專利名稱：基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的周界安防終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于公共安全防范領(lǐng)域，具體是一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的周界安防終端。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)際安全局勢(shì)的日益緊張和工業(yè)事故的日益增加，人類的生存安全正在面臨著巨大的考驗(yàn)，比如恐怖事件的發(fā)生；毒氣泄漏事件的發(fā)生；有毒化學(xué)品泄漏的發(fā)生等等?！?11事件”、日本東京的沙林毒氣事件不僅造成了大量的人員傷亡，更使受害人留下了無(wú)法彌補(bǔ)的后遺癥。由此，人們開始認(rèn)識(shí)到對(duì)災(zāi)難事件做出正確的評(píng)估分析和采取及時(shí)有效的應(yīng)急反應(yīng)已變得至關(guān)重要。而要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，城市聯(lián)網(wǎng)體系的建設(shè)也必須同步完成， 否則就難以實(shí)現(xiàn)真正意義上的實(shí)時(shí)監(jiān)控和快速反應(yīng)。在我國(guó)，雖然在經(jīng)歷了二十二年的發(fā)展歷程后，安防行業(yè)呈現(xiàn)出了蓬勃發(fā)展的勢(shì)頭，安防技術(shù)水平也不斷地提高。但是，我國(guó)的周界安防管理系統(tǒng)現(xiàn)在大多數(shù)還停留在局部防御的基礎(chǔ)上，各系統(tǒng)間存在通信兼容問題， 原因在于市場(chǎng)沒有提供自動(dòng)化程度高、高集成化、融合多種網(wǎng)絡(luò)、支持不同周界安防系統(tǒng)設(shè)備接入的安防應(yīng)用終端系統(tǒng)。尤其是，大城市的重點(diǎn)安防領(lǐng)域、公共安全面臨著諸多實(shí)際問題，如地鐵、機(jī)場(chǎng)、奧運(yùn)和世博場(chǎng)館及其周邊公共區(qū)域等。我國(guó)近期開始大規(guī)模開展的“平安城市”和“科技強(qiáng)警”工程正是為了解決這一難題，目標(biāo)使城市真正成為安全的區(qū)域。本周界安防控制終端在這樣的大背景下應(yīng)運(yùn)而生。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的周界安防控制終端，該終端機(jī)解決了周界安防系統(tǒng)集中管理的問題，提高了警情處理能力，確保城市公共安全穩(wěn)定。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的周界安防控制終端，包括核心處理器單元，其特征在于該核心處理器單元通過通信接口與電子圍欄系統(tǒng)連接，核心處理器單元通過網(wǎng)絡(luò)模塊與視頻監(jiān)控系統(tǒng)連接。該核心處理器單元包括核心處理器，該核心處理器分別與存儲(chǔ)器、通信接口、USB host接口、輸入輸出單元、串口、網(wǎng)絡(luò)模塊連接。核心處理器單元通過音頻輸入輸出模塊與語(yǔ)音廣播系統(tǒng)連接，該核心處理器單元還通過通信接口與紅外/門禁系統(tǒng)連接。該核心處理器單元通過USB host接口與 3G/GPRS模塊和GPS模塊連接。存儲(chǔ)器包括SDRAM存儲(chǔ)器、NAND Flash存儲(chǔ)器和SD卡；輸入輸出單元包括音頻輸入輸出模塊，觸摸式液晶顯示模塊和控制鍵盤；網(wǎng)絡(luò)模塊包括WIFI 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊、IOM/100M網(wǎng)卡；通訊接口包括RS-485接口、CAN總線接口、RFID射頻接口。 所述核心處理器為S3CM40處理器。本實(shí)用新型的有益效果在于1、與傳統(tǒng)的周界安防控制終端設(shè)備相比，本實(shí)用新型具有周界安防設(shè)備控制功能，能夠主動(dòng)式防入侵功能、入侵自動(dòng)報(bào)警功能、自動(dòng)采集視頻聯(lián)動(dòng)信息功能，自動(dòng)實(shí)時(shí)記錄功能、存儲(chǔ)報(bào)警聯(lián)動(dòng)信息功能，實(shí)現(xiàn)了安防系統(tǒng)的自動(dòng)控制；[0006]2、同時(shí)提供軟件SDK，支持安防平臺(tái)軟件二次開發(fā)；3、采用了嵌入式技術(shù)，可通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)、3G通信、GPRS為信息傳輸載體，融合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為安防平臺(tái)系統(tǒng)提供支持；4、支持GPS技術(shù)，報(bào)警平臺(tái)軟件通過軟件SDK結(jié)合GIS系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位，方便用戶處理警情。

