CN108133568A - 基于人防专用频点自组织网络电声警报控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于人防专用频点自组织网络电声警报控制系统，由无线自组网络信号处理中心、电声警报模块、人机交互平台、无线数传模块、供电系统组成；所述的无线自组网络信号处理中心实现警报节点的入网请求以及处理下一级节点的入网请求；所述的电声警报模块配置一个600W功率放大接口，实现警报消息的发放；所述的无线数传模块实现人防专用频点的无线信号的发放和接收；所述的供电系统为整个自组织网络电声警报控制系统提供稳定、可靠的供电网络。本发明提出了一种基于人防专用频点自组织网络电声警报控制系统，采用Ad Hoc网络的路由协议，可以提高人防警报网络的可靠性和抗毁性。

Description

基于人防专用频点自组织网络电声警报控制系统

技术领域

本发明专利属于人防警报控制领域，尤其是一种基于人防专用频点自组织网络电声警报控制系统。

背景技术

在国内，人防警报系统的发展比较晚，在长达八年的抗日战争过程中，国内还是采用铁炮的方式通知人民群众获得空袭警报信号和解除警报信号。最近几年国内人防警报系7一统建设方面越来越得到重视，人民防空方面的法律规定了人人都要有人防系统建设和维护的责任和义务，政府部门要根据当地的环境和气候建设人防警报的网络，人防建设的费用由中央负责支出，通过全国上下的一至努力，到了上个世纪的70年代，有线通信方式的防空警报控制系统覆盖了全国大部分城市，很好的解决了国内警报器空白的困境，从21世纪初期，单片机技术应用到了人防警报控制系统上，由于当时的无线技术迅速发展，因此国内也将无线通信技术应用到了人防警报系统中，全国的大部分城市已经形成基于无线通信方式的警报器，警报信号在几秒内就可以实现准确发放，从此，国内的人防警报设备达到了发达国家的水平。

现有人防警报控制系统虽然可以快速的将警报消息发放给人民群众，但是这种警报器自身的不便于移动特点，当战争来临时，起到警钟作用的警报器必然成为了决定战争取得先机的重中之重，警报系统的瘫痪直接导致了人民财产的流失，生命安全的直接威胁。随着现代化、信息化发展，无线警报器已经被广泛应用于现代化人防警报中，但是在实际应用中，由于各地区自然环境的差异，城市噪声的差异等造成对地区性无线信号传输的影响，从而影响人防警报信号的发送和接收，当前部分链路的信号质量问题对于人防警报的准确发放产生了重要的影响。研究发现，当前的人防警报器节点是具有发送和接收功能的半双工式收发器，影响无线链路信号质量的主要问题是节点与固定路由器之间的距离太大以及环境电磁噪声的影响。

发明内容

本发明克服现有技术的不足，提出了一种基于人防专用频点自组织网络电声警报控制系统，采用Ad Hoc网络的路由协议，可以提高人防警报网络的可靠性和抗毁性。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

由无线自组网络信号处理中心、电声警报模块、人机交互平台、无线数传模块、供电系统组成；所述的无线自组网络信号处理中心实现警报节点的入网请求以及处理下一级节点的入网请求；所述的电声警报模块配置一个600W功率放大接口，实现警报消息的发放；所述的无线数传模块实现人防专用频点的无线信号的发放和接收；所述的供电系统为整个自组织网络电声警报控制系统提供稳定、可靠的供电网络。

而且，所述的无线自组网络信号处理中心采用STM32F103ZET6处理器。

而且，所述的STM32F103ZET6处理器自带2个串口，分别为串口1和串口2；所述的串口1与电声警报模块相连；所述的串口2与无线数传模块相连。

而且，所述的电声报警模块由主控制器模块、时钟模块、键盘输入模块、LED指示灯模块、报警控制模块、串口通信模块、音频功放模块、音频播放模块、扬声器、继电器、开关电源模块、无线数传模块、PC机、12V-5V电平转换组成。

而且，所述的主控制器模块用于接收时钟模块输出的时钟信号，同时接收输入的警报发放指令、产生和发放警报控制信号；所述的时钟模块与主控制器模块连接，用于向主控制器模块提供时钟信号；所述的键盘输入模块与主控制器模块连接，用于输入信息，由六个独立键盘表示六种不同的工作状态，分别为预先、空袭、解除、灾警、测试、终止；所述的LED指示灯模块，与主控制器模块连接，用于显示无线数传模块的数据和发射信号及对应的六个独立按键状态，当按下不同按键时，相应的指示灯会点亮，指示当前警报器的警报状态；所述的开关电源模块，包括12V开关电源和48V开关电源；所述的报警控制模块连接主控制器模块，用于接收主控制器模块输出的警报控制信号，并对警报控制信号进行传输的通信模块；所述的串口通信模块分别与 PC机、无线数传模块和主控制器模块连接，用于主控制器模块通过串口通信模块接到PC机或无线数传模块数据执行相应的警报指令；所述的音频播放模块，与报警控制模块连接，用于接收报警控制模块输出的警报控制信号，启动音频播放模块读取事先存入SD卡里的音频文件，并将音频信号输出的功率放大模块；所述的音频功放模块与音频播放模块连接，包括大功率功放模块和小功率功放模块。

