专利名称：基于物联网技术的周界安防终端的制作方法
技术领域：
本实用新型属于公共安全防范领域，具体是一种基于物联网技术的周界安防终端。
背景技术：
随着国际安全局势的日益紧张和工业事故的日益增加，人类的生存安全正在面临着巨大的考验，比如恐怖事件的发生；毒气泄漏事件的发生；有毒化学品泄漏的发生等等。“911事件”、日本东京的沙林毒气事件不仅造成了大量的人员伤亡，更使受害人留下了无法弥补的后遗症。由此，人们开始认识到对灾难事件做出正确的评估分析和采取及时有效的应急反应已变得至关重要。而要实现这一目标，城市联网体系的建设也必须同步完成， 否则就难以实现真正意义上的实时监控和快速反应。在我国，虽然在经历了二十二年的发展历程后，安防行业呈现出了蓬勃发展的势头，安防技术水平也不断地提高。但是，我国的周界安防管理系统现在大多数还停留在局部防御的基础上，各系统间存在通信兼容问题， 原因在于市场没有提供自动化程度高、高集成化、融合多种网络、支持不同周界安防系统设备接入的安防应用终端系统。尤其是，大城市的重点安防领域、公共安全面临着诸多实际问题，如地铁、机场、奥运和世博场馆及其周边公共区域等。我国近期开始大规模开展的“平安城市”和“科技强警”工程正是为了解决这一难题，目标使城市真正成为安全的区域。本周界安防控制终端在这样的大背景下应运而生。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于物联网技术的周界安防控制终端，该终端机解决了周界安防系统集中管理的问题，提高了警情处理能力，确保城市公共安全稳定。为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案一种基于物联网技术的周界安防控制终端，包括核心处理器单元，其特征在于该核心处理器单元通过通信接口与电子围栏系统连接，核心处理器单元通过网络模块与视频监控系统连接。该核心处理器单元包括核心处理器，该核心处理器分别与存储器、通信接口、USB host接口、输入输出单元、串口、网络模块连接。核心处理器单元通过音频输入输出模块与语音广播系统连接，该核心处理器单元还通过通信接口与红外/门禁系统连接。该核心处理器单元通过USB host接口与 3G/GPRS模块和GPS模块连接。存储器包括SDRAM存储器、NAND Flash存储器和SD卡；输入输出单元包括音频输入输出模块，触摸式液晶显示模块和控制键盘；网络模块包括WIFI 无线网络模块、IOM/100M网卡；通讯接口包括RS-485接口、CAN总线接口、RFID射频接口。 所述核心处理器为S3CM40处理器。本实用新型的有益效果在于1、与传统的周界安防控制终端设备相比，本实用新型具有周界安防设备控制功能，能够主动式防入侵功能、入侵自动报警功能、自动采集视频联动信息功能，自动实时记录功能、存储报警联动信息功能，实现了安防系统的自动控制；[0006]2、同时提供软件SDK，支持安防平台软件二次开发；3、采用了嵌入式技术，可通过TCP/IP网络、3G通信、GPRS为信息传输载体，融合物联网技术，为安防平台系统提供支持；4、支持GPS技术，报警平台软件通过软件SDK结合GIS系统，可实现准确定位，方便用户处理警情。
图1是本实用新型的核心处理器单元的结构示意图。图2是本实用新型的系统结构示意图。图3是本实用新型的核心处理器单元的SD接口电路示意图。图4是本实用新型的软件功能流程图。图5是本实用新型的周界设备报警流程图。主要组件符号说明1、S3C2440处理器；2、SD卡；3、Nand Flash ；4、存储器SDRAM ；
5、音频输入输出模块；6、WIFI无线网络模块；7、时钟；8、USBhost ；9U0M/100M网卡；10、 串口 ；11、通讯接口 RS-485 ；12、触摸式液晶显示模块；13、控制键盘；14、S3C2440核心板； 15、视频监控系统；16、红外/门禁系统；17、电子围栏系统；18、语音广播系统；19、GPS模块；20、电源管理模块；21、3G/GPRS通信模块；22、TFT-LCD显示屏；23、软件SDK。
具体实施方式
如图1所示，根据本实用新型的一个实施例，物联网周界安防控制终端可通过 S3C2440处理器构建核心处理器单元。ARM S3C2440核心处理器单元14由S3C2440处理器 1、SD卡2、Nand Flash存储器3、SDRAM存储器4、音频输入输出模块5、WIFI无线网络模块