圖1是本實(shí)用新型的核心處理器單元的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型的核心處理器單元的SD接口電路示意圖。圖4是本實(shí)用新型的軟件功能流程圖。圖5是本實(shí)用新型的周界設(shè)備報(bào)警流程圖。主要組件符號(hào)說明1、S3C2440處理器；2、SD卡；3、Nand Flash ；4、存儲(chǔ)器SDRAM ；
5、音頻輸入輸出模塊；6、WIFI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊；7、時(shí)鐘；8、USBhost ；9U0M/100M網(wǎng)卡；10、 串口 ；11、通訊接口 RS-485 ；12、觸摸式液晶顯示模塊；13、控制鍵盤；14、S3C2440核心板； 15、視頻監(jiān)控系統(tǒng)；16、紅外/門禁系統(tǒng)；17、電子圍欄系統(tǒng)；18、語(yǔ)音廣播系統(tǒng)；19、GPS模塊；20、電源管理模塊；21、3G/GPRS通信模塊；22、TFT-LCD顯示屏；23、軟件SDK。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，物聯(lián)網(wǎng)周界安防控制終端可通過 S3C2440處理器構(gòu)建核心處理器單元。ARM S3C2440核心處理器單元14由S3C2440處理器 1、SD卡2、Nand Flash存儲(chǔ)器3、SDRAM存儲(chǔ)器4、音頻輸入輸出模塊5、WIFI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊
6、時(shí)鐘7、USBhost 8、10M/100M網(wǎng)卡9、串口 10、通訊接口 11、觸摸式液晶顯示模塊12、控制鍵盤13組成。物聯(lián)網(wǎng)周界安防控制終端的處理器采用韓國(guó)三星公司的16 / 32位RISC處理器 S3C2440。該處理器采用0.13 μ m CMOS工藝，低功耗、高性能、低成本、使用方便。主要應(yīng)用于手持產(chǎn)品設(shè)備領(lǐng)域。S3CM40處理器采用ARM公司設(shè)計(jì)的ARM920T內(nèi)核，該內(nèi)核采用哈佛結(jié)構(gòu)，內(nèi)部有獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線和代碼總線，有分離的數(shù)據(jù)Cache和代碼Cache，支持MMU IP核內(nèi)部各部件之間使用AMBA總線。主頻處理速度可達(dá)到400MHZ，完全可以滿足設(shè)計(jì)的需要。硬件系統(tǒng)用S3CM40構(gòu)成核心電路系統(tǒng)。該芯片采用RISC結(jié)構(gòu)，除具有一般嵌入式芯片所具有的總線，SDRAM控制器以外，還具有非常豐富的擴(kuò)展功能接口。內(nèi)部集成了 TFT-LCD和觸摸屏控制器、USB S lave、USB Host、IrDA紅外接口、SD存儲(chǔ)卡接口等大量的功能模塊。網(wǎng)絡(luò)模塊可采用WIFI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊6、10M/100M網(wǎng)卡9。通訊接口可采用RS-485 接口 11、CAN總線接口、RFID射頻接口。如圖2所示的物聯(lián)網(wǎng)周界安防控制終端包括ARM S3CM40核心處理器單元與 ARM S3C2440核心板14連接的S3C2440采用1. 2V的工作電壓，功耗很低，能滿足便攜產(chǎn)品對(duì)低功耗的要求。同時(shí)電源管理模塊給系統(tǒng)提供多重電壓，包括芯片內(nèi)核電壓采用1.8V供
4電，芯片的I / 0部分采用3. 3V供電，而片外的一些常規(guī)集成電路采用5V供電。智能電源管理模塊很好的解決了對(duì)系統(tǒng)各個(gè)部分供電要求的不同，降低了功耗，減少了不同電源之間的干擾噪聲，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和集成度。S3CM40處理器芯片內(nèi)部集成一個(gè)LCD控制器和AD轉(zhuǎn)換接口，可實(shí)現(xiàn)TFT觸摸液晶屏接口 ；還集成USB控制器，一個(gè)主控制器，一個(gè)從控制器。主控制器可用USB HUB芯片GL850A擴(kuò)展為多個(gè)，提供給多個(gè)設(shè)備使用。Nand Flash存儲(chǔ)器芯片采用三星公司第六代MLC Flash。電子圍欄、紅外/門禁系統(tǒng)通訊模塊均采用串行通信方式和S3C2440進(jìn)行通信；GPS模塊采用美國(guó)GARMIN公司的模塊，和S3C2440 之間采用USB通信；3G/GPRS模塊采用美國(guó)高通公司的模塊，和S3C2440之間的通信采用 USB通信；語(yǔ)音廣播系統(tǒng)采用有源拾音器和音箱，和S3C2440之間的通信采用音頻輸入/輸出模塊相連，通過TTS語(yǔ)音實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音警示和報(bào)警；視頻監(jiān)控采用?？