CN110121151A - 一种基于wavemesh自组网技术的电子安全系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于wavemesh自组网技术的电子安全系统，包括通用型电子安全护照，室外微基站、室内微基站、通讯网关以及中控平台；采用UWB和wavemesh技术的室内和室外环境中的混合使用，实现传输信号佳、不受距离和基站的限制，定位准确、提示和报警及时、同时通讯费用低的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子安全系统，尤其涉及一种基于wavemesh自组网技术的电子安全系统。
背景技术
现有技术中，室外采用的定位方式中，采用GPS或北斗定位方式，受卫星信号强弱的影响，在室内、隧道、矿井等环境下，就难以定位或根本不能实现定位；而UWB超宽带可在室内环境，通过布置基站的情况下，获得分米级的定位，但同时又会受信号强度等影响，不合适在大范围使用；通过WIFI进行信号数据的传递，受到信号强度和距离的限制，一般也也局限于百米范围内，GPRS模块或4G模块，虽然可以大范围传递数据，但也局限于移动基站或电信基站的限制，还会产生通讯费用的限制，因此需要提供一种传输信号佳、不受距离和基站的限制，同时通讯费用低的电子安全系统。
发明内容
本发明要解决的技术问题是；为了克服现有技术中存在的不足和缺陷，本发明提供了一种基于wavemesh自组网技术的电子安全系统，采用UWB和wavemesh技术的室内和室外环境中的混合使用，实现传输信号佳、不受距离和基站的限制，定位准确、提示和报警及时、同时通讯费用低的技术效果。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于wavemesh自组网技术的电子安全系统，包括通用型电子安全护照，室外微基站、室内微基站、通讯网关以及中控平台，其特征在于：
所述通用型电子安全护照包括集成有UWB标签的电子安全护照终端、电池、无线充电装置、数据传输装置、声光提示装置以及报警装置；
所述室外微基站包括室外站点、太阳能充电装置、以及室外电源适配器和安装配件；
所述室内微基站包括室内站点、POE交换机、光纤尾纤、以及室内电源适配器和安装配件；
所述室外微基站与室内微基站之间通过通讯网关连接，所述室内微基站与中控平台之间通过通讯网关连接；
所述室内微基站设置有多个且均匀发散分布在以中控平台为中心的四周，所述室外微基站设置有多个且均匀发散分布在以各个室内微基站为中心的四周；
电子安全护照终端中设置有位置传感器、海拔传感器以及电池电量检测器，电子安全护照终端由施工人员佩戴；
所述中控平台中预先设置有第一距离阈值、第二距离阈值、第三距离阈值和第四距离阈值，电子安全护照终端通过内部集成的UWB标签将施工人员的实时定位信息经数据传输装置发送给室外微基站，室外微基站收集后经过一次距离信息过滤，再经通讯网关发送给室内微基站，室内微基站收集后经过二次距离信息过滤，再经通讯网关发送给中控平台，中控平台通过内部距离判断模块进行判断，
当且仅当实时定位信息≤第一距离阈值时，中控平台直接通过由施工人员佩戴的电子安全护照终端中的声光提示装置发送欢迎语音及灯光提示；
当且仅当第一距离阈值<实时定位信息≤第二距离阈值时，中控平台直接通过由施工人员佩戴的电子安全护照终端中的声光提示装置发送工作语音提示；
当且仅当第二距离阈值<实时定位信息≤第三距离阈值时，中控平台直接通过由施工人员佩戴的电子安全护照终端中的声光提示装置发送超距语音提示；
