输模块，与视频采集器和显示屏相连，用于把视频信号从视频采集器传输到显示屏上；信号处理模块，接收模拟感应信号，输出数字传感信号；无线传输模块，与信号处理模块相连，以无线方式向外传送；中心控制模块，接收数字传感信号，并判断出数字传感信号表示有危险品有异样时，输出控制信号；短信报警模块，与中心控制模块相连，以短消息的方式向指定用户的手机发送报警短消息；声音报警模块，与中心控制模块相连，接收中心控制模块通过CDMA无线网络发送的控制信号；GPS定位模块，安装在运输危险品的车辆上，实时的向监控中心上报车辆的准确位置。本发明还提供一种监控方法，有效地降低了工作人员的劳动强度，提高了车载危险品运输的可靠性，可以减少误警率和漏警率。

Description

车载危险品监控传感网系统及其监控方法

技术领域

本发明涉及一种车载危险品监控传感网系统，具体地说，涉及一种对危险品的运输过程进行全程监控的车载危险品监控传感网系统，该系统可以全程监控车载危险品的状态，一旦检测到车载危险品发生位置移动、物化性质变化、液体外渗、气体泄露等异样情况时，系统将随时进行远程控制。

背景技术

在我国，随着人们安全防范意识的提高，安防产品的应用领域越来越广泛。同时，数字技术的广泛应用以及市场国际化等因素，使得安防产品呈现出数字化、自动化、网络化的发展趋势。但是，目前车载危险品的监控系统可靠性还比较低，通常采用的方案有：

1.在危险品运输车辆上安装车载GPS卫星定位系统，通过中心监控系统对车辆进行实时监控，对超速驾驶、抛锚等情况的出现进行实时报警，并立即通知现场相关人员进行处理。由于只能通过对汽车行驶状况的监控来判断危险品的状态，并不能直接对危险品进行监控，可靠性很低，而且需要值班人员24小时在监控中心值班。

2.利用视频监控系统，实时监控车上图像，把图像信息传送到指控中心，指控中心分析处理后一旦发现危险品出现异样，立即远程通知现场相关人员进行处理。这种方式只能对危险品的表象进行监控，对其内在的变化无法起到及时有效的预警、防护作用，而且同样也需要值班人员24小时在监控中心值班。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种车载危险品监控传感网系统和方法，实现实时有效的预警，从而提高危险品运输的可靠性。

根据上述目的，本发明提供一种车载危险品监控传感网系统，包括：

视频采集器，安装在危险品上方，所述视频采集器采集并输出视频信号；

显示屏，安装在驾驶室，所述显示屏显示视频采集器采集的视频信号；

有线传输模块，与视频采集器和显示屏相连，所述有线传输模块把视频信号从视频采集器传输到显示屏上；

危险品检测传感器，安装在危险品周围，所述危险品检测传感器输出相应模态的模拟感应信号；

信号处理模块，与所述危险品检测传感器相连，用于接收危险品检测传感器输出的模拟感应信号，并输出转换后的数字传感信号；

无线传输模块，与所述信号处理模块相连，用于将所述信号处理模块输出的数字传感信号以无线方式向外传送；

中心控制模块，位于监控中心，可通过CDMA无线网络与无线传输模块连接，接收所述无线传输模块输出的数字传感信号，并根据所述数字传感信号判断出危险品的状态，输出控制信号；

短信报警模块，与所述中心控制模块相连，接收所述中心控制模块的控制信号，通过移动通信系统以短消息的方式向指定用户的手机发送报警短消息；

声音报警模块，安装在驾驶室内，与所述无线传输模块相连，通过CDMA无线网络接收中心控制模块输出的控制信号决定是否发出报警信息；

GPS定位模块，安装在运输危险品的车辆上，实时的向监控中心上报车辆的准确位置。

在所述的车载危险品监控传感网系统中，所述短信报警模块包括：

号码存储器，用于存储短信报警模块需要发送的移动电话的号码，可以随时添加或删减号码；

内容存储器，用于存储短信报警模块向外发送的短信内容，其中存储多条短信内容，不同的中心控制模块控制信号对应着不同的短信内容；

发送单元，与所述号码存储器和所述内容存储器相连，根据所述中心控制模块发送的控制信号，向所述号码存储器中存储的移动电话的号码发送存储在所述内容存储器中的相应短信内容。

