CN110535921A - 一种用户信息传输装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用户信息传输装置，其具有无线基站功能、视频语音复核查岗功能、指纹考勤功能以及人体感应查岗功能；无线基站模块可自行构建一个自组无线网络，并通过建立的自主无线网络与消防监控相关的无线传感器之间进行无线通信，获取所需监控之消防信息数据并将这些监控数据转发至监控平台；视频语音复核查岗功能则通过将语音和视频识别协同起来，解决现存查岗无法确认是否是官方备案的持证人员在岗值守的问题；指纹考勤功能为消防控制室值班人员提供考勤管理及记录上岗情况；人体感应查岗功能随时监控消防控制室范围内人员在岗人数及值守时间，发现异常情况可实现自动触发报警。

Description

一种用户信息传输装置

技术领域

本发明涉及用户信息传输装置和无线射频技术。具体涉及利用用户信息传输装置添加无线基站功能、视频语音识别功能、考勤管理功能、人体感应功能。

背景技术

随着消防数字化的普及，消防设施联网化已成为大势所趋。在其中使用物联网技术将各类消防设施，设备，传感器等加入到城市消防远程监控系统中是消防技术的一个重要突破。消防物联网技术可以快速进行各类数据的全方位采集和传输，基于完整的数据图谱分析而不是单一、零散的数据源，应用位置定位、物联网、移动指挥终端等设备、掌握调动力量所在位置、数量和状态，实现移动式信息推送、一键式力量调度和前后方信息交互，实现灭火救援的一张图指挥，一张图调度、一张图分析，一张图决策。这其中基于国标GB26875.1-2011的用户信息传输装置是信息采集传输的中枢。

现有的用户信息传输装置，一般采用有线的方式（如RS232/RS485串行总线）对接和获取智能化的消防控制器（如传统消防报警主机、电气火灾监控控制器等）的数据，并将这些数据通过有线或通过运营商网络（如2G/3G/4G）无线传输至消防监控中心。对于现有的非智能化的消防设备和设施，现有的用户信息传输装置无法直接的获得相关的数据。

现有的非智能化的消防设备和设施一般地处偏远的地下泵房或配电间等，在对其进行信息采集时面临着施工布线困难的问题。因此现有的解决方案通常使用GPRS等技术作为数据传输节点，将传感器采集的信息通过移动通信网络传输至消防监控中心。现有方案针对每一个需要监测的消防设施，均需部署一个带有GPRS功能的数据传输节点。一般来说，每个建筑物需要监测的独立消防设施多达几十个至上百个，这样一来，由成千上万个建筑物组成的物联网城市消防远程监控系统内，仅每年需要支付的数据流量费一项就高达数百万元之巨，这对整个系统的运营造成了极大困扰。因此，在有些方案中使用了架设自组网基站的方法来降低数据流量费，在每个建筑物架设一个自组网基站后，仅需一个GPRS数据节点即可完成所有数据的传送。但这样增加了系统复杂度，在采集终端与系统间多了一个自组网基站，降低了系统可靠性；且自组网基站建设成本较高，其成本需均摊于此建筑物的所有消防设施监测点，如果监测点偏少，则每个监测点的建设成本将十分高昂。因此，如果用户信息传输装置能够实现无线基站的功能，直接获取无线采集终端的数据并上传至消防监控中心，这样能大幅地降低系统的建设成本和后期运营费用，降低系统的复杂性和提供系统的可靠性，还能在用户信息传输装置内部实现智能化的消防设备信息和非智能化的消防设备信息的协同和耦合。

同时，现有的用户信息传输装置不具有视频查岗的功能，无法通过用户信息传输装置直接实现消防控制室和消防物联网指挥中心的联动，无法掌握消防控制室实时情况及和值班人员互动等问题。即便通过用户信息传输装置本身具备的查岗功能实现查岗操作，也无法确认消防控制室值班人员是否就是官方登记备案的持证值班人员；同时除了固定的查岗时间，现有方案无法长时间监测消防控制室人员在岗情况，人员离岗也无法做出提示；消防控制室值班制度也常常因为缺少可远程监控的考勤手段而形同虚设。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明提出了一种具有无线基站、视频查岗以及考勤、人体感应功能的用户信息传输装置。

一种用户信息传输装置，用户信息传输装置可通过无线基站模块构建自组无线网络，并通过建立的自主无线网络与消防监控相关的无线传感器之间进行无线通信，获取所需监控之消防信息数据并将这些监控数据转发至监控平台，用户信息传输装置集成有视频语音识别模块，考勤模块，人体感应模块。

优选的，安装有可提供无线基站功能的模块。

优选的，运行具有无线网关功能的软件程序。

优选的，通过添加的无线基站模块，可实现与无线传感器之间的无线通信。

优选的，配置用于接收非营运商网络信号的天线及配件。

优选的，安装用于人脸识别的视频模块和语音模块。

优选的，安装用于考勤功能的指纹、刷卡模块及其配套软件程序。

优选的，安装人体感应模块及其配套软件程序，用以判断消防控制室范围内人员在岗情况。

相比于传统用户信息传输装置，此发明所涉及的用户信息传输装置除了具有传统用户信息传输装置所具备的通过RS232、RS485等有线接口采集数据外，还可以通过自组网无线的方法采集数据。针对位于地下水泵房，屋顶水箱，喷淋管网末端等施工布线极为困难而所采集数据对智慧消防又是必须的地方，可以直接布设无线数据采集终端，并通过自组网无线的方式将所采集数据传送至用户信息传输装置并通过其整合后发往远端消防物联网监控软件平台，使得采集传统消防实时数据变得方便快捷；同时，本发明提供的用户信息传输装置可直接接入摄像头，通过使用视频监控、语音对讲功能，实现消防控制室和消防物联网指挥中心联动，以解决现有技术中无法掌握消防控制室实时情况及和值班人员互动等问题，具有性能稳定、安装便捷、实时监控等特点；另外，本发明提供的用户信息传输装置能够实现实时人体感应功能，当值班人员在未登记的情况下离岗，导致消防控制室无人值班，超过预定时间，用户信息传输装置立即发送报警信息提示远端消防物联网监控软件平台，由平台督促相关人员尽快回到岗位，确保消防控制室不会出现无人值守的情况，提高了监管安全性；本发明提供的用户信息传输装置通过内置考勤模块，通过指纹识别，与平台存储的对应单位人员信息做智能比对，在值班记录的基础上确保对应值班人员上岗，以防出现代替值班、代替打卡情况，增加了消防控制室值班情况的规范性。

附图说明

图1 本用户信息传输装置结构示意图；

图2 本发明的用户信息传输装置的无线基站数据采集流程图；

图3 本用户信息传输装置智能视频查岗流程图；

图4 本用户信息传输装置人员在岗监测流程图；

图5 本用户信息传输装置值班考勤流程图。

具体实施方式

本发明提出了一种具有无线基站功能的用户信息传输装置和视频查岗功能的用户信息传输装置，能够在传统用户信息传输装置通过串口，CAN总线等方式采集数据的同时，通过自组网无线的方法采集数据，为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用户信息传输装置，用户信息传输装置具有无线基站功能，可通过该无线基站模块构建自组无线网络，并通过建立的自主无线网络与消防监控相关的无线传感器之间进行无线通信，获取所需监控之消防信息数据并将这些监控数据转发至监控平台；其通过无线途径获取数据的方法包括但不限于lora技术，ZigBee技术、WiFi、蓝牙、以及其他标准结构或自定义架构的射频网络；用户信息传输装置还集成有视频语音模块、考勤模块、人体感应模块。本用户信息传输装置结构如图1所示。

具体的，安装有可提供无线基站功能的模块，并不连接和使用通信运营商的网络。

具体的，运行具有无线网关功能的软件程序。

具体的，通过添加的无线基站模块可构建自组无线网络，并通过建立的自主无线网络与消防监测相关的无线传感器之间进行直接的无线通信，获取所需监控之消防信息数据。

具体的，配置用于接收非营运商网络信号的天线及配件。

具体的，安装用于人脸识别的视频模块和语音模块。

具体的，安装用于考勤功能的指纹、刷卡模块及其配套软件程序。

具体的，安装人体感应模块及其配套软件程序，用以判断消防控制室内人员在岗情况。

此用户信息传输装置内置无线基站芯片，可使用linux或其他嵌入式操作系统，在系统中，运行用户信息传输装置本身数据采集程序的同时运行用于通过无线通道采集信息的虚拟网关程序，通过无线通道所采集数据和通过普通有线通道所采集数据在系统内整合后，由用户信息传输装置通过以太网或2/3/4G通信网络传输给消防物联网指控中心。