当且仅当第三距离阈值<实时定位信息≤第四距离阈值时，中控平台直接通过由施工人员佩戴的电子安全护照终端中的报警装置发送超距语音报警、超距灯光报警和超距震动报警。
进一步地，所述室内微基站内部还设置有海拔判断模块，海拔判断模块中预先设置有第一海拔阈值和第二海拔阈值，且所述第一海拔阈值小于所述第二海拔阈值，电子安全护照终端通过内部集成的UWB标签将施工人员的实时海拔高度信息经数据传输装置发送给室外微基站，室外微基站收集后经过一次海拔信息过滤，再经通讯网关发送给室内微基站，室内微基站通过内部海拔判断模块进行判断，当且仅当实时海拔高度信息≤第一距离阈值、或实时海拔高度信息≥第二距离阈值时，室内微基站直接通过由施工人员佩戴的电子安全护照终端中的声光提示装置发送超限语音报警、超限灯光报警和超限震动报警；当且仅当第一距离阈值<实时海拔高度信息<第二距离阈值时，室内微基站直接通过由施工人员佩戴的电子安全护照终端中的声光提示装置发送语音提示。
进一步地，所述中控平台中还设置有能耗管理单元，能耗管理单元中设置有第一电量阈值以及第二电量阈值，且第一电量阈值小于第二电量阈值，电子安全护照终端通过内部集成的UWB标签将电池的实时电量信息经数据传输装置发送给室外微基站，室外微基站收集后经过一次电量信息过滤，再经通讯网关发送给室内微基站，室内微基站收集后经过二次电量信息过滤，再经通讯网关发送给中控平台，中控平台通过内部能耗管理单元进行判断，
当且仅当实时电量信息>第二电量阈值时，中控平台控制由施工人员佩戴的电子安全护照终端中的声光提示装置以及报警装置同时工作；
当且仅当第一电量阈值<实时电量信息≤第二电量阈值时，中控平台控制由施工人员佩戴的电子安全护照终端中的报警装置按照震动、语音、灯光的顺序先后进行报警工作，且相互之间通过第一时间段间隔开，并通过声光提示装置提示施工人员；
当且仅当实时电量信息≤第一电量阈值时，中控平台控制由施工人员佩戴的电子安全护照终端中的报警装置按照震动、语音、灯光的顺序先后进行报警工作，且相互之间通过第二时间段间隔开，并通过声光提示装置提示施工人员；
所述第二时间段大于所述第一时间段。
进一步地，其中，所述数据传输装置选用符合wavemesh协议的、且同时定义网络层和链路层的数据传输装置。
进一步地，其中，所述室外微基站中的太阳能充电装置和室外电源适配器不同时使用，室外电源适配器仅在恶劣天气太阳能充电装置无法使用时使用。
进一步地，其中，所述一次距离信息过滤的时间大于所述二次距离信息过滤的时间，所述一次距离信息过滤的过滤工序多于所述二次距离信息过滤的过滤工序。
进一步地，其中，所述一次电量信息过滤的时间大于所述二次电量信息过滤的时间，所述一次电量信息过滤的过滤工序多于所述二次电量信息过滤的过滤工序。
本发明的有益效果是；
（1）采用UWB和wavemesh技术的室内和室外环境中的混合使用，实现传输信号佳、不受距离和基站的限制，定位准确、提示和报警及时、同时通讯费用低；
（2）同时设置有距离、海拔高度和电量信息判断和提醒，定位准确、提示和警报及时；
（3）提示和警报包含语音、灯光和震动等多种方式，一种失效时另一种也能提示到施工人员，保证提示和警报的及时和有效；
（4）根据电量信息的多少安排报警装置间隔报警，有效提高电子安全护照电量利用率，减少成本，提高使用寿命。
附图说明
图1为本发明一种基于wavemesh自组网技术的电子安全系统的结构示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种基于wavemesh自组网技术的电子安全系统，包括通用型电子安全护照，室外微基站、室内微基站、通讯网关以及中控平台，其特征在于：
