專利名稱：基于gprs的數(shù)字化監(jiān)控與警示發(fā)布設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于GPRS的數(shù)字化監(jiān)控與警示發(fā)布設(shè)備，適用于遠(yuǎn)程數(shù)字化監(jiān)控及 警示發(fā)布系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
遠(yuǎn)程數(shù)字化監(jiān)控在生產(chǎn)生活中的重要性逐漸被人們所認(rèn)識和重視。近年來，隨著無線 通信技術(shù)的發(fā)展，特別是移動通信網(wǎng)絡(luò)的完善，遠(yuǎn)程數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)進(jìn)入一個新的發(fā)展階 段；相對于有線通信方式，無線通信技術(shù)具有易用、成本低、無需布線、無需組建專用通 信網(wǎng)絡(luò)、擴(kuò)展性好的優(yōu)點(diǎn)。GPRS (General Packet Radio Service,通用分組無線業(yè)務(wù))是基 于現(xiàn)有的GSM系統(tǒng)的無線通信技術(shù)。GPRS技術(shù)可以與Internet網(wǎng)絡(luò)的TCP/IP通信連接， 為遠(yuǎn)程數(shù)字化監(jiān)控提供了一種高效實(shí)用且廉價的無線數(shù)據(jù)通信方式。
遠(yuǎn)程數(shù)字化監(jiān)控設(shè)備己應(yīng)用于交運(yùn)、安防等各個領(lǐng)域。但目前的監(jiān)控設(shè)備的設(shè)計與實(shí) 現(xiàn)專門針對某種具體的應(yīng)用，通用性差、功能單一；設(shè)備在發(fā)現(xiàn)異常時，只能將警報遠(yuǎn)程 上傳服務(wù)器，并不能發(fā)布警示信息；同時目前的設(shè)備并不提供聯(lián)動及功能擴(kuò)展機(jī)制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化監(jiān)控設(shè)備與警示發(fā)布設(shè) 備的統(tǒng)一，同時解決了通用性、擴(kuò)展性等問題。本發(fā)明可以同時連接多種現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備； 在實(shí)現(xiàn)監(jiān)控及警報上傳的同時，可以通過聲光、屏幕信息等多種方式進(jìn)行警示發(fā)布同時 設(shè)備還支持第三方設(shè)備的接入，例如攝像頭聯(lián)動掃描監(jiān)視等，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案基于GPRS的數(shù)字化監(jiān)控與警示發(fā)布設(shè)備。包括微處理器
MCU、 GPRS無線通信模塊、數(shù)字化監(jiān)控信號接入模塊、控制模塊。MCU通過數(shù)字化監(jiān)控 信號接入模塊連接現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)報警信號的監(jiān)控；MCU通過串口 AT指令控制GPRS 無線通信模塊，實(shí)現(xiàn)與中央服務(wù)器的無線通信；MCU通過串口連接LED顯示屏，發(fā)布警 示文字信息；MCU還通過控制模塊，連接聲光警示模塊，控制模塊提供可擴(kuò)展接口，支持 第三方聯(lián)動設(shè)備的接入。
如果某一個現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備檢測到異常信息，以干節(jié)點(diǎn)脈沖的方式將信號傳遞給數(shù)字化 監(jiān)控信號接入模塊，數(shù)字化監(jiān)控信號接入模塊可以為各個接入設(shè)備進(jìn)行編號，以區(qū)分不同 的報警信息，并將報警信息傳遞給MCU, MCU將該信號包裝成GPRS數(shù)據(jù)報文，通過GPRS
無線通信模塊將報警信號發(fā)送到中央服務(wù)器，中央服務(wù)器可以迅速的做出反應(yīng)，發(fā)送相應(yīng) 的控制命令，MCU收到中央服務(wù)器的控制命令之后，執(zhí)行相應(yīng)的動作，如通過串口控制顯 示警示信息、通過數(shù)字化監(jiān)控信號接入模塊對監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行復(fù)位操作、通過控制模塊啟動 聲光警示，或者控制第三方聯(lián)動設(shè)備等。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于
(1) 支持多種現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備的接入，使得通用性大大提高；并且支持多個現(xiàn)場監(jiān)控設(shè) 備的同時接入，可以將幾套監(jiān)控設(shè)備通過本發(fā)明有效的整合，提高資源的利用率。
(2) 擁有警示發(fā)布功能，并且擁有多種警示發(fā)布形式，使得監(jiān)控和警示在業(yè)務(wù)和邏輯 上有效的整合。
(3) 支持第三方聯(lián)動設(shè)備的接入，方便的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。


圖1為本發(fā)明與中央服務(wù)器及現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備組成的應(yīng)用系統(tǒng)示意圖2為本發(fā)明的組成框圖3為本發(fā)明的MCU的軟件工作流程圖4為本發(fā)明的消息格式定義；