在所述的车载危险品监控传感网系统中，所述信号处理模块包括：

信号预处理单元，与所述危险品检测传感器相连，用于对所述危险品检测传感器输出的模拟感应信号进行预处理；

信号转换单元，与所述信号预处理单元相连，用于将所述信号预处理单元输出的模拟感应信号转换为数字传感信号；

信号输出单元，与所述信号转换单元相连，用于输出转换后的数字传感信号；

逻辑控制单元，与所述信号输出单元相连，用于控制数字传感信号的传输过程。

在所述的车载危险品监控传感网系统中，所述声音报警模块包括：

无线接收单元：用于接收中心控制模块输出的控制信号；

决策单元：与所述无线接收单元相连，用于判断无线接收单元收到的中心控制模块发送来的控制信号，输出控制扬声器的开关信息；

扬声器：与所述决策单元相连，用于接收决策单元发出的开关信息，发出报警铃声。

本发明还提供车载危险品监控的方法，包括如下步骤：

a)在危险品周围安装危险品检测传感器；

b)信号处理模块接收所述危险品检测传感器的模拟感应信号并把模拟感应信号转换为数字传感信号，通过CDMA无线网络将所述数字传感信号传送到监控中心；

c)在监控中心检测所述数字传感信号，当判断出所述数字传感信号表示危险品有异样时，通过移动通信系统以短消息的方式向指定用户的手机发送报警短消息，通过CDMA无线网络向安装在驾驶室的声音报警模块发送控制信号，使声音报警模块发出报警铃声，同时可以根据GPS定位模块的信息通知现场相关人员及时处理；

d)在危险品上方安装视频采集器，所述视频采集器采集并输出视频信号，并将所述视频信号输出至驾驶室的显示屏上，使驾驶员可以在收到短信报警和声音报警后，在不方便停车的情况下通过显示屏立即确认危险品的状态。

如本发明的上述系统和方法，在车载危险品有异样时，本发明的系统和方法会向监控中心值班人员、驾驶员的手机发送报警提示短消息，同时向声音报警模块发出报警控制信号。监控中心值班人员接收到报警信息后，可以通过GPS定位模块查找到运输危险品的车辆的当前位置，通知现场相关人员及时处理；驾驶员可以第一时间通过显示屏确认危险品的状态后进行简单预处理。通过危险品检测传感器信息的判断，大大提高了车载危险品监控的可靠性，减少了误警率和漏警率；而且不需要值班人员24小时在监控中心值班，减轻了工作人员的劳动强度。

附图说明

图1是本发明的车载危险品监控传感网系统的结构示意图。

图2示出了图1中的信号处理模块的一个实施例示意图。

图3示出了图1中的短信报警模块的一个实施例示意图。

图4示出了图1中的声音报警模块的一个实施例示意图。

图5是本发明的车载危险品监控传感网系统中信号处理模块20的控制软件的流程示意图。

图6是本发明的车载危险品监控传感网系统中信号处理模块20的硬件电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。

首先请参阅图1所示，图1示出了本发明的车载危险品监控传感网系统的结构示意图。如图1所示，该系统主要包括危险品检测传感器10、信号处理模块20、无线传输模块30、中心控制模块40、短信报警模块50、声音报警模块60、视频采集器70、有线传输模块80和显示屏90。下面将分析对上述各个组成部件进行描述：

危险品检测传感器10安装在车辆上危险品的周围。所述危险品检测传感器可以采用气体传感器、压力传感器、液位传感器、倾角传感器或温湿度传感器。在本实施例中，以采用气体传感器为例子，但应当理解，这种例子并不应成为对本发明的限制，本发明可以采用各种常规的或已在使用的各种危险品检测传感器。气体传感器可以按照需要布设于危险品周围，可以根据需要布设多个，拾取气体信号。多个气体传感器把各自感应的模拟感应信号通过信息处理模块20的转换后再利用无线传输模块30上传到中心控制模块40，以便中心控制模块40可以对多个数字传感信号进行数据融合，得到判断结果。当危险品状态出现异样时，气体传感器输出的模拟感应信号发生变化。