通用型电子安全护照包括集成有UWB标签的电子安全护照终端、电池、无线充电装置、数据传输装置、声光提示装置以及报警装置，其中电池用于向电子安全护照终端、声光提示装置以及报警装置提供电力，而无线充电装置用于当通用型电子安全护照电力不足时向其充电，数据传输装置用于将电子安全护照终端上的传感器检测到的信息传输给室外微基站、室内微基站以及中控平台；
室外微基站包括室外站点、太阳能充电装置、以及室外电源适配器和安装配件，其中，太阳能充电装置、以及室外电源适配器用于向室外微基站充电，安装配件用于安装室外微基站；
室内微基站包括室内站点、POE交换机、光纤尾纤、以及室内电源适配器和安装配件，其中，室内电源适配器用于向室内微基站充电，安装配件用于安装室内微基站，POE交换机用于改变传输信号类型，光纤尾纤用于传输改变类型后的数据信号；
室外微基站与室内微基站之间通过通讯网关连接，室内微基站与中控平台之间通过通讯网关连接；
室内微基站设置有多个且均匀发散分布在以中控平台为中心的四周，室外微基站设置有多个且均匀发散分布在以各个室内微基站为中心的四周，从而提高覆盖率，保证定位结果的准确，保证提示和警报的及时和到位；
电子安全护照终端中设置有位置传感器、海拔传感器以及电池电量检测器，电子安全护照终端由施工人员佩戴，从而实时检测出施工人员位置、海拔高度以及电子安全护照终端的电池电量；
中控平台中预先设置有第一距离阈值、第二距离阈值、第三距离阈值和第四距离阈值，电子安全护照终端通过内部集成的UWB标签将施工人员的实时定位信息经数据传输装置发送给室外微基站，室外微基站收集后经过一次距离信息过滤，再经通讯网关发送给室内微基站，室内微基站收集后经过二次距离信息过滤，再经通讯网关发送给中控平台，中控平台通过内部距离判断模块进行判断，
当且仅当实时定位信息≤第一距离阈值时，中控平台直接通过由施工人员佩戴的电子安全护照终端中的声光提示装置发送欢迎语音及灯光提示，以表示施工人员已进入中控平台范围内；
当且仅当第一距离阈值<实时定位信息≤第二距离阈值时，中控平台直接通过由施工人员佩戴的电子安全护照终端中的声光提示装置发送工作语音提示，以表示施工人员已进入正常工作范围内；
当且仅当第二距离阈值<实时定位信息≤第三距离阈值时，中控平台直接通过由施工人员佩戴的电子安全护照终端中的声光提示装置发送超距语音提示，以提醒施工人员已进入超远距离范围内；
当且仅当第三距离阈值<实时定位信息≤第四距离阈值时，中控平台直接通过由施工人员佩戴的电子安全护照终端中的报警装置发送超距语音报警、超距灯光报警和超距震动报警，以警告施工人员已进入信号盲区，提醒尽快返回。
具体地，室内微基站内部还设置有海拔判断模块，海拔判断模块中预先设置有第一海拔阈值和第二海拔阈值，且第一海拔阈值小于第二海拔阈值，电子安全护照终端通过内部集成的UWB标签将施工人员的实时海拔高度信息经数据传输装置发送给室外微基站，室外微基站收集后经过一次海拔信息过滤，再经通讯网关发送给室内微基站，室内微基站通过内部海拔判断模块进行判断，当且仅当实时海拔高度信息≤第一距离阈值、或实时海拔高度信息≥第二距离阈值时，室内微基站直接通过由施工人员佩戴的电子安全护照终端中的声光提示装置发送超限语音报警、超限灯光报警和超限震动报警；当且仅当第一距离阈值<实时海拔高度信息<第二距离阈值时，室内微基站直接通过由施工人员佩戴的电子安全护照终端中的声光提示装置发送语音提示。
具体地，中控平台中还设置有能耗管理单元，能耗管理单元中设置有第一电量阈值以及第二电量阈值，且第一电量阈值小于第二电量阈值，电子安全护照终端通过内部集成的UWB标签将电池的实时电量信息经数据传输装置发送给室外微基站，室外微基站收集后经过一次电量信息过滤，再经通讯网关发送给室内微基站，室内微基站收集后经过二次电量信息过滤，再经通讯网关发送给中控平台，中控平台通过内部能耗管理单元进行判断，
