CN200972691Y

CN200972691Y - 一种户外设施远程无线报警装置

Info

Publication number: CN200972691Y
Application number: CNU2006201049001U
Authority: CN
Inventors: 曾卫民
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-06-16
Filing date: 2006-06-16
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2016-06-16

Abstract

一种户外设施远程无线报警装置，属于安全报警装置技术领域，包括红外数字摄像单元、数据处理控制单元、人体红外探测单元、太阳能电池单元和现场播音单元；太阳能电池单元接入上述用电设备的电源输入端，人体红外探测单元接入数据处理控制单元的报警信号输入口，现场播音单元、红外数字摄像单元接入数据处理控制单元的联动信号输出口，并形成联动；数据处理控制单元接收到报警信号时联动输出驱动红外数字摄像单元拍摄图像，由视频输出线传至数据控制处理单元，图像处理数据通过无线网络连接Internet网络，接入接收服务器。本实用新型基于无线通讯，无需铺设电路能长期工作、对户外设施进行警戒，可作出及时、准确报警。

Description

一种户外设施远程无线报警装置

技术领域

本实用新型属于安全报警装置技术领域，具体涉及一种防盗报警设备，特别是户外设施的远程无线防盗报警装置。

背景技术

目前电力、通信、城市公用设施等户外设施被盗窃的情况日益严重，高发的户外设施盗窃、破坏案件，严重影响到电力、通信、市政的安全运行，尤其电力输电塔、架、杆被盗，一旦发生倒塔事故，将直接影响电能输送，危及过往行人生命安全，甚至造成重大恶性事故。为解决这个问题，通常做法是采用防盗螺栓、螺母及专用工具，如中国专利申请CN93228992.4提出使用输电塔防盗螺栓、螺母及扳手防盗。但由于户外设施大部分处于偏僻人少处，无人看守，不法分子采用大型破坏工具，直接切断设备盗走，因此要做到及时有效的防盗比较困难。

为获得及时信息以防止户外设施被盗，如中国发明专利03211889.9提供一种图像存储报警方法及系统，由人体探测模块，红外灯模块、电源模块和主控模块构成整个系统。具有图像处理和存储功能，可以实现对入侵者人体探测、现场情况摄取及存储、电话报警，仍旧存在的缺陷是需要另外铺设数据传输线路以及报警系统的电源供电；由于户外设施地处偏僻，无电源与有线通信网络，专门为监控设备架设电源、通信线路投资大，难以实施于远程监控。

中国实用新型专利CN2617088“一种远程无线监控装置”(公告日2005.04.20)提供一种远程监控方式。即包括与通讯终端相互交换数据的无线通讯模块、用于拍摄目标并进行图像处理的数码摄像头模块、中央处理器以及对各部件供电的电源模块。该专利采用无线通讯模块解决监控地点铺设光纤、同轴电缆、电话线接口或者互联网接口的缺点，仅仅解决随时监控和无线网络传输的问题，但是还不能实现户外设施远程防盗、以及电源持续供电的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型之目的是基于无线通讯的无外部电源并能长期工作、对户外设施进行警戒，作出及时、准确报警的远程无线报警装置。

本实用新型实现上述目的采用如下方案：

一种户外设施远程无线报警装置，包括一个拍摄目标的红外数字摄像单元、一个包含无线通讯模块的数据处理控制单元，其特征在于还包括人体红外探测单元、太阳能电池单元和现场播音单元；太阳能电池单元接入红外数字摄像单元、现场播音单元、人体红外探测单元和数据处理控制单元的电源输入端，人体红外探测单元接入数据处理控制单元的报警信号输入口，现场播音单元、红外数字摄像单元接入数据处理控制单元的联动信号输出口，并形成联动；

所述数据处理控制单元接收到人体红外探测单元的报警信号时联动输出驱动红外数字摄像单元拍摄的图像由视频输出线传到数据控制处理单元，所述图像处理数据通过无线网络连接Internet网络，接入接收服务器。

数据控制处理单元、现场播音单元、太阳能充电控制器、太阳能电池安装于一户外防水安装箱内，户外防水安装箱采用防水、防潮、防跌落设计，固定在警戒目标上方，人体红外探测单元、红外数字摄像单元、现场播音单元扬声器、太阳能电池板及天线等采用防水设计，安装在外部。在户外设施周围安装本实用新型的报警装置，太阳能电池通过光伏电能转换装置长期供电，当人体红外探测单元监测到有人侵入户外设施远程无线报警装置的警戒范围，立即发出报警信号，数据处理控制单元接收到报警信号，立即联动触发启动现场播音单元播放播放预先录制声音警告进入警戒区域者同时启动红外防水摄像单元拍摄现场图像并向数据处理控制单元传输，数据处理控制单元进行图像压缩、数字编码处理，通过通讯协议控制、无线Modem模块处理，以CDMA或GPRS无线方式接入Internet网络，通过Internet网络将现场的视频图像传输给远端中央控制室的服务器。