低曈脖P錄像機(jī)，和 S3C2440之間的通信采用100M或WIFI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信；軟件SDK采用自主研發(fā)的軟件接口， 和S3C2440之間的通信采用100M或WIFI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信。這樣終端就具有了有線和無(wú)線兩種網(wǎng)絡(luò)連接方式，實(shí)現(xiàn)報(bào)警信號(hào)和控制信號(hào)在多種通信網(wǎng)絡(luò)中傳遞。本實(shí)用新型中所采用的各個(gè)模塊如語(yǔ)音廣播系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、紅外/門禁系統(tǒng)、語(yǔ)音廣播系統(tǒng)、3G/GPRS模塊和GPS模塊等均屬現(xiàn)有技術(shù)，且在本實(shí)用新型中僅涉及其硬件結(jié)構(gòu)與核心處理器單元的連接關(guān)系，對(duì)于這些模塊的具體結(jié)構(gòu)在此不再贅述。ARM S3C2440核心處理器單元14本身沒有大容量存儲(chǔ)器，因此增加一個(gè)SD卡作為物聯(lián)網(wǎng)周界安防控制終端存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)的第二硬盤，S3CM40處理器與SD卡之間通過 SD卡接口電路連接，SD卡接口電路如圖3所示。圖3所示的SD接口電路采用讀卡器芯片25(可采用GENESYS的GL827型號(hào)讀卡器芯片)，主要作用是將SD卡通信協(xié)議轉(zhuǎn)換成USB通信協(xié)議并將SD卡內(nèi)容傳輸給ARM S3C2440 核心處理器單元，USB通信協(xié)議轉(zhuǎn)換成SD卡通信協(xié)議，將ARM S3CM40核心處理器單元的內(nèi)容傳輸給SD卡。SD卡槽沈可以是電視機(jī)的SD卡接入口。讀卡器芯片的SD卡插入判斷引腳(第23引腳)連接SD卡槽的SD卡檢測(cè)引腳(即CD引腳)，同時(shí)，SD卡檢測(cè)引腳連接電阻RI和電阻R4的連接點(diǎn)，讀卡器芯片的SD卡插入判斷引腳接收SD卡槽的SD卡檢測(cè)引腳電平變化以識(shí)別SD卡是否插入，即SD卡槽的SD卡檢測(cè)引腳根據(jù)SD卡插入與否會(huì)輸出相應(yīng)的高低電平值。讀卡器芯片的復(fù)位引腳(第18弓丨腳)與電容C10、電阻RZ. NPN型三極管QI的集電極連接，正常上電時(shí)，通過電容C10、電阻RZ進(jìn)行復(fù)位使讀卡器芯片的寄存器等初始化，然后開始正常工作；三極管QI的基極與電阻RI連接，三極管則的發(fā)射極接地，電容CIO連接在三極管則的發(fā)射極和集電極之間，電阻R2.電阻R4同時(shí)也連接電源(本實(shí)施例電源為3. 3V)。該讀卡器芯片25作為接口電路的應(yīng)用為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。軟件設(shè)計(jì)由于S3C2440處理器具有很強(qiáng)的運(yùn)算處理能力，可以很輕松的運(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)，而且終端也需要有操作系統(tǒng)支持，所以系統(tǒng)軟件采用Windows CE作為操作系統(tǒng)。 Windows CE操作系統(tǒng)高效穩(wěn)定，提供了完成嵌入功能的基本內(nèi)核，能夠處理嵌入式任務(wù)和用戶界面，更由臺(tái)式電腦操作系統(tǒng)采用相同的用戶界面，方便用戶使用。Windows CE可廣泛應(yīng)用于各種嵌入式系統(tǒng)中。軟件系統(tǒng)總流程圖如圖4所示。軟件流程包括開始，系統(tǒng)初始化，LCD初始化，觸摸屏初始化，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定選擇系統(tǒng)設(shè)置、GPS模塊、周界設(shè)備控制和網(wǎng)絡(luò)連接功能模塊的加載。系統(tǒng)引導(dǎo)程序采用Bootloader為系統(tǒng)加電后啟動(dòng)的第一段程序代碼，執(zhí)行后啟動(dòng)WindowsCE嵌入式系統(tǒng)。系統(tǒng)啟動(dòng)后自動(dòng)加載控制軟件，軟件按設(shè)定的配置自動(dòng)加載各功能模塊，啟動(dòng)周界安防監(jiān)控模塊，應(yīng)用多線程技術(shù)，通過相關(guān)通訊接口監(jiān)控電子圍欄、紅外/門禁、視頻監(jiān)控等周界安防設(shè)備。如圖5所示的物聯(lián)網(wǎng)周界安防控制終端周界設(shè)備報(bào)警流程，其原理為本終端設(shè)備啟動(dòng)后，進(jìn)入周界設(shè)備監(jiān)控流程，利用多線程讀取周界設(shè)備工作狀態(tài)信息，如讀取失敗，則重新讀取，如讀取成功則將讀取結(jié)果保持在內(nèi)存數(shù)據(jù)對(duì)象中，根據(jù)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)判斷周界設(shè)備是否報(bào)警，如未報(bào)警則返回進(jìn)行下一周期的周界設(shè)備數(shù)據(jù)讀取，如出現(xiàn)報(bào)警，則通過預(yù)設(shè)的報(bào)警聯(lián)動(dòng)控制程序控制視頻監(jiān)控或其他設(shè)備，實(shí)現(xiàn)智能報(bào)警處理，同時(shí)將報(bào)警信號(hào)上傳至上級(jí)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)報(bào)警信號(hào)的多級(jí)、跨網(wǎng)絡(luò)傳遞，完成上傳后返回進(jìn)行下一周期的周界設(shè)備數(shù)據(jù)讀取。