本發(fā)明涉及智能監(jiān)控、安全防范及自動(dòng)化管理的技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種野生動(dòng)物園自駕游覽區(qū)游客導(dǎo)覽及安全保護(hù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的提高，我國很多大中城市都建設(shè)了不同規(guī)模的動(dòng)物園及野生動(dòng)物園，游客進(jìn)園游覽的人數(shù)也不斷增加，其游覽活動(dòng)對(duì)于豐富人民的業(yè)余生活起到了積極的推進(jìn)作用，使越來越多的人有機(jī)會(huì)觀賞到以往只有在影視熒屏上才能夠看到的多種野生動(dòng)物及許多猛獸。

但是，近年來我國的多個(gè)野生動(dòng)物園發(fā)生了野獸危及游客安全的事件，最嚴(yán)重的是北京八達(dá)嶺野生動(dòng)物園的老虎襲擊游客，導(dǎo)致游客一死一重傷的惡性事件，據(jù)受傷游客反映，老虎襲擊死者后，園方救助受害者、驅(qū)趕老虎不及時(shí)是導(dǎo)致游客死亡的直接原因。因此，在野生動(dòng)物園猛獸自駕游覽區(qū)內(nèi)設(shè)置一個(gè)游客安全保護(hù)系統(tǒng)是十分必要的。

目前，我國多數(shù)猛獸自駕游覽區(qū)的游客安全保護(hù)措施是進(jìn)園之前與游客簽訂安全協(xié)議、在游覽區(qū)內(nèi)設(shè)置警示牌的方法，并沒有一個(gè)健全的安全保護(hù)系統(tǒng)來保障游客的人身安全，因此出現(xiàn)猛獸傷人的事件就不足為奇了。因此，在野生動(dòng)物園猛獸游覽區(qū)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線通信技術(shù)構(gòu)建一個(gè)先進(jìn)的、自動(dòng)化的游客安全保護(hù)系統(tǒng)迫在眉睫。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種野生動(dòng)物園自駕游覽區(qū)游客導(dǎo)覽及安全保護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)進(jìn)入野生動(dòng)物園猛獸區(qū)自駕游覽的車輛進(jìn)行全方位的監(jiān)控與管理，一方面實(shí)現(xiàn)了動(dòng)物園對(duì)猛獸區(qū)自駕游覽活動(dòng)的自動(dòng)化管理，另一方面也實(shí)現(xiàn)了對(duì)自駕游覽游客的安全保護(hù)。

