CN109686028A - 一种移动入侵目标遥测报警组合装置 - Google Patents
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Abstract
本发明介绍了一种移动入侵目标遥测报警组合装置，该装置包括：传感器组、采集节点、报警器和监控中心；其中，所述传感器组设置在被监控区域中，用于获取在所述被监控区域中出现的入侵目标的入侵信息，并通过紫蜂协议ZigBee将所述入侵信息发送至对应的采集节点；所述采集节点，用于将接收到的入侵信息通过Zigbee发送至所述报警器；所述报警器，用于将接收到的由各个采集节点发送来的入侵信息通过通用分组无线服务GPRS和全球定位系统GPS发送至所述监控中心；所述监控中心，用于根据接收到的入侵信息分析出不同入侵目标的入侵事件，并进行可视化的显示；本发明实现了对入侵人员和车辆目标的探测，并提高了传感器的抗环境干扰能力。
Description
技术领域
本发明涉及公共安全和安全监视领域，尤其涉及一种移动入侵目标遥测报警组合装置。
背景技术
移动入侵目标探测、监视、报警过程是一个包括移动入侵目标连续感测、视频监视联动控制、局域和远程无线网络数据通信的实时控制和分布式网络通信过程。移动目标探测报警系统具有视频监视联动控制动作以及无线通信消耗能量大、供电电池能量有限、报警要求实时性强等特点，从而导致系统存在着诸多问题，如电池电量消耗过快、视频监视联动控制动作不可靠、报警实时性差等问题，严重影响系统的可靠性、适应性、安全性等性能。同时，恶劣和防爆的工作环境也使得探测传感器在使用过程中承受冲击、振动、潮湿、高温、电磁等强烈干扰，当强干扰超过材料、结构以及传感器及电子单元的使用条件极限时，传感器将出现工作异常甚至发生永久性损坏。因此，如何降低使用过程的冲击、振动、潮湿、高温等环境干扰、抑制使用环境中的各种电磁干扰成为移动入侵目标探测、监视、报警技术迫切需要解决的重要问题。目前移动入侵目标联动探测监视报警系统在安防领域中的应用尚未见报道。
发明内容
本发明实施例提供一种移动入侵目标遥测报警组合装置，实现了对入侵人员和车辆目标的探测，并提高了传感器的抗环境干扰能力。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种移动入侵目标遥测报警组合装置，所述装置包括：传感器组、采集节点、报警器和监控中心；
其中，所述传感器组设置在被监控区域中，用于获取在所述被监控区域中出现的入侵目标的入侵信息，并通过紫蜂协议ZigBee将所述入侵信息发送至对应的采集节点；
所述采集节点，用于将接收到的入侵信息通过Zigbee发送至所述报警器；
所述报警器，用于将接收到的由各个采集节点发送来的入侵信息通过通用分组无线服务GPRS和全球定位系统GPS发送至所述监控中心；
所述监控中心，用于根据接收到的入侵信息分析出不同入侵目标的入侵事件，并进行可视化的显示。
可选的，所述入侵信息包括：发现入侵目标的时间和入侵目标的位置。
可选的，所述传感器组，具体包括：声音传感器、震动传感器、地磁传感器、人体红外传感器、激光对射及反射式传感器；
其中，所述声音传感器，用于探测由入侵目标产生的声音信号，并消除背景噪声以强化入侵目标的声音信号；
所述震动传感器，用于探测由入侵目标产生的震动信号；
所述地磁传感器，用于探测由入侵目标产生的地磁扰动信号；
所述人体红外传感器，用于探测由入侵目标产生的红外光谱信号；
所述激光对射及反射式传感器，用于探测由入侵目标产生的激光遮蔽信号。
可选的，所述采集节点，具体包括：电池、第一电源管理单元、第一处理单元、数据通信接口单元和第一ZigBee通信单元；
其中，所述电池的输出端与所述第一电源管理单元的输入端连接；所述第一电源管理单元的输出端与所述第一处理单元的电源输入端连接；所述数据通信接口单元的输入端与所述传感器组连接；所述数据通信接口单元的输出端与所述第一处理单元的信号输入端连接；所述第一处理单元的信号输出端与所述第一ZigBee通信单元的信号输入端连接。
可选的，所述报警器，具体包括：箱体、交流电源模块、开关电源模块、通信控制模块、GPRS天线、GPS天线和ZigBee天线；
其中，所述交流电源模块、开关电源模块、通信控制模块安装在所述箱体内；
所述交流电源模块的输出端与所述开关电源模块的输入端连接，所述开关电源模块的输出端与所述通信控制模块连接；所述通信控制模块分别与所述GPRS天线、GPS天线和ZigBee天线连接；
所述交流电源模块，用于提供220V交流电；
所述开关电源模块，用于对输入的220V交流电进行交流-直流转换，以得到所述通信控制模块正常工作所需的直流电；
所述通信控制模块，用于通过所述ZigBee天线接收由所述采集节点发送来的入侵信息，并将所述入侵信息通过所述GPRS天线和GPS天线发送至监控中心。
可选的，所述通信控制模块，具体包括：第二处理单元、GPRS和GPS通信单元、第二ZigBee通信单元和第二电源管理单元；
其中，所述第二电源管理单元的输出端分别与所述第二处理单元的电源输入端、GPRS和GPS通信单元的电源输入端、第二ZigBee通信单元的电源输入端连接；
所述第二ZigBee通信单元的信号输入端与ZigBee天线连接，所述第二ZigBee通信单元的信号输出端与所述第二处理单元的信号输入端连接；所述第二处理单元的信号输出端与所述GPRS和GPS通信单元的信号输入端连接；所述GPRS和GPS通信单元的信号输出端分别与所述GPRS天线和GPS天线连接。
可选的，所述装置还包括：摄像头和视频节点；
所述摄像头设置在所述被监控区域中，用于对入侵目标进行视频录制，并将录制的视频发送至所述视频节点；
所述视频节点，用于将接收到的视频通过无线保真WIFI发送至所述监控中心。
可选的，所述监控中心，具体用于：
采用多传感器信息融合算法以及智能目标识别算法分析出不同入侵目标的入侵事件。
可选的，所述装置还包括：太阳能供电组件，用于为所述传感器组提供电能；
所述太阳能供电组件，具体包括：太阳能电池板、电池电源管理芯片、电池充电开关、高能锂电池、电池电压检测电路、电池放电开关和处理器；
所述电池电源管理芯片的供电输入端与所述太阳能电池板连接，所述电池电源管理芯片的电源输出端分别与所述处理器的电源输入端和所述电池充电开关的输入端连接；所述电池充电开关的输出端与所述高能锂电池的正极连接；所述高能锂电池的负极接地；所述高能锂电池的正极还与所述电池电压检测电路的信号输入端连接；所述电池电压检测电路的信号输出端与所述处理器连接；所述高能锂电池的正极还与所述放电开关的输入端连接；所述放电开关的输出端与12V供电电源正极连接；所述电池充电开关的控制端和所述电池放电开关的控制端均与所述处理器连接。
本发明实施例提出的移动入侵目标遥测报警组合装置，通过无线传感器网络和报警器，采用无线通信方式对移动入侵目标进行探测预警、紧急联动监视控制以及远程报警；能够在冲击、振动、潮湿、高温、电磁等强烈干扰使用环境下保证移动入侵目标的联动探测、监视、报警的使用要求；本发明采用多种传感器联动探测，监视、报警功能的鲁棒性强，虚警率低。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为第一实施例中的移动入侵目标遥测报警组合装置的组成结构示意图；
图2为第一实施例中的采集节点的组成结构示意图；
图3为第一实施例中的报警器的组成结构示意图；
图4为第一实施例中的通信控制模块的组成结构示意图；
图5为第一实施例中的太阳能供电组件的组成结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明第一实施例提供一种移动入侵目标遥测报警组合装置，如图1所示，该装置包括：传感器组10、采集节点20、报警器30和监控中心40。
(1)传感器组10设置在被监控区域中，用于获取在所述被监控区域中出现的入侵目标的入侵信息，并通过紫蜂协议ZigBee将所述入侵信息发送至对应的采集节点20。
具体的，所述入侵信息包括：发现入侵目标的时间和入侵目标的位置。
进一步的，传感器组10，具体包括：声音传感器、震动传感器、地磁传感器、人体红外传感器、激光对射及反射式传感器；
其中，所述声音传感器，用于探测由入侵目标产生的声音信号，并消除背景噪声以强化入侵目标的声音信号；
所述震动传感器，用于探测由入侵目标产生的震动信号；
所述地磁传感器，用于探测由入侵目标产生的地磁扰动信号；
所述人体红外传感器，用于探测由入侵目标产生的红外光谱信号；
所述激光对射及反射式传感器，用于探测由入侵目标产生的激光遮蔽信号。
需要说明的是，这些传感器单体能够承受强冲击振动、高湿、高温、强电磁干扰等恶劣环境影响；单体传感器采用不锈钢或ABS工程塑料外壳、地埋式激光对射及反射式传感器安装基座等多种防护方式，采用内置自然地物仿形金属塑料外壳实现传感器隔震和密封，采用金属外壳屏蔽和接地处理实现抗强电磁干扰。
此外，在本实施例中，采用多传感器信号组合逻辑滤波及贝叶斯网络推理数据融合算法降低多传感器使用过程中的冲击、振动、潮湿、高温等环境干扰，同时抑制使用环境中的各种电磁干扰。传统的降低传感器干扰的方法主要针对单体传感器提出，提高抗干扰能力有限；而本实施例中的方法为一种多传感器数据融合方法，利用多传感器之间信息互为冗余的特点，通过数据融合实现抗干扰。
进一步的，传感器组10利用传感器网络，采用广播或点对多点通信方式将入侵目标的入侵信息实时传递给相邻的传感器节点，以实现接力传递探测，在本实施例中，一个传感器组中的多个传感器对应一个采集节点。
(2)采集节点20，用于将接收到的入侵信息通过Zigbee发送至报警器30。
需要说明的是，采集节点20与报警器30之间不超过100米的视线距离；无线传感器网络中的采集节点20通过ZigBee无线通信方式被动接收来自不同传感器的入侵信息。
具体的，如图2所示，采集节点20，具体包括：电池、第一电源管理单元、第一处理单元、数据通信接口单元和第一ZigBee通信单元；
其中，所述电池的输出端与所述第一电源管理单元的输入端连接；所述第一电源管理单元的输出端与所述第一处理单元的电源输入端连接；所述数据通信接口单元的输入端与所述传感器组连接；所述数据通信接口单元的输出端与所述第一处理单元的信号输入端连接；所述第一处理单元的信号输出端与所述第一ZigBee通信单元的信号输入端连接。
(3)报警器30，用于将接收到的由各个采集节点发送来的入侵信息通过通用分组无线服务GPRS和全球定位系统GPS发送至监控中心40；
具体的，如图3所示，报警器30，具体包括：箱体、交流电源模块、开关电源模块、通信控制模块、GPRS天线、GPS天线和ZigBee天线；
其中，所述交流电源模块、开关电源模块、通信控制模块安装在所述箱体内；
所述交流电源模块的输出端与所述开关电源模块的输入端连接，所述开关电源模块的输出端与所述通信控制模块连接；所述通信控制模块分别与所述GPRS天线、GPS天线和ZigBee天线连接；
所述交流电源模块，用于提供220V交流电；
所述开关电源模块，用于对输入的220V交流电进行交流-直流转换，以得到所述通信控制模块正常工作所需的直流电；
所述通信控制模块，用于通过所述ZigBee天线接收由所述采集节点发送来的入侵信息，并将所述入侵信息通过所述GPRS天线和GPS天线发送至监控中心。
进一步的，如图4所示，所述通信控制模块，具体包括：第二处理单元、GPRS和GPS通信单元、第二ZigBee通信单元和第二电源管理单元；
其中，所述第二电源管理单元的输出端分别与所述第二处理单元的电源输入端、GPRS和GPS通信单元的电源输入端、第二ZigBee通信单元的电源输入端连接；
所述第二ZigBee通信单元的信号输入端与ZigBee天线连接，所述第二ZigBee通信单元的信号输出端与所述第二处理单元的信号输入端连接；所述第二处理单元的信号输出端与所述GPRS和GPS通信单元的信号输入端连接；所述GPRS和GPS通信单元的信号输出端分别与所述GPRS天线和GPS天线连接。
(4)监控中心40，用于根据接收到的入侵信息分析出不同入侵目标的入侵事件，并进行可视化的显示。
具体的，监控中心40，用于：
采用多传感器信息融合算法以及智能目标识别算法分析出不同入侵目标的入侵事件。
需要说明的是，监控中心40，通过软件在逻辑上建立多传感器网络物理结构到全局拓扑结构的映射关系，在监控界面实时显示传感器组10全部节点的地理位置，同时根据传感器组10对入侵目标的探测结果，实时地将入侵事件发生地点、时间以及探测目标位置显示在监控界面中，完成入侵事件的探测和报警。
进一步的，所述装置还包括：摄像头和视频节点；
所述摄像头设置在所述被监控区域中，用于对入侵目标进行视频录制，并将录制的视频发送至所述视频节点；
所述视频节点，用于将接收到的视频通过无线保真WIFI发送至所述监控中心。
更进一步的，所述装置还包括：太阳能供电组件，用于为所述传感器组提供电能；
如图5所示，所述太阳能供电组件，具体包括：太阳能电池板、电池电源管理芯片、电池充电开关、高能锂电池、电池电压检测电路、电池放电开关和处理器；
所述电池电源管理芯片的供电输入端与所述太阳能电池板连接，所述电池电源管理芯片的电源输出端分别与所述处理器的电源输入端和所述电池充电开关的输入端连接；所述电池充电开关的输出端与所述高能锂电池的正极连接；所述高能锂电池的负极接地；所述高能锂电池的正极还与所述电池电压检测电路的信号输入端连接；所述电池电压检测电路的信号输出端与所述处理器连接；所述高能锂电池的正极还与所述放电开关的输入端连接；所述放电开关的输出端与12V供电电源正极连接；所述电池充电开关的控制端和所述电池放电开关的控制端均与所述处理器连接。
本实施例的移动入侵目标遥测报警组合装置，通过无线传感器网络和报警器，采用无线通信方式对移动入侵目标进行探测预警、紧急联动监视控制以及远程报警；能够在冲击、振动、潮湿、高温、电磁等强烈干扰使用环境下保证移动入侵目标的联动探测、监视、报警的使用要求；本发明采用多种传感器联动探测，监视、报警功能的鲁棒性强，虚警率低。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (9)
1.一种移动入侵目标遥测报警组合装置，其特征在于，所述装置包括：传感器组、采集节点、报警器和监控中心；
其中，所述传感器组设置在被监控区域中，用于获取在所述被监控区域中出现的入侵目标的入侵信息，并通过紫蜂协议ZigBee将所述入侵信息发送至对应的采集节点；
所述采集节点，用于将接收到的入侵信息通过Zigbee发送至所述报警器；
所述报警器，用于将接收到的由各个采集节点发送来的入侵信息通过通用分组无线服务GPRS和全球定位系统GPS发送至所述监控中心；
所述监控中心，用于根据接收到的入侵信息分析出不同入侵目标的入侵事件，并进行可视化的显示。
2.根据权利要求1所述的移动入侵目标遥测报警组合装置，其特征在于，所述入侵信息包括：发现入侵目标的时间和入侵目标的位置。
3.根据权利要求1所述的移动入侵目标遥测报警组合装置，其特征在于，所述传感器组，具体包括：声音传感器、震动传感器、地磁传感器、人体红外传感器、激光对射及反射式传感器；
其中，所述声音传感器，用于探测由入侵目标产生的声音信号，并消除背景噪声以强化入侵目标的声音信号；
所述震动传感器，用于探测由入侵目标产生的震动信号；
所述地磁传感器，用于探测由入侵目标产生的地磁扰动信号；
所述人体红外传感器，用于探测由入侵目标产生的红外光谱信号；
所述激光对射及反射式传感器，用于探测由入侵目标产生的激光遮蔽信号。
4.根据权利要求1所述的移动入侵目标遥测报警组合装置，其特征在于，所述采集节点，具体包括：电池、第一电源管理单元、第一处理单元、数据通信接口单元和第一ZigBee通信单元；
其中，所述电池的输出端与所述第一电源管理单元的输入端连接；所述第一电源管理单元的输出端与所述第一处理单元的电源输入端连接；所述数据通信接口单元的输入端与所述传感器组连接；所述数据通信接口单元的输出端与所述第一处理单元的信号输入端连接；所述第一处理单元的信号输出端与所述第一ZigBee通信单元的信号输入端连接。
5.根据权利要求1所述的移动入侵目标遥测报警组合装置，其特征在于，所述报警器，具体包括：箱体、交流电源模块、开关电源模块、通信控制模块、GPRS天线、GPS天线和ZigBee天线；
其中，所述交流电源模块、开关电源模块、通信控制模块安装在所述箱体内；
所述交流电源模块的输出端与所述开关电源模块的输入端连接，所述开关电源模块的输出端与所述通信控制模块连接；所述通信控制模块分别与所述GPRS天线、GPS天线和ZigBee天线连接；
所述交流电源模块，用于提供220V交流电；
所述开关电源模块，用于对输入的220V交流电进行交流-直流转换，以得到所述通信控制模块正常工作所需的直流电；
所述通信控制模块，用于通过所述ZigBee天线接收由所述采集节点发送来的入侵信息，并将所述入侵信息通过所述GPRS天线和GPS天线发送至监控中心。
6.根据权利要求5所述的移动入侵目标遥测报警组合装置，其特征在于，所述通信控制模块，具体包括：第二处理单元、GPRS和GPS通信单元、第二ZigBee通信单元和第二电源管理单元；
其中，所述第二电源管理单元的输出端分别与所述第二处理单元的电源输入端、GPRS和GPS通信单元的电源输入端、第二ZigBee通信单元的电源输入端连接；
所述第二ZigBee通信单元的信号输入端与ZigBee天线连接，所述第二ZigBee通信单元的信号输出端与所述第二处理单元的信号输入端连接；所述第二处理单元的信号输出端与所述GPRS和GPS通信单元的信号输入端连接；所述GPRS和GPS通信单元的信号输出端分别与所述GPRS天线和GPS天线连接。
7.根据权利要求1所述的移动入侵目标遥测报警组合装置，其特征在于，所述装置还包括：摄像头和视频节点；
所述摄像头设置在所述被监控区域中，用于对入侵目标进行视频录制，并将录制的视频发送至所述视频节点；
所述视频节点，用于将接收到的视频通过无线保真WIFI发送至所述监控中心。
8.根据权利要求1所述的移动入侵目标遥测报警组合装置，其特征在于，所述监控中心，具体用于：
采用多传感器信息融合算法以及智能目标识别算法分析出不同入侵目标的入侵事件。
9.根据权利要求1所述的移动入侵目标遥测报警组合装置，其特征在于，所述装置还包括：太阳能供电组件，用于为所述传感器组提供电能；
所述太阳能供电组件，具体包括：太阳能电池板、电池电源管理芯片、电池充电开关、高能锂电池、电池电压检测电路、电池放电开关和处理器；
所述电池电源管理芯片的供电输入端与所述太阳能电池板连接，所述电池电源管理芯片的电源输出端分别与所述处理器的电源输入端和所述电池充电开关的输入端连接；所述电池充电开关的输出端与所述高能锂电池的正极连接；所述高能锂电池的负极接地；所述高能锂电池的正极还与所述电池电压检测电路的信号输入端连接；所述电池电压检测电路的信号输出端与所述处理器连接；所述高能锂电池的正极还与所述放电开关的输入端连接；所述放电开关的输出端与12V供电电源正极连接；所述电池充电开关的控制端和所述电池放电开关的控制端均与所述处理器连接。
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