CN112887644A - 一种5g执法记录终端系统 - Google Patents

一种5g执法记录终端系统 Download PDF

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刘千国
王一彪
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Abstract

本发明涉及一种5G执法记录终端系统,属无线通信技术领域。包括终端本体,终端本体的主板主要由主控芯片、基带模块、射频模块构成;所述主控芯片包括5G射频模组、电源管理单元;所述基带模块包括音频、充电、SIM卡,T‑FLASH卡、存储、按键、指示灯、背光、USB接口、LCD接口、主摄像头和后摄像头;所述射频模块包括外围天线整合电路、5G TRX天线、5G DIV天线、GNSS电路、WiFi/BT电路和NFC电路。实现高清拍照和录相、及清晰录音效果好,GPS/北斗定位兼容性强,集5G视频实时回传、远程音视频实时协同指挥、强大数据存储和分析功能于一体,小巧便携,适配多种执法场景应用,操作方便可靠。

Description

一种5G执法记录终端系统
技术领域
本发明涉及一种5G执法记录终端系统,属无线通信技术领域。
背景技术
伴随2013年执法记录仪行业标准颁布及2018年国务院办公厅发布国发办〔2018〕118号文件精神要求,执法记录仪步入规范、快速发展阶段,越来越多地被税务、城管、铁路、公安、环保、工商、司法等行政执法部门使用,在实时记录执法过程、现场取证及事后准确回溯方面发挥了重要作用,已逐渐成为各行政执法部门的得力助手。但基于4G通信及与之配套组件的自身缺憾,阻滞了4G执法记录仪的进一步发展。近几年,具有高速率、低时延、大容量特征的5G通信已在中国率先广泛实施,技术成熟,领先世界,给配套研制5G执法记录仪打下坚实基础,但目前不多的5G执法记录装置在提升配套设施组件及实现功能上发力不足,实用性能差强人意,难以满足执法者的实际使用要求。
发明内容
本发明的目的在于,针对上述现有技术的不足,提供一种实现高清拍照和录相、及清晰录音效果好,GPS/北斗定位兼容性强,集5G视频实时回传、远程音视频实时协同指挥、强大数据存储和分析功能于一体,小巧便携,适配多种执法场景应用,操作方便可靠的5G执法记录终端系统。
本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的:
一种5G执法记录终端系统,包括终端本体,终端本体主要由底壳、主板、TP+LCD组件、前壳、电池组件、主摄像头、后摄像头构成;所述电池组件由电池、电池盖扣位支架、电池盖扣位、电池盖防水圈和电池盖组成;其特点是:所述主板主要由主控芯片、基带模块、射频模块构成;所述主控芯片包括5G射频模组、电源管理单元;所述基带模块包括音频、充电、SIM卡,T-FLASH卡、存储、按键、指示灯、背光、USB接口、LCD接口、主摄像头和后摄像头;所述射频模块包括外围天线整合电路、5G TRX天线、5G DIV天线、GNSS电路、WiFi/BT电路和NFC电路;所述按键包括PTT对讲键、音频按键、拍照按键、录像/视频回传键、耳机塞、音量增大键、音量减小键和重点标记按键。
进一步,所述的底壳内安装有主板和TP+LCD组件,底壳内通过摄像头支架安装有后摄像头,底壳内通过显示屏支架安装有镜片,底壳通过主天线支架安装有射频模块,底壳左侧壁从上至下设置有PTT对讲键、音频按键、拍照按键和录像/视频回传键;底壳右侧壁从上至下设置有耳机塞、音量增大键、音量减小键和重点标记按键;底壳顶部设置有电源键,底壳底部设置有充电触点;底壳前端通过主防水圈安装有前壳,所述前壳顶部安装有主摄像头、红外灯镜片;前壳内安装有电池,前壳通过电池盖扣位支架、电池盖扣位和电池盖防水圈安装有电池盖。
进一步,所述的基带模块的音频包括主麦克MIC电路、扬声器电路、耳机电路;主麦克MIC电路依托主控芯片音频输入电路;扬声器电路采用AW8736音频功放,最大输出大于1.5W。