技術(shù)方案：為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明所述的一種野生動(dòng)物園自駕游覽區(qū)游客導(dǎo)覽及安全保護(hù)系統(tǒng)，包括了監(jiān)控管理中心節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)路由器節(jié)點(diǎn)、紅外信號(hào)發(fā)射器和車載多媒體終端節(jié)點(diǎn)；所述監(jiān)控管理中心節(jié)點(diǎn)由一臺(tái)pc機(jī)和一個(gè)協(xié)調(diào)器組成，所述pc機(jī)同協(xié)調(diào)器之間通過串口相連；所述網(wǎng)絡(luò)路由器節(jié)點(diǎn)由一個(gè)主站通信模塊和一個(gè)主站控制終端模塊組成；所述車載多媒體終端節(jié)點(diǎn)包括了控制/通信模塊及多個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊；所述車載多媒體終端節(jié)點(diǎn)直接或通過網(wǎng)絡(luò)路由器節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)器進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸；所述協(xié)調(diào)器中的遠(yuǎn)程通信模塊通過串口將車載多媒體終端節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳至上位機(jī)，所述車載多媒體終端節(jié)點(diǎn)中的紅外接收器接收紅外信號(hào)發(fā)射器發(fā)出的區(qū)域位置代碼，并將自身的具體位置通過路由器發(fā)送給監(jiān)控管理中心。本發(fā)明構(gòu)建了一個(gè)以動(dòng)物園管理中心為核心的游客安全保護(hù)與監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)游覽區(qū)自駕游覽車輛的自動(dòng)化管理。其采用無線通信組網(wǎng)技術(shù)，將其節(jié)點(diǎn)分為協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、路由器節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)3類。在本發(fā)明中，將動(dòng)物園監(jiān)控管理中心配置為協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，在動(dòng)物園每個(gè)猛獸游覽區(qū)域中設(shè)置一個(gè)路由器節(jié)點(diǎn)，每臺(tái)游客車輛上的用戶多媒體終端裝置則作為終端節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)。從網(wǎng)絡(luò)的角度而言，該網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)樹簇型網(wǎng)絡(luò)，由動(dòng)物園監(jiān)控管理中心（協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)）、多個(gè)自駕游客游覽區(qū)（路由器節(jié)點(diǎn)）及其中的游客自駕車輛（用戶多媒體終端節(jié)點(diǎn)）組成。該網(wǎng)絡(luò)以基于zigbee技術(shù)的無線傳感模塊作為網(wǎng)絡(luò)的基本單元，所選用模塊的主控芯片為ti公司的cc2530，配以射頻收發(fā)電路、外設(shè)電路、按鍵、指示燈等，按照其在網(wǎng)絡(luò)中的角色和所起的作用不同，分別配置即成為協(xié)調(diào)器、路由器和網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)。pc機(jī)同協(xié)調(diào)器通過串口相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，pc機(jī)可通過其gui界面對(duì)游客安全保護(hù)系統(tǒng)各路由器節(jié)點(diǎn)及用戶多媒體終端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。路由器節(jié)點(diǎn)由一個(gè)主站通信模塊和一個(gè)主站控制終端模塊組成，負(fù)責(zé)參數(shù)設(shè)定、控制模式設(shè)定等現(xiàn)場(chǎng)操作，并對(duì)用戶多媒體終端進(jìn)行管理。用戶多媒體終端節(jié)點(diǎn)由控制/通信模塊及各種數(shù)據(jù)采集模塊組成，主要完成現(xiàn)場(chǎng)自駕車輛、動(dòng)物園管理車輛運(yùn)行的數(shù)據(jù)采集工作。游客車輛進(jìn)入猛獸區(qū)進(jìn)行自駕游覽之前，動(dòng)物園管理人員把用戶多媒體終端裝置發(fā)放給游客并放置于自駕車輛內(nèi)；協(xié)調(diào)器通過在網(wǎng)絡(luò)中加入路由器，可將距離協(xié)調(diào)器較遠(yuǎn)處的路由器和終端節(jié)點(diǎn)吸納進(jìn)網(wǎng)絡(luò)，擴(kuò)大了無線傳感網(wǎng)的控制范圍。網(wǎng)絡(luò)中的路由器的作用是搜尋網(wǎng)絡(luò)并加入網(wǎng)絡(luò)，它是一種支持關(guān)聯(lián)的設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)其他節(jié)點(diǎn)的消息轉(zhuǎn)發(fā)功能，本發(fā)明采用的是樹簇形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，故可以有多個(gè)路由器。其終端節(jié)點(diǎn)不具備吸收其他節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)的功能，大量的終端節(jié)點(diǎn)直接放在被監(jiān)控的現(xiàn)場(chǎng)車輛中，作為終端節(jié)點(diǎn)的外接傳感器和輸出放大電路，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并直接或通過路由器與協(xié)調(diào)器進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸，接受協(xié)調(diào)器和監(jiān)控管理中心上位機(jī)發(fā)來的控制命令。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)根據(jù)ieee802.15.4協(xié)議組成自組織無線傳感網(wǎng)絡(luò)，對(duì)車輛運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。由協(xié)調(diào)器中的遠(yuǎn)程通信模塊通過串口將自駕游覽區(qū)內(nèi)的自駕車輛運(yùn)行參數(shù)傳至監(jiān)控管理中心上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)自駕游覽車輛及系統(tǒng)運(yùn)行的智能化管理與優(yōu)化控制。現(xiàn)場(chǎng)的車載多媒體終端在無線傳感網(wǎng)中屬于終端節(jié)點(diǎn)，一方面根據(jù)采集到的信號(hào)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)自駕車輛進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制，另一方面，通過無線通信網(wǎng)絡(luò)將測(cè)得的數(shù)據(jù)直接或通過路由器傳遞給監(jiān)控管理中心上位機(jī)。

本發(fā)明中所述監(jiān)控管理中心節(jié)點(diǎn)的硬件包括了cc2530核心板和協(xié)調(diào)器底板；所述cc2530核心板是協(xié)調(diào)器底板和路由器底板公用的電路板，其上設(shè)有cc2530芯片。

本發(fā)明中所述cc2530芯片可直接插在協(xié)調(diào)器底板上調(diào)試，無需制作pcb底板；所述協(xié)調(diào)器底板通過usb、外部電源或者電池對(duì)cc2530芯片直接提供電源；所述協(xié)調(diào)器底板通過usb、rs232、rs485接口將cc2530的數(shù)據(jù)直接傳送到pc機(jī)上。

本發(fā)明中所述網(wǎng)絡(luò)路由器節(jié)點(diǎn)放置在不同自駕游覽區(qū)的固定位置，所述網(wǎng)絡(luò)路由器節(jié)點(diǎn)包括了cc2530核心板和路由器底板，并采用5v直流電源供電。其根據(jù)公園地形和區(qū)域劃分，網(wǎng)絡(luò)路由器放置在不同游覽區(qū)的固定位置，為該區(qū)域內(nèi)活動(dòng)終端節(jié)點(diǎn)提供網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)。

本發(fā)明中所述紅外信號(hào)發(fā)射器設(shè)置在自駕游覽區(qū)內(nèi)的固定位置上，包括了一顆mcu控制紅外二極管電路。其應(yīng)用nec紅外通信協(xié)議發(fā)送子游覽區(qū)區(qū)域位置代碼，車載多媒體終端的紅外接收模塊接收該代碼后，通過路由器發(fā)送給監(jiān)控管理中心，監(jiān)控管理中心依此確定自駕游覽車輛的具體位置。

本發(fā)明中所述車載多媒體終端節(jié)點(diǎn)包括了嵌入式多媒體主板，以及分別與嵌入式多媒體主板相連的紅外接收模塊、gps定位模塊、can/lin通信模塊和zigbee通信模塊。其為游客提供導(dǎo)覽服務(wù)，通過車載多媒體終端可查看游覽區(qū)的地形、車輛所處的位置、猛獸的數(shù)量和具體位置、天氣預(yù)報(bào)、環(huán)境溫度、風(fēng)力以及實(shí)時(shí)推送信息等。

本發(fā)明中所述嵌入式多媒體系統(tǒng)主板包括了am4376主處理器、2gbddr3sdram、4gbnandflash內(nèi)存以及一顆eeprom芯片；所述嵌入式多媒體系統(tǒng)主板外部帶有一個(gè)microsd卡槽和擴(kuò)展接口，其卡槽通過sdmmc0接口和主控芯片連接，用以實(shí)現(xiàn)外部存儲(chǔ)擴(kuò)展；所述擴(kuò)展接口包括了lcd顯示、觸摸控制模塊和音頻處理系統(tǒng)，其lcd顯示和觸摸控制模塊用來實(shí)現(xiàn)圖形化人機(jī)交互，在上層應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)如景區(qū)介紹、安全提示和信息輸入等，其音頻處理系統(tǒng)搭載一個(gè)揚(yáng)聲器用以播放語音提示和多媒體音頻；所述嵌入式多媒體系統(tǒng)主板配備有一塊4000mah的鋰電池包和充電電路，可以外接電源實(shí)現(xiàn)直接充電；所述嵌入式多媒體系統(tǒng)主板還包括了物理人機(jī)界面，所述物理人機(jī)界面包括一組物理按鍵和4個(gè)led燈，用于顯示各種工作狀態(tài)和提示。