信号处理模块20与危险品检测传感器10相连，用于与危险品检测传感器10相配合，把接收到的危险品检测传感器10输出的模拟感应信号转换为数字传感信号输出。

图2示出了本发明可以使用的一种信号处理模块20的结构示意图。如图2所示，该信号处理模块20包括信号预处理单元21、信号转换单元22、信号输出单元23和逻辑控制单元24。信号预处理单元21的输入端与作为危险品检测传感器10的气体传感器10A相连，对气体传感器10A输出的模拟感应信号进行预处理；信号转换单元22用于把从信号预处理单元21接收到的模拟感应信号转换为数字传感信号；信号输出单元23把从信号转换单元22得到的信号输出；逻辑控制单元24控制转换后的数字传感信号的输出。信号处理模块20的各单元以及与其他模块之间的交互和控制由软件控制。

信号处理模块20连接到无线传输模块30上。无线传输模块30接收信号处理模块20的信号，将这些信号以无线方式向外传送。以无线方式传送具有灵活机动、操作简便，能够克服地形、环境等因素的限制，保证数据传输的可靠性。在本实施例中，无线传输可以通过CDMA无线网络把数字传感信号上传给中心监控模块40。

中心控制模块40位于监控中心，它与无线传输模块30之间可以通过CDMA线网络进行数据通信，接收无线传输模块输出的数字传感信号，并对转换后的多个气体传感器上传的数字传感信号进行融合判断，当判断出危险品有异样时，中心控制模块40将发出控制信号给短信报警模块50，并通过CDMA无线网络发送控制信号给声音报警模块60。

短信报警模块50可以采用类似于移动电话的模块，在接收中心控制模块40发送的控制信号后，它可以利用现有的移动通信系统以短消息的方式向指定的移动电话发送报警短消息。

图3示出了短信报警模块50的一个实施例。如图3所示，它包括号码存储器51、内容存储器52和发送单元53。号码存储器51存储短信报警模块要发送的移动电话的号码，报警短信内容就是发向号码存储器51中存储的号码。号码存储器51中存储的移动电话号码可以根据需要，由用户通过中心控制模块40添加或删减。内容存储器52用于存储短信报警模块向外发送的短信内容，其中存储多条短信内容，该短信内容也可以由用户通过中心控制模块40进行添加或删减。发送单元53根据中心控制模块40发送的控制信号，从号码存储器51中取得存储的移动电话的号码，并从内容存储器52获得相应的短信内容，向号码存储器51中取得的移动电话的号码发送短信内容。短信的发送可以利用现有的GSM或CDMA或PHS(小灵通)网络。

声音报警模块60位于驾驶室内，它与中心控制模块40可以通过CDMA无线网络进行数据通信，接收中心控制模块40输出的控制信号。当判断出危险品有异样时，声音报警模块60会接收到中心控制模块40输出的报警控制信号，从而发出报警铃声。

图4示出了声音报警模块60的一个实施例。如图4所示，它包括无线接收单元61、决策单元62和扬声器63。无线接收单元通过CDMA无线网络接收中心控制模块输出的控制信号；决策单元与所述无线接收单元相连，用于对无线接收单元收到的中心控制模块发送来的控制信号进行判决，根据判决结果输出控制扬声器的开关信息；扬声器：与所述决策单元相连，用于接收决策单元发出的开关信息，根据开关信息决定是否发出报警铃声。

视频采集器70安装在危险品上方，用于采集并输出视频信号。它与安装在驾驶室的显示屏90可以通过有线传输模块80相连。视频采集器70输出的视频信号通过有线传输模块80传输到显示屏90上，驾驶员可以实时的通过观看显示屏90确认危险品的状态。

以上详细描述了本发明的车载危险品监控传感网系统的结构，下面结合上述结构，同时参见图1，详细描述本发明的车载危险品监控方法。

首先，在需要监控的危险品周围安装危险品检测传感器10。危险品检测传感器可以采用气体传感器、压力传感器、液位传感器、倾角传感器或温湿度传感器，在本实施例中，采用气体传感器。

