CN112017407B - 一体化无线地标监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种一体化无线地标监测装置，包括一控制模块，与其连接的姿态测量模块、摄像头、无线通信模块、太阳能模块和备份电池；姿态测量模块测量感知地标监测装置的实时姿态、倾斜角、振动的传感器数据，进而触发报警；多个摄像头安装于装置四周；控制模块在触发报警的同时开启摄像头并拍摄视频截图，关闭摄像头，再通过无线通信模块将视频截图发送出去；太阳能模块利用太阳能给备份电池充电，备份电池为整个一体化无线地标监测装置供电。本发明的地标监测装置在姿态测量模块触发报警后可同步上传现场图像截图，便于用户直观掌握现场情况，便于图像复核排除虚警，且摄像头通过控制模块驱动其开启和关闭来实现休眠机制，可节省电池电量。

Description

一体化无线地标监测装置

技术领域

本申请属于无线远程监测领域，具体涉及一种一体化无线地标监测装置。

背景技术

边境防控(人员入侵、破坏)应用、周界安防(人员入侵、破坏)监测应用、或地质灾害(泥石流、山体滑坡等)监测应用，往往需要在野外环境部署传感监测设备。野外环境缺少基础设施，不易取电或铺设通信线缆，所以部署无线监测装置是最优选择。

目前，无线监测技术产品往往存在监测传感手段单一的不足，使用户对监测现场情况的掌控不够立体直观的问题，在安防监测应用方面，往往只是信息流的单向传输，用户虽然能远程获知现场信息，但缺乏手段与现场远程交互，例如发出警告、驱离入侵者。

此外，一些现有无线监测装置，虽然可能采用太阳能供电方案，但往往需要单独的太阳能电池板，与监测装置分立布设，增加了布设工作量。

发明内容

本发明的的目的在于提供一体化无线地标监测装置，以便于图像复核排除虚警，同时节省电池电量，提高装置的使用时间。

为了实现上述目的，本发明提供了一种一体化无线地标监测装置，包括一控制模块，以及与所述控制模块连接的姿态测量模块、摄像头、无线通信模块、太阳能模块和备份电池；其中，所述姿态测量模块设置为测量感知所述无线地标监测装置的实时姿态、倾斜角、振动的传感器数据，进而通过传感器数据的处理和检测来触发报警；所述摄像头的数量为多个，其安装于一体化无线地标监测装置的四周；所述控制模块设置为在姿态测量模块触发报警的同时开启所述摄像头并拍摄视频截图，关闭摄像头，再通过无线通信模块将视频截图发送出去；所述太阳能模块与备份电池彼此连接，设置为利用太阳能给备份电池充电，所述备份电池为整个一体化无线地标监测装置供电。

所述姿态测量模块和无线通信模块设置为一直保持开启，所述无线通信模块设置为一直接收来自外界的用户指令。

所述姿态测量模块同时包括三轴陀螺仪和三轴加速度计，控制模块设置为按照用户指令在监测到振动事件和/或监测到倾倒事件时触发报警。

所述摄像头还根据用户指令由所述控制模块驱动其开启和关闭，摄像头设置为在开启时拍摄视频或视频截图。

所述摄像头的数量为4个，分别指向4个方向，从而在开启时拍摄全景360°的4张清晰视频截图。

所述控制模块还与一定位模块连接，所述定位模块具备多模GNSS卫星定位功能，其通过卫星定位系统确定所述一体化无线地标监测装置所部署的位置的经纬度和高度坐标。

所述定位模块设置为按一定周期开启，该周期根据用户指令通过所述控制模块设定。

所述控制模块还与一语音模块和一警示照明灯连接，所述语音模块包含拾音器、扬声器和相关电路，所述控制模块设置为根据用户指令驱动所述语音模块的拾音器和/或扬声器开启和关闭，且控制模块设置为根据用户指令驱动警示照明灯开启和关闭。