圖5為本發(fā)明的GPRS無線通信模塊的TCP連接步驟及命令注解示意。
具體實(shí)施例方式
如圖1、 2所示，本發(fā)明包括微處理器MCU1、 GPRS無線通信模塊2、數(shù)字化監(jiān)控 信號接入模塊3、控制模塊4， MCU1通過GPRS無線通信模塊2接收到現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備6發(fā) 送的異常信號，MCU1通過GPRS無線通信模塊2將異常信號發(fā)送至中央服務(wù)器5，中央服 務(wù)器5可以返回控制命令，MCU1通過GPRS無線通信模塊2接受控制命令，根據(jù)命令， MCU1可以控制顯示屏7顯示警示信息，或者M(jìn)CU1可以通過數(shù)字化監(jiān)控信號接入模塊3 對現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備6進(jìn)行復(fù)位操作，或者M(jìn)CU1可以通過控制模塊4驅(qū)動聲光設(shè)備8或者可 擴(kuò)展聯(lián)動設(shè)備9。MCU1與顯示屏7、GPRS無線通信模塊2之間分別使用UART1和UART2 串口通信，現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備6以干節(jié)點(diǎn)脈沖方式接入。
如圖3所示，在通信線路正常工作時，微處理MCU1的工作為MCU首先初始化各 設(shè)備，啟動看門狗，并主動向服務(wù)器發(fā)起連接。當(dāng)檢測到現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備發(fā)送的異常信號時， 立即向服務(wù)器發(fā)送報警信息，同時開始等待服務(wù)器的控制命令，啟用超時重發(fā)機(jī)制；收到 控制命令后，根據(jù)命令發(fā)布警示信息。當(dāng)處于沒有異常的空閑狀態(tài)時，MCU1會定時向服 務(wù)器發(fā)送連接維護(hù)信息，維護(hù)GPRS無線連接鏈路。
如圖4所示，為本發(fā)明與服務(wù)器之間通信的消息結(jié)構(gòu)定義。每個消息都是獨(dú)立的，其 含義與前后消息之間沒有邏輯關(guān)聯(lián)性。消息有一個字節(jié)的開始位STX (0x05h)和一個字節(jié) 的結(jié)束位END (0x06h)。在STX與END之間是程序數(shù)據(jù)Application Data及兩個字節(jié)的 校驗(yàn)和Checksum。 Application Data由三部分組成 一個字節(jié)的序號位SEQ、 一個字節(jié)的消 息類型Message Type和不定長的消息參數(shù)Parameter。 Checksum定義為Application Data各 字節(jié)之和除256的余數(shù)，用ASCII碼表示為十六進(jìn)制數(shù)。綜上所述，消息的設(shè)置比較簡單， 有利于在帶寬有限和流量計費(fèi)的無線網(wǎng)絡(luò)中使用，程序數(shù)據(jù)中不允許出現(xiàn)值為0x05h、0x06h 的Byte值，以免與消息的標(biāo)志位重復(fù)。因?yàn)橄⒅兄挥蠵arameter字段為非定長字段，所 以消息各個字段之間也不需要約定分界符。
如圖5所示，為本發(fā)明的GPRS無線通信模塊3使用TCP協(xié)議連接中央服務(wù)器的步驟 及注解。其中，在步驟5中指定網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)置，指定GPRS接入點(diǎn)為中國移動的CMNET; 在步驟8、步驟9分別指定中央服務(wù)器的IP地址及服務(wù)端口。通過步驟1 10建立與中央 服務(wù)器的連接，在本設(shè)備初始化時完成，之后TCP連接一直被維護(hù)，步驟11 12將在設(shè)備 工作結(jié)束時執(zhí)行。
本發(fā)明中的控制模塊4使用通信繼電器來實(shí)現(xiàn)對外部設(shè)備的控制。通過繼電器，控制 模塊4將控制信號傳遞給外部設(shè)備，電源上實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的隔離。提高了本數(shù)字化監(jiān)控 與警示發(fā)布設(shè)備的安全性，同時增強(qiáng)了電流和功率的輸出能力。
數(shù)字化信號接入模塊3通過地址譯碼，支持多個現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備6的接入。通過編碼電 路，用二進(jìn)制碼來表示不同的現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備6的報警，從而避開了 MCU1輸出管腳有限的 限制，增加了可接入的現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備6的數(shù)量。同時所有的現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備6共用復(fù)位信號 線，由數(shù)字化信號接入模塊3對處于報警狀態(tài)的現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備6統(tǒng)一復(fù)位；正常狀態(tài)的現(xiàn) 場監(jiān)控設(shè)備6忽略復(fù)位信號。
中央服務(wù)器5為Internet網(wǎng)中具有獨(dú)立IP的普通上位機(jī)。中央服務(wù)器5在本機(jī)的指定 端口啟動TCP服務(wù)，本發(fā)明通過IP和指定端口去連接。通過協(xié)議通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和控 制。