本發(fā)明中所述紅外接收模塊包括了紅外接收器件和硬件電路，其用于接收固定紅外信號(hào)發(fā)射器發(fā)出的位置信息。由于在特殊地形下，gps定位可能會(huì)出現(xiàn)偏差或延遲，作為一種輔助定位手段，紅外接收模塊可以直接接收特定區(qū)域的專用紅外信號(hào)信息，以明確游客多媒體終端的實(shí)際位置；所述gps定位模塊帶有sirf3芯片，其gps定位模塊搜集終端位置信息，通過zigbee網(wǎng)絡(luò)上傳給控制中心，作為主要的位置數(shù)據(jù)，定位數(shù)據(jù)通過i2c接口發(fā)送給主控芯片。

本發(fā)明中所述zigbee通信模塊包括了cc2530主板和通信終端底板，其通過路由器收發(fā)各種控制指令和信息，受制于通信速率，媒體數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)保存在多媒體終端本地，通信僅作傳送應(yīng)用層信息和指令等；所述zigbee通信模塊和嵌入式多媒體主板之間采用spi連接，從而便于設(shè)備維護(hù)以及擴(kuò)展使用，應(yīng)用層以下數(shù)據(jù)收發(fā)功能在cc2530中實(shí)現(xiàn)，控制器與多媒體主控制器使用自定義通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)應(yīng)用數(shù)據(jù)同步。

本發(fā)明中所述can/lin通信模塊包括了can/lin轉(zhuǎn)換芯片和電路，所述can/lin通信模塊通過車載obd接口接入車身網(wǎng)絡(luò)。其使得主機(jī)可以通過接入車內(nèi)開放的can/lin網(wǎng)絡(luò)讀取車輛信息，如車輛的具體位置、車輛行駛狀態(tài)、車門開關(guān)狀態(tài)等。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明中所述的一種野生動(dòng)物園自駕游覽區(qū)游客導(dǎo)覽及安全保護(hù)系統(tǒng)，其實(shí)現(xiàn)了對(duì)進(jìn)入野生動(dòng)物園猛獸區(qū)自駕游覽的車輛的全方位的監(jiān)控與管理，一方面實(shí)現(xiàn)了動(dòng)物園對(duì)猛獸區(qū)自駕游覽活動(dòng)的自動(dòng)化管理，另一方面，實(shí)現(xiàn)了對(duì)自駕游覽游客的安全保護(hù)。

2、本發(fā)明中所述的一種野生動(dòng)物園自駕游覽區(qū)游客導(dǎo)覽及安全保護(hù)系統(tǒng)，其對(duì)游客而言，既可以通過多媒體終端裝置進(jìn)行自助服務(wù)，如車輛位置顯示、區(qū)域環(huán)境信息查詢、安全提示等，又能夠安心游覽，享受近距離觀看各種猛獸的樂趣。

3、本發(fā)明中所述的一種野生動(dòng)物園自駕游覽區(qū)游客導(dǎo)覽及安全保護(hù)系統(tǒng)，其監(jiān)控管理中心可以收集游客信息、統(tǒng)一調(diào)度救援車輛、發(fā)布警示信息，以及實(shí)時(shí)消息推送；進(jìn)入猛獸區(qū)進(jìn)行自駕游覽的游客，通過車載多媒體終端實(shí)時(shí)將自己所在的位置、安全狀態(tài)等信息發(fā)送到監(jiān)控管理中心，并可通過游客導(dǎo)覽系統(tǒng)進(jìn)行自助服務(wù)。

4、本發(fā)明中所述的一種野生動(dòng)物園自駕游覽區(qū)游客導(dǎo)覽及安全保護(hù)系統(tǒng)，其將自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)、無線通信技術(shù)相結(jié)合，對(duì)進(jìn)入猛獸區(qū)自駕游覽的游客進(jìn)行導(dǎo)覽、安全保護(hù)及游覽區(qū)域全方位的自動(dòng)化管理。