周而復(fù)始，直至本終端設(shè)備關(guān)機(jī)或退出系統(tǒng)?；贏RM9內(nèi)核的處理器S3C2440，以其片上資源豐富、處理能力強(qiáng)、功耗低性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)而成為眾多嵌入式平臺(tái)的首選。本設(shè)計(jì)基于S3C2440為核心，突破了以往傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式和理念，采用數(shù)據(jù)采集與處理一體化的設(shè)計(jì)思想。產(chǎn)品便于攜帶，操作方便，具有多種外部接口，且升級(jí)方便。隨著周界安防行業(yè)的發(fā)展，本實(shí)用新型具有很大的市場(chǎng)潛力。本實(shí)用新型的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本實(shí)用新型的范圍限制在上述實(shí)施例中。這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對(duì)于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說實(shí)施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本實(shí)用新型的精神或本質(zhì)特征的情況下，本實(shí)用新型可以以其他形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其他元件、材料和部件來實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的周界安防控制終端，包括核心處理器單元，其特征在于該核心處理器單元通過通信接口與電子圍欄系統(tǒng)連接，核心處理器單元通過網(wǎng)絡(luò)模塊與視頻監(jiān)控系統(tǒng)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的周界安防控制終端，其特征在于該核心處理器單元包括核心處理器，該核心處理器分別與存儲(chǔ)器、通信接口、USB host接口、輸入輸出單元、串口、網(wǎng)絡(luò)模塊連接。
3.如權(quán)利要求廣2所述的周界安防控制終端，其特征在于核心處理器單元通過音頻輸入輸出模塊與語(yǔ)音廣播系統(tǒng)連接，該核心處理器單元還通過通信接口與紅外/門禁系統(tǒng)連接。
4.如權(quán)利要求3所述的周界安防控制終端，其特征在于該核心處理器單元通過USB host接口與3G/GPRS模塊和GPS模塊連接。
5.如權(quán)利要求4所述的周界安防控制終端，其特征在于存儲(chǔ)器包括SDRAM存儲(chǔ)器、NAND Flash存儲(chǔ)器和SD卡；輸入輸出單元包括音頻輸入輸出模塊，觸摸式液晶顯示模塊和控制鍵盤；網(wǎng)絡(luò)模塊包括WIFI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊、10M/100M網(wǎng)卡；通訊接口包括RS-485接口、CAN總線接口、RFID射頻接口。
6.如權(quán)利要求廣5中任一項(xiàng)所述的周界安防控制終端，其特征在于所述核心處理器為 S3C2440處理器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了包括核心處理器單元，其特征在于該核心處理器單元通過通信接口與電子圍欄系統(tǒng)連接，核心處理器單元通過網(wǎng)絡(luò)模塊與視頻監(jiān)控系統(tǒng)連接。該核心處理器單元包括核心處理器，該核心處理器分別與存儲(chǔ)器、通信接口、USBhost接口、輸入輸出單元、串口、網(wǎng)絡(luò)模塊連接。所述核心處理器為S3C2440處理器。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于與傳統(tǒng)的周界安防控制終端設(shè)備相比，本實(shí)用新型具有周界安防設(shè)備控制功能，能夠主動(dòng)式防入侵功能、入侵自動(dòng)報(bào)警功能、自動(dòng)采集視頻聯(lián)動(dòng)信息功能，自動(dòng)實(shí)時(shí)記錄功能、存儲(chǔ)報(bào)警聯(lián)動(dòng)信息功能，實(shí)現(xiàn)了安防系統(tǒng)的自動(dòng)控制。
文檔編號(hào)G05B19/418GK202183037SQ20112022449
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月29日
發(fā)明者史吉平, 歐洋凱, 趙輝, 陳曉東 申請(qǐng)人:史吉平, 歐洋凱, 趙輝, 陳曉東