进一步,所述的基带模块的充电由主控芯片内部主充电电路构成,主充电电路支持5V 1.5A。
进一步,所述的基带模块的存储为基带模块内置内存,3GB LPDDR4/4X + 32GBeMMC。
进一步,所述的基带模块的背光采用AW9961驱动LCD背光,背光LED为并联连接方式。
进一步,所述的基带模块的指示灯为状态指示灯,通过呼吸灯芯片控制开关状态。
进一步,所述的基带模块的LCD接口采用BTB连接方式,保证装配性和牢靠性。
进一步,所述的射频模块的外围天线整合电路,将两个以上频率范围不重合的天线通过分频滤波整合到一起,实现天线数量减少设置。
进一步,所述的射频模块的5GTRX天线和5GDIV天线呈倒“F”形状;射频模块的GNSS电路支持L1和L5双频同时工作,支持GPS/GLONASS/BeiDou/Galileo/QZSS定位,GNSS内部电路包含SAW和LAN元器件,外部包含天线匹配网络和天线弹片。
进一步,所述的主控芯片的工作主频由外部晶体提供,ST21NFCD支持NFCForum的NCI2.0技术规范,简化NFC标签交互软件开发,支持数据批处理和自动交互,最大限度压缩通信开销。
本发明与现有技术相比的有益效果在于:
该5G执法记录终端系统,集高清摄录、拍照、录相、录音、GPS/北斗定位、强大数据存储和分析,视频实时回传、远程音视频实时协同指挥多功能于一体,实际使用效果突出,兼容性强,装置本体轻巧便携,操作方便可靠,真实再现现场证据,杜绝恶意断章取意,远程随时大容量传输视频、音频无阻滞,高速、准确,适配多种执法场景应用,使用效果好。解决了现有5G执法记录装置在提升配套设施组件及实现功能上发力不足,实用性能差强人意,难以满足执法者实际使用要求的问题。
附图说明
图1为一种5G执法记录终端系统的主视结构示意图;
图2为一种5G执法记录终端系统的左视结构示意图;
图3为一种5G执法记录终端系统的右视结构示意图;
图4为一种5G执法记录终端系统的俯视结构示意图;
图5为一种5G执法记录终端系统的仰视结构示意图;
图6为一种5G执法记录终端系统的后视结构示意图;
图7为一种5G执法记录终端系统的爆炸结构示意图;
图8为一种5G执法记录终端系统的工作原理方框结构示意图;
图9为5G射频模组的5GTRX天线或5GDIV天线的整体结构示意图;
图10为基带模块的背光LED的电路连接示意图;
图11为主控芯片的外部晶体工作电路示意图;
图12为基带模块的音频部分的主MIC电路的结构示意图。
图中:1、底壳,2、主板,3、TP+LCD组件,4、摄像头支架,5、后摄像头,6、显示屏支架,7、镜片,8、主天线支架, 9、PTT侧键,10、音频按键,11、拍照按键,12、录像/视频回传键,13、耳机塞,14、音量增大键,15、音量减小键,16、重点标记按键,17、电源键,18、充电触点,19、主防水圈;20、前壳,21、主摄像头,22、红外灯镜片,23、电池,24、电池盖扣位支架,25、电池盖扣位,26、电池盖防水圈,27、电池盖,28、电池开关键。
具体实施方式
下面结合附图对该一种5G执法记录终端系统的实施方式作进一步详细说明(参见图1~图12):
该5G执法记录终端系统,包括终端本体,终端本体主要由底壳1、主板2、TP+LCD组件3、前壳20、电池组件、主摄像头21、后摄像头5构成;所述电池组件由电池23、电池盖扣位支架24、电池盖扣位25、电池盖防水圈26和电池盖27组成;所述底壳1内安装有主板2和TP+LCD组件3,所述主板为执法终端核心板,底壳1内通过摄像头支架4安装有后摄像头5,底壳1内通过显示屏支架6安装有镜片7,底壳1通过主天线支架8安装有射频模块,底壳1左侧壁从上至下设置有PTT对讲键9、音频按键10、拍照按键11和录像/视频回传键12;底壳1右侧壁从上至下设置有耳机塞13、音量增大键14、音量减小键15和重点标记按键16;底壳1顶部设置有电源键17,底壳1底部设置有充电触点18;底壳1前端通过主防水圈19安装有前壳20,所述前壳20顶部安装有主摄像头21、红外灯镜片22;前壳20内安装有电池23,前壳20通过电池盖扣位支架24、电池盖扣位25和电池盖防水圈26安装有电池盖27;所述电池盖27下部设置有电池开关按键28。(参见图1~图7)。
前壳20内通过连接件FPC安装有LED小板。
所述主板2主要由主控芯片、基带模块、射频模块构成;所述主控芯片包括5G射频模组、电源管理单元PMU;主控芯片的型号为SC660,5G射频模组的型号为RG500Q ,PMU电源管理单元的型号为PM660;所述基带模块包括音频、充电、SIM卡,T-FLASH卡、存储、按键、指示灯、背光、USB接口、LCD接口、主摄像头21和后摄像头5;所述射频模块包括外围天线整合电路、5G TRX天线、5G DIV天线、GNSS电路、WiFi/BT电路和NFC电路;所述按键包括PTT对讲键9、音频按键10、拍照按键11、录像/视频回传键12、耳机塞13、音量增大键14、音量减小键15和重点标记按键16。(参见图1~图9)。
所述基带模块的音频部分包含主MIC电路、扬声器电路、耳机电路;所述主MIC电路以主控芯片SC66的音频输入电路为主,依托主控芯片SC66的音频输入电路,采用硅麦设计,外部增加相关匹配电路;(参见图12),C6015、C6016预留干扰匹配,VR6001 8ESD保护,layout差分走线,信号立体包地。
所述基带模块的扬声器电路,由于POC (Push-to-Talk Over Cellular)对讲的一些特殊应用场景(POC是依托运营商移动通信网络建立的一种用于调度指挥的移动通信系统),因此采用AW8736音频功放,最大输出可达到1.5W以上,保证发挥功放的最优性能,在嘈杂的环境下,仍能保证进行正常清晰的语音通讯。
所述基带模块的充电部分采用SGM 充电IC,支持最大充电电流为1A,该设计保障了装置本体充电小池小电流的要求,提高充电效率,使整体系统散热好,同时要求layout走线中电源输入线宽不低于1.5mm。主充电部分采用主控芯片SC66模块内部充电电路,所述主充电电路支持5V 1.5A,保证充电效率,节省硬件成本。
所述基带模块的SIM卡电路为单卡设计,产品采用Micro卡槽,支持4G/5G网络。
所述基带模块的T-FLASH卡支持SD3.0。
所述基带模块的存储部分采用基带模块内置内存3GB LPDDR4/4X + 32GB eMMC。
所述基带模块的按键包括开机键、PTT对讲键9、音频按键10、拍照按键11、录像/视频回传键12、耳机塞13、音量加大键14、音量减小键15、重点标记按键16、电源键17、摄像按键。
所述基带模块的指示灯为状态指示灯,通过型号为AW2013的呼吸灯芯片控制实现开关,软件可根据产品要求进行灵活设计,状态指示灯支持红、绿、黄三色。
所述基带模块的USB接口采用TYPE-C接口,支持USB2.0,支持数据传输和充电;USB接口设置有USB塞。
所述基带模块的LCD接口采用BTB连接方式,保证产线的可装配性和整体的牢靠性。
所述基带模块的背光:采用AW9961驱动LCD背光,背光LED采用并联连接方式;(参见图10)。
所述基带模块的主摄像头21,设计为13M AF,采用4laneMIPI数据,数据信号上预留EMI器件,layout走线时对mipi信号和时钟信号做好包地处理。
所述射频模块的外围天线整合电路,将两个甚至多个频率范围不重合的天线通过分频滤波整合到一起,实现天线数量的减少设置。(参见图8)。
所述射频模块的5G TRX天线,主要由ANT_TRX1,ANT_TRX2和ANT_TRX3构成,其中:
ANT_TRX1包含4G LB/MB/HB TRx与5G n41 Second Tx两部分;
ANT_TRX2包含5G n41/n77/n78/n79 Primary TRx与4G UHB TRx两部分;
ANT_TRX3包含5G n77/n78/n79 Second TRx和4G UHB Div1两部分。
所述射频模块的5G DIV天线,主要由ANT_Div1,ANT_ Div2_4和ANT_ Div3_5构成;其中:
ANT_Div1包含5G n41和4G LB/MB/HB Div1两部分;
ANT_ Div2_4包含5G n41/n77/n78/n79和4G MB/HB/UHB Div两两部分;
ANT_ Div3_5包含5G n41/n77/n78/n79和4G MB/HB/UHB Div3两部分。
所述射频模块的GNSS电路集成在5G射频模组内部,GNSS电路芯片支持L1和L5双频同时工作,支持GPS/GLONASS/BeiDou/Galileo/QZSS定位,内部电路包含SAW和LAN关键元器件,外部电路包含天线匹配网络和天线弹片。
所述射频模块的WIFI/BT部分包含在主控芯片SC66模块内,系统由单独的38.4MHz晶体提供时钟,支持WiFi 2.4G和5.8G ,802.11 a/b/g/n/ac;支持BT 5.0,兼容单天线和多天线设计;(参见图11)。
所述射频模块的NFC部分,由ST21NFCD主芯片及外围电路构成,工作主频由外部晶体提供,ST21NFCD支持NFCForum的NCI2.0技术规范,该标准简化了NFC标签交互软件的开发,支持数据批处理和自动交互,最大限度压缩通信开销。
所述底壳1内安装有喇叭盒,通过所述喇叭盒安装有喇叭。
该5G执法记录终端系统的工作流程如下所示:
5G物联网卡:使用前,打开电池盖27,插入5G物联网卡。
开机启动:按下装置本体的电源键17三秒钟,在显示开机动画后,进入正常显示画面,绿色指示灯亮。
执法登陆:开机注册网络后,点击按钮登陆执法系统。
执法主界面:登陆执法系统后,进入执法主界面,执法主界面包括主摄像头21和后摄像头5切换、媒体设置、拍照、镜头缩放、文件管理、录像功能。
媒体设置:包括帧率设置、码流设置、录像分段设置、分辨率设置、存储策略功能。
执法录像:短按装置本体侧面录像/视频回传键12,系统语音播报“开始录像”;录像过程中短按录像/视频回传键12,>语音播报“停止录像”;长按录像/视频回传键12,启动和对讲实时视频回传。
执法拍照:短按装置本体侧面拍照按键11,声音提示“咔嚓”,拍照成功。
执法回看:点击开机键,进入文件管理,回看移动执法、对讲图片、视频、音频文件。
实时视频:执法主界面点击录像/视频回传键12按钮后打开实时视频录制界面,点击开始录制,即可在频道内发送已录制视频,频道内其他成员都可以收到。
实时视频上报:执法主界面点击上传按钮后打开实时视频录制界面,点击拍照图标,拍照后可进行描述,确认上报;点击录像图标,可进行录制视频后上报。
该5G执法记录终端系统通过网络与平台连结,在电脑终端上远程可调控主摄像机21和后摄像机5角度进行观看,并能单画面/多画面任意切换观看。在互联网监控平台下,借助移动终端实现实时监控。4G网络环境下搭建的执法记录装置均被限制在最高720P的视频回传方案中,无法满足实时高清视频的回传,且为了回传效果稳定,现有4G网络环境下搭建的执法记录装置的默认设置仅仅为480P的视频回传,如此,指挥中心实时查看到的视频效果比较差,不能满足执法者的执法需求。
本发明一种5G执法记录终端系统,传输速率最高可达10Gbps,是4G网络的100倍,实现高清视频随时回传无阻滞,且针对视频内容的处理平台可进行诸如人脸实时分析、车辆实时统计、地形地貌比对的操作,相比4G执法记录仪仅可满足480P视频回传,5G执法记录终端系统实现回传1080P或2K视频,支持实时视频通话。本发明5G执法记录终端系统在多台设备处于同一个区域中可做到清晰、顺畅实时对讲通讯和视频通讯。通过5G提供的统一认证框架的双向认证能力,使执法终端和网络均能相互确认对方身份的合法性,避免非法用户接入网络,同时避免伪基站、伪热点诈骗来窃取用户信息。
该5G执法记录终端系统可依据客户的不同需求有针对性的提供网络内容以及针对性提供不同的网络服务,所述不同的网络服务包括高安全性、超高速率、超低延迟、超大链接等不同类型的组合,有效提高和充实网络服务内容,提升网络使用价值。
以上所述只是本发明的较佳实施例而已,上述举例说明不对本发明的实质内容作任何形式上的限制,所属技术领域的普通技术人员在阅读了本说明书后依据本发明的技术实质对以上具体实施方式所作的任何简单修改或变形,以及可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例,均仍属于本发明技术方案的范围内,而不背离本发明的实质和范围。

Claims (10)

1.一种5G执法记录终端系统,包括终端本体,终端本体主要由底壳(1)、主板(2)、TP+LCD组件(3)、前壳(20)、电池组件、主摄像头(21)、后摄像头(5)构成;所述电池组件由电池(23)、电池盖扣位支架(24)、电池盖扣位(25)、电池盖防水圈(26)和电池盖(27)组成;其特佂在于:所述主板(2)主要由主控芯片、基带模块、射频模块构成;所述主控芯片包括5G射频模组、电源管理单元;所述基带模块包括音频、充电、SIM卡,T-FLASH卡、存储、按键、指示灯、背光、USB接口、LCD接口、主摄像头(21)和后摄像头(5);所述射频模块包括外围天线整合电路、5G TRX天线、5G DIV天线、GNSS电路、WiFi/BT电路和NFC电路;所述按键包括PTT对讲键(9)、音频按键(10)、拍照按键(11)、录像/视频回传键(12)、耳机塞(13)、音量增大键(14)、音量减小键(15)和重点标记按键(16)。
2.根据权利要求1所述的一种5G执法记录终端系统,其特征在于:所述的底壳(1)内安装有主板(2)和TP+LCD组件(3),底壳(1)内通过摄像头支架(4)安装有后摄像头(5),底壳(1)内通过显示屏支架(6)安装有镜片(7),底壳(1)通过主天线支架(8)安装有射频模块,底壳(1)左侧壁从上至下设置有PTT对讲键(9)、音频按键(10)、拍照按键(11)和录像/视频回传键(12);底壳(1)右侧壁从上至下设置有耳机塞(13)、音量增大键(14)、音量减小键(15)和重点标记按键(16);底壳(1)顶部设置有电源键(17),底壳(1)底部设置有充电触点(18);底壳(1)前端通过主防水圈(19)安装有前壳(20),所述前壳(20)顶部安装有主摄像头(21)、红外灯镜片(22);前壳(20)内安装有电池(23),前壳(20)通过电池盖扣位支架(24)、电池盖扣位(25)和电池盖防水圈(26)安装有电池盖(27)。
3.根据权利要求1所述的一种5G执法记录终端系统,其特征在于:所述的基带模块的音频包括主麦克MIC电路、扬声器电路、耳机电路;主麦克MIC电路依托主控芯片音频输入电路;扬声器电路采用AW8736音频功放,最大输出大于1.5W。
4.根据权利要求1所述的一种5G执法记录终端系统,其特征在于:所述的基带模块的充电由主控芯片内部主充电电路构成,主充电电路支持5V 1.5A。
5.根据权利要求1所述的一种5G执法记录终端系统,其特征在于:所述的基带模块的存储为基带模块内置内存,3GB LPDDR4/4X + 32GB eMMC。
6.根据权利要求1所述的一种5G执法记录终端系统,其特征在于:所述的基带模块的背光采用AW9961驱动LCD背光,背光LED为并联连接方式。
7.根据权利要求1所述的一种5G执法记录终端系统,其特征在于:所述的基带模块的指示灯为状态指示灯,通过呼吸灯芯片控制开关状态。
8.根据权利要求1所述的一种5G执法记录终端系统,其特征在于:所述的基带模块的LCD接口采用BTB连接方式,保证装配性和牢靠性。
9.根据权利要求1所述的一种5G执法记录终端系统,其特征在于:所述的射频模块的外围天线整合电路,将两个以上频率范围不重合的天线通过分频滤波整合到一起,实现天线数量减少设置;
射频模块的5GTRX天线和5GDIV天线呈倒“F”形状;
射频模块的GNSS电路支持L1和L5双频同时工作,支持GPS/GLONASS/BeiDou/Galileo/QZSS定位,GNSS内部电路包含SAW和LAN元器件,外部包含天线匹配网络和天线弹片。
10.根据权利要求1所述的一种5G执法记录终端系统,其特征在于:所述的主控芯片的工作主频由外部晶体提供,ST21NFCD支持NFCForum的NCI2.0技术规范,简化NFC标签交互软件开发,支持数据批处理和自动交互,最大限度压缩通信开销。
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