信号处理单元20接收危险品检测传感器10的模拟感应信号转换为数字传感信号，利用无线传输模块30通过CDMA无线网络将数字传感信号传送到监控中心；

在监控中心检测上传的数字传感信号，当判断出数字传感信号表示危险品有异样时，利用短信报警模块50通过移动通信系统以短消息的方式向指定用户的手机发送报警短消息，同时，通过CDMA无线网络控制声音报警模块60发出报警信号。驾驶员还可以根据显示屏90显示的视频采集器70采集到的信息观察危险品的状态。

如图5所示，信号处理模块20的控制软件首先进行初始化和自检，通过以后与中心控制模块40通过无线传输模块30进行初始化信息的交互，待初始化信息交互完毕，双方同步以后，信号处理模块20即开始读取危险品检测传感器感应的模拟感应信号、信号转换、输出转换后的数字传感信号这一系列的信号处理主程序，实现检测信号，转换信号，上传信号与中心控制模块40进行通信等任务。

如图6所示，信号处理模块20的硬件电路分为3个部分：电源模块、运放模块、控制与处理模块。电源模块分为两个部分：一部分使用芯片MAX603提供5V的电压输出，另一部分使用芯片MAX604提供3.3V的电压输出。两个电源芯片采用的输入电压均为9V。运放模块使用芯片LM324，芯片LM324由MAX603提供5V的输入电压，图6中用黑体字重点标出的SENSOR接口为运放模块与危险品检测传感器的接口，SENSOR_SIGNAL为运放处理完后输出的信号，即是与控制与处理模块的接口，处理流程为LM324从SENSOR管脚读入危险品检测传感器的模拟感应信号，经处理后通过SENSOR_SIGNAL管脚输出到控制与处理模块。控制与处理模块使用芯片MSP430F149，芯片MSP430F149是一款单片机控制芯片，由MAX604提供3.3V的输入电压，利用其内置的模数转换部分对从SENSOR_SIGNAL管脚输入的运放模块预处理完后的模拟感应信号进行模数转换，得到数字传感信号，再控制数字传感信号的输出。

Claims (10)

