专利名称：紧急呼救系统及方法
技术领域：
本发明属于智能控制领域，涉及一种紧急呼救系统及方法。
背景技术：
随着城市轨道交通的快速发展，车载旅客信息系统(PIS)得到了全面的进步。出于高度 集成性的考虑，并结合近年来各种信息应用系统逐步IP化的趋势，PIS系统的各个子系统的 信息传递逐渐采用IP数据传送的方式来实现，工业以太环网系统成为整个车载PIS系统的基
础数据传送网络。紧急呼救系统作为保证乘客安全的重要系统，是车载旅客信息系统不可或 缺的一部分，然而目前很多紧急呼救系统方案并不具备IP数据传送的能力，而且相对独立，
没有与PIS其他子系统形成很好的联动，无法充分发挥车载旅客信息系统应有的能力。
为了解决以上问题，必须设计一个全新的紧急呼救系统方案。该系统需具备TCP/IP协议 通信的能力，并能与PIS其他相关子系统建立通信接口，在紧急情况发生时，能联合其他重 要子系统，帮助工作人员或有困难的乘客更好更快的处理情况，摆脱困境。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能适应车载环境要求及乘客需求的紧急呼救系统。
同时，本发明提供一"上述紧急呼救系统的紧急呼救方法。 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案
一种紧急呼救系统，该系统包括若干分散分布的呼救报警器；所述系统还包括至少一连 接各呼救报警器的呼救信号接收解析模块，所述呼救信号接收解析模块设置于服务器端； 所述呼救报警器包括
——呼救触发单元，用以通过触发该呼救触发单元发送呼救信号；
——控制单元，用以釆集所述呼救触发单元发送的呼救信号，建立呼救信号数据包；
——网络通信单元，用以连接所述呼救信号接收解析模块；
——电源单元，用以为所述呼救系统提供电源；
所述呼救触发单元、网络通信单元、电源单元分别与所述控制单元连接； 所述呼救信号接收解析模块包括-
——呼救信号采集单元，用以接收各呼救报警器发送的呼救信号；
——呼救位置确定单元，用以根据接收的呼救信号确定发送该呼救信号的呼救报警器的 位置码，并根据该位置码确定该呼救报警器的位置；
——呼救位置显示单元，用以显示所述发出呼救信号的呼救报警器位置。
——呼救信号转发模块，用以向于紧急呼救系统建立接口连接的具有显示功能的其他系 统如CCTV转发呼救信号，由CCTV系统辅助显示呼救报警位置的图像；
作为本发明的一种优选方案，所述呼救报警器还包括监测单元，用以拍摄呼救报警器所 在区域画面；所述呼救报警器还包括显示单元，用以通过网络与解救人员视频对话。
作为本发明的一种优选方案，所述呼救信号接收解析模块还包括若干控制各呼救报警器 监测单元转动的监测控制单元，用以调节各呼救报警器监测单元的监测区域。
作为本发明的一种优选方案，所述呼救信号接收解析模块还包括呼救报警器数据配置单 元，用以配置呼救报警器的IP地址、服务器的IP地址、子网掩码、服务器端口、及位置信 息所述呼救报警器还包括串口通信单元，与数据配置单元连接，以便实现所述数据配置单 元对呼救报警器进行数据配置。
作为本发明的一种优选方案，所述系统还配有至少一电视监控模块，用以显示所述发出
呼救信号的呼救报警器位置、或/和各呼救报警器所在区域的画面。所述呼救信号接收解析模 块还包括呼救信号转发单元，用以把接收的呼救信号转发至同网络包括所述电视监控模块在
内的其他系统。
利用上述紧急呼救系统的紧急呼救方法，该呼救方法包括如下步骤 步骤A、出现紧急情况时，用户通过触发所述呼救触发单元产生模拟信号； 步骤B、控制单元采集所述呼救触发单元发送的模拟信号，建立呼救信号数据包； 步骤C、控制单元通过网络通信单元发送所述呼救信号数据包至服务器端； 步骤D、呼救信号采集单元检测并接收各呼救报警器发送的呼救信号；