进一步，数据控制处理单元向手机或固定电话传送提醒信息。在接收服务器在得到现场视频图像的同时，可以向预先设定的手机、固定电话发送提醒短信，使相关人员及时收到报警信息，从而实现对户外设施被盗作出及时反应。

而且接收服务器还可以向数据控制处理单元传送包含启动指令的信息。中央控制室或值班人员从接收服务器或手机发送一条包含启动指令的短信给现场户外设施远程无线报警装置，装置收到短信后按短信指令提供的数据再次启动与接收服务器的连接并传输现场视频图像，让中央控制室进行再次确认，保证对户外设施被盗进行及时、准确的报警。

本实用新型的太阳能电池单元包括电池板、充电控制器和蓄电池，蓄电池通过充电控制器接受电池板充电。同时向所述数据处理控制单元、人体红外探测单元、红外防水摄像单元的用电设备提供工作电源。

太阳能电池单元还包括防雷器、用以检测环境温度的温度监测、用以检测蓄电池和电池板的电压等参数的参数监测、控制芯片、电源输出；

电池板按照纬度对应的角度安装于可充分接受阳光区域，控制芯片通过对检测参数的检测判断控制电路的通断。电池板按照纬度对应的角度安装在户外设施远程无线装置的防水安装箱顶端，将光能转化为电能，温度监测、参数监测检测蓄电池电压、环境温度、太阳能电池板的电压等参数传送给控制芯片，控制芯片通过对检测参数的检测判断，控制MOSFET器件的开通和关断；本实用新型太阳能电池单元具有蓄电池反接保护、电池板反接保护、负载过流及短路保护、蓄电池开路保护、过充保护、过压保护功能，过充、过放、过压保护均延时动作，防止误动作。蓄电池在控制芯片控制下接受太阳能电池板的充电，同时向用电设备提供工作电源。

本实用新型的人体红外探测单元包括微波传感器、红外传感器组和模糊逻辑数码分析芯片和防拆报警输出，微波传感器与红外传感器组形成为室外空间三鉴红外探测器监视警戒区域。人体红外探测单元采用三个红外传感器、一个微波探测器立体复合探测警戒区域，主从被动红外复合探测，本实用新型的人体红外探测单元可抗电磁干扰，抗白光干扰，经过模糊逻辑数码分析，排除干扰，只对真实人体侵入警戒区域作出报警，并具有防拆报警输出，其输出端与数据控制处理单元连接，可将报警信号传输到数据控制处理单元；

上述的报警信号输出为报警接点输出或RS485输出；防拆报警输出为磁吸合方式警戒驱动，只要拆开人体红外探测单元立即触发报警信号，经过模糊逻辑数码分析，将报警信号通过报警信号输出传输给数据处理控制单元。

数据处理控制单元包括A/D转换和图像解码芯片、图像缓存的非易失性存储体、可编程逻辑控制芯片、DSP微处理器和无线通讯模块。无线通讯模块由通讯协议控制、GPRS/CDMA无线MODEM、SIM卡和天线组成；所述报警输入口为常开、常闭无源接点，DSP微处理器通过一上拉电阻向联动信号输出口通讯，发出驱动红外摄像单元信号，图像信号通过视频信号输入口向数据处理控制单元传输，视频信号经过压缩、解码，通过通讯协议栈，通讯协议控制，底层物理链路接口、异步串行接口与GPRS/CDMA无线MODEM连接，通过SIM或UIM卡的提供的手机号经天线发送信号接入GPRS/CDMA公众通讯网，与通过ADSL/LAN/PSTN接入INTERNET的接收服务器连线。

本实用新型的数据控制处理单元集成了视频采集、压缩、通讯协议控制、电源等功能部件，所有运行软件都已在板固化，数据控制处理单元作用为(1)控制管理红外数字摄像单元、无线CDMA/GPRS模块、电源以及待机、启动等操作；存储数据；(2)记录视频、图片、采集数据、报警事件等，并为数据确定时标，(3)接受人体红外探测单元报警信号，提供数据处理和报警功能。报警信号输入口为TTL电平，内置上拉电阻，收到人体红外探测单元报警信号，OC驱动红外防水数字摄像单元启动拍摄现场图像。接收PAL/NTSC制彩色或黑白复合模拟视频(CVBS)信号，开始解码，将视频模拟信号转换成数字信号，然后进行DSP视频压缩，同时支持CAMEC视频流压缩格式和JPEG照片压缩格式，压缩编码器像素分辩率为64×64-704×576，彩色压缩编码或黑白压缩编码可选，连续帧序列压缩和单帧压缩可选，视频信号压解码缩后，经过通讯协议栈，底层物理链路接口、异步串行接口与GPRS/CDMA无线MODEM连接，经过GPRS/CDMA无线MODEM接入GPRS/CDMA公众通讯网，然后接入INTERNET网络与接收服务器连接，向接收服务器传输现场图像，提醒控制室与值班人员进行处理。支持GPRS/CDMA网络连接，兼容PPP、IP、TCP、UDP、ICMP、DNS等协议，支持IP或域名寻址，通讯速率：9600bps～57600bps，格式：8-n-1，支持GPS NMEA格式数据过滤和定时扫描，可有效减少GPS数据对通讯带宽的占用。

进一步，本实用新型的所述红外摄像单元包括电子快门、CDS昼夜切换控制、CCD传感器和红外灯。红外摄像单元收到数据处理控制单元OC驱动信号后，启动拍摄，输出PAL/NTSC制彩色或黑白复合模拟视频(CVBS)信号。内置彩转黑感红外摄像机，采用彩色转黑白CCD传感器，CDS控制昼夜切换，配备红外灯、自动电子快门。并采用防水设计，全金属外壳，防水等级达到IP75，红外灯在照度低于10勒克斯时自动开启提供辅助照明，保证图像质量。

本实用新型的现场播音单元包括语言芯片、功放和扬声器。现场播音单元还设有接受数据处理控制单元传送联动信号的输入、由太阳能电池单元提供的电源以及所述电源的导通控制、录音MIC。现场播音单元收到数据处理控制单元OC驱动信号后，启动现场播音单元播放预先录制的声音警告侵入警戒区域者。

本实用新型相比现有技术中的远程报警监控装置，其有益效果为：

1、依靠CDMA和GPRS等公用无线网络进行实时数据传输，实现对户外设施远程监控，在具有现场监测、视频监控、实时无线数据传输的功能的同时对侵入警戒区域的人员实时探测，声音警告，对现场图像实时捕捉，无线数据实时传输；

2、依靠太阳能供电长期工作，本实用新型真正解决了远距离、地形复杂、无工作电源的户外设施监控的难题，对保障户外设施安全具有重要的现实意义。

除了上述效果之外，本实用新型的人体红外探测单元设置模糊逻辑数码分析，可排除干扰，只对真实人体侵入警戒区域作出报警，可实现防盗报警的准确性，为防止盗窃者拆卸探测单元，防拆报警输出采用磁吸合方式警戒，只要拆开人体红外探测单元立即触发报警信号，经过模糊逻辑数码分析，将报警信号通过报警信号输出传输给数据处理控制单元，

本实用新型的红外数字摄像单元通过CDS昼夜切换控制自动探测照明度，在照度低于10勒克斯时可自动开启红外灯提供辅助照明，保证图像质量。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为报警装置远程设备的结构框图；

图3为数据处理控制单元结构框图；

图4为人体红外探测单元结构图；

图5为红外防水摄像单元结构图；

图6为太阳能电池单元结构框图。

图7为现场播音单元结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

参照图1，户外设施远程无线报警装置1安装在户外设施周边，接收服务器4通过ADSL/LAN/PSTN接入INTERNET网络3，取得服务器的公网IP地址，确定服务的端口号，将动态IP地址或固定IP地址及端口信息通过GPRS/CDMA模块21以短消息方式发送给户外设施远程无线报警装置1。装置接收到短消息后，解析出接收服务器的IP地址及端口号。当装置监测到有人侵入警戒范围，通过CDMA/GPRS无线Modem模块上线，连入GPRS/CDMA无线网络2，接入Internet3后立即与视频服务器连线。建立一条虚链路，将现场图像向接收服务器传输。接收服务器可以通过GPRS/CDMA模块21向户外设施远程无线报警装置1下发指令进行操作，户外设施远程无线报警装置根据指令回传视频数据及其他数据。当接收服务器关闭，或者任何一端掉线后，虚链路随即中断。户外设施远程无线报警装置，将尝试一定次数的重新连线，重新连接成功后便再次建立起虚链路。否则，户外设施远程无线报警装置返回到初始状态，等待接收服务器发送的短消息触发或有人侵入警戒范围主动发送图像。

参照图2，户外设施远程无线装置由现场播音单元9、太阳能电池单元8、人体红外探测单元5、红外防水摄像单元6、数据处理控制单元7组成。人体红外探测单元设防面积为12米×12米，探测角度为110度，当有人侵入警戒范围，人体红外探测单元5发出报警信号，数据处理控制单元7接收到报警信号立刻联动输出驱动现场播音单元9播放预先录制声音警告侵入警戒区域者，同时红外防水摄像单元5拍摄现场图像，数据处理单元7向设定手机号码发送提醒短消息提示报警信息。

红外防水摄像单元6拍摄现场图像通过视频输出口向数据处理控制单元7的视频输入端子传输，数据处理控制单元7接收到视频信号后，进行解码、压缩，通信协议控制，通过GPRS无线MODEM接入INTERNET，向接收服务器4传输现场图像。

参照图3，数据处理控制单元7由A/D转换706、图像解码芯片707、图像缓存RAM708、FLASH709、可编程逻辑控制芯片710和DSP微处理器701。并设有报警信号输入口702、联动信号输出口703、上拉电阻704、视频信号输入口705和通讯协议控制711、GPRS/CDMA无线MODEM712、SIM卡/UIM卡713、天线714、电源输入口715、串口716。太阳能电池8通过电源输入口715向数据处理控制单元7供电，报警信号输入口702是常开无源接点，当人体红外探测单元发出报警信号，接点闭合，数据处理控制单元7即激活工作，DSP微处理器701通过上拉电阻704向联动信号输出口703发出信号，联动信号输出口703由常开状态变成闭合状态，向红外摄像单元6、现场播音单元9发出驱动信号，红外防水摄像单元6开始拍摄现场图像，现场播音单元9播放预先录制声音警告侵入警戒区域者，图像信号通过视频信号输入口705向数据处理控制单元7传输，信号经过A/D转换706、图像解码芯片707，将现场图像信号由模拟信号转换为数字信号，为了保证数据不丢失，图像先保存在图像缓存RAM708中，然后由DSP微处理器701进行图像压缩编码，同时支持CAMEC视频流压缩格式和JPEG照片压缩格式，压缩编码器像素分辩率为64×64-704×576，彩色压缩编码或黑白压缩编码可选，连续帧序列压缩和单帧压缩可选，视频信号压解码缩后，经过通讯协议栈，通讯协议控制711，通过底层物理链路接口、异步串行接口与GPRS/CDMA无线MODEM712连接，通过SIM或UIM卡713提供的手机号经天线714发送信号接入GPRS/CDMA公众通讯网，与通过ADSL/LAN/PSTN接入INTERNET的接收服务器4连线，向接收服务器4传输图像，图像保存在接收服务器4中，可随时查询，用户还可以从其他电脑根据用户名和密码登录接收服务器查询图像。

接收服务器4可以发送包含启动指令的短信给现场的户外设施远程无线装置，现场的户外设施远程无线装置收到短信后按短信指令提供的数据启动与接收服务器4的连接并传输现场视频图像。接收服务器4通过串口716可以对户外设施远程无线装置进行设置。

参照图4：人体红外探测单元5由微波传感器505、红外传感器506、红外传感器507、红外传感器508以及模糊逻辑数码分析芯片503组成，还设有电源输入501、防拆报警输出502和报警信号输出504。太阳能电池8通过电源输入501向人体红外探测单元5提供工作电源，微波传感器505与红外传感器506、507、508的监视范围为12米×12米区域，红外与微波的发射角度为110度，当有人侵入人体红外探测单元警戒范围，红外传感器506、507、508与微波传感器505主从被动红外复合探测，确保只对真实人体侵入警戒区域作出报警，报警信号传送给模糊逻辑数码分析芯片503，模糊逻辑数码分析芯片503综合分析微波传感器505与红外传感器506、507、508发送的报警信号，排除电磁干扰，排除白光干扰，经过模糊逻辑数码分析503，对真实报警产生报警信号，将报警信号通过报警信号输出传输504给数据处理控制单元7，报警信号输出可以为两种方式：一种是报警接点输出，一种是RS485输出。

防拆报警输出502采用磁吸合方式警戒，只要拆开人体红外探测单元7立即触发报警信号，经过模糊逻辑数码分析503，将报警信号通过报警信号输出504传输给数据处理控制单元7。

参照图5：红外防水摄像单元6由电子快门604、CDS昼夜切换控制605、CCD传感器606、红外灯607组成。还设有联动信号输入601、电源控制602、电源603和VIDEO视频信号输出608。联动信号输入601接受到数据处理控制单元7发出的联动信号，立即传送给电源控制602，信号通过光耦隔离放大，驱动继电器吸合，继电器吸合导通电源603，太阳能电池8通过电源603向红外防水摄像单元6供电，工作电源接通后，电子快门604以1/50～1/100秒速度自动对焦，通过CCD传感器606拍摄图像，CDS昼夜切换控制605自动探测照度，当照度低于10勒克斯自动开启红外灯607，提供波长为850纳米的红外辅助照明，确保图像质量，通过VIDE0视频信号输出608向数据处理控制单元7传输视频信号。红外防水摄像单元采用户外防水设计，防水等级为IP75。

参照图6：太阳能电池单元由电池板801、防雷器802、温度监测803、控制芯片804、参数监测805、蓄电池806、电源输出807组成。电池板801按照纬度对应的角度安装在户外设施远程无线装置的防水安装箱顶端，将光能转化为电能，温度监测803、参数监测804检测蓄电池电压、环境温度、太阳能电池板的电压等参数，并传送给控制芯片804，控制芯片804通过对检测参数的检测判断，控制MOSFET器件的开通和关断。本实用新型电池单元具有蓄电池反接保护、电池板反接保护、负载过流及短路保护、蓄电池开路保护、过充保护、过压保护功能，过充、过放、过压保护均延时动作，防止误动作等功能设置。

蓄电池806在控制芯片控制下接受太阳能电池板的充电，同时向用电设备807如数据处理控制单元7、人体红外探测单元5、红外防水摄像单元6和现场播音单元9提供工作电源。

参照图7：现场播音单元9由联动信号输入901、电源控制902、电源903、语言芯片904、功放905、扬声器906、录音MIC907组成。联动信号输入901接受到数据处理控制单元7发出的联动信号，立即传送给电源控制902，信号通过光耦隔离放大，驱动继电器吸合，继电器吸合导通电源903，太阳能电池8通过电源903向现场播音单元9供电，工作电源接通后，语言芯片904储存的录音开始播放，通过功放905将声音放大，通过扬声器906播放出来，警告侵入警戒区域者，要改变或重新录制播放内容，通过录音MIC907录制播放内容。

Claims

1、一种户外设施远程无线报警装置，包括一个拍摄目标的红外数字摄像单元、一个包含无线通讯模块的数据处理控制单元，其特征在于还包括人体红外探测单元、太阳能电池单元和现场播音单元；太阳能电池单元接入红外数字摄像单元、现场播音单元、人体红外探测单元和数据处理控制单元的电源输入端，人体红外探测单元接入数据处理控制单元的报警信号输入口，现场播音单元、红外数字摄像单元接入数据处理控制单元的联动信号输出口，并形成联动。

2、如权利要求1所述的户外设施远程无线报警装置，其特征是太阳能电池单元包括电池板、充电控制器和蓄电池，蓄电池通过充电控制器接受电池板充电。

3、如权利要求2所述的户外设施远程无线报警装置，其特征是太阳能电池单元还包括防雷器、用以检测环境温度的温度监测、用以检测蓄电池和电池板的电压等参数的参数监测、控制芯片、电源输出；

电池板按照纬度对应的角度安装于可充分接受阳光区域，控制芯片通过对检测参数的检测判断控制电路的通断。

4、如权利要求1或2所述的户外设施远程无线报警装置，其特征是人体红外探测单元包括微波传感器、红外传感器组和模糊逻辑数码分析芯片和防拆报警输出，微波传感器与红外传感器组形成为室外空间三鉴红外探测器监视警戒区域。

5、如权利要求4所述的户外设施远程无线报警装置，其特征是报警信号输出为报警接点输出或RS485输出，防拆报警输出为磁吸合方式警戒驱动。

6、如权利要求1或2所述的户外设施远程无线报警装置，其特征是数据处理控制单元包括A/D转换和图像解码芯片、图像缓存的非易失性存储体、可编程逻辑控制芯片、DSP微处理器和无线通讯模块。

7、如权利要求1或2所述户外设施远程无线报警装置，其特征是所述红外摄像单元包括电子快门、CDS昼夜切换控制、CCD传感器和红外灯。

8、如权利要求1或2所述户外设施远程无线报警装置，其特征是所述现场播音单元包括语言芯片、功放和扬声器。