所述控制模块、姿态测量模块、摄像头、定位模块、无线通信模块、语音模块、警示照明灯、太阳能模块和备份电池都一体化集成于一个单一的壳体内。

所述一体化无线地标监测装置插设在土地中，或者安装在立柱或围栏上。

本发明的一体化无线地标监测装置采用多种技术手段融合，在姿态测量模块触发报警后可同步上传现场图像截图，便于用户直观掌握现场情况，便于图像复核排除虚警，且摄像头通过控制模块驱动其开启和关闭来实现休眠机制，可节省电池电量；此外，本发明的一体化无线地标监测装置具备太阳能充电功能，极大提高装置的使用时间。此外，本发明的一体化无线地标监测装置采用一体化总体设计，所有设备和模块均集成在一个单个的壳体内，便于运输、安装。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施例的一体化无线地标监测装置的组成模块图。

图2为根据本发明的一个实施例的一体化无线地标监测装置的侧视结构示意图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体的实施例对本发明所述的一体化无线地标监测装置做进一步的详细说明。

如图1所示，本发明提出一种一体化的无线地标监测装置，该装置由一个控制模块10，以及与该控制模块10连接的姿态测量模块1、摄像头2、定位模块3、无线通信模块4、语音模块5、警示照明灯6、太阳能模块7和备份电池8组成，且太阳能模块7和备份电池8彼此连接。控制模块10、姿态测量模块1、摄像头2、定位模块3、无线通信模块4、语音模块5、警示照明灯6、太阳能模块7和备份电池8都一体化集成于一个单一的壳体内。

其中，姿态测量模块1同时包括三轴陀螺仪和三轴加速度计，设置为测量感知所述无线地标监测装置的实时姿态、倾斜角、振动等传感器数据，进而通过传感器数据的处理和检测来判定出报警事件，即触发报警。姿态测量模块1设置为一直保持开启。三轴陀螺仪和三轴加速度计均可测量到振动信息，且倾斜角由三轴加速度计测量得到，因此在安防监测应用中，当有人员非法触碰、破坏无线地标导致其发生振动时，或者在地质灾害监测应用中，当发生泥石流、山体滑坡等地质灾害导致无线地标的倾斜角超过一定角度阈值时，都可以通过姿态测量模块1的传感器数据的处理和检测来判定出来所要监测的报警事件，并将报警信息通过无线通信模块4发送出去，例如发送给外界的后台服务器供用户进一步处置。

在本实施例中，本发明的一体化无线地标监测装置可插设在土地中，从而在有人触动、破坏装置，或发生泥石流山体滑坡等时，即可使得姿态测量模块1触发报警；一体化无线地标监测装置也可安装在已有的立柱或围栏上，从而在立柱倾倒、人员攀爬围栏等情况下使得姿态测量模块1触发报警。因而，姿态测量模块1判定出的报警事件可以是入侵报警或灾害报警。

如图2所示，摄像头2安装于一体化无线地标监测装置的四周，设置为在开启时拍摄视频或视频截图。在本实施例中，所述摄像头2的数量为4个，分别指向4个方向，从而可以在开启时拍摄全景360°的4张清晰视频截图。在其他实施例中，摄像头的数量还可以改为设置成2个、3个或其他任意多个，以实现全景拍摄。控制模块10设置为在姿态测量模块1触发报警的同时开启所述摄像头2并拍摄视频截图，关闭摄像头2，再通过无线通信模块4将视频截图发送出去，从而发送给用户。用户可据此对该次报警做图像复核，使用户能直观掌控监控现场情况，以及排除虚警情况。此外，摄像头2除了可以在姿态测量模块1触发报警的同时由控制模块10驱动其开启，也可根据用户指令由控制模块10驱动其开启和关闭(比如用户有时想主动观看无线地标四周的视频截图)。摄像头2通过控制模块10驱动其开启和关闭来实现休眠机制，可节省电池电量。

再请参见图1，定位模块3具备多模GNSS卫星定位功能，其与GPS、北斗、格罗纳斯、伽利略等卫星定位系统通信连接，可通过卫星定位系统确定一体化无线地标监测装置所部署的位置的经纬度和高度坐标，从而可根据此坐标，在一个地图软件界面上标示出所述无线地标监测装置所处的位置。此外，定位模块3支持RTK差分定位功能，从而可实现厘米级的定位精度。定位模块3可设置为按一定周期开启，该周期根据用户指令通过所述控制模块10设定。

