CN102685452A

CN102685452A - 可机动布防的三维边界物联感知装置

Info

Publication number: CN102685452A
Application number: CN2012100292320A
Authority: CN
Inventors: 刘镕畅; 刘永; 邱义波
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-02-10
Filing date: 2012-02-10
Publication date: 2012-09-19

Abstract

本发明由图像传感、三维加速度传感部件，数据转化接收部件，数据处理部件，无线接收传输部件，电源部件组成。用在需要实时监控的区域，特别是在供电受限制，需要实时传递图像照片，又要监测装置周边的振动情况。该装置采用低功耗的图像传感器，用来监测装置的周围图像变化状态，三维加速度传感器，用于监控装置本身的状态，同时感知来自装置周边环境的振动状态。数据采用无线感知网技术实时监控、采集、传输本装置的周边图像，振动和装置本身的三位状态。同时装置本身将监测到的图像数据，振动数据和装置本身的三维状态数据实时传输到远程。

Description

可机动布防的三维边界物联感知装置

技术领域

本发明涉及区域边界的无线感知领域，广泛的使用在铁路、公路、高速公路沿线、高铁护栏、通信光纤线缆、边界界定、军事区、基本农田边界、一些禁止出入的边界、特殊区监控场合。

背景技术

一般边界周边环境图像的监测，大都使用视频图像监控装置，市场上大量的视频图像装置体积很大，常规状态下需要市电提供电源支持，不能够或很难使用便携式电源供电，这样就给没有电源的区域实现图像的数据传输带了困难。

在实际工作中，需要获取边界周边的多种状态的数据参数。常规情况下，我们就会采用人员巡查的办法，靠人员实际到现场查看，造成大量人力物力的浪费。基本农田、公路沿线、野外边界区域往往不具备供电条件，使图像数据的获取难以实施动态获取，虽然可以借助具有图像功能的手机并使用无线网实现图像数据的传输，但是需要人员在图像拍摄的现场，不能够动态、实时的获取图像数据。

而且利用这种传输技术费用较高，不能大范围的使用。为了解决这个问题，我们将图像传感技术，三维加速度技术，实现边界周围环境参数的采集，通过无线ZigBee无线传输接收协议，实现数据的传输和接收，装置采用低功耗的元器件，实现边界周边环境状态的监测。

发明内容

本发明主要采用ZigBee无线传输协议和使用低功耗的图像传感器以及三维加速度传感器实现对边界周边环境数据的无线传输。

为了实现上述功能，我们公开了一种装置，这种装置由图像传感、三维加速度部件，数据转化接收部件，数据处理部件，无线接收传输部件，电源部件五个部分组成。

如图1所示，图中图像传感、三维加速度传感部分是获取装置周围图像数据以及装置本身状态的数据，产生的图像和三维加速度数据传输给数据转化接收部件，该部件主要是将传输进来的模拟数据进行模拟数字转换，并按照一定的数据结构完成数据组装。

组装后的数据传输给数据处理部件，见图1所示数据处理部件，这是核心部件，它将由数据处理部件将数据按照一定的数据结构传给无线接收、传输部分，该部件完成图像三维数据的输出，同时又接收其他装置传来的数据，具有收发功能。

无线接收传输部件采用ZigBee无线传输协议，完成装置之间的数据传输和接收。工作过程是图像传感器采集装置周围的图像数据，采集的图像数据发生变化后，就会触发无线传输部件，将图像传递到远端，同时安装在装置内的三维加速度传感器感知装置本身的三维状态和装置周边的振动情况，当三维加速度状态值发生变化时，也会触发无线数据接收发送部件，进行数据的传输。

图像传感、三维加速度产生的图像数据和装置本身的三维状态数据，通过数据转化接收部件对接收到的数据进行模拟数字转换，然后将转换后的数字信号转发给数据处理部件，数据处理部件将接收到的图像和三维加速度传感的数字信号进行数据组装，按照一定的数据格式，传输给无线接收传输部件，无线接收传输部件最后将图像和三维状态信息以无线的方式传输出去，完成图像和三维状态信息的传输过程。图1中的电源部件是给整个装置组成部件提供电源支持，由于本装置采用了低功耗的IC集成电路技术，整个电路的功耗极低，完全能够在没有市电的环境下，采取电池供电实现本发明的功能。