6、时钟7、USBhost 8、10M/100M网卡9、串口 10、通讯接口 11、触摸式液晶显示模块12、控制键盘13组成。物联网周界安防控制终端的处理器采用韩国三星公司的16 / 32位RISC处理器 S3C2440。该处理器采用0.13 μ m CMOS工艺，低功耗、高性能、低成本、使用方便。主要应用于手持产品设备领域。S3CM40处理器采用ARM公司设计的ARM920T内核，该内核采用哈佛结构，内部有独立的数据总线和代码总线，有分离的数据Cache和代码Cache，支持MMU IP核内部各部件之间使用AMBA总线。主频处理速度可达到400MHZ，完全可以满足设计的需要。硬件系统用S3CM40构成核心电路系统。该芯片采用RISC结构，除具有一般嵌入式芯片所具有的总线，SDRAM控制器以外，还具有非常丰富的扩展功能接口。内部集成了 TFT-LCD和触摸屏控制器、USB S lave、USB Host、IrDA红外接口、SD存储卡接口等大量的功能模块。网络模块可采用WIFI无线网络模块6、10M/100M网卡9。通讯接口可采用RS-485 接口 11、CAN总线接口、RFID射频接口。如图2所示的物联网周界安防控制终端包括ARM S3CM40核心处理器单元与 ARM S3C2440核心板14连接的S3C2440采用1. 2V的工作电压，功耗很低，能满足便携产品对低功耗的要求。同时电源管理模块给系统提供多重电压，包括芯片内核电压采用1.8V供
4电，芯片的I / 0部分采用3. 3V供电，而片外的一些常规集成电路采用5V供电。智能电源管理模块很好的解决了对系统各个部分供电要求的不同，降低了功耗，减少了不同电源之间的干扰噪声，提高了系统的稳定性和集成度。S3CM40处理器芯片内部集成一个LCD控制器和AD转换接口，可实现TFT触摸液晶屏接口 ；还集成USB控制器，一个主控制器，一个从控制器。主控制器可用USB HUB芯片GL850A扩展为多个，提供给多个设备使用。Nand Flash存储器芯片采用三星公司第六代MLC Flash。电子围栏、红外/门禁系统通讯模块均采用串行通信方式和S3C2440进行通信；GPS模块采用美国GARMIN公司的模块，和S3C2440 之间采用USB通信；3G/GPRS模块采用美国高通公司的模块，和S3C2440之间的通信采用 USB通信；语音广播系统采用有源拾音器和音箱，和S3C2440之间的通信采用音频输入/输出模块相连，通过TTS语音实现语音警示和报警；视频监控采用海康威视硬盘录像机，和 S3C2440之间的通信采用100M或WIFI无线网络通信；软件SDK采用自主研发的软件接口， 和S3C2440之间的通信采用100M或WIFI无线网络通信。这样终端就具有了有线和无线两种网络连接方式，实现报警信号和控制信号在多种通信网络中传递。本实用新型中所采用的各个模块如语音广播系统、视频监控系统、红外/门禁系统、语音广播系统、3G/GPRS模块和GPS模块等均属现有技术，且在本实用新型中仅涉及其硬件结构与核心处理器单元的连接关系，对于这些模块的具体结构在此不再赘述。ARM S3C2440核心处理器单元14本身没有大容量存储器，因此增加一个SD卡作为物联网周界安防控制终端存储程序和数据的第二硬盘，S3CM40处理器与SD卡之间通过 SD卡接口电路连接，SD卡接口电路如图3所示。图3所示的SD接口电路采用读卡器芯片25(可采用GENESYS的GL827型号读卡器芯片)，主要作用是将SD卡通信协议转换成USB通信协议并将SD卡内容传输给ARM S3C2440 核心处理器单元，USB通信协议转换成SD卡通信协议，将ARM S3CM40核心处理器单元的内容传输给SD卡。SD卡槽沈可以是电视机的SD卡接入口。读卡器芯片的SD卡插入判断引脚(第23引脚)连接SD卡槽的SD卡检测引脚(即CD引脚)，同时，SD卡检测引脚连接电阻RI和电阻R4的连接点，读卡器芯片的SD卡插入判断引脚接收SD卡槽的SD卡检测引脚电平变化以识别SD卡是否插入，即SD卡槽的SD卡检测引脚根据SD卡插入与否会输出相应的高低电平值。读卡器芯片的复位引脚(第18弓丨脚)与电容C10、电阻RZ. NPN型三极管QI的集电极连接，正常上电时，通过电容C10、电阻RZ进行复位使读卡器芯片的寄存器等初始化，然后开始正常工作；三极管QI的基极与电阻RI连接，三极管则的发射极接地，电容CIO连接在三极管则的发射极和集电极之间，电阻R2.电阻R4同时也连接电源(本实施例电源为3. 3V)。该读卡器芯片25作为接口电路的应用为现有技术，在此不再赘述。软件设计由于S3C2440处理器具有很强的运算处理能力，可以很轻松的运行嵌入式操作系统，而且终端也需要有操作系统支持，所以系统软件采用Windows CE作为操作系统。 Windows CE操作系统高效稳定，提供了完成嵌入功能的基本内核，能够处理嵌入式任务和用户界面，更由台式电脑操作系统采用相同的用户界面，方便用户使用。Windows CE可广泛应用于各种嵌入式系统中。软件系统总流程图如图4所示。软件流程包括开始，系统初始化，LCD初始化，触摸屏初始化，根据系统设定选择系统设置、GPS模块、周界设备控制和网络连接功能模块的加载。系统引导程序采用Bootloader为系统加电后启动的第一段程序代码，执行后启动WindowsCE嵌入式系统。系统启动后自动加载控制软件，软件按设定的配置自动加载各功能模块，启动周界安防监控模块，应用多线程技术，通过相关通讯接口监控电子围栏、红外/门禁、视频监控等周界安防设备。如图5所示的物联网周界安防控制终端周界设备报警流程，其原理为本终端设备启动后，进入周界设备监控流程，利用多线程读取周界设备工作状态信息，如读取失败，则重新读取，如读取成功则将读取结果保持在内存数据对象中，根据工作状态数据判断周界设备是否报警，如未报警则返回进行下一周期的周界设备数据读取，如出现报警，则通过预设的报警联动控制程序控制视频监控或其他设备，实现智能报警处理，同时将报警信号上传至上级控制系统，实现报警信号的多级、跨网络传递，完成上传后返回进行下一周期的周界设备数据读取。周而复始，直至本终端设备关机或退出系统。基于ARM9内核的处理器S3C2440，以其片上资源丰富、处理能力强、功耗低性价比高等优点而成为众多嵌入式平台的首选。本设计基于S3C2440为核心，突破了以往传统的设计方式和理念，采用数据采集与处理一体化的设计思想。产品便于携带，操作方便，具有多种外部接口，且升级方便。随着周界安防行业的发展，本实用新型具有很大的市场潜力。本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其他形式、结构、布置、比例，以及用其他元件、材料和部件来实现。
权利要求1.一种基于物联网技术的周界安防控制终端，包括核心处理器单元，其特征在于该核心处理器单元通过通信接口与电子围栏系统连接，核心处理器单元通过网络模块与视频监控系统连接。
2.如权利要求1所述的周界安防控制终端，其特征在于该核心处理器单元包括核心处理器，该核心处理器分别与存储器、通信接口、USB host接口、输入输出单元、串口、网络模块连接。
3.如权利要求广2所述的周界安防控制终端，其特征在于核心处理器单元通过音频输入输出模块与语音广播系统连接，该核心处理器单元还通过通信接口与红外/门禁系统连接。
4.如权利要求3所述的周界安防控制终端，其特征在于该核心处理器单元通过USB host接口与3G/GPRS模块和GPS模块连接。
5.如权利要求4所述的周界安防控制终端，其特征在于存储器包括SDRAM存储器、NAND Flash存储器和SD卡；输入输出单元包括音频输入输出模块，触摸式液晶显示模块和控制键盘；网络模块包括WIFI无线网络模块、10M/100M网卡；通讯接口包括RS-485接口、CAN总线接口、RFID射频接口。
6.如权利要求广5中任一项所述的周界安防控制终端，其特征在于所述核心处理器为 S3C2440处理器。
专利摘要本实用新型公开了包括核心处理器单元，其特征在于该核心处理器单元通过通信接口与电子围栏系统连接，核心处理器单元通过网络模块与视频监控系统连接。该核心处理器单元包括核心处理器，该核心处理器分别与存储器、通信接口、USBhost接口、输入输出单元、串口、网络模块连接。所述核心处理器为S3C2440处理器。本实用新型的优点在于与传统的周界安防控制终端设备相比，本实用新型具有周界安防设备控制功能，能够主动式防入侵功能、入侵自动报警功能、自动采集视频联动信息功能，自动实时记录功能、存储报警联动信息功能，实现了安防系统的自动控制。
文档编号G05B19/418GK202183037SQ20112022449
公开日2012年4月4日 申请日期2011年6月29日 优先权日2011年6月29日
发明者史吉平, 欧洋凯, 赵辉, 陈晓东 申请人:史吉平, 欧洋凯, 赵辉, 陈晓东