无线通信模块4包含收发天线和通信电路，用于无线地标监测装置与外界进行无线通信。收发天线用于发射和接收无线信号，通信电路用于无线收发数据的编解码。无线通信可根据具体应用需求采用蜂窝移动公网通信(2/3/4/5G)、北斗卫星短报文、WiFi技术、LORA技术或蓝牙技术。无线通信模块4设置为一直保持开启，这样可以随时接收来自外界的用户指令。

语音模块5包含拾音器、扬声器和相关电路，控制模块10设置为根据用户指令驱动所述语音模块5的拾音器和/或扬声器开启和关闭。拾音器设置为在开启时将现场监听的声音数据发送给用户，使用户获得更丰富的现场信息，扬声器设置为在开启时播放用户的远程喊话，可用于喝阻、驱离入侵者。

如图2所示，警示照明灯6设置于一体化无线地标监测装置的侧面，警示照明灯6采用高亮LED灯，可在夜间发出警示闪烁，起到警示作用，例如在安防监测应用中可用于警告入侵者勿靠近。控制模块10设置为根据用户指令驱动警示照明灯6开启和关闭。

太阳能模块7布置于一体化无线地标监测装置的上顶端，与一体化无线地标监测装置内部的备份电池8连接，可在阳光充足时利用太阳能给备份电池8充电，所述备份电池8为整个一体化无线地标监测装置供电，由此，太阳能模块7弥补了一体化无线地标监测装置运行所消耗的电能，因此极大的延长了一体化无线地标监测装置在野外部署后的工作时间，减轻充电维护的工作量。太阳能模块设置于无线地标装置顶端，无需另外架设，方便安装部署。

再请参见图1，控制模块10是本发明的一体化无线地标监测装置的核心模块，由控制器和存储器组成，其设置为通过无线通信模块4接收并响应用户远程发来的各项操作指令(即，用户指令)，驱动摄像头2、定位模块3、语音模块5和警示照明灯6这些模块的开启和关闭。

控制模块10可能收到的用户指令包括设置心跳包周期指令，设置定位周期指令，设置监测模式指令，查看视频截图指令，查看视频指令，停止查看视频指令，监听现场声音指令，停止监听现场声音指令、现场喊话指令、停止现场喊话指令、开启警示灯指令和关闭警示灯指令。

在接收到这些用户指令时，控制模块10对应的控制操作包括：

设置心跳包周期指令：控制模块10按照所述设置心跳包周期指令要求的周期，通过无线通信模块4向外发送心跳数据包，该心跳数据包可用于用户确定该无线地标装置是否还在正常工作，心跳数据包内包含该无线地标的编号、经纬度高度信息，心跳包周期可根据用户需求设置为1分钟或5分钟等；

设置定位周期指令：控制模块10按照所述设置定位周期指令要求的周期进行卫星定位操作，每次定位操作的步骤包括，开启定位模块3，定位出无线地标当前所处的经纬度高度信息，将此信息存储到控制模块10的存储器中，再关闭定位模块3；

设置监测模式指令：控制模块10按照所述设置监测模式指令的要求，设置姿态测量模块1的监测报警模式，比如是监测到振动事件即触发报警，或是监测到倾倒事件即触发报警，或是两种事件都触发报警等；

查看视频截图指令：控制模块10开启摄像头2，拍摄视频截图，关闭摄像头2，再通过无线通信模块4将视频截图发送给用户；

查看视频指令：控制模块10开启摄像头2，将摄像头2拍摄的视频流数据，通过无线通信模块4发送给用户；

停止查看视频指令：控制模块10关闭摄像头2；

监听现场声音指令：控制模块10开启语音模块5的拾音器，再将现场监听的声音数据，通过无线通信模块4发送给用户；

停止监听现场声音指令：控制模块10关闭语音模块5的拾音器；

现场喊话指令：控制模块10开启语音模块5的扬声器，将外界发送来的语音数据，通过语音模块5的扬声器播放出来；

停止现场喊话指令：控制模块10关闭语音模块5的扬声器；

开启警示灯指令：控制模块10开启警示照明灯6；

关闭警示灯指令：控制模块10关闭警示照明灯6。

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (8)