步骤E、呼救位置确定单元根据接收的呼救信号确定发送该呼救信号的呼救报警器的位置 码，并根据该位置码确定该呼救报警器的位置；
步骤F、呼救位置显示单元显示所述发出呼救信号的呼救报警器位置。 作为本发明的一种优选方案，所述紧急呼救系统还配有至少一电视监控模块，所述呼救 信号接收解析模块还包括呼救信号转发单元；该方法还包括步骤G:呼救信号转发单元把接收 的呼救信号转发至同网络包括所述电视监控模块在内的其他系统；电视监控模块显示所述发
出呼救信号的呼救报警器位賈、或/和各呼救报警器所在区域的画面。
作为本发明的一种优选方案，所述呼救报警器还包括监测单元，用以拍摄呼救报警器所 在区域画面；所述呼救信号接收解析模块还包括若干控制各呼救报警器监测单元转动的监测 控制单元，用以调节各呼救报警器监测单元的监测区域。
作为本发明的一种优选方案，所述呼救信号接收解析模块还包括呼救报警器数据配置单 元，所述方法还包括步骤H:呼救报警器数据配置单元配置呼救报警器的IP地址、服务器的 IP地址、子网掩码、服务器端口、及位置信息。
本发明的有益效果在于本发明紧急呼救系统采用软件和硬件相结合的实现方式，提供 了一套具备较高技术水平、能适应车载环境要求及乘客需求的紧急呼救系统。
图1为本发明紧急呼救系统的组成示意图。 图2为呼救触发单元的电路图。
图3为控制单元的电路图。
图4为网络通信单元的电路图。
图5为串口通信单元的电路图。
图6为电源单元的电路图。
图7为呼救报警器显示单元的电路图。
图8为本发明紧急呼救系统各单元的连接示意图。
图9为本发明紧急呼救方法的流程图。
具体实施例方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例一
请参阅图l、图8，本发明揭示了一种紧急呼救系统，该系统包括若干分散分布的呼救报 警器IO (ECU)、至少一连接各呼救报警器10的呼救信号接收解析模块20，所述呼救信号接收 解析模块20设置于服务器端。本发明还可以包括电视监控模块(CCTV)。
所述呼救报警器10包括呼救触发单元11、控制单元12、网络通信单元13、串口通信单 元14、电源单元15、显示单元16、监测单元17;所述呼救触发单元ll、网络通信单元13、 串口通信单元14、电源单元15、显示单元16、监测单元17分别与控制单元12连接。以下分
别对呼救报警器10的各单元具体介绍。
请参阅图2，图2为呼救触发单元11的电路图。用户通过触发呼救触发单元11来发送呼 救信号。本呼救系统提供了两个按键用于报警信号的触发，当按键按下，产生紧急报警模拟 信号；而后控制单元12采集到此信号，就将预先设计好的报警数据包打包通过网络接口发送 出去。
请参阅图3，图3为控制单元12的电路图。控制单元12用以采集所述呼救触发单元发送 的呼救信号，建立呼救信号数据包。控制单元12 (或称CPU模块)由ARM芯片及其外围电路 组成。控制单元12的工作原理为采用基于ARM-CortexM3内核的Luminary-lm3s8962芯片 为紧急报警器的CPU,并加入强大的滤波电路保证CPU运行的稳定性。CPU模块为呼救报警器 的心脏，用于釆集、处理及转发紧急呼救的重要数据。ki3s8962内置MAC控制器，无需外接 以太网接口芯片，是实现嵌入式系统以太网通信的首选CPU。
请参阅图4，图4为网络通信单元13的电路图。网络通信单元13 (或称以太网通信模块) 主要由内置变压器的RJ45接口组成。网络通信单元13的工作原理为由控制单元12产生的 网络信号的电平电压达不到IP网络传输电压的要求，需要加入变压器进行变压，而本方案所 选RJ45接口内置变压器，无需外接变压器，控制了呼救报警器的大小，由于内置变压器采用 封装的方式，提高了信号的稳定性。
请参阅图5，图5为串口通信单元14的电路图。串口通信单元14用以实现对呼救报警器 进行数据配置。本实施例中，串口通信单元14主要由MAX3232CSE信号电平转换芯片和九针 RS232接口组成。由MAX232进行TTL电平信号和RS232串口通信信号的互转。
请参阅图6，图6为电源单元15的电路图。电源单元15主要由PCB式开关电源及稳压滤 波电路组成。电源模块的工作原理为电源单元15将现场提供的直流24V电源转换成紧急报 警器所需要的直流3.3V工作电压，为了保证电源稳定性，通过计算，加入滤波及稳压电路。
请参阅图7，图7为呼救报警器显示单元16的电路图。显示单元16主要由发光二极管和 蜂鸣器组成。ECU设置了电源指示灯、工作指示灯、报警指示灯、数据配置指示灯；并设置了 蜂鸣器，在报警时发出响声。
所述呼救信号接收解析模块20包括呼救信号采集单元21、呼救位置确定单元22、呼救 位置显示单元23、呼救信号转发单元24、数据配置单元25。
呼救信号采集单元21与网络通信单元13连接，用以检测并接收各呼救报警器发送的呼 救信号；呼救位置确定单元22用以根据接收的呼救信号确定发送该呼救信号的呼救报警器的 位置码(如IP地址)，并根据该位置码确定该呼救报警器的位置；呼救位置显示单元23用以通过界面显示，确定发送紧急呼救信号的呼救报警器所在位置；呼救信号转发单元24用以把 接收的呼救信号转发至同网络包括电视监控模块(或称视频监控系统)在内的其他系统，因 此可以在其他子系统上进行报警位置的显示及现场情况的査询数据配置单元25与串口通信 单元14连接，用以通过串口通信，对ECU相关必要数据进行配置，包括配置呼救报警器的IP 地址、服务器的IP地址、子网掩码、服务器端口、及位置信息。
紧急呼救系统各部分的关系请参阅图8。紧急呼救系统由电源单元15为呼救报警器10供 电；呼救触发单元11输出报警模拟信号到控制单元12;控制单元12 (CPU)采集到此信号， 将报警数据包打包成IP数据包，并通过网络通信单元13发送到服务器端，同时控制显示单 元16进行显示(包括灯光显示及蜂鸣器报警)。
服务器软件(即呼救信号接收解析模块20)的呼救信号采集单元21获取CPU发送过来的 报警数据包，并重新打包，由呼救信号转发单元24转发至其他相关系统如CCTV;服务器软件 也可以通过网络发送命令到CPU，并可以通过界面显示ECU的位置；数据配置单元25通过串 口通信单元14发送配置数据到CPU，对呼救报警器10进行数据配置，同时CPU也可以输出配 置数据到数据配置单元25，可以供数据配置单元25显示。此外，呼救信号转发单元24还可 以把监视图像可以发送到车站、控制中心。
所述呼救报警器10的监测单元17用以拍摄呼救报警器所在区域画面。相应地，所述呼 救信号接收解析模块20还包括若干控制各呼救报警器监测单元17转动的监测控制单元，用 以调节各呼救报警器监测单元的监测区域，实现自动切换各监测单元17。
所述系统配有至少一电视监控模块，电视监控模块接收呼救信号转发单元24转发的报警 数据包，通过解析该报警数据包的内容，显示所述发出呼救信号的呼救报警器位置、或/和各 呼救报警器所在区域的画面。
请参阅图9，本发明还揭示了利用上述紧急呼救系统的紧急呼救方法。
由图我们可以看出，紧急呼救系统的一个工作周期是简单而迅速的。首先出现紧急情况 时，按键按下，产生模拟信号，CPU采集到报警模拟信号，建立报警IP数据包，接着通过以 太网模块发送数据包到安装在服务器端的软件，软件的数据包采集模块截获到报警数据包， 首先在界面显示报警所在的位置，同时重新建立一数据包，并将新的数据包发送到CCTV系统， CCTV系统收到报警数据包后，弹出报警所在位置的图像，报警结束。工作人员可以通过紧急 报警系统软件的界面显示确定发生紧急情况的位置,并通过CCTV弹出的图像了解现场的状况。
该紧急呼救方法具体包括如下步骤
步骤A、出现紧急情况时，用户通过触发所述呼救触发单元产生模拟信号；
步骤B、控制单元采集所述呼救触发单元发送的模拟信号，建立呼救信号数据包；
步骤C、控制单元通过网络通信单元发送所述呼救信号数据包至服务器端；
步骤D、呼救信号采集单元检测并接收各呼救报警器发送的呼救信号；
步骤E、呼救位置确定单元根据接收的呼救信号确定发送该呼救信号的呼救报警器的位置
码，并根据该位置码确定该呼救报警器的位置；
步骤F、呼救位置显示单元显示所述发出呼救信号的呼救报警器位置；
步骤G:呼救信号转发单元把接收的呼救信号转发至同网络包括所述电视监控模块(CCTV)
在内的其他系统；电视监控模块(CCTV)显示所述发出呼救信号的呼救报警器位置、或/和各
呼救报警器所在区域的画面。
本发明紧急呼救系统采用软件和硬件相结合的实现方式，提供了一套具备较高技术水平、
能适应车载环境耍求及乘客需求的紧急呼救系统。
实施例二
本实施例揭示了一种实施例一所述紧急呼救系统的轨道交通车载旅客信息系统。 列车总共有四节车厢，两个车头分别安装一车载旅客信息系统(PIS)服务器，每节车厢 的车厢头、车厢尾以及厕所的位置分别安装一紧急报警器，并通过网线接入车载PIS以太环 网，并在PIS服务器上安装紧急呼救系统服务器软件。在此应用方案中，与紧急呼救系统联 动的PIS子系统是视频监控系统(CCTV)，通过预先与CCTV供应商协商好的接口协议进行通 信。
乘客无论是在每节车厢的车厢头、车厢尾或者厕所，遇到紧急情况时，只要按下紧急报 警器的按钮。紧急呼救系统中的呼救信号采集单元获取CPU发送过来的报警数据包，并重新 打包，由呼救信号转发单元转发至车载旅客信息系统中的其他子系统，如CCTV。解救人员通 过CCTV的监视画面了解现场情况。
在车头的司机及其他工作人员，就会通过紧急呼救系统立即发现求救乘客所在的位置， 并了解现场的情况，从而进实施有效的救援。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明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，在不脱离本发明的精神或本 质特征的情况下，本发明可以以其他形式、结构、布置、比例，以及用其他元件、材料和部
件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其他变形 和改变。
权利要求
1、一种紧急呼救系统，该系统包括若干分散分布的呼救报警器；其特征在于所述系统还包括至少一连接各呼救报警器的呼救信号接收解析模块，所述呼救信号接收解析模块设置于服务器端；所述呼救报警器包括——呼救触发单元，用以通过触发该呼救触发单元发送呼救信号；——控制单元，用以采集所述呼救触发单元发送的呼救信号，建立呼救信号数据包；——网络通信单元，用以连接所述呼救信号接收解析模块；——电源单元，用以为所述呼救系统提供电源；所述呼救触发单元、网络通信单元、电源单元分别与所述控制单元连接；所述呼救信号接收解析模块包括——呼救信号采集单元，用以接收各呼救报警器发送的呼救信号；——呼救位置确定单元，用以根据接收到的呼救信号来确定发送该呼救信号的呼救报警器的位置码，并根据该位置码确定该呼救报警器的位置；——呼救位置显示单元，用以显示所述发出呼救信号的呼救报警器位置；——呼救信号转发单元，用以向呼救系统建立通信接口的具有显示功能的系统发送呼救信号数据包，所述具有显示功能的系统显示所述发出呼救信号的呼救报警器位置、或/和各呼救报警器所在区域的图像。
2、 根据权利要求1所述的紧急呼救系统，其特征在于所述呼救报警器还包括监测单元，用 以拍摄呼救报警器所在区域画面。
3、 根据权利要求2所述的紧急呼救系统，其特征在于所述呼救信号接收解析模块还包括若 干控制各呼救报警器监测单元转动的监测控制单元，用以调节各呼救报警器监测单元的监 测区域。
4、 根据权利要求1所述的紧急呼救系统，其特征在于所述呼救报警器还包括显示单元，用 以通过网络与解救人员视频对话。
5、 根据权利要求1所述的紧急呼救系统，其特征在于所述呼救信号接收解析模块还包括呼 救报警器数据配置单元，用以配置呼救报警器的IP地址、服务器的IP地址、子网掩码、 服务器端口、及位置信息；所述呼救报警器还包括串口通信单元，与数据配置单元连接， 以便实现所述数据配置单元对呼救报警器进行数据配置。
6、 根据权利要求1所述的紧急呼救系统，其特征在于所述具有显示功能的系统为至少一电 视监控模块。
7、 利用权利要求1至6任意一项所述紧急呼救系统的紧急呼救方法，其特征在于，该呼救方 法包括如下步骤步骤A、出现紧急情况时，用户通过触发所述呼救触发单元产生模拟信号；步骤B、控制单元采集所述呼救触发单元发送的模拟信号，建立呼救信号数据包；步骤C、控制单元通过网络通信单元发送所述呼救信号数据包至服务器端；步骤D、呼救信号采集单元检测并接收各呼救报警器发送的呼救信号；步骤E、呼救位置确定单元根据接收的呼救信号确定发送该呼救信号的呼救报警器的位置码，并根据位置码确定该呼救报警器的位置； 步骤F、呼救位置显示单元显示所述发出呼救信号的呼救报警器位置。
8、 根据权利要求7所述的紧急呼救方法，其特征在于所述紧急呼救系统还配有至少一电视 监控模块，所述呼救信号接收解析模块还包括呼救信号转发单元；该方法还包括步骤G: 呼救信号转发单元把接收的呼救信号转发至同网络包括所述电视监控模块在内的其他系 统；电视监控模块显示所述发出呼救信号的呼救报警器位置、或/和各呼救报警器所在区 域的画面。
9、 根据权利要求7所述的紧急呼救方法，其特征在于所述呼救报警器还包括监测单元，用 以拍摄呼救报警器所在区域画面；所述呼救信号接收解析模块还包括若干控制各呼救报警 器监测单元转动的监测控制单元，用以调节各呼救报警器监测单元的监测区域。
10、 根据权利要求7所述的紧急呼救方法，其特征在于所述呼救信号接收解析模块还包 括呼救报警器数据配置单元，所述方法还包括步骤H:呼救报警器数据配置单元配置呼救 报警器的IP地址、服务器的IP地址、子网掩码、服务器端口、及位置信息。
全文摘要
本发明揭示了一种能适应车载环境要求及乘客需求的紧急呼救系统和方法。紧急呼救系统，该系统包括若干分散分布的呼救报警器、至少一连接各呼救报警器的呼救信号接收解析模块，所述呼救信号接收解析模块设置于服务器端；所述呼救报警器包括电源单元、呼救触发单元、控制单元、通信信号转换单元、显示单元、网络通信单元，用以连接所述呼救信号接收解析模块、串口通信单元；所述呼救信号接收解析模块包括呼救信号采集单元、呼救位置确定单元、呼救位置显示单元、呼救信号转发单元。本发明采用软件和硬件相结合的实现方式，提供了一套能适应车载环境要求及乘客需求的紧急呼救系统。
文档编号H04L29/06GK101359418SQ20081020018
公开日2009年2月4日 申请日期2008年9月19日 优先权日2008年9月19日
发明者刘建涛, 周荣生, 应淼沸, 明 杨 申请人:中国铁路通信信号上海工程有限公司