当且仅当实时电量信息>第二电量阈值时，中控平台控制由施工人员佩戴的电子安全护照终端中的声光提示装置以及报警装置同时工作；
当且仅当第一电量阈值<实时电量信息≤第二电量阈值时，中控平台控制由施工人员佩戴的电子安全护照终端中的报警装置按照震动、语音、灯光的顺序先后进行报警工作，且相互之间通过第一时间段间隔开，并通过声光提示装置提示施工人员；
当且仅当实时电量信息≤第一电量阈值时，中控平台控制由施工人员佩戴的电子安全护照终端中的报警装置按照震动、语音、灯光的顺序先后进行报警工作，且相互之间通过第二时间段间隔开，并通过声光提示装置提示施工人员；
第二时间段大于第一时间段，从而根据电量信息的多少安排报警装置间隔报警，有效提高电子安全护照电量利用率，减少成本，提高使用寿命，以固定的电量尽可能实现较多的、更加有效的报警和提醒。
具体地，其中，数据传输装置选用符合wavemesh协议的、且同时定义网络层和链路层的数据传输装置，采用UWB和wavemesh技术的室内和室外环境中的混合使用，实现传输信号佳、不受距离和基站的限制，定位准确、提示和报警及时、同时通讯费用低。
具体地，其中，室外微基站中的太阳能充电装置和室外电源适配器不同时使用，室外电源适配器仅在恶劣天气太阳能充电装置无法使用时使用，以尽可能减少成本、延长使用寿命。
具体地，其中，一次距离信息过滤的时间大于二次距离信息过滤的时间，一次距离信息过滤的过滤工序多于二次距离信息过滤的过滤工序，电子安全护照终端由施工人员佩戴，由于施工人员所处复杂地理环境以及身体抖动，传感器传输的距离信息相对精度低，因而过滤时间长、工序多。
具体地，其中，一次电量信息过滤的时间大于二次电量信息过滤的时间，一次电量信息过滤的过滤工序多于二次电量信息过滤的过滤工序，电子安全护照终端由施工人员佩戴，由于施工人员所处复杂地理环境以及身体抖动，传感器传输的电量信息相对精度低，因而过滤时间长、工序多。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (7)
1.一种基于wavemesh自组网技术的电子安全系统，包括通用型电子安全护照，室外微基站、室内微基站、通讯网关以及中控平台，其特征在于：
所述通用型电子安全护照包括集成有UWB标签的电子安全护照终端、电池、无线充电装置、数据传输装置、声光提示装置以及报警装置；
所述室外微基站包括室外站点、太阳能充电装置、以及室外电源适配器和安装配件；
所述室内微基站包括室内站点、POE交换机、光纤尾纤、以及室内电源适配器和安装配件；
所述室外微基站与室内微基站之间通过通讯网关连接，所述室内微基站与中控平台之间通过通讯网关连接；
所述室内微基站设置有多个且均匀发散分布在以中控平台为中心的四周，所述室外微基站设置有多个且均匀发散分布在以各个室内微基站为中心的四周；
电子安全护照终端中设置有位置传感器、海拔传感器以及电池电量检测器，电子安全护照终端由施工人员佩戴；
所述中控平台中预先设置有第一距离阈值、第二距离阈值、第三距离阈值和第四距离阈值，电子安全护照终端通过内部集成的UWB标签将施工人员的实时定位信息经数据传输装置发送给室外微基站，室外微基站收集后经过一次距离信息过滤，再经通讯网关发送给室内微基站，室内微基站收集后经过二次距离信息过滤，再经通讯网关发送给中控平台，中控平台通过内部距离判断模块进行判断，
当且仅当实时定位信息≤第一距离阈值时，中控平台直接通过由施工人员佩戴的电子安全护照终端中的声光提示装置发送欢迎语音及灯光提示；