而且，所述的12V开关电源连接无线数传模块，向无线数传模块供电及经过12V-5V电平转换产生5V电压向主控制器模块供电；48V开关电源连接继电器，经继电器向大功率数字功放模块供电。

而且，所述的大功率功放模块用于将音频播放模块输出的音频信号功率放大驱动外扬声器；小功率功放模块用于将音频播放模块输出的音频信号小功率的放大驱动内扬声器。

而且，所述的扬声器包括外扬声器与内扬声器。

本发明优点和积极效果是：

1、本发明采用Ad Hoc络的路由协议设计了适合人防专用频点的网络通讯协议，网络不仅具有一般网络的自组织性，而且具有高抗干扰性、高可靠性和高安全性等突出特点，能够实现节点和终端之间可靠、高效及稳定的人防警报发放控制功能。

2、本发明无线自组网络信号处理中心由一组带有无线收发装置的移动节点组成，是一种具有自组织性和多跳性的网络，与其它的通信网络相比，无线自组网具有无中心、自组织、多跳路由和动态拓扑特点，不需要有固定的有线基础，每个无线自组织网络的节点都可以作为警报节点和中继路由，可以随时开关和快速移动。

附图说明

图1是本发明的结构连接图；

图2是电声报警模块结构连接图。

具体实施方式

结合附图对本发明具体实施例做进一步详述：

如图1所示，本发明所述的一种基于人防专用频点自组织网络电声警报控制系统，由无线自组网络信号处理中心、电声警报模块、人机交互平台、无线数传模块、供电系统组成；所述的无线自组网络信号处理中心实现警报节点的入网请求以及处理下一级节点的入网请求；所述的电声警报模块配置一个600W功率放大接口，实现警报消息的发放；所述的无线数传模块实现人防专用频点的无线信号的发放和接收；所述的供电系统为整个自组织网络电声警报控制系统提供稳定、可靠的供电网络。

如图2所示，电声报警模块由主控制器模块、时钟模块、键盘输入模块、LED指示灯模块、报警控制模块、串口通信模块、音频功放模块、音频播放模块、扬声器、继电器、开关电源模块、无线数传模块、PC机、12V-5V电平转换组成；所述的主控制器模块用于接收时钟模块输出的时钟信号，同时接收输入的警报发放指令、产生和发放警报控制信号；所述的时钟模块与主控制器模块连接，用于向主控制器模块提供时钟信号；所述的键盘输入模块与主控制器模块连接，用于输入信息，由六个独立键盘表示六种不同的工作状态，分别为预先、空袭、解除、灾警、测试、终止；所述的LED指示灯模块，与主控制器模块连接，用于显示无线数传模块的数据和发射信号及对应的六个独立按键状态，当按下不同按键时，相应的指示灯会点亮，指示当前警报器的警报状态；所述的开关电源模块，包括12V开关电源和48V开关电源；所述的报警控制模块连接主控制器模块，用于接收主控制器模块输出的警报控制信号，并对警报控制信号进行传输的通信模块；所述的串口通信模块分别与 PC机、无线数传模块和主控制器模块连接，用于主控制器模块通过串口通信模块接到PC机或无线数传模块数据执行相应的警报指令；所述的音频播放模块，与报警控制模块连接，用于接收报警控制模块输出的警报控制信号，启动音频播放模块读取事先存入SD卡里的音频文件，并将音频信号输出的功率放大模块；所述的音频功放模块与音频播放模块连接，包括大功率功放模块和小功率功放模块；所述的大功率功放模块用于将音频播放模块输出的音频信号功率放大驱动外扬声器；小功率功放模块用于将音频播放模块输出的音频信号小功率的放大驱动内扬声器；所述的扬声器包括外扬声器与内扬声器。

本发明采用STM32F103ZET6处理器来实现，通过STM32F103ZET6处理器的两个串口，其中串口1连接电声警报模块，实现转发电声警报模块发出的警报信息，串口2连接无线数传模块，实现接收和发送无线信号；采用无线自组织网络的组网方法，主控制器模块通过串口1在PC机上显示终端接收到的数据，从PC机输入命令由主控制器模块发送给指定自组织网络的节点以及处理自组织网络的节点申请入网；若在设定时间内收不到主控制器模块向此无线自组织网络节点发来的确认命令，则认为此无线自组织网络节点本身为盲节点，此无线自组织网络节点将向其他入网成功的无线自组织网络节点发送入网请求命令；自组织网络组网完成，主控制器模块向每个自组织网络的节点发送警报命令；警报盲点可以向已入网的无线自组织网络节点发送群呼入网申请，当在网内的无线自组织网络节点收到盲点群呼命令后，发送回复命令，警报盲点收到已入网的无线自组织网络节点的回复命令后，确认该警报盲点挂接在该已入网的无线自组织网络节点上，当主控制器模块发送警报命令时，原来的这个警报盲点会通过已入网的无线自组织网络节点作为中继路由来转发命令，使警报节点准确的收到主控制器模块发送的警报命令，实施警报音频的发放。

电声警报模块运行后，首检测是否有手动操作的按键按下，若有按键操作，根据键盘输入模块指令进行相应的处理；若没有按键操作，则进行到后续的串口扫描。当串口通信模块接收到警报命令的数据时，对警报命令的数据进行相应的处理，也可以根据键盘输入模块的指令进行相应的操作。当主控制器模块检测到按键动作或者无线自组织网络通过串口通信模块转发警报信号时，向报警控制模块发出相应的警报指令，报警控制模块响应相应的命令，控制音频播放模块读取SD卡中的音频警报文件，并将音频信号传输到大功率功放模块进行音频放大，最终驱动扬声器发出警报声音，根据先前选择的外扬声器或内扬声器进行报警，当主控制器模块检测到按键终止动作或者自组织网络模块通过串口通信模块转发终止信号时，系统就会向报警控制模块发送终止指令，警报终止，反之警报播放完毕后自动终止。

本发明基于人防专用频点自组织网络电声警报控制系统，采用Ad Hoc网络的路由协议对传统防空警报网络进行组网，具有高抗干扰性、高可靠性和高安全性等突出特点，能够实现节点和终端之间可靠、高效及稳定的人防警报发放控制功能，可以克服传统警报网络覆盖性差、抗毁能力差的缺点。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种基于人防专用频点自组织网络电声警报控制系统，由无线自组网络信号处理中心、电声警报模块、人机交互平台、无线数传模块、供电系统组成；所述的无线自组网络信号处理中心实现警报节点的入网请求以及处理下一级节点的入网请求；所述的电声警报模块配置一个600W功率放大接口，实现警报消息的发放；所述的无线数传模块实现人防专用频点的无线信号的发放和接收；所述的供电系统为整个自组织网络电声警报控制系统提供稳定、可靠的供电网络。

2.根据权利要求1所述的基于人防专用频点自组织网络电声警报控制系统，其特征在于：所述的无线自组网络信号处理中心采用STM32F103ZET6处理器。

3.根据权利要求2所述的基于人防专用频点自组织网络电声警报控制系统，其特征在于：所述的STM32F103ZET6处理器自带2个串口，分别为串口1和串口2；所述的串口1与电声警报模块相连；所述的串口2与无线数传模块相连。

4.根据权利要求1所述的基于人防专用频点自组织网络电声警报控制系统，其特征在于：所述的电声报警模块由主控制器模块、时钟模块、键盘输入模块、LED指示灯模块、报警控制模块、串口通信模块、音频功放模块、音频播放模块、扬声器、继电器、开关电源模块、无线数传模块、PC机、12V-5V电平转换组成。

5.根据权利要求4所述的基于人防专用频点自组织网络电声警报控制系统，其特征在于：所述的主控制器模块用于接收时钟模块输出的时钟信号，同时接收输入的警报发放指令、产生和发放警报控制信号；所述的时钟模块与主控制器模块连接，用于向主控制器模块提供时钟信号；所述的键盘输入模块与主控制器模块连接，用于输入信息，由六个独立键盘表示六种不同的工作状态，分别为预先、空袭、解除、灾警、测试、终止；所述的LED指示灯模块，与主控制器模块连接，用于显示无线数传模块的数据和发射信号及对应的六个独立按键状态，当按下不同按键时，相应的指示灯会点亮，指示当前警报器的警报状态；所述的开关电源模块，包括12V开关电源和48V开关电源；所述的报警控制模块连接主控制器模块，用于接收主控制器模块输出的警报控制信号，并对警报控制信号进行传输的通信模块；所述的串口通信模块分别与 PC机、无线数传模块和主控制器模块连接，用于主控制器模块通过串口通信模块接到PC机或无线数传模块数据执行相应的警报指令；所述的音频播放模块，与报警控制模块连接，用于接收报警控制模块输出的警报控制信号，启动音频播放模块读取事先存入SD卡里的音频文件，并将音频信号输出的功率放大模块；所述的音频功放模块与音频播放模块连接，包括大功率功放模块和小功率功放模块。

6.根据权利要求4所述的基于人防专用频点自组织网络电声警报控制系统，其特征在于：所述的12V开关电源连接无线数传模块，向无线数传模块供电及经过12V-5V电平转换产生5V电压向主控制器模块供电；48V开关电源连接继电器，经继电器向大功率数字功放模块供电。

7.根据权利要求5所述的基于人防专用频点自组织网络电声警报控制系统，其特征在于：所述的大功率功放模块用于将音频播放模块输出的音频信号功率放大驱动外扬声器；小功率功放模块用于将音频播放模块输出的音频信号小功率的放大驱动内扬声器。

8.根据权利要求4所述的基于人防专用频点自组织网络电声警报控制系统，其特征在于：所述的扬声器包括外扬声器与内扬声器。