专利名称：自主供电的无线监控系统报警终端的制作方法
技术领域：
本发明自主供电的无线监控系统报警终端涉及到监控报警系统中节能技术和无线音视 频传输技术领域，具体来说是一种可由手摇式发电机和太阳能电池两种方式供电、支持 WiFi无线传输协议下音视频数据双向传输、并带有自动定位装置的无线监控系统报警终 端。
背景技术：
当前，随着社会经济的飞速发展，紧急报警电话系统的应用也越来越广泛。目前紧急
报警电话系统主要有两大类 一类是应用现有的公网电话实现紧急报警。另一类是专用的 紧急报警电话系统。公网电话实现紧急报警可分为有线报警和无线报警两种。有线电话的 报警是利用当前各大电信运营商光纤资源，在可能发生报警状况的地点，铺设光纤、架设 固定地点的紧急电话，在发生紧急报警状况的时候，拨通紧急电话，通过运营商的有线公 网将报警信息传递至相关部门，并启动相应的报警响应。无线电话的报警则是报警地点的
无线报警电话通过电信运营商的公用无线网络(包括GSM网、CDMA网、WCDMA网、 TD-SCDMA网)，将报警信息传递至相关部门发出报警响应。
应用公共网络来实现对报警信息的传递，在报警的整个过程中不可避免地要受到公共 网络的很多制约。因此，为了保证报警信息的安全传递与报警响应的及时发出，在很多的 可能发生紧急报警状况的地点或位置，我们都会应用第二类报警电话系统，即建立相应的 专用紧急报警电话系统。专用的紧急报警电话系统，主要由紧急报警监控中心与紧急报警 终端两部分组成。紧急报警终端放置在可能发生报警状况的地点，发生紧急报警状况后， 在现场人员可以通过该终端向监控中心发出报警呼叫。监控中心根据报警信息发出报警响 应。专用紧急报警电话系统也可分为有线和无线方式两种，由于是紧急报警专用，所以报 警信息的准确、及时、安全地传递就需要有很大的保障。
总体来说，公网电话实现紧急报警，虽然使用方便，但是严重受到公共网络的制约。 专用的紧急报警电话系统，就其有线传输方式而言，建设费用较高，网络架设会受到地理 因素的制约。其无线传输方式中，当报警地点处于偏远地带或恶劣的环境时，对报警终端 的供电则产生困难。另外，现有的报警系统中无线传输带宽受限，无法传输更多的报警现 场视频信息，不利于更高效报警响应决策的发出。
发明内容
本发明自主供电的无线监控系统报警终端，目的在于公开一种可由手摇式发电机和太 阳能电池两种方式供电、支持WiFi无线传输协议下音视频数据双向传输并带有自动定位装 置的无线监控系统报警终端的技术方案。
本发明自主供电的无线监控系统报警终端，其特征在于是一种实现了由终端自主供电的和基于WiFi无线传输协议的音视频紧急报警终端，该报警终端由手摇式发电机和太阳能 电池两种方式供电，采用基于WiFi的无线传输协议，支持音视频数据的实时双向传输，并 且可通过终端内自带的GPS模块自动定位，供电控制模块由电量检测电路与供电切换电路 组成，电量检测电路输入与太阳能电池输出连接，供电切换电路输出与电源管理模块连接， 电量检测电路检测到太阳能电池电量不足以供电时，触发供电切换电路，终端工作电源供 电将切换到手摇式发电机供电模式；无线通信模块由WiFi射频处理模块与WiFi天线连接， 支持WiFi协议的音视频信号双向实时传输，具体来讲该终端由耳机/MIC接口 1、人机交 互接口 LCD键盘2、摄像头3、手摇式发电机4、太阳能电池5、微处理控制单元6、 RAM7、 FLASH8、 DSP9、 ARMIO、时钟模块ll、供电控制模块12、电源管理模块13、 WiFi射频 处理模块14、 GPS模块15、 WiFi天线16与GPS天线17组成，所述的耳机/MIC接口 1、 人机交互接口 