CN206931168U - 一种基于LoRa物联网传输技术的防盗报警装置 - Google Patents

Abstract

一种基于LoRa物联网传输技术的防盗报警装置，包括若干台LoRa网关路由器、防盗报警管理主机、手机基站、防盗报警管理用户、若干个已部署在防盗物品内部的防盗报警及LoRa通信装置。其中，部署在整个区域内的，且被部署在防盗物品内部的若干个防盗报警及LoRa通信装置，包括控制模块、盗窃探测模块、LoRa通信模块、电源模块、语音报警模块。本实用新型的技术效果是：既结构简单、又经济实用地实现了基于LoRa物联网传输技术的防盗报警的功能，能满足低成本大规模的部署，又能应用在长距离和低功耗的场景。

Description

一种基于LoRa物联网传输技术的防盗报警装置

技术领域

本实用新型涉及一种防盗报警装置，具体涉及一种基于LoRa物联网传输技术的防盗报警装置。

背景技术

随着人们生活水平的日益提高，财富也随之增加，但是被盗情况屡屡发生，给广大群众造成巨大损失，如何保证人们财物的安全，防范盗窃行为已经成为大多数人关心的问题。近年来，为了解决企业和住宅小区的安全防范盗窃问题，建设部、公安部两部先后签署下达了多种相关文件，以强化企业和住宅小区的智能化安全防范盗窃设施。防盗报警作为治安管理中技防的一种有效整合，可进一步强化治安防控效能, 严厉打击和预防违法犯罪活动，是防患于未然的一种重要措施。

智能防盗报警装置有时经常需要探测撬、钻、挖洞、打击、位移时进行报警，应用在如保险柜撬开或抬走，银行柜员机钻洞或撬开，金库大门的撬开钻洞以及门窗、墙上、屋顶、设备，文件柜，电动伸缩门等需要用到感应传感器探测。在区域安全防范的防盗报警领域，防盗报警装置中的感应传感器主要是探测在从事破坏活动时所产生的振动信号来触发报警器。

感应传感器是防盗报警装置的核心部件。防盗报警装置中常用的感应传感器有位移传感器、加速度感应传感器、振动感应传感器或重力感应传感器，当盗窃人员盗窃防盗物品时，感应传感器采集到防盗物品的振动信号，以检测到防盗物品被移动，盗窃探测模块产生疑似盗窃信号，并和疑似盗窃报警时间点信息送往控制模块。

当前已经有为数众多的技术方案为用户提供防盗报警装置，但是它们仍然有改进之处。2008年国家知识产权局公布的由胡士中申报，中国专利号为200810000416.8《防盗报警门》的专利，公开了一种防盗报警门，既能防技术性开启，又能防破坏性开启，且能在门被撬等破坏性行为，发生的初始阶段就能报警，而门和锁都不会损坏。然而，该专利通过无线发射模块将报警信息发送到摇控器仅限几米以内，不具备远距离通讯方式，不支持远距离的无线相连，无法实时地远程发出报警信号。2009年国家知识产权局公布的由糜鹤云申报，中国专利号为200910043122.8《防盗报警窗》的专利，公开了一种防盗设施，设置在窗框和窗栏的管道内，当防盗栏被剪断或被折弯，防盗线被触发，报警设备随即报警。然而，该专利不具备通讯方式，不支持远距离和无线相连，无法实时地对外发出报警信号。2009年国家知识产权局公布的由上海市黄浦区新凌小学申报，中国专利号为200910051581.0《防盗报警包》的专利，公开了一种防盗报警包，在逛街或是人多人杂的地方使用防盗报警包时开启包内的开关，当盗窃者打开包的搭扣，智能芯片控制警报器发出警报声，从而有效的避免包内物品的丢失。然而，该专利不具备通讯方式，不支持远距离和无线相连，无法实时地对外发出报警信号。2010年国家知识产权局公布的由付杰申报，中国专利号为201010160510.7《防盗报警门》的专利，公开了一种防盗报警门，当有人企图开锁破门而入，只要一触摸及振动到防盗报警门，防盗报警器便会发出报警声、提醒主人及警示动门人并通过传感器经无线电波将此信息发送到摇控器上，主人便通过摇控器发出的警告声知晓家中安全情况，具有防止破门行窃的功能。然而，该专利通过无线电波将报警信息发送到摇控器仅限几米以内，不具备远距离通讯方式，不支持远距离的无线相连，无法实时地远程发出报警信号。2013年国家知识产权局公布的由苏州原点工业设计有限公司申报，中国专利号为201310247106.7《防盗保险箱》的专利，公开了一种防盗保险箱，其中有能感应非正常打开保险箱的感应装置，自动感知不法分子，将财产藏入暗箱中，使非法分子以为是空箱，从而保证了用户财产的安全。然而，该专利不具备通讯方式，不支持远距离和无线相连，无法实时地对外发出报警信号。2014年国家知识产权局公布的由青岛三利中德美水设备有限公司申报，中国专利号为201410496984.7《防盗报警窗》的专利，公开了一种防盗报警系统，当有小偷入室盗窃时，信息采集模块通过采集盗贼走路时发出的响度，声色以及频率传给控制器，控制器将采集到的信号与家人的信号进行对比，如果不一样，语音报警模块会产生强烈的刺耳声报警。然而，该专利不具备通讯方式，不支持远距离和无线相连，无法实时地对外发出报警信号。2016年国家知识产权局公布的由天津普泰国信科技有限公司申报，中国专利号为201620071155.9《被动红外防盗报警装置》的专利，公开了一种被动红外防盗报警装置，不仅能够采集探测范围内的入侵信息，还能够采集环境温度以及环境湿度信息。然而，该专利所述的主控单元通过GSM通讯器与远程终端相连，将导致因使用通讯运营商的无线网络存在流量费用导致运营成本过高。

随着物联网技术的出现，我们可以将各种设备连接在一起实现设备间的连接和协同、全方位的信息交互功能，驱动智慧生活的架构向着连接和协同方向前进。其中，LoRa作为物联网中的一种低功耗广域网通信技术，是美国Semtech公司推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案，为用户提供了免牌照频段、远距离、长电池寿命、大容量的无线通信系统。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是现有技术存在的，或通过无线发射模块将报警信息发送到摇控器仅限几米以内，不具备远距离通讯方式，不支持远距离的无线相连，无法实时地远程发出报警信号；或没有给出“有线或无线通信方式”的具体解决方案；或不具备通讯方式，不支持远距离和无线相连，无法实时地对外发出报警信号；或主控单元通过GSM通讯器与远程终端相连，将导致因使用通讯运营商的无线网络存在流量费用导致运营成本过高，即现有技术的共性技术问题是：或采用单一的声音报警模式，不能真正的对盗窃人员造成威胁震慑作用将其吓退；或数据传输方案借助局域网的2.4GHz的WIFI、蓝牙、ZigBee等无线技术，广域网的2G、3G、4G、5G等无线技术来进行，导致解决方案必须在便捷部署、远距离、运营成本和低功耗等方面进行平衡选择等不足。

本实用新型提供了一种基于LoRa物联网传输技术的防盗报警装置，既能实现低成本大规模的部署，又能应用在长距离和低功耗的场景，既结构简单、又经济实用。为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思如下。

一、数据传输采用LoRa物联网传输技术。LoRa技术相比现有局域网的2.4GHz的WIFI、蓝牙、ZigBee等无线技术，广域网的2G、3G、4G、5G等无线技术，具有远距离，低功耗、多节点、低成本的特点，无需在远距离和低功耗两者之间进行平衡选择，做到了两者皆可兼顾，最大程度地实现了更长距离通信和更低功耗。尽管LoRa技术的数据速率较低，但却延长了电池的寿命、增加了网络的容量、增强了建筑物的穿透力。LoRa的上述技术特点更适合于低成本大规模的物联网部署。

二、在防盗报警装置部署区域的中心点架设一台LoRa网关路由器，即可覆盖半径为15公里的区域范围；若部署区域半径超过15公里，则通过分布式架设多台LoRa网关路由器协同工作。

三、在防盗报警管理主机的防盗报警管理数据库中，存储所有已部署的防盗报警及LoRa通信装置的三元组信息（防盗报警及LoRa通信装置的LoRa芯片ID、防盗报警及LoRa通信装置的部署位置、防盗报警及LoRa通信装置的防盗报警管理用户）。

根据上述的实用新型构思，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种基于LoRa物联网传输技术的防盗报警装置，其特征是它包括若干台LoRa网关路由器、防盗报警管理主机、手机基站、防盗报警管理用户、若干个已部署在防盗物品内部的防盗报警及LoRa通信装置。

所述的LoRa网关路由器，是覆盖整个部署区域的，单台LoRa网关路由器或者分布式协同工作的多台LoRa网关路由器。

所述的防盗报警管理主机，是设有防盗报警管理数据库的防盗报警管理主机；其中，防盗报警管理数据库存储所有已部署的防盗报警及LoRa通信装置的三元组信息（防盗报警及LoRa通信装置的LoRa芯片ID、防盗报警及LoRa通信装置的部署位置、防盗报警及LoRa通信装置的防盗报警管理用户）；防盗报警及LoRa通信装置通过LoRa网关路由器提供的无线数据链路连接防盗报警管理主机，上传防盗报警装置探测到疑似盗窃的时间点信息；防盗报警管理主机以LoRa芯片ID信息为关键字搜索防盗报警管理数据库，匹配得到相应的防盗报警及LoRa通信装置的三元组信息（防盗报警及LoRa通信装置的LoRa芯片ID、防盗报警及LoRa通信装置的部署位置、防盗报警及LoRa通信装置的管理用户），读取三元组信息中的防盗报警及LoRa通信装置的防盗报警管理用户信息、防盗报警及LoRa通信装置的部署位置信息作为疑似盗窃报警位置信息；防盗报警管理主机形成防盗报警记录三元组信息（疑似盗窃报警时间点、疑似盗窃报警位置信息、防盗报警管理用户），记录在防盗报警管理数据库；防盗报警管理主机通过手机基站，以短信方式、微信方式、手机APP方式中的任意一种方式进行信息传输，实时向防盗报警管理用户发送疑似盗窃报警时间点和疑似盗窃报警位置信息。

所述的手机基站，是提供手机通信相关服务的手机通信运营商设立的手机基站。

所述的防盗报警管理用户，是通过手机接收以短信方式、微信方式、手机APP方式中的任意一种信息传输方式发送的疑似盗窃报警时间点和疑似盗窃报警位置信息。

所述的防盗报警及LoRa通信装置，是指整个部署区域内，且被部署在防盗物品内部的若干个防盗报警及LoRa通信装置，包括控制模块、盗窃探测模块、LoRa通信模块、电源模块、语音报警模块。

所述的防盗报警及LoRa通信装置的控制模块，是连接盗窃探测模块、LoRa通信模块、电源模块、语音报警模块。

所述的防盗报警及LoRa通信装置的盗窃探测模块连接着控制模块，包括位移传感器、加速度感应传感器、振动感应传感器或重力感应传感器，当盗窃人员盗窃防盗物品时，感应传感器采集到防盗物品的振动信号，以检测到防盗物品被移动，盗窃探测模块产生疑似盗窃信号，并和疑似盗窃报警时间点信息送往控制模块。

所述的防盗报警及LoRa通信装置的LoRa通信模块连接着控制模块，通过LoRa网关路由器提供的无线数据链路将控制模块连接防盗报警管理主机，上传防盗报警装置探测到疑似盗窃的时间点信息。

所述的防盗报警及LoRa通信装置的电源模块连接着控制模块、直接给控制模块、通过控制模块间接给盗窃探测模块、LoRa通信模块、语音报警模块提供相应的工作电压。

所述的防盗报警及LoRa通信装置的语音报警模块连接着控制模块，当控制模块收到疑似盗窃信号后，控制语音报警模块播放报警声。

所述的一种基于LoRa物联网传输技术的防盗报警装置的具体的工作流程步骤如下。

步骤1：初始化内部模块。

步骤2：当盗窃人员盗窃防盗物品时，防盗报警及LoRa通信装置的盗窃探测模块的感应传感器采集到防盗物品的振动信号，以检测到防盗物品被移动，盗窃探测模块产生疑似盗窃信号，并和疑似盗窃报警时间点信息送往防盗报警及LoRa通信装置的控制模块。

步骤3：防盗报警及LoRa通信装置的控制模块收到疑似盗窃信号，控制防盗报警及LoRa通信装置的语音报警模块播放报警声。

步骤4：防盗报警及LoRa通信装置通过LoRa网关路由器提供的无线数据链路连接防盗报警管理主机，上传防盗报警装置探测到疑似盗窃的时间点信息。

步骤5：防盗报警管理主机以LoRa芯片ID信息为关键字搜索防盗报警管理数据库，匹配得到相应的防盗报警及LoRa通信装置的三元组信息（防盗报警及LoRa通信装置的LoRa芯片ID、防盗报警及LoRa通信装置的部署位置、防盗报警及LoRa通信装置的管理用户），读取三元组信息中的防盗报警及LoRa通信装置的防盗报警管理用户信息、防盗报警及LoRa通信装置的部署位置信息作为疑似盗窃报警位置信息。

步骤6：防盗报警管理主机形成防盗报警记录三元组信息（疑似盗窃报警时间点、疑似盗窃报警位置信息、防盗报警管理用户），记录在防盗报警管理数据库。

步骤7：防盗报警管理主机通过手机基站，以短信方式、微信方式、手机APP方式中的任意一种方式进行信息传输，实时向防盗报警管理用户发送疑似盗窃报警时间点和疑似盗窃报警位置信息。

本实用新型具体的技术效果是：既结构简单、又经济实用地实现了基于LoRa物联网传输技术的防盗报警的功能，能满足低成本大规模的部署，又能应用在长距离和低功耗的场景。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

通过以下对本实用新型一种基于LoRa物联网传输技术的防盗报警装置的实例结合其附图的描述，可以进一步理解本实用新型的目的、具体结构特征和优点。

图1为本实用新型的部署示意图。

图2为本实用新型的原理方框图。

图3为本实用新型的具体工作流程图。

图4为本实用新型的控制模块电路图。

图5为本实用新型的电源模块电路图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型一种基于LoRa物联网传输技术的防盗报警装置的技术内容，特举以下实例详细说明。

如图1和图2所示，本实用新型是这样实现的，它包括若干台LoRa网关路由器102、防盗报警管理主机103、手机基站105、防盗报警管理用户106、若干个已部署在防盗物品内部的防盗报警及LoRa通信装置101。

所述的LoRa网关路由器102，是覆盖整个部署区域的，单台LoRa网关路由器或者分布式协同工作的多台LoRa网关路由器。

所述的防盗报警管理主机103，是设有防盗报警管理数据库104的防盗报警管理主机103；其中，防盗报警管理数据库103存储所有已部署的防盗报警及LoRa通信装置101的三元组信息（防盗报警及LoRa通信装置101的LoRa芯片ID、防盗报警及LoRa通信装置101的部署位置、防盗报警及LoRa通信装置101的防盗报警管理用户）；防盗报警及LoRa通信装置101通过LoRa网关路由器102提供的无线数据链路连接防盗报警管理主机103，上传防盗报警装置探测到疑似盗窃的时间点信息；防盗报警管理主机103以LoRa芯片ID信息为关键字搜索防盗报警管理数据库104，匹配得到相应的防盗报警及LoRa通信装置101的三元组信息（防盗报警及LoRa通信装置101的LoRa芯片ID、防盗报警及LoRa通信装置101的部署位置、防盗报警及LoRa通信装置101的管理用户），读取三元组信息中的防盗报警及LoRa通信装置101的防盗报警管理用户106信息、防盗报警及LoRa通信装置101的部署位置信息作为疑似盗窃报警位置信息；防盗报警管理主机103形成防盗报警记录三元组信息（疑似盗窃报警时间点、疑似盗窃报警位置信息、防盗报警管理用户），记录在防盗报警管理数据库104；防盗报警管理主机103通过手机基站105，以短信方式、微信方式、手机APP方式中的任意一种方式进行信息传输，实时向防盗报警管理用户106发送疑似盗窃报警时间点和疑似盗窃报警位置信息。

所述的手机基站105，是提供手机通信相关服务的手机通信运营商设立的手机基站。

所述的防盗报警管理用户106，是通过手机接收以短信方式、微信方式、手机APP方式中的任意一种信息传输方式发送的疑似盗窃报警时间点和疑似盗窃报警位置信息。

所述的防盗报警及LoRa通信装置是图1中101或者图2中201，是指整个部署区域内，且被部署在防盗物品内部的若干个防盗报警及LoRa通信装置，包括控制模块202、盗窃探测模块203、LoRa通信模块204、电源模块205、语音报警模块206。

所述的防盗报警及LoRa通信装置201的控制模块202，是连接盗窃探测模块203、LoRa通信模块204、电源模块205、语音报警模块206。

所述的防盗报警及LoRa通信装置201的盗窃探测模块203连接着控制模块202，包括位移传感器、加速度感应传感器、振动感应传感器或重力感应传感器，当盗窃人员盗窃防盗物品时，感应传感器采集到防盗物品的振动信号，以检测到防盗物品被移动，盗窃探测模块203产生疑似盗窃信号，并和疑似盗窃报警时间点信息送往控制模块202。

所述的防盗报警及LoRa通信装置201的LoRa通信模块204连接着控制模块202，通过LoRa网关路由器207提供的无线数据链路将控制模块202连接防盗报警管理主机208，上传防盗报警装置探测到疑似盗窃的时间点信息。

所述的防盗报警及LoRa通信装置201的电源模块205连接着控制模块202、直接给控制模块202、通过控制模块202间接给盗窃探测模块203、LoRa通信模块204、语音报警模块206提供相应的工作电压。

所述的防盗报警及LoRa通信装置201的语音报警模块206连接着控制模块202，当控制模块202收到疑似盗窃信号后，控制语音报警模块206播放报警声。

本实施例的具体工作流程步骤如图3显示，步骤如下。

步骤301：初始化内部模块。

步骤302：当盗窃人员盗窃防盗物品时，防盗报警及LoRa通信装置的盗窃探测模块的感应传感器采集到防盗物品的振动信号，以检测到防盗物品被移动，盗窃探测模块产生疑似盗窃信号，并和疑似盗窃报警时间点信息送往防盗报警及LoRa通信装置的控制模块。

步骤303：防盗报警及LoRa通信装置的控制模块收到疑似盗窃信号，控制防盗报警及LoRa通信装置的语音报警模块播放报警声。

步骤304：防盗报警及LoRa通信装置通过LoRa网关路由器提供的无线数据链路连接防盗报警管理主机，上传防盗报警装置探测到疑似盗窃的时间点信息。

步骤305：防盗报警管理主机以LoRa芯片ID信息为关键字搜索防盗报警管理数据库，匹配得到相应的防盗报警及LoRa通信装置的三元组信息（防盗报警及LoRa通信装置的LoRa芯片ID、防盗报警及LoRa通信装置的部署位置、防盗报警及LoRa通信装置的管理用户），读取三元组信息中的防盗报警及LoRa通信装置的防盗报警管理用户信息、防盗报警及LoRa通信装置的部署位置信息作为疑似盗窃报警位置信息。

步骤306：防盗报警管理主机形成防盗报警记录三元组信息（疑似盗窃报警时间点、疑似盗窃报警位置信息、防盗报警管理用户），记录在防盗报警管理数据库。

步骤307：防盗报警管理主机通过手机基站，以短信方式、微信方式、手机APP方式中的任意一种方式进行信息传输，实时向防盗报警管理用户发送疑似盗窃报警时间点和疑似盗窃报警位置信息。

本实施例的控制模块可选择STC、Atmel、TI、MicroChip、ARM等公司提供的STC12、MSP430、TMS、STM32、PIC、AVR等不同型号芯片来实现。进而，控制模块与其他模块的具体电路连接关系，完全取决于具体型号芯片所配备的用户手册之规定。本实施例采用的技术方案为：控制模块选用的是专为高性能、低成本、低功耗工程要求设计的、基于ARM Cortex-M3内核的STM32F103系列的处理器，用于构建状态监测及通信装置中功能控制的基本电路；LoRa通信模块选用Semtech公司的SX1272、SX1276、SX1301等芯片。本实施例的具体的电路连接关系分别如图4～5所示。其中，图4为本实用新型的控制模块电路图；图5为本实用新型的电源模块电路图。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种扩展、改进和修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的扩展、改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于LoRa物联网传输技术的防盗报警装置，其特征是它包括若干台LoRa网关路由器、防盗报警管理主机、手机基站、防盗报警管理用户、若干个已部署在防盗物品内部的防盗报警及LoRa通信装置；

所述的LoRa网关路由器，是覆盖整个部署区域的，单台LoRa网关路由器或者分布式协同工作的多台LoRa网关路由器；

所述的防盗报警管理主机，是设有防盗报警管理数据库的防盗报警管理主机；其中，防盗报警管理数据库存储所有已部署的防盗报警及LoRa通信装置的三元组信息；防盗报警及LoRa通信装置通过LoRa网关路由器提供的无线数据链路连接防盗报警管理主机上传防盗报警信息；防盗报警管理主机搜索防盗报警管理数据库匹配得到相应的防盗报警及LoRa通信装置的三元组信息并读取信息；防盗报警管理主机形成防盗报警记录三元组信息，记录在防盗报警管理数据库，并通过手机基站实时向防盗报警管理用户发送疑似盗窃信息；

所述的手机基站，是提供手机通信相关服务的手机通信运营商设立的手机基站；

所述的防盗报警管理用户，是通过手机接收以短信方式、微信方式、手机APP方式中的任意一种信息传输方式发送的疑似盗窃报警时间点和疑似盗窃报警位置信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于LoRa物联网传输技术的防盗报警装置，其特征在于，所述的防盗报警及LoRa通信装置，是指整个部署区域内，且被部署在防盗物品内部的若干个防盗报警及LoRa通信装置，包括控制模块、盗窃探测模块、LoRa通信模块、电源模块、语音报警模块；

所述的防盗报警及LoRa通信装置的控制模块，是连接盗窃探测模块、LoRa通信模块、电源模块、语音报警模块；

所述的防盗报警及LoRa通信装置的盗窃探测模块连接着控制模块，包括位移传感器、加速度感应传感器、振动感应传感器或重力感应传感器，当盗窃人员盗窃防盗物品时，感应传感器采集到防盗物品的振动信号，以检测到防盗物品被移动，盗窃探测模块产生疑似盗窃信号，并和疑似盗窃报警时间点信息送往控制模块；

所述的防盗报警及LoRa通信装置的LoRa通信模块连接着控制模块，通过LoRa网关路由器提供的无线数据链路将控制模块连接防盗报警管理主机，上传防盗报警装置探测到疑似盗窃的时间点信息；

所述的防盗报警及LoRa通信装置的电源模块连接着控制模块、直接给控制模块、通过控制模块间接给盗窃探测模块、LoRa通信模块、语音报警模块提供相应的工作电压；

所述的防盗报警及LoRa通信装置的语音报警模块连接着控制模块，当控制模块收到疑似盗窃信号后，控制语音报警模块播放报警声。