本装置发明体积小，重量轻，安装携带方便，便于施工，可机动布防性强。

可以很方便的安装在实体界桩、桩体、建筑物的边沿以及任何固定的物体上，维护方便且运行可靠。采用的是模块化设计，低功耗的芯片，可靠使用半年以上，在电源能量达不到工作要求时，装置会自动发出电量低的信息，通过无线网络通知服务器，并发消息通知用户，及时更换电源，保证装置正常工作。装置内的无线接收传输部件可以自组织网状网络，稳定性好、节能强、高带宽、可以自我构建最优传输路径，无需人为设定，传输能力强，可以在能够实现无线通讯的范围内自行组网，装置的数量可以自由增加，机动性强。

附图说明

图1 组成部件图。

图2 基本农田保护应用案例图。

具体实施方式

在基本农田范围内、公路沿线，通讯电缆地下铺设的位置和禁止区戒严区都设有界桩标识，用于提醒防止地下设施和地面设施遭受意外的破坏，现在的边界装置都不具有图像数据传输特性，而不能被权利单位及时获得现场实时情况。

尤其是在基本农田被非法侵占、一些公共设施遭受破坏时而得不到及时有效的制止。将本发明装置，安装在这些界桩上可以很方便的解决这个问题。

如图2所示，图中的装置一至装置五就是本发明中所指的装置，多边形部分是一块已经划定的基本农田保护区域。

在以往的土地执法监察中，是按照指定的巡查路线，对图中基本农田实行动态的巡查，巡查人员对基本农田的边界是否遭到破坏以及农田部分是否有非法侵占和破坏耕地的现象一一查看并作详细的记录。这种巡查方式往往由于有诸多客观和主管因素的存在，而使巡查不彻底，不明确，没有实际的图像数据做佐证，就会给一些土地违法行为提供了条件，基本农田不能得到有效的保护。

为了解决巡查不到位、不彻底的现象发生，我们可以在基本农田的边界周围，选取合适的位置，将本发明装置安装固定或者依附在一个适当的位置上。

这样装置中的图像传感、三维加速度部件就会将监测的农田实时图像数据和固定本装置的三维状态数据，按照一定的时间间隔，将图像和状态数据经过自组网络传输到远端的数据中心，数据中心依据接收的图像和三维状态数据进行判断基本农田的边界和基本农田是否遭到了破坏和非法侵占。从而避免了非法侵占破坏基本农田现象发生，到达了动态实时巡查的目的。

以上所述，仅仅是本发明的较佳实施案例，应当指出，对本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.本装置主要用在对一个特定区域的周边环境和周边内部的监控，其特征在于，包括图像传感、三维加速度部件，数据转化接收部件，数据处理部件，无线接收传输部件，电源部件。

2.根据权利要求1所述图像传感部件，采集周边内部的图像并将采集到的图像转换为数字图像信号，三维加速度用于监控装置本身和装置周边的振动状态，同时将这两种状态的值，转换为数字信号。

3.根据权利要求1所述数据处理部件接收到图像传感信号后，进行图像的比对，如果图像发生变化，会将变化图像数据传输到远程数据中心。

4.根据权利要求1所述数据处理部件接收到装置本身因为受到外力的影响，其位置三维状态发生变化时，会触发装置将变化的信息传输。

5.根据权利要求1所述数据处理部件接收到装置周围有振动发生时，会触发信号将数据传输。

6.根据权利要求1所述无线接收传输部件，其特征采用了ZigBee无线传输接收协议技术和自组网技术。

7.根据权利要求1所述电源部分，其特征实现非市电供电，采用干电池，可充电电池，锂电池供电，实现低功耗工作方式。

8.根据权利要求1-5所述，其特征在40*60的线路板上实现1-4功能。