5、本發(fā)明中所述的一種野生動(dòng)物園自駕游覽區(qū)游客導(dǎo)覽及安全保護(hù)系統(tǒng)，其按照樹簇狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將現(xiàn)場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)配置為3種類型，第一類為協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，承擔(dān)整個(gè)系統(tǒng)的管理工作；第二類為路由器節(jié)點(diǎn)，承擔(dān)各封閉自駕游覽區(qū)的管理及與監(jiān)控管理中心通信的任務(wù)；第三類為用戶終端節(jié)點(diǎn)，其作用是對(duì)游覽保護(hù)區(qū)的自駕車輛運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的數(shù)據(jù)通過路由器傳遞給協(xié)調(diào)器中的遠(yuǎn)程通信模塊，從而利用各類模塊組成了一個(gè)大規(guī)模實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的無線傳感網(wǎng)絡(luò)，在這個(gè)無線傳感網(wǎng)中配置一個(gè)協(xié)調(diào)器，按照需要保護(hù)的猛獸自駕游覽區(qū)的數(shù)量配置若干個(gè)路由器，按照進(jìn)入猛獸自駕游覽區(qū)的車輛數(shù)量，配置大量的用戶終端節(jié)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中游客導(dǎo)覽及安全保護(hù)系統(tǒng)的模型圖；

圖2為本發(fā)明中游客導(dǎo)覽及安全保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖3為本發(fā)明中車載多媒體終端裝置的組成示意圖；

圖4為本發(fā)明中用戶車載多媒體終端裝置的硬件原理圖。

圖中：監(jiān)控管理中心節(jié)點(diǎn)1、車載多媒體終端節(jié)點(diǎn)2、網(wǎng)絡(luò)路由器節(jié)點(diǎn)3、紅外信號(hào)發(fā)射器4、嵌入式多媒體系統(tǒng)主板21、紅外接收模塊22、gps定位模塊23、can/lin通信模塊24、zigbee通信模塊25。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但同時(shí)說明本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于本實(shí)施例的具體范圍，基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

如圖1-圖4所示，本實(shí)施例的一種野生動(dòng)物園自駕游覽區(qū)游客導(dǎo)覽及安全保護(hù)系統(tǒng)，包括了監(jiān)控管理中心節(jié)點(diǎn)1、網(wǎng)絡(luò)路由器節(jié)點(diǎn)3、紅外信號(hào)發(fā)射器4和車載多媒體終端節(jié)點(diǎn)2。

上述各部件的連接關(guān)系如下：所述監(jiān)控管理中心節(jié)點(diǎn)1由一臺(tái)pc機(jī)和一個(gè)協(xié)調(diào)器組成，所述pc機(jī)同協(xié)調(diào)器之間通過串口相連；所述網(wǎng)絡(luò)路由器節(jié)點(diǎn)3由一個(gè)主站通信模塊和一個(gè)主站控制終端模塊組成；所述車載多媒體終端節(jié)點(diǎn)2包括了控制/通信模塊及多個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊；所述車載多媒體終端節(jié)點(diǎn)2直接或通過網(wǎng)絡(luò)路由器節(jié)點(diǎn)3與協(xié)調(diào)器進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸；所述協(xié)調(diào)器中的遠(yuǎn)程通信模塊通過串口將車載多媒體終端節(jié)點(diǎn)2的數(shù)據(jù)傳至上位機(jī)，所述車載多媒體終端節(jié)點(diǎn)2中的紅外接收模塊22接收紅外信號(hào)發(fā)射器4發(fā)出的所在游覽區(qū)的位置代碼，將自身的具體位置通過路由器發(fā)送給監(jiān)控管理中心。

本實(shí)施例中監(jiān)控管理中心節(jié)點(diǎn)1利用pc機(jī)軟件和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛位置和狀態(tài)信息的收集，以及實(shí)時(shí)消息的推送。監(jiān)控管理中心軟件使用visualc#在microsoftvisualstudio2012開放環(huán)境下編寫，vs2012支持windows8metro開發(fā)，其簡(jiǎn)潔、數(shