CN208190687U - 基于物联网的社区人员感知器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于物联网的社区人员感知器，设备内部采用了模块化的硬件设计思想，主要包括主控模块，MAC采集模块，NB‑IOT物联网传输模块，蓝牙配置模块和电源模块。所述的MAC采集模块通过模块自身的PCB板载天线实现对附近手机的MAC地址，信号强度和帧类型等数据信息的不间断采集，所述的NB‑IOT物联网传输模块通过无线基站连接到NB‑IOT网络，主控模块把接收到的采集信息通过NB‑IOT物联网技术实时地上传到中心平台。设备外观机壳采用安全出口警示牌作一定程度的伪装以免引起关注，同时不易让犯罪分子察觉防止手段无效，可用于公安系统对辖区内的住宅小区进行人员统计及维稳管控。

Description

基于物联网的社区人员感知器

技术领域

本实用新型涉及一种社区人员的MAC地址采集设备，尤其是一种涉及到基于窄带物联网技术(NB-IOT)来实时上传社区人员MAC地址信息的采集设备。

背景技术

在无线通信技术领域中，随着无线网络的深入，智能移动终端设备人手一部，而每台智能终端设备都有自己唯一的MAC（Media Access Control，媒体访问控制）地址，这可以作为社区人员的身份识别码即标签。针对人员组成较复杂的小区，如出租房较多或案发率高的小区，在小区单元楼门口安装感知器设备，设备不间断采集经过人员手机的MAC码，可用于公安系统对辖区内的住宅小区进行人员统计及维稳管控。

现有的WIFI探针设备就是通过采集MAC地址数据来精确定位人员，但是目前MAC地址采集设备采集到的数据一般是通过串口，或者网口等有线的传输方式来传送到指定服务器或适时提交到指定URL。使用固定的有线网络进行数据传输不仅浪费硬件的资源，占用空间，更存在布线困难的问题，传输距离也有限。特别是，当数据采集设备的位置变化时，使用有线数据传输的方式将无法满足需求。

发明内容

为了克服现有技术中有线连接传输的局限性，本实用新型提供了基于物联网的社区人员感知器，这是一种基于无线的NB-IOT物联网传输技术来实时上传采集到的MAC地址数据的设备，该设备推进了OneNET平台以及NB-IOT物联网技术在MAC采集中的应用进程，使社区人员标签采集设备更加智慧化、实时化、便捷化。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：基于物联网的社区人员感知器其外观机壳采用安全出口警示牌作伪装，设备内部采用了模块化的硬件设计思想，主要包括主控模块，MAC采集模块，NB-IOT物联网传输模块，蓝牙配置模块和电源模块。

上述的MAC采集模块包括一种传统的WIFI探针微型模块和其外围电路，通过模块的PCB板载天线实现对MAC地址，信号强度和帧类型等数据信息在一定范围内的不间断采集，采集到的数据通过串口发送到主控模块。

上述的NB-IOT物联网传输模块包括NB-IOT模组及其外围电路，NB-IOT模组通过无线基站连接到NB-IOT网络，主控模块把接收到的采集信息通过NB-IOT物联网技术实时地上传到中心平台。

上述的蓝牙配置模块包括低功耗蓝牙模块及其外围电路，是手机维护APP与设备主控模块进行数据通信的桥梁。

上述的主控模块包括单片机控制芯片及其外围电路，用于过滤规定时间内重复的MAC地址信息，并打上时间戳。主控模块通过NB-IOT模组来连通物联网，将采集记录实时发送至中心平台，在NB-IOT网络不通的情况下，将记录先缓存至本地Flash，设备不掉电存贮空间满足缓存1个月数据的要求，物联网连通后主控模块将缓存记录也发送到中心平台。

进一步，上述的过滤重复MAC地址，是通过手机维护APP设置的重复过滤参数如重复过滤时长来定时过滤掉重复的MAC地址信息，这样在一定时间内上传到平台的MAC地址都是不一样的终端标识码。

进一步，上述的给采集数据打上时间戳功能，其中采集时间是主控模块通过向NB-IOT模块发送获取时间的AT指令获得的，有了时间戳便于平台后期对数据进行分析。

进一步，上述的连通NB-IOT物联网，将采集记录实时发送至中心平台。NB-IOT物联网与OneNET中心平台的通信过程可以分为4个流程：设备注册流程，数据上报流程，设备管理流程和设备注销流程。

进一步，上述的记录缓存功能，是主控单片机芯片将采集记录先保存到内部Flash中，视NB-IOT的网络情况进行数据的上传，避免了采集记录的丢失问题。

本实用新型的有益效果是，本实用新型采用NB-IOT物联网作为无线传输的介质，实时上传MAC采集数据到中心平台，有效的消除了传统的有线传输方式的缺陷，本实用新型集成了物联网传输模块，比原有的有线传输方式更加先进，可靠性更高，通过对通信数据的加密，可以有效的保证采集数据的可靠性，而且伪装的外观设计，隐蔽性较好不易引起公众的反感和防备。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型的系统组成示意图。

图2为本实用新型的硬件结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实例仅用于说明和解释本实用新型，但不用于限定本实用新型。

基于NB-IOT物联网的社区人员感知器，采用了模块化的硬件设计思想，设备内部硬件主要包括单片机控制核心，WIFI探针微型模块即MAC采集模块，NB-IOT物联网传输模块，蓝牙配置模块和电源模块，而且其设备外观做了一定程度的伪装设计以免引起关注，既不易引起公众的反感和防备，同时不易让犯罪分子察觉防止手段无效。

所述的单片机控制核心是一个常用单片机的最小系统，包括单片机芯片，复位电路，时钟系统和程序启动电路。控制核心采用ST公司的STM32F103C8T6为主控芯片，芯片是一款基于ARM Cortex-M 内核STM32系列的32位CPU，提供了64KB的闪存，20KB的RAM，DMA直接存储器访问，外设包括调试接口、I/O控制器、定时器和多路串行通讯接口。当检测到单片机的供电电源低于+3.1V时，复位芯片会输出系统复位信号。

MAC采集模块设计

WIFI探针模块支持802.11b/g/n，在指定时间内以全频段轮询方式采集 WiFi 帧，然后探针通过标准的串口协议把采集的数据以字符流的方式上传给单片机。模块的复位信号和工作模式控制信号都连接到了单片机的I/O接口上，当探针采集模块出现故障时可以实现快速的单模块复位重启，在不影响其他模块工作的情况下自恢复。

NB-IOT物联网模块设计

所述的NB-IOT物联网模块可以采用支持不同运营商的NB模组。

以中国移动自主研发的NB_IOT物联网通信模组M5310为例，模块上电后自动开机，SIM卡接口为减少纹波以稳定电源输出，并联100n F去耦电容，模块检测到SIM卡时，SIM_VDD引脚输出3.0V电压，输出电流约为10mA。为防止高频噪声对信号的影响，在数据信号引脚之间并联33p F电容。为了保护SIM卡，在接口连接NZQA5V6AXV5芯片来做静电保护。NETLIGHT 管脚信号可以用来驱动网络状态灯，灯亮表示模块与网络同步，否则为模块没有工作或未与网络同步。复位引脚RESET为低电平有效，单片机的I/O引脚利用三极管的饱和、截止两种状态作为模块的复位控制，解决单模块故障时使模块正常工作。

蓝牙模块设计

所述的蓝牙配置模块可以根据配置距离的长短选择不同型号的低功耗蓝牙模块。手机APP通过蓝牙方式主动连接采集设备上的蓝牙模块，设备中的蓝牙模块作为从机与手机通信，接收配置指令，上传设备的配置参数和现有的状态信息，输出调试信息等。模块的复位引脚RESET为低电平有效，连接到了单片机的I/O上，当蓝牙模块故障时可实现快速的单模块复位重启。模块的串口以TTL格式连接到了单片机的串口外设上，实现了对透传数据的接收和发送。

电源电路设计

电源模块分为外部电源部分和内部电源转换部分，外部电源实现了220V交流电的输入转换为+5V的直流输出，而内部电源转换模块完成了+5V到各模块供电电源的二次转换。设备采用交流电供电是基于方便采集设备的安置及取电。NB模组电源电压的输入范围为3.1V~4.2V，典型值为3.8V，由于输入电压跟模块的供电电压的压差不是很大，所以采用了 Micrel 公司的 LDO芯片MIC29302WU，为确保输出电源的稳定，在其输出端设置了一个稳压管，为减少电压跌落保证 VBAT 电压不会跌落到 3.1V 以下，在靠近模块VBAT输入端，并联一个低ESR(ESR=0.7Ω)的100uF 的钽电容，以及100nF、33pF（0603 封装）、10pF（0603封装）滤波电容。控制芯片和其他模块采用+3.3V供电，由AMS1117-3.3正向低压降稳压器来实现，其输入电压为4.75～10V，输出电压的典型值为3.3V，最小值为3.235V，最大值为3.365V。在其输出端并联2.2μF、100n F的电容保证其稳定电压输出。

本实用新型的基于物联网的社区人员感知器，是一款低成本的MAC采集器，结合NB-IOT，WIFI和蓝牙技术，使得设备不间断采集经过人员手机的MAC码，同时通过物联网技术实时传输到中心平台，与传统的MAC采集器相比，能够快速并可靠地将采集数据上传到中心平台。中心平台集中保存多台设备采集到的数据同时基于数据进行分析，一方面报告辖区的人员态势，另一方面也可针对特定案件进行针对性分析以提供相应线索。

上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制。本领域的技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型专利的保护范围。

Claims (5)

1.基于物联网的社区人员感知器，其特征在于，设备内部采用了模块化的硬件设计思想，主要包括主控模块，MAC采集模块，NB-IOT物联网传输模块，蓝牙配置模块和电源模块，所述的MAC采集模块通过模块自身的PCB板载天线实现对附近手机的MAC地址，信号强度和帧类型等数据信息的不间断采集，所述的NB-IOT物联网传输模块通过无线基站连接NB-IOT网络，主控模块把接收到的采集信息通过NB-IOT物联网技术实时地上传到中心平台，所述的蓝牙配置模块作为从机和手机维护APP通信，设备外观采用安全出口警示牌作一定程度的伪装。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的社区人员感知器，其特征在于，所述的MAC采集模块在指定时间内以全频段轮询方式采集WiFi帧，然后通过标准的串口协议把采集的数据以字符流的方式上传给主控单片机。

3.根据权利要求1或2所述的基于物联网的社区人员感知器，其特征在于，所述的NB-IOT物联网传输模块把加密后的采集记录通过NB-IOT物联网传输技术实时上传到中心平台。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的社区人员感知器，其特征在于，所述的蓝牙配置模块实现了对标签采集设备的短距离的无线配置方式，设置设备的关键参数，上传设备参数和现有的状态信息，输出调试信息。

5.根据权利要求1所述的基于物联网的社区人员感知器，其特征在于，设备外观采用安全出口警示牌的外壳作伪装，不易让犯罪分子察觉防止手段无效。