1、一种车载危险品监控传感网系统，其特征在于系统包括：

危险品检测传感器，安装在需要监控的危险品周围；

视频采集器，安装在危险品上方，所述视频采集器采集并输出视频信号；

显示屏，与所述视频采集器相连，所述显示屏用于显示视频采集器采集的视频信号；

有线传输模块，与视频采集器和显示屏相连，所述有线传输模块把视频信号从视频采集器传输到显示屏上；

信号处理模块，与所述危险品检测传感器相连，用于接收危险品检测传感器输出的模拟感应信号，并输出转换后的数字传感信号；

无线传输模块，与所述信号处理模块相连，用于将所述信号处理模块输出的数字传感信号以无线方式向外传送；

中心控制模块，位于监控中心，可与所述无线传输模块进行数据通信，接收所述无线传输模块输出的数字传感信号，并判断出所述数字传感信号表示危险品有异样时，输出控制信号；

短信报警模块，与所述中心控制模块相连，接收所述中心控制模块的控制信号，通过移动通信系统以短消息的方式向指定用户的手机发送报警短消息。

声音报警模块，与所述中心控制模块相连，接收所述中心控制模块的控制信号，发出报警铃声。

2、如权利要求1所述的车载危险品监控传感网系统，其特征在于所述传感器为气体传感器，或是压力传感器，或是液位传感器，或是倾角传感器，或是温湿度传感器。

3、如权利要求1所述的车载危险品监控传感网系统，其特征在于所述视频采集器为摄像头；所述显示屏为14寸显示屏；所述有线传输模块为普通视频线。

4、如权利要求1所述的车载危险品监控传感网系统，其特征在于所述声音报警模块包括：

无线接收单元，用于接收中心控制模块输出的控制信号；

决策单元，与所述无线接收单元相连，用于接收无线接收单元收到的中心控制模块发送来的控制信号并根据预置逻辑进行判断，输出开关信息；

扬声器，与所述决策单元相连，用于接收决策单元发出的开关信息，发出报警铃声。

5、如权利要求1所述的车载危险品监控传感网系统，其特征在于所述短信报警模块包括：

号码存储器，用于存储短信报警模块需要发送的移动电话的号码，可以随时添加或删减号码；

内容存储器，用于存储短信报警模块向外发送的短信内容，其中存储多条短信内容，不同的中心控制模块控制信号对应着不同的短信内容；

发送单元，与所述号码存储器和所述内容存储器相连，根据所述中心控制模块发送的控制信号，向所述号码存储器中存储的移动电话的号码发送存储在所述内容存储器中的相应短信内容。

6、如权利要求1所述的车载危险品监控传感网系统，其特征在于所述信号处理模块包括：

信号预处理单元，与所述危险品检测传感器相连，用于对所述危险品传感器输出的模拟感应信号进行预处理；

信号转换单元，与所述信号预处理单元相连，用于将所述信号预处理单元输出的模拟感应信号转换为数字传感信号；

信号输出单元，与所述数据转换单元相连，用于输出转换后的数字传感信号。

逻辑控制单元，与所述信号输出单元相连，用于控制模拟感应信号转换后的数字传感信号的传输。

7、一种车载危险品监控方法，包括如下步骤：

a)在需要监控的危险品周围安装危险品检测传感器；

b)在危险品上方安装视频采集器，所述视频采集器采集并输出视频信号，并将所述视频信号输出至驾驶室的显示屏上；

c)信号处理模块接收所述危险品检测传感器的模拟感应信号并把模拟感应信号转换为数字传感信号，通过CDMA无线网络将所述数字传感信号传送到监控中心；

d)在监控中心检测所述数字传感信号，当判断出所述数字传感信号表示危险品有异样时，通过移动通信系统以短消息的方式向指定用户的手机发送报警短消息，并通过CDMA无线网络和互联网向声音报警模块发出控制信号；

e)所述显示屏可以实时的向驾驶员提供危险品的视频信息。

8、如权利要求7所述的车载危险品监控方法，其特征在于所述危险品检测传感器为气体传感器，或是压力传感器，或是液位传感器，或是倾角传感器，或是温湿度传感器；所述危险品检测传感器的外壳材质为不锈钢，危险品检测传感器与所述信号处理模块接口处用防水的航空头固定，使危险品检测传感器完全密封。

9、如权利要求8所述的车载危险品监控方法，其特征在于所述视频采集器为摄像头；所述显示屏为14寸显示屏；所述有线传输模块为普通视频线；

10、如权利要求8所述的车载危险品监控方法，其特征在于：

在步骤d)中中，所述信号处理模块包括：信号预处理单元，与所述危险品检测传感器相连，用于对所述危险品传感器输出的模拟感应信号进行预处理；信号转换单元，与所述信号预处理单元相连，用于将所述信号预处理单元输出的模拟感应信号转换为数字传感信号；信号输出单元，与所述数据转换单元相连，用于输出转换后的数字传感信号；逻辑控制单元，与所述信号输出单元相连，用于控制模拟感应信号转换后的数字传感信号的传输；

在步骤d)中，所述短信报警模块包括：

号码存储器，用于存储短信报警模块需要发送的移动电话的号码，可以随时添加或删减号码；

内容存储器，用于存储短信报警模块向外发送的短信内容，其中存储多条短信内容，不同的中心控制模块控制信号对应着不同的短信内容；

发送单元，与所述号码存储器和所述内容存储器相连，根据所述中心控制模块发送的控制信号，向所述号码存储器中存储的移动电话的号码发送存储在所述内容存储器中的相应短信内容；

在步骤d)中，所述声音报警模块包括：

无线接收单元，用于接收中心控制模块输出的控制信息

决策单元，与所述无线接收单元相连，用于接收无线接收单元收到的中心控制模块发送来的控制信息并根据预置逻辑进行判断，输出开关信息；

扬声器，与所述决策单元相连，用于接收决策单元发出的开关信息，发出报警铃声。

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