以LoRaWAN自组网方案为例，目前一般采用星型网络并发模式，一点对多点通信，多个从节点可同时与中心点通信，从节点可随机上报数据，节点可以根据外界环境和信道阻塞自动采取跳频和速率自适应技术，逻辑上网关可以接收不同速率和不同频点的信号组合，物理上网关可以同时接收8路、 16路、32路甚至更多路数据，减少了大量节点上行时；冲突的概率。具有极大的延拓性，可单独建网，可交叉组网。

LoRaWAN自组网方案还需在用户信息传输装置上部署监测及网络服务软件，监测软件主要对整个系统的运行状况进行监控。出现异常情况时，给出报警提示；同时可进入设置界面进行参数设置，对历史数据存储和打印。监测软件做为网关，可对任一设备进行点对点通信，也可通过广播命令控制所有从机，当主机获取所有从机数据时，从机根据设备编号延时间隔固定时间依次回应数据。

依据以上方案，用户信息传输装置所具有的无线基站应该具备如下功能及性能参数。

n 组网通信功能：通过通信基站向全部设备广播信息；通过通信基站向某一特定设备发送参数或控制命令；通信基站同时接收16个设备的上传数据。

n 通信加密功能：无线通信具备加密功能，提供加密算法。

n 设备命名功能：为每一个接入网络的设备定义设备编号，名字可长期不变，也可经授权改变，可唯一识别不同的设备，满足后续数据处理。

n 调试界面软件功能：实时显示各设备数据，包括设备工作状态、设备传感器数据；设置设备参数与状态，包括设备命名与修改、下达复位命令、设置报警值、设置数据上传时间间隔、启停数据采集等；存储数据，按照不同任务、不同设备进行关联存储；数据可查询；数据可打印。

n API接口通信功能：按照MODBUS数据格式和所用通信协议，建立界面软件（包括调试界面软件）和通信基站之间通信通道，界面软件可实现相应功能。

n 故障显示与定位功能：当通信基站和通信模块发生故障时，界面可显示故障，并显示具体哪一个通信模块或通信基站发生故障。

n 无线通信体制：一个基站对多个通信设备的组网通信。

n 无线通信距离：无遮挡传输距离≥2000m，有金属遮挡传输距离≥500m。

n 无线通信速率：通信基站向用户设备下传数据≥1kbps；用户设备向通信基站上传数据≥5kbps；通信基站数据吞吐速率≥10kbps，可同时接收≥16路的设备上传数据；有遮挡时，上传和下传数据率的衰减量≤50%。

n 通信模块供电：采用+12V或+5V电源供电，通过DC12V电源适配器或用户信息传输装置内部USB口供电。

n 数据加密吞吐量：无线通信上传和下传数据进行加密，16路同时上传时，数据吞吐速率不超过通信基站额定能力的70%。提供数据加解密算法。

n 工作环境：温度0℃~40℃ 湿度0%~95%不凝露。

此用户信息传输装置可适应多种使用场景，除对接传统消防的火灾报警控制主机，以及连接消防控制室的其他消防设施设备外；还可通过无线手段，连接整栋建筑物的所有物联网消防探测设备，包括但不限于：消火栓系统，自动喷水灭火系统，气体灭火系统，防烟排烟系统，防火门及卷帘系统；还可针对消防控制室进行智能视频及语音查岗。

用户信息传输装置带有的无线基站业务执行流程如图2所示，以采用LoRaWAN网络为例；在用户信息传输装置启动后，首先给LoRaWAN基站射频部分上电，其linux系统调用启动LoRaWAN网关程序，网关程序读取预配置并根据相应的服务器地址端口号等与消防数据中心LoRaWAN服务器取得连接。接着通过远程或者本地手段，将预期连接的各种LoRaWAN终端设备的参数（LoRaWAN网络可以包括DevAddr，APPskey，Nwkskey等信息）写入到运行于用户信息传输装置系统中的LoRaWAN服务器中。接着等待配置完成的终端设备通过无线网络向用户信息传输装置发送所采集数据，用户信息传输装置收到数据后将其与通过有线途径采集到的传统火灾自动报警系统数据合并后通过以太网发送给远端消防数据中心。

具有无线基站功能的用户信息传输装置在选用无线频段时可根据实际情况需要挑选，在应对较为复杂环境时可使用基于LoRaWAN技术，其通信距离长，穿透力较强；可适应大楼，园区等较复杂环境的接入。在应对简单环境时，可使用基于ZigBee技术的接入方式，降低数据采集终端运行功耗，减少部署成本，延长电池使用寿命。

在城市远程消防监控系统或消防物联网监控系统中，部署采用具有无线基站功能的用户信息传输装置能根本上解决针对现有建筑物消防设施联网化的过程中遇到的施工难题，使得将已经建成的复杂建筑物的现有消防设施纳入到消防物联网监控系统中成为可能；同时无需部署众多GPRS终端，进而节省巨额数据流量费用；也无需额外架设通讯基站设施设备，方便施工维护。让消防物联网应用于传统消防系统时真正成为，方便建设，基本免维护，能获取实时数据的系统。同时，具有视频查岗及语音对讲功能的用户信息传输装置将帮助消防监管部门极大的降低执行巡查的力度，提高巡查效率，确保各受监管单位在岗的人员均为备案的持证上岗人员，完全解决现在消防控制室无人值守或值守人员随意的难点。

本用户信息传输装置所集成语音查岗功能则满足了消防指挥中心对下属消防控制室的人员值班情况进行实时掌握的需求，其流程如图3所示。接到指挥中心视频查岗请求后，用户信息传输装置发起查岗提醒，同时启动摄像头拍摄视频，当消防控制室人员进行查岗操作时，智能视频语音识别模块协同对值班人员同时进行人脸识别和语音识别，确认为正确的人员并给出提示后完成查岗操作。另外用户信息传输装置在查岗结束后将所记录视频上传至数据中心存储备查。

消防控制室是建筑消防设施的心脏，也是单位日常消防工作管理的中枢核心，发生火灾后还是灭火、救援的应急指挥中心。近年来，一些单位由于消防控制室无人值班，值班操作人员玩忽职守或将火灾自动报警系统人为设置在手动状态而导致小火酿成大灾，教训十分深刻。因此，保障消防控制室的可靠运行和有效管理，意义十分重大。

本用户信息传输装置集成了人体感应模块，通过微波或者红外信号，对消防控制室值班人员进行综合管控，设备系统运行之后，对消防控制室人员在岗情况进行实时监测，具体工作流程按图4所示（图中以红外感应模块为例）：若值班人员在未登记的情况下离岗，导致消防控制室无人值班，超过预定时间，用户信息传输装置立即发送报警信息提示远端消防物联网监控软件平台，平台可以操作传输装置摄像头对现场进行情况确认，并督促相关人员尽快回到岗位，确保消防控制室不会出现无人值守的情况，提高了监管安全性。

另外，根据法律法规的要求，消防控制室设立24小时持证人员上岗值班，每班至少2人。由于消防控制室人员无证上岗，无法正确操作自动灭火系统导致小火酿成大灾，教训十分深刻，针对这个情况，本用户信息传输装置加入了考勤识别模块，对消防控制室内上岗人员上下班情况、是否持证上岗情况进行综合监管，具体工作流程按图5所示：通过指纹识别，与平台存储的对应单位人员信息做智能比对，在值班记录的基础上确保对应值班人员上岗，以防出现代替值班、代替打卡情况，增加了消防控制室值班情况的规范性。

本实例仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的方法和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用户信息传输装置，其特征在于：用户信息传输装置集成有无线基站模块，可通过无线基站模块构建自组无线网络，并通过建立的自主无线网络与消防监控相关的无线传感器之间进行无线通信，获取所需监控之消防信息数据并将这些监控数据转发至监控平台，用户信息传输装置还集成有视频语音识别模块，考勤模块，人体感应模块。

2.基于权利要求1所述的用户信息传输装置，其特征在于：安装有提供无线基站功能的模块。

3.基于权利要求1所述的用户信息传输装置，其特征在于：运行具有无线网关功能的软件程序。

4.基于权利要求1所述的用户信息传输装置，其特征在于：通过添加的无线基站可构建自组无线网络，并通过建立的自主无线网络与消防监控相关的无线传感器之间进行无线通信，获取所需监控之消防信息数据并将这些监控数据转发至监控平台。

5.基于权利要求1所述的用户信息传输装置，其特征在于：配置用于接收非营运商网络信号的天线及配件。

6.基于权利要求1所述的用户信息传输装置，其特征在于：安装有视频语音识别模块，能通过将语音和视频识别协同起来，实现更准确的人员查岗功能。

7.基于权利要求1所述的用户信息传输装置，其特征在于：安装用于考勤功能的指纹、刷卡模块及其配套软件程序。

8.基于权利要求1所述的用户信息传输装置，其特征在于：安装人体感应模块及其配套软件程序，用以判断消防控制室范围内人员在岗情况。