专利名称：基于无线自组网的校园自行车防盗系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及信息传输和无线通信领域，具体是一种基于无线自组网的校园自行 车防盗系统。
背景技术：
基于无线自组网的校园自行车防盗系统是一种局部范围内有效的自行车管理与 防盗系统。该系统不同于普通的实时信息传递系统。在源与目标之间，各设备通过无线自 组网采取无线唤醒方式建立无线通信，在网络中传送数字化的信息，最终达到源与目标 之间的简短提示信息的非实时传送。无线唤醒技术的特征是当有信息传送给设备时，该设备是处于接收状态；当 该设备有信息要发送时，则处于发送状态，在其它时间设备总是处于睡眠状态。无线唤 醒功能可以同时完成低耗电量和高信息传输质量两个目标。采用这种技术的无线通信设备(包括节点、终端机和无线收发机)组成的系统， 利用无线唤醒技术进行通信，使用中在保障执行正常功能的情况下大幅降低功耗，从而 大大延长了使用寿命。这样的设备特别适合于构建类似校园自行车防盗系统这样电池供 电的、信息量较小的窄带无线通信网。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于无线自组网的校园自行车防盗系统，可设置在 大学校园或者小区内，使用户能大大提高自行车停放的安全。为达到上述目的，本发明的构思是这种基于无线自组网的校园自行车防盗系统，包括多个无线通信的节点、终端 机和无线收发机。节点固定设置于校内各个自行车停车点，无线收发机预装在自行车 上，手持终端则持有在用户手中；在接到节点信号时，无线收发机和手持终端自动加入 该无线局域网络，节点、收发机和终端机通过各自的无线收发单元建立无线通信链路， 通过无线方式进行数据和信息的交换和传输。本发明的无线收发机可以固定安装于自行车或助动车上，便于使用。在车主不 使用自行车时，将收发机状态调整为“停放”，而在使用时调整为“使用”。在停放状 态下若节点发现自行车与节点间的距离发生变化，马上进行报警，通过用户佩戴的终端 机通知用户，并且发送告警信息给佩带有终端机的保安人员。同时收发机连接的蜂鸣器 和警示灯也开启进行报警。本发明的用户终端机除了调整收发机状态以及报警以外，还有可以开启距离提 示功能，方便用户找到自己的自行车，为用户提供便利。本发明的外接设备可以有多种选择在实际使用中，为了方便查询自行车的实际位置，各个无线收发机连接的外围设备可以装配功率测距设备以增加辅助距离测量数据，为测距提供参考值。为了更具体地描述停车点所在位置的地形特征，在实际使用中，节点外围设备 也可以装配微型摄像头，拍摄JPG照片，并通过其无线发送单元向其他终端传送图片信 息，以供其他用户参考。在条件允许的情况下，可以在PC机上部署校园安全监控系统软件，通过建立与 无线自组网中各个设备之间的通信以达到更好的监控效果。本发明采用433MHz无线通信模块，各个停车点放置的节点(固定在不同的监控 位置上覆盖车棚以及周边范围)可自发地组成一个无线局域网络，用户的无线收发机和 佩带的终端机也可加入该网络，并于这些节点进行通信。当用户的终端机或用户车辆上安装的无线收发机进入该网络的覆盖范围内时， 新加入的无线通信设备会收到信标帧，该数据包含关于该网络的网络号、网络容量、同 步信息以及时隙分配策略的信息。凭借这些信息无线通信设备可以根据信标帧与该网络 同步，并在适当的时间发出服务请求；而相邻的节点会发出确认帧，同意这个无线通信 设备加入网络，并会发出路由表更新命令。之后，新加入的无线通信设备就能与这些节 点直接进行通信。由于每个无线通信设备(包括节点、终端机和无线收发机)的通信范围都是有限 的(10-70米)，与通信范围外的无线通信设备通信必须经过其它无线通信设备转发。根据上述的发明构思，本发明采用下述技术方案一种基于无线自组网的校园自行车防盗系统，包括多个使用无线通信的节点、 终端机和无线收发机，采用无线唤醒方式建立无线通信，组成一个无线局域网络，其特 征在于所述的节点固定设置于校内各个自行车停车点，终端机持有在用户手中，无线收 发机则预装在自行车上；受服务者活动区在被节点无线通信覆盖的范围内时，受服务者 持有一个终端机和自行车上预装的无线收发机在探测到节点侦测信号后自动加入该无线 局域网络，节点、终端机和无线收发机通过各自的无线收发单元建立无线通信链路，通 过无线方式进行数据和信息的交换和传输；所述的节点、终端机和无线收发机利用无线 唤醒技术进行通信，使用中在保障执行正常功能的情况下大幅降低功耗，从而大大延长 使用寿命。各节点、终端机和无线收发机在处于无线通信的覆盖范围内时，通过各自的 无线收发单元建立无线通信链路，通过无线方式进行数据和信息的交换和传输。上述的节点、终端机和无线收发机的电路结构相同，其电路结构是一个微处理 器通过I/O 口与一个无线收发单元、一个外部设施的接口、一个报警单元、及一个存储 单元相连；一个电源与所述无线收发单元、报警单元和微处理器连接，为它们提供工作 电源；各个节点、终端机和无线收发机的电源使用2节5号电池。上述的终端机外部构造为正面上部有2个按键分别是电源开关键和车辆状态 设定键。下部有3个键是功能键；右侧是外设预留位置，上端安装天线。电源开关键控 制终端机的开启和关闭。车辆状态设定键用于设定车辆的状态；功能键用于对系统发出 简单的控制指令时使用。本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点 本发明采用无线自组网构成校园自行车防盗系统，通过系统内建的功能，用户能够知道 当时自行车的停放位置，用户所持的终端机的通信范围有限，一般为10 70米，但在无线自组网域内，能采用多跳的方式，与其通信范围外的各节点转发通信，大大拓展了监 控的范围。本发明通过微处理器的计算，可精确算出无线收发机的相对位置，其精确度 较高，便于控制校园安全监控系统及时做出反应。在误差范围内，在户外还是可以达到较好的实际使用效果的。为了提高定位精 度，亦可以考虑在外围增加功率测距设备以增加辅助距离测量，为测距提供参考值。在 条件允许的情况下，可以在PC机上部署部署校园安全监控系统软件，监控人员可以借此 了解车辆的位置和停放状态，从而在适当的时刻做出适当的服务反应，提供有效的防盗 安全服务。本发明的监控节点可安置于地下车棚内，在宿舍楼内构成一个局域网，也可扩 展至室外，如在各个停车点安放节点，实用性强。
图1为无线自组网结构示意2为节点、无线收发机和终端的电路框架示意3为校园自行车防盗系统使用状态示意4为终端机的外形示意图
具体实施例方式本发明的优选实施例子结合附图详述如下实施例一如图1所示，一种基于无线自组网的校园自行车防盗系统，包括多个无线通信 的节点、终端机和无线收发机，采用无线唤醒方式建立无线通信，组成无线局域网络。 每个无线通信设备的通信范围都只有10米左右。因此要与在通信范围外的节点通信必须 通过其它中间节点转发数据(其作用相当于一个路由器)。由于本系统基于无线自组网，因此具有自修复能力。当网络中的某个无线通信 设备失效或损坏时，节点能自动找到新的路由路径，重新建立连接。每个无线通信设备采取无线唤醒技术，平时处于休眠状态，而在被唤醒时则会 监听信道的状况，当侦听到有其他无线通信设备(包括节点、终端机和无线收发机)发出 的请求时，会及时回应。在通信范围内，一个无线通信设备能同时与多个其他设备建立 连接。实施例二 本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下如图2所示，本发明包括安放在停车点内各处的节点、无线收发机以及受助者 手持的终端机。节点与无线收发机、终端机通过各自的无线收发单元建立无线通信链路。无线收发机和终端机通过节点1中转建立无线通信链路，无线收发机3和终端机 2通过节点1的跳转建立无线通信链路，通过无线方式进行数据和信息的交换和传输，一 个终端机可以按时隙分配策略和多个节点通信，一个节点也可以按时隙分配策略和多个 终端机通信。
当自行车和终端机发生移动时，终端机和无线收发机分别会与在自己通信范围 内的节点建立连接。节点可以接收到无线收发机发送过来的信息，并判断车辆的位置。 无线收发机还可以接收到终端机发送过来的指令信息，根据控制命令完成指定任务。由于采用贴片封装的集成电路芯片，经过封装无线收发机可以被固定在自行车 上，简洁实用。每个终端机可以挂在钥匙串上，小巧精致。相应的每个节点则可以被嵌入墙体内，天线也被内置于墙体内，外形美观。如图3所示，所述的节点1、终端机2和无线收发机3的电路结构相同，其电 路结构是一个微处理器102通过I/O 口与一个无线收发单元101、一个外部设施的接口 103、一个报警单元104及一个存储单元106相连；一个电源105与所述无线收发单元 101、报警单元104和微处理器102连接，为它们提供工作电源；各个节点1、终端机2和 无线收发机3的电源105使用2节5号电池。由于在数据链路层采用了节能机制，可以 保证电池长期不用更换。如图4所示，终端机2的正面上部的2个按键分别是电源开关键209和车辆状态 设定键210。下部的3个键是功能键211。右侧是外设预留位置212，上端安装天线。 电源开关键控制终端机的开启和关闭。车辆状态设定键用于设定车辆的状态(使用或停 放)。功能键用于对系统发出简单的控制指令时使用(例如终端按键锁定(防止错误按 键)、警报提示、车辆定位)。终端机外形小巧，只有火柴盒大小，且面板上按键数目不 多，便于用户使用。在节点、终端机和无线收发机之间需要互相传递信息时，接收设备通过无线收 发单元101接收信息，并通过I/O 口传送至微处理器102。微处理器102通过对信号的 分析和处理，将有用信息储存于存储单元106。发送设备的微处理器102将信息通过I/O 口传送至无线收发单元101，并将数据从天线发送出去。在必要时，微处理器102通过接口 103可以从外围设施读取状态值，也可以向外 围设施发送控制指令。通过对外围设施的控制，可以扩展系统功能，使得系统的用途得 到极大的扩展和延伸。当所述的节点发现自行车正处于危险情况下时，其微处理器102与报警单元104 连接，进行报警。同时，将警告信息发送给网络内所有的其他设备，联合报警。当用户使用终端机时，用户通过按动车辆状态设定键210或功能键211控制微处 理器102进行数据处理和发送，并通过终端机的无线收发单元101把信息发送出去，在无 线局域网中经过一系列的无线接力后将命令信息送达无线收发机，控制信息通过无线收 发机的无线收发单元101传送至微处理器102，根据控制命令信息指示无线收发机完成相 关指令。本系统采用的天线发射功率仅0.5毫瓦，符合环保标准，对人体不会有任何不良 影响。而传输信号采用直序列扩频技术，具有一定的抗干扰性，可以保证通信质量。通过按键203，可以发出不同的控制命令，根据预先设置定义的不同，命令的含 义会略有不同。 本系统使用的元器件都可以从市场上买到。
权利要求
1.一种基于无线自组网的校园自行车防盗系统，包括多个无线通信的节点(1)、终端 机(2)和无线收发机(3)，采用无线唤醒方式建立无线通信，组成无线局域网络，其特征 在于所述的节点(1)固定设置于校内各个自行车停车点，终端机(2)持有在用户手中，无 线收发机(3)则预装在自行车上；受服务者活动区在被节点(1)无线通信覆盖的范围内 时，受服务者持有一个终端机(2)和自行车上预装的无线收发机(3)在探测到节点(1)侦 测信号后自动加入该无线局域网络，节点(1)、终端机(2)和无线收发机(3)通过各自的 无线收发单元建立无线通信链路，通过无线方式进行数据和信息的交换和传输；所述的 节点(1)、终端机(2)和无线收发机(3)利用无线唤醒技术进行通信，使用中在保障执行 正常功能的情况下大幅降低功耗，从而大大延长使用寿命。
2.根据权利要求1所述的基于无线自组网的校园自行车防盗系统，其特征在于所 述的节点(1)、终端机(2)和无线收发机(3)的电路结构相同，其电路的结构是一个 微处理器(102)通过I/O 口与一个无线收发单元(101)、一个外部设施的接口(103)、 一个报警单元(104)及一个存储单元(106)相连；一个电源(105)与所述无线收发单元 (101)、报警单元(104)和微处理器(102)连接，为它们提供工作电源；各个节点(1)、 终端机⑵和无线收发机⑶的电源(105)使用2节5号电池。
3.根据权利要求1所述的基于无线自组网的校园自行车防盗系统，其特征在于所 述的终端机(2)的外部结构如下正面上部有2个按键分别是电源开关键(209)和车辆状 态设定键(210)。下部有3个键是功能键(211)；右侧是外设预留位置(212)，上端安装 天线；电源开关键(209)控制终端机(2)的开启和关闭；车辆状态设定键(210)用于设定 车辆的状态；功能键(211)用于对系统发出简单的控制指令时使用。
全文摘要
本发明涉及信息传输和无线通信领域，具体是一种基于无线自组网的校园自行车防盗系统，本系统包括多个无线通信的节点、终端机和无线收发机。节点固定设置于校内各个自行车停车点，无线收发机预装在自行车上，手持终端则持有在用户手中；在接到节点信号时，无钱收发机和手持终端自动加入该无线局域网络，节点、收发机和终端机通过各自的无线收发单元建立无线通信链路，通过无线方式进行数据和信息的交换和传输。
文档编号H04W84/18GK102025386SQ20101028960
公开日2011年4月20日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者尹剑翀, 张雪凡, 王张辰 申请人:上海大学