權(quán)利要求
1、基于GPRS的數(shù)字化監(jiān)控與警示發(fā)布設(shè)備，其特征在于主要包括微處理器MCU(1)、GPRS無線通信模塊(2)、數(shù)字化監(jiān)控信號接入模塊(3)、控制模塊(4)，MCU(1)通過GPRS無線通信模塊(2)接收到現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備(6)發(fā)送的異常信號，MCU(1)通過GPRS無線通信模塊(2)將異常信號發(fā)送至中央服務(wù)器(5)，中央服務(wù)器(5)返回控制命令，MCU(1)通過GPRS無線通信模塊(2)接受控制命令，并根據(jù)控制命令，MCU(1)控制顯示屏(7)顯示警示信息，或者M(jìn)CU(1)通過數(shù)字化監(jiān)控信號接入模塊(3)對現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備(6)進(jìn)行復(fù)位操作，或者M(jìn)CU(1)通過控制模塊(4)驅(qū)動聲光設(shè)備(8)或者可擴(kuò)展聯(lián)動設(shè)備(9)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的警示發(fā)布及系統(tǒng)擴(kuò)展MCU(1)與顯示屏(7)、GPRS無線通信模塊(2)之間分別使用UART1和UART2串口通信，現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備(6)以干節(jié)點(diǎn)脈沖方式接入。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPRS的數(shù)字化監(jiān)控與警示發(fā)布設(shè)備，其特征在于所 述的控制模塊(4)采用繼電器的閉合實(shí)現(xiàn)對外部設(shè)備的控制。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPRS的數(shù)字化監(jiān)控與警示發(fā)布設(shè)備，其特征在于所 述的數(shù)字化信號接入模塊(3)通過地址編碼，支持多個現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備(6)的接入，并且 支持信號復(fù)位功能。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPRS的數(shù)字化監(jiān)控與警示發(fā)布設(shè)備，其特征在于所 述的中央服務(wù)器(5)為Internet網(wǎng)中具有獨(dú)立IP的普通上位機(jī)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPRS的數(shù)字化監(jiān)控與警示發(fā)布設(shè)備，其特征在于在 通信線路正常工作時，所述的MCU (1)的工作過程為(1) 初始化相關(guān)設(shè)備，主要包括初始化串口，并通過串口初始化GPRS無線通信模塊(2) 和顯示屏(7);(2) 通過GPRS無線通信模塊(2)，與中央服務(wù)器(5)進(jìn)行有鏈接維護(hù)的協(xié)議通信；(3) 當(dāng)接收到現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備(6)的異常信號后，發(fā)送信息至中央服務(wù)器(5);(4) 接受并處理中央服務(wù)器(5)的控制命令；(5) 執(zhí)行控制命令，控制顯示屏(7)顯示警示信息，或者通過控制模塊(4)控制聲 光警示設(shè)備(8)或者第三方聯(lián)動設(shè)備(9)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPRS的數(shù)字化監(jiān)控與警示發(fā)布設(shè)備，其特征在于所 述的MCU (1)具有兩塊閃存存儲區(qū)主閃存和二級閃存，二級閃存作為程序存儲區(qū)，主 閃存作為數(shù)據(jù)存儲區(qū)。
全文摘要
基于GPRS的數(shù)字化監(jiān)控與警示發(fā)布設(shè)備包括微處理器MCU、GPRS無線通信模塊、數(shù)字化監(jiān)控信號接入模塊、控制模塊。微處理器MCU與其余的各個模塊相連，負(fù)責(zé)信息的處理和業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)；通過數(shù)字化監(jiān)控信號接入模塊，MCU可以及時獲得現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備以干節(jié)點(diǎn)脈沖方式發(fā)送的異常信號，并通過GPRS無線通信模塊，將異常信號及時地發(fā)送至中央智能控制服務(wù)器；服務(wù)器可以迅速的做出反應(yīng)，MCU通過GPRS無線通信模塊得到服務(wù)器的控制命令，通過串口指令控制顯示屏顯示警示信息，或者通過控制模塊控制聲光警示設(shè)備或者第三方聯(lián)動設(shè)備。設(shè)備與服務(wù)器之間進(jìn)行有鏈接維護(hù)的協(xié)議通信，可以及時的檢測通信錯誤及故障；設(shè)備通過控制模塊可以進(jìn)行多種形式的警示信息發(fā)布。
文檔編號H04L12/24GK101170443SQ20071017839
公開日2008年4月30日 申請日期2007年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月29日
發(fā)明者治 喬, 劉玉恒, 龐心琪, 驍 曾, 超 李, 王奉坤 申請人:北京航空航天大學(xué)