LCD键盘2、摄像头3共同组成输入输出部分，完成音视频数据采集、播放、 数据输入3种人机交互功能；所述的手摇式发电机4、太阳能电池5、供电控制模块12、 电源管理模块13共同组成供电单元，负责对整个报警终端的供电；所述的微处理控制单元 6由RAM7、 FLASH8、 DSP9、 ARM10和时钟模块11组成，完成对语音与视频信号的编 解码处理，并控制整个报警终端的进程管理和应用程序管理；所述的WiFi射频处理模块 14与WiFi天线16相接组成无线通信单元；所述的GPS模块15与GPS天线17相接组成 自动定位单元。
上述的自主供电的无线监控系统报警终端组成的报警系统，其特征在于该报警系统由 自主供电的无线监控系统报警终端与监控中心共同组成，该报警终端与监控中心的网络结 构为星型网络拓扑结构，整个报警系统按照实际应用场景需要，将各监控中心划分为高级 监控中心18、中级监控中心19、低级监控中心20、第一个至第n高级报警终端21、第一个至 第n中级报警终端22和第一个至第n低级报警终端23，每个等级的监控中心负责监控其下一 等级监控中心或报警终端的实时监控，并根据收到的报警信息内容，做出是否发出报警响 应判断，或者将报警信息上传至上一等级的监控中心，并等待上一级监控中心的指令。
本发明自主供电的无线监控系统报警终端的优点及用途在于提供了一种在紧急报警 地点安装放置的可自主供电的无线监控系统报警终端，在发生紧急情况后，在终端放置地 点的报警人员，通过终端向报警监控中心发出报警呼叫，呼叫接通后，可建立报警人员与 监控中心相关人员的音视频通话，报警人员可以通过终端的摄像头向监控中心人员描述其 现场状况，另外，如果在偏远地带，该终端还可以通过GPS自动定位，并将自动定位后获 取的位置信息自动地发送到报警监控中心。监控中心将根据定位信息，实时显示发生报警 终端所出的准确位置。整个终端的供电，在条件允许的情况下，为太阳能电池提供电源， 否则，报警人员可以通过终端配备的手摇发电机来为终端供电以保证报警通话的完成。当 报警终端未产生通话时，终端处于非激活状态，电源模块也处于不工作状态，太阳能电池 处于充电过程中。终端采用基于WiFi协议下的无线传输方式与监控中进行通话,WiFi协议 下其传输带宽可达到兆级以上，可支持视频通话。WiFi天线即可采用全向天线，也可采用 定向天线。采用定向天线时，传输距离可达几十公里；当中间有障碍物阻挡无线传输时，
4本终端可支持由网桥或AP完成中转至监控中心。本实用新型可自主供电的无线监控系统报
警终端可应用于高速公路紧急报警电话系统、森林防火报警系统、楼宇消防报警系统、煤 矿安全事故报警系统、水利、电力、石油安全检测报警系统等众多的应用场景。可自主供 电的无线监控系统报警终端，保证了报警终端在外部供电不充足的条件下，工作电源的不
间断供电。报警终端采用基于WiFi协议下的无线传输方式，保证了无线传输兆级(106bit/s) 以上的带宽，以支持终端与监控中心语音与视频的会话，为监控中心提供更多报警现场状 况信息，有利于迅速做出报警响应决策。
图l自主供电的无线监控系统报警终端的电路原理方框图。 图2自主供电的无线监控系统报警终端的网络拓扑结构图。 图中标号
I、 耳机/MIC接口 3、摄像头 5、太阳能电池 7、 RAM 9、 DSP
II、 时钟组件 13、电源管理模块 15、 GPS模块
17、 GPS天线 19、中级监控中心 21、第一个至第n高级报警终端 23、第一个至第n低级报警终端具体实施方式
实施方式l
如图l所示，输入输出单元由耳机/MIC接口 1、人机交互接口 (LCD、键盘)2、摄像 头3组成；供电单元由手摇式发电机4、太阳能电池5、供电控制模块12、电源管理模块 组成13;终端的微处理控制单元6由RAM7、 FLASH8、 DSP9、 ARM10和时钟模块11组 成;无线通信单元由WiFi射频处理模块14与WiFi天线16相接组成；自动定位单元由GPS 模块15与GPS天线17相接组成；耳机/MIC接口 1、人机交互接口 LCD键盘2、摄像头3 为本无线监控系统报警终端的必备基本输入输出单元。微处理控制单元主要包括RAM7、 FLASH8、 DSP9、 ARM10和时钟模块11，完成对语音与视频信号的编解码处理，并控制 整个报警终端的进程管理和应用程序管理。电源管理模块13负责对整个报警终端的供电。
报警终端的自主供电模式有两种， 一种是太阳能电池供电，为首选供电模式；另一种 是手摇发电机供电，为备用供电模式；报警终端被启用后，供电控制模块12根据电量检测
2、人机交互接口 (LCD、键盘)
4、手摇式发电机
6、微处理控制单元 8、 FALSH
10、 ARM
12、供电控制模块
14、 WiFi射频处理模块
16、 WiFi天线 18、高级监控中心 20、低级监控中心 22、第一个至第n中级报警终端电路的检测结果，在终端LCD实时显示报警终端工作电源的电池电量状况以及当前选用的 供电模式。当电量检测电路检测到太阳能电池电量不足以供电时，则触发模块中的供电切 换电路，终端工作电源供电将自动切换到手摇式发电机供电模式，即备用供电模式。
报警终端通话发送过程中，语音信号被MIC采集至微处理控制单元6，视频信号由摄 像头3采集至微处理控制单元6,音视频信号经过微处理控制单元6编码处理后传输至WiFi 射频处理模块14。 GPS模块15为报警终端自动定位，并将定位信息传输至微处理控制单 元6进行编码处理，处理完毕后传递到WiFi射频处理模块14。 WiFi射频处理模块14完成 对音视频基带信息和GPS定位信息的调制处理，处理后的包含两种信息的射频信号通过 WiFi天线16发出。
接收过程中，电话终端的WiFi天线16接收到包含有音视频信息的射频信号后，传递 至WiFi射频处理模块14进行解调处理，处理完毕后将该音视频信号送至微处理控制单元 6，微处理控制单元6将对音视频信号进行解码还原，并输出至耳机和LCD。在整个工作 过程中，终端工作于双工模式。
如图2所示，报警终端与监控中心的网络结构为星型网络拓扑结构。整个报警系统可 以按照实际应用场景需要，将各监控中心划分为高级监控中心18、中级监控中心19、低级 监控中心20或者更多等级。每个等级的监控中心负责监控其下一等级监控中心或报警终端 的实时监控，并根据收到的报警信息内容，做出是否发出报警响应判断，或者将报警信息 上传至上一等级的监控中心，并等待上一级监控中心的指令。图2中,高级监控中心18的 报警等级被设置为高级，可判决整个报警系统的报警响应的发出。第一个至第n中级报警 终端21分别为属于高级报警终端，该等级报警终端发出的报警信息直接为高级报警；中级 监控中心19的报警等级被设置为中级，可判决本报警系统中级以下的报警响应的发出。第 一个至第n中级报警终端22分别为属于中级报警终端，该等级报警终端发出的报警信息先 为中级报警，根据报警状况的分析，中级监控中心19做出判决，是否直接发出中级报警响 应；如果上传至高级监控中心18，则高级监控中心18将再次分析报警信息，并据分析结 果判决是否将该中级报警升级为高级。低监控中心20的报警等级被设置为低级，可判决本 报警系统低级的报警响应的发出。第一个至第n中级报警终端23分别为属于低级报警终端， 该等级报警终端发出的报警信息先为低级报警，根据报警状况的分析，低级监控中心20 做出判决，是否直接发出低级报警响应；如果上至中级监控中心19,则中级监控中心19 将再次分析报警信息，并据分析结果判决是否将该低级报警升级为中级，或者继续将报警 信息上传至高级监控中心18以判决是否需要升级为高级。
权利要求
1.自主供电的无线监控系统报警终端，其特征在于是一种实现了由终端自主供电的和基于WiFi无线传输协议的音视频紧急报警终端，该报警终端由手摇式发电机和太阳能电池两种方式供电，采用基于WiFi的无线传输协议，支持音视频数据的实时双向传输，并且可通过终端内自带的GPS模块自动定位，供电控制模块由电量检测电路与供电切换电路组成，电量检测电路输入与太阳能电池输出连接，供电切换电路输出与电源管理模块连接，电量检测电路检测到太阳能电池电量不足以供电时，触发供电切换电路，终端工作电源供电将切换到手摇式发电机供电模式；无线通信模块由WiFi射频处理模块与WiFi天线连接，支持WiFi协议的音视频信号双向实时传输，具体来讲该终端由耳机/MIC接口(1)、人机交互接口LCD键盘(2)、摄像头(3)、手摇式发电机(4)、太阳能电池(5)、微处理控制单元(6)、RAM(7)、FLASH(8)、DSP(9)、ARM(10)、时钟模块(11)、供电控制模块(12)、电源管理模块(13)、WiFi射频处理模块(14)、GPS模块(15)、WiFi天线(16)与GPS天线(17)组成，所述的耳机/MIC接口(1)、人机交互接口LCD键盘(2)和摄像头(3)共同组成输入输出部分，完成音视频数据采集、播放、数据输入3种人机交互功能；所述的手摇式发电机(4)、太阳能电池(5)、供电控制模块(12)、电源管理模块(13)共同组成供电单元，负责对整个报警终端的供电；所述的微处理控制单元(6)由RAM(7)、FLASH(8)、DSP(9)、ARM(10)、时钟模块(11)组成，完成对语音与视频信号的编解码处理，并控制整个报警终端的进程管理和应用程序管理；所述的WiFi射频处理模块(14)与WiFi天线(16)相接组成无线通信单元；所述的GPS模块(15)与GPS天线(17)相接组成自动定位单元。
2、 权利要求l所述的自主供电的无线监控系统报警终端组成的报警系统，其特征在 于该报警系统由自主供电的无线监控系统报警终端与监控中心共同组成，该报警终端与 监控中心的网络结构为星型网络拓扑结构，整个报警系统按照实际应用场景需要，将各 监控中心划分为高级监控中心(18)、中级监控中心(19)、低级监控中心(20)、第一个 至第n高级报警终端(21)、第一个至第n中级报警终端(22)和第一个至第n低级报警终 端(23)，每个等级的监控中心负责监控其下一等级监控中心或报警终端的实时监控，并 根据收到的报警信息内容，做出是否发出报警响应判断，或者将报警信息上传至上一等 级的监控中心，并等待上一级监控中心的指令。
全文摘要
一种自主供电无线监控系统报警终端，属于监控报警系统中节能技术和无线音视频传输技术领域，由手摇发电机和太阳能电池两种供电方式供电，为终端提供不间断的工作电源；支持WiFi无线传输协议，提供兆级以上带宽，实现语音和视频数据实时双向传输，并带有自动定位装置，可应用于众多无法依赖外界电源、处于偏远地带或恶劣环境中的紧急报警应用场景。具有数据传输可靠、安全，网络架设简便、快捷的优点。
文档编号H02J9/06GK101656429SQ200910075309
公开日2010年2月24日 申请日期2009年9月5日 优先权日2009年9月5日
发明者原建胜, 刚 谢, 谢克明, 赵哲峰, 郭红波 申请人:太原瀚智科技发展有限公司