当且仅当第一距离阈值<实时定位信息≤第二距离阈值时，中控平台直接通过由施工人员佩戴的电子安全护照终端中的声光提示装置发送工作语音提示；
当且仅当第二距离阈值<实时定位信息≤第三距离阈值时，中控平台直接通过由施工人员佩戴的电子安全护照终端中的声光提示装置发送超距语音提示；
当且仅当第三距离阈值<实时定位信息≤第四距离阈值时，中控平台直接通过由施工人员佩戴的电子安全护照终端中的报警装置发送超距语音报警、超距灯光报警和超距震动报警。
2.根据权利要求1所述的电子安全系统，其特征在于：所述室内微基站内部还设置有海拔判断模块，海拔判断模块中预先设置有第一海拔阈值和第二海拔阈值，且所述第一海拔阈值小于所述第二海拔阈值，电子安全护照终端通过内部集成的UWB标签将施工人员的实时海拔高度信息经数据传输装置发送给室外微基站，室外微基站收集后经过一次海拔信息过滤，再经通讯网关发送给室内微基站，室内微基站通过内部海拔判断模块进行判断，当且仅当实时海拔高度信息≤第一距离阈值、或实时海拔高度信息≥第二距离阈值时，室内微基站直接通过由施工人员佩戴的电子安全护照终端中的声光提示装置发送超限语音报警、超限灯光报警和超限震动报警；当且仅当第一距离阈值<实时海拔高度信息<第二距离阈值时，室内微基站直接通过由施工人员佩戴的电子安全护照终端中的声光提示装置发送语音提示。
3.根据权利要求1所述的电子安全系统，其特征在于：所述中控平台中还设置有能耗管理单元，能耗管理单元中设置有第一电量阈值以及第二电量阈值，且第一电量阈值小于第二电量阈值，电子安全护照终端通过内部集成的UWB标签将电池的实时电量信息经数据传输装置发送给室外微基站，室外微基站收集后经过一次电量信息过滤，再经通讯网关发送给室内微基站，室内微基站收集后经过二次电量信息过滤，再经通讯网关发送给中控平台，中控平台通过内部能耗管理单元进行判断，
当且仅当实时电量信息>第二电量阈值时，中控平台控制由施工人员佩戴的电子安全护照终端中的声光提示装置以及报警装置同时工作；
当且仅当第一电量阈值<实时电量信息≤第二电量阈值时，中控平台控制由施工人员佩戴的电子安全护照终端中的报警装置按照震动、语音、灯光的顺序先后进行报警工作，且相互之间通过第一时间段间隔开，并通过声光提示装置提示施工人员；
当且仅当实时电量信息≤第一电量阈值时，中控平台控制由施工人员佩戴的电子安全护照终端中的报警装置按照震动、语音、灯光的顺序先后进行报警工作，且相互之间通过第二时间段间隔开，并通过声光提示装置提示施工人员；
所述第二时间段大于所述第一时间段。
4.根据权利要求1所述的电子安全系统，其特征在于：其中，所述数据传输装置选用符合wavemesh协议的、且同时定义网络层和链路层的数据传输装置。
5.根据权利要求1所述的电子安全系统，其特征在于：其中，所述室外微基站中的太阳能充电装置和室外电源适配器不同时使用，室外电源适配器仅在恶劣天气太阳能充电装置无法使用时使用。
6.根据权利要求1所述的电子安全系统，其特征在于：其中，所述一次距离信息过滤的时间大于所述二次距离信息过滤的时间，所述一次距离信息过滤的过滤工序多于所述二次距离信息过滤的过滤工序。
7.根据权利要求3所述的电子安全系统，其特征在于：其中，所述一次电量信息过滤的时间大于所述二次电量信息过滤的时间，所述一次电量信息过滤的过滤工序多于所述二次电量信息过滤的过滤工序。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190813 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |