CN102509366B

CN102509366B - 电子巡更系统

Info

Publication number: CN102509366B
Application number: CN201110318953.9A
Authority: CN
Inventors: 唐智杰; 何清波; 汪帅; 沈佳丽; 罗均
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2011-10-20
Filing date: 2011-10-20
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2031-10-20
Also published as: CN102509366A

Abstract

本发明公开了一种电子巡更系统。它包括多个现场无线节点管理器、中心管理机、中心计算机和无线巡更终端设备；巡更终端设备内置有电池，采用无线方式与现场无线节点管理器进行数据通讯；现场无线节点管理器通过CANbus总线与中心管理机相连，现场无线节点管理器被安装于固定的巡更位置；中心管理机通过CANbus总线与多个现场无线节点管理器相连，对节点管理器进行数据通讯和在线设备巡检，中心管理机通过RS232与中心计算机进行通讯，提供设备在线情况和巡更终端设备的在线巡更数据、报警信息和巡更终端设备对应节点管理器的无线信号强度信息。此巡更系统可以应用于各种需要巡更的场所，实现超大规模场所的实时巡更跟踪和巡更定位等功能，具有实现成本低，可靠性高等特点。

Description

电子巡更系统

技术领域

本发明涉及安全防范领域，特别是涉及一种电子巡更系统。

背景技术

在普通住宅小区、别墅住宅区、大型企事业单位、工厂、重点文物保护单位等场所都需要进行巡更系统进行环境巡更检查。

对于现有的巡更系统而言，普遍采用的是离线方式巡更和简单在线巡更方式，但这些技术存在无法实时进行巡更人员定位和状态检测的缺点，对于巡更人员的安全保障存在缺陷。

中国实用新型专利ZL200720097641.9公开了一种“油库电子巡更系统”，但是，该系统的巡更采用离线巡更方式，无法实现实时监测功能。

中国实用新型专利ZL200920129773.4公开了一种“在线巡更管理装置”，该系统虽然可以提供一定的在线监测功能，但是，该系统运行中，对于巡更人员在巡更读卡器之间的路线情况是无法实时监测的，存在实时监测盲区。

中国实用新型专利ZL02263663.3公开了一种“ 无线电子巡更机”，但是，该系统的巡更无法实现巡更人员实时定位监测功能。

中国发明专利说明书CN201010251888.8公开了一种“ 基于移动通信终端的巡更系统”，但是，该系统的实现需要采用移动通讯技术，本身设备成本较高，其次，为了实现实时的巡更定位，会产生大量的无线通讯数据，这样运行会产生额外大量的无线通讯费用，运行维护成本高。

发明内容

本发明的目的在于解决已有技术存在的技术问题，提供一种具有实时巡更定位、实现运行成本低和支持超大规模的电子巡更系统。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种电子巡更系统，包括多个现场无线节点管理器、中心管理机、中心计算机和无线巡更终端设备；

其中：

所述现场无线节点管理器通过CANbus总线与所述中心管理机相连，实现超长距离可靠数据传输；采用无线方式与所述无线巡更终端设备进行数据通讯；

所述中心管理机通过CANbus总线与多个所述现场无线节点管理器相连，通过RS232与所述中心计算机进行通讯；

所述无线巡更终端设备内置有第一微处理器、第一无线接口、电池、第一LED指示灯和第一按键，连接方式：所述微处理器采用美国SILICON LABS公司的Si1011微处理器，内部集成有无线收发控制器和ADC模数转换器，具有超低功耗等优点；所述第一微处理器的P0.0与所述电池的正极相连，采用所述第一微处理器的内部模数转换器进行电池电压监测；所述第一微处理器的P0.4和P0.5与所述第一LED指示灯相连；所述第一微处理器的P0.6和P0.7与所述第一按键相连；所述第一微处理器的TX、RXp和RXn与所述第一无线接口相连；所述第一微处理器用于实现无线数据通讯处理、按键设置、按键报警处理和LED指示灯控制等功能；采用无线方式与现场无线节点管理器进行数据通讯，在突发情况下，通过报警按键进行无线现场报警。

所述现场无线节点管理器内置有第二微处理器、电源电路、无线收发电路、第二无线接口、CANbus总线接口、第二LED指示灯和第二按键，采用无线方式与所述无线巡更终端设备进行数据通讯，采用CANbus总线与中心管理机进行数据通讯；所述第二微处理器采用美国SILICON LABS公司的C8051F554微处理器，内部集成有CANbus总线收发控制器和ADC模数转换器等；所述第二微处理器的P0.0与所述电源电路的正极相连，采用所述微处理器的内部模数转换器进行电源电压监测；所述微处理器的P1.4和P1.5与所述第二LED指示灯相连；所述第二微处理器的P1.6和P1.7与所述按键相连；所述第二微处理器的P0.6和P0.7与所述CANbus总线接口相连；所述第二微处理器的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3和P2.0与所述无线收发电路相连，采用SPI接口技术进行数据通讯；所述第二微处理器用于实现按键设置处理、第二LED指示控制、无线数据接收和发送控制、对应无线信号接收强度数据的读取和配对，并把信息数据通过CANbus总线与所述中心管理机进行通讯等功能。

现场无线节点管理器被安装于固定的巡更位置，采用自身携带的拨码开关设定其设备地址，把巡更终端设备所发送的无线信号强度信息、巡更设备地址信息和巡更报警信息通过CANbus总线发送给中心管理机；

所述中心管理机通过CANbus总线与多个现场无线节点管理器相连，对节点管理器进行数据通讯和在线设备巡检；所述中心管理机通过RS232与所述中心计算机进行通讯，提供设备在线情况和巡更终端设备的在线巡更数据、报警信息和巡更终端设备对应节点管理器的无线信号强度信息；

所述中心计算机用于设定既定巡更路线，接收数据后通过对巡更终端设备的无线信号强度信息进行三角重心算法计算获得巡更终端设备的对应巡更位置，对巡更人员的巡更路线进行实时跟踪和判断，出现巡更路线出错时发布报警信号，同时对巡更人员通过巡更终端设备发布的报警信息进行立即中心报警联动；所述三角重心算法是根据巡更终端设备的对应巡更位置的无线信号接收强度进行位置定位计算方法，通过已知三个收到无线信号的所述现场无线节点管理器的位置获得巡更终端的三角形外边范围，然后通过巡更终端对应各个节点管理器的无线信号接收强度进行三角形重心计算，最终获得巡更终端设备的具体位置。

本发明的电子巡更系统是一种具有实时巡更定位、实现运行成本低和支持超大规模的电子巡更系统。该系统对巡更人员的巡更路线进行实时跟踪和判断，出现巡更路线出错时发布报警信号，同时对巡更人员通过巡更终端设备发布的报警信息进行立即中心报警联动。

本发明的巡更系统可以应用于各种需要巡更的场所，实现超大规模场所的实时巡更跟踪和巡更定位等功能，具有实现成本低，可靠性高等特点。

附图说明

图1是本发明的电子巡更系统一实施例结构图。

图2是本发明的无线巡更终端设备的一实施例结构图。

图3是本发明的现场无线节点管理器的一实施例结构图。

图4是本发明的三角形重心定位算法的一实施例示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

本发明的优选实施例结合附图详述如下：

实施例一：

如图1所示，电子巡更系统包括：多个现场无线节点管理器（3）、中心管理机（2）、中心计算机（1）和无线巡更终端设备（4）。

所述现场无线节点管理器（3）通过CANbus总线与所述中心管理机（2）相连，实现超长距离可靠数据传输；采用无线方式与所述无线巡更终端设备（4）进行数据通讯,并获得相应的无线信号接收强度信息；

所述中心管理机（2）通过CANbus总线与多个所述现场无线节点管理器（3）相连，通过RS232与所述中心计算机（1）进行通讯；

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：

如图2所示，在本实施例中，所述无线巡更终端设备（4）内置有第一微处理器（21）、第一无线接口（25）、电池（22）、第一LED指示灯（23）和第一按键（24），采用无线方式与所述现场无线节点管理器（3）进行数据通讯，在突发情况下，通过第一按键（24）进行无线现场报警；

所述微处理器（21）采用美国SILICON LABS公司的Si1011微处理器，内部集成有无线收发控制器和ADC模数转换器，具有超低功耗等优点；所述第一微处理器（21）的P0.0与所述电池（22）的正极相连，采用所述第一微处理器（21）的内部模数转换器进行电池电压监测；所述第一微处理器（21）的P0.4和P0.5与所述第一LED指示灯（23）相连；所述第一微处理器（21）的P0.6和P0.7与所述第一按键（24）相连；所述第一微处理器（21）的TX、RXp和RXn与所述第一无线接口（25）相连；所述第一微处理器（21）用于实现无线数据通讯处理、按键设置、按键报警处理和LED指示灯控制等功能；

所述第一微处理器（21）的电源供电由电池（22）提供，所述电池（22）采用两节1.5伏的AAA电池串联而成；

所述第一LED指示灯（23）用于指示正常工作状态、设置状态和报警状态；

所述第一按键（24）用于实现设置和报警操作；

所述第一无线接口（25）用于实现无线通讯的功能。

如图3所示，在本实施例中，所述现场无线节点管理器（3）内置有第二微处理器（31）、电源电路（32）、无线收发电路（35）、第二无线接口（36）、CANbus总线接口（37）、第二LED指示灯（33）和第二按键（34），采用无线方式与所述无线巡更终端设备（4）进行数据通讯，采用CANbus总线与中心管理机（2）进行数据通讯；

所述第二微处理器（31）采用美国SILICON LABS公司的C8051F554微处理器，内部集成有CANbus总线收发控制器和ADC模数转换器等；所述第二微处理器（31）的P0.0与所述电源电路（32）的正极相连，采用所述第二微处理器（31）的内部模数转换器进行电源电压监测；所述第二微处理器（31）的P1.4和P1.5与所述第二LED指示灯（33）相连；所述第二微处理器（31）的P1.6和P1.7与所述第二按键（34）相连；所述第二微处理器（31）的P0.6和P0.7与所述CANbus总线接口（37）相连；所述第二微处理器（31）的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3和P2.0与所述无线收发电路（35）相连，采用SPI接口技术进行数据通讯；所述第二微处理器（31）用于实现按键设置处理、LED指示控制、无线数据接收和发送控制、对应无线信号接收强度数据的读取和配对，并把信息数据通过CANbus总线与所述中心管理机（1）进行通讯等功能。

所述电源电路（32）主要用于实现现场无线节点管理器（3）的电源供电管理等功能。

所述第二LED指示灯（33）用于指示正常工作状态、设置状态和报警状态；

所述第二按键（34）用于实现设置操作；

所述无线收发电路（35）采用美国SILICON LABS公司的无线收发器Si4431，具有高灵敏度的无线收发功能，用于实现无线数据的收发控制功能。

所述第二无线接口（36）用于实现无线通讯的功能。

所述CANbus总线接口（37）采用美国菲利浦公司的TJA1051芯片，实现CANbus总线接口驱动和接收功能。

如图4所示，在本实施例中，所述三角形重心点定位方法具体过程如下：

首先根据所述现场无线节点管理器（3）所接收的关于所述无线巡更终端设备4的无线信号接收强度排序，获得信号比较强的3个节点（A、B、C），节点A、B、C在设备安装时就已经确定了位置信息，这样A、B和C的坐标位置确定。

其次，根据各节点所收到的无线信号接收强度转换为距离信息，此次转换根据无线信号衰减原理获得等效距离信息Ra、Rb和Rc。

再次，根据等效距离信息进行圆周计算，获得圆交点A’、 B’和C’的坐标信息。

最后根据三角形A’B’C’的重心计算获得重心P的坐标信息，即获得了所述无线巡更终端设备4的定位信息。

以上通过具体实施方式对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种电子巡更系统，包括多个现场无线节点管理器（3）、中心管理机（2）、中心计算机（1）和无线巡更终端设备（4）；其特征在于：

所述现场无线节点管理器（3）通过CANbus总线与所述中心管理机（2）相连，采用无线方式与所述无线巡更终端设备（4）进行数据通讯；

所述中心管理机（2）通过CANbus总线与多个所述现场无线节点管理器相连，通过RS232与所述中心计算机（1）进行通讯；

所述无线巡更终端设备（4）内置有第一微处理器（21）、第一无线接口（25）、电池（22）、第一LED指示灯（23）和第一按键（24），连接方式：所述第一微处理器（21）采用美国SILICON LABS公司的Si1011微处理器，内部集成有无线收发控制器和ADC模数转换器，具有超低功耗优点；所述第一微处理器（21）的P0.0与所述电池（22）的正极相连，采用所述第一微处理器（21）的内部模数转换器进行电池电压监测；所述第一微处理器（21）的P0.4和P0.5与所述第一LED指示灯（23）相连；所述第一微处理器（21）的P0.6和P0.7与所述第一按键（24）相连；所述第一微处理器（21）的TX、RXp和RXn与所述第一无线接口（25）相连；所述第一微处理器（21）用于实现无线数据通讯处理、按键设置、按键报警处理和LED指示灯控制功能；采用无线方式与现场无线节点管理器进行数据通讯，在突发情况下，通过报警按键进行无线现场报警。

2.如权利要求1所述的电子巡更系统，其特征在于：所述现场无线节点管理器（3）内置有第二微处理器（31）、电源电路（32）、无线收发电路（35）、第二无线接口（36）、CANbus总线接口（37）、第二LED指示灯（33）和第二按键（34），采用无线方式与所述无线巡更终端设备（4）进行数据通讯，采用CANbus总线与中心管理机（2）进行数据通讯；所述微处理器（31）采用美国SILICON LABS公司的C8051F554微处理器，内部集成有CANbus总线收发控制器和ADC模数转换器；所述第二微处理器（31）的P0.0与所述电源电路（32）的正极相连，采用所述第二微处理器（31）的内部模数转换器进行电源电压监测；所述第二微处理器（31）的P1.4和P1.5与所述第二LED指示灯（33）相连；所述第二微处理器（31）的P1.6和P1.7与所述第二按键（34）相连；所述第二微处理器（31）的P0.6和P0.7与所述CANbus总线接口（37）相连；所述第二微处理器（31）的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3和P2.0与所述无线收发电路（35）相连，采用SPI接口技术进行数据通讯；所述微处理器（31）用于实现按键设置处理、LED指示控制、无线数据接收和发送控制、对应无线信号接收强度数据的读取和配对，并把信息数据通过CANbus总线与所述中心管理机（1）进行通讯功能。

3.如权利要求1所述的电子巡更系统，其特征在于：所述中心管理机（2）通过CANbus总线与多个现场无线节点管理器相连，对节点管理器进行数据通讯和在线设备巡检；所述中心管理机通过RS232与所述中心计算机进行通讯，提供设备在线情况和巡更终端设备的在线巡更数据、报警信息和巡更终端设备对应节点管理器的无线信号强度信息。

4.如权利要求1所述的电子巡更系统，其特征在于：所述中心计算机（1）用于设定既定巡更路线，接收数据后通过对巡更终端设备的无线信号强度信息进行三角重心算法计算获得巡更终端设备的对应巡更位置，对巡更人员的巡更路线进行实时跟踪和判断，出现巡更路线出错时发布报警信号，同时对巡更人员通过巡更终端设备发布的报警信息进行立即中心报警联动；所述三角重心算法是根据巡更终端设备的对应巡更位置的无线信号接收强度进行位置定位计算方法，通过已知三个收到无线信号的所述现场无线节点管理器的位置获得巡更终端的三角形外边范围，然后通过巡更终端对应各个节点管理器的无线信号接收强度进行三角形重心计算，最终获得巡更终端设备的具体位置。