1.一种一体化无线地标监测装置，其特征在于，包括一控制模块（10），以及与所述控制模块（10）连接的姿态测量模块（1）、摄像头（2）、无线通信模块（4）、太阳能模块（7）和备份电池（8）；

其中，所述姿态测量模块（1）设置为测量感知一体化无线地标监测装置的实时姿态、倾斜角、振动的传感器数据，进而通过传感器数据的处理和检测来触发报警；所述姿态测量模块（1）同时包括三轴陀螺仪和三轴加速度计，且倾斜角由三轴加速度计测量得到；

所述摄像头（2）的数量为多个，其安装于一体化无线地标监测装置的四周；

所述控制模块（10）设置为在姿态测量模块（1）触发报警的同时开启所述摄像头（2）并拍摄视频截图，关闭摄像头（2），再通过无线通信模块（4）将视频截图发送出去；

所述太阳能模块（7）与备份电池（8）彼此连接，设置为利用太阳能给备份电池（8）充电，所述备份电池（8）为整个一体化无线地标监测装置供电；

所述控制模块（10）还与一定位模块（3）连接，所述定位模块（3）具备多模GNSS卫星定位功能，其通过卫星定位系统确定所述一体化无线地标监测装置所部署的位置的经纬度和高度坐标，从而可根据此坐标，在一个地图软件界面上标示出所述无线地标监测装置所处的位置；所述定位模块（3）设置为按一定周期开启，该周期根据用户指令通过所述控制模块（10）设定；

控制模块（10）收到的用户指令包括设置心跳包周期指令和设置定位周期指令；

在接收到设置心跳包周期指令时，控制模块（10）对应的控制操作包括：控制模块（10）按照所述设置心跳包周期指令要求的周期，通过无线通信模块（4）向外发送心跳数据包，该心跳数据包可用于用户确定该无线地标监测装置是否还在正常工作，心跳数据包内包含该无线地标的编号、经纬度高度信息，心跳包周期可根据用户需求设置；

在接收到设置定位周期指令时，控制模块（10）对应的控制操作包括：控制模块（10）按照所述设置定位周期指令要求的周期进行卫星定位操作，每次定位操作的步骤包括，开启定位模块（3），定位出无线地标当前所处的经纬度高度信息，将此信息存储到控制模块（10）的存储器中，再关闭定位模块（3）。

2.根据权利要求1所述的一体化无线地标监测装置，其特征在于，所述姿态测量模块（1）和无线通信模块（4）设置为一直保持开启，所述无线通信模块（4）设置为一直接收来自外界的用户指令。

3.根据权利要求2所述的一体化无线地标监测装置，其特征在于，控制模块（10）设置为按照用户指令在监测到振动事件和/或监测到倾倒事件时触发报警。

4.根据权利要求2所述的一体化无线地标监测装置，其特征在于，所述摄像头（2）还根据用户指令由所述控制模块（10）驱动其开启和关闭，摄像头（2）设置为在开启时拍摄视频或视频截图。

5.根据权利要求4所述的一体化无线地标监测装置，其特征在于，所述摄像头（2）的数量为4个，分别指向4个方向，从而在开启时拍摄全景360°的4张清晰视频截图。

6.根据权利要求1所述的一体化无线地标监测装置，其特征在于，所述控制模块（10）还与一语音模块（5）和一警示照明灯（6）连接，所述语音模块（5）包含拾音器、扬声器和相关电路，所述控制模块（10）设置为根据用户指令驱动所述语音模块（5）的拾音器和/或扬声器开启和关闭，且控制模块（10）设置为根据用户指令驱动警示照明灯（6）开启和关闭。

7.根据权利要求6所述的一体化无线地标监测装置，其特征在于，所述控制模块（10）、姿态测量模块（1）、摄像头（2）、定位模块（3）、无线通信模块（4）、语音模块（5）、警示照明灯（6）、太阳能模块（7）和备份电池（8）都一体化集成于一个单一的壳体内。

8.根据权利要求1所述的一体化无线地标监测装置，其特征在于，所述一体化无线地标监测装置插设在土地中，或者安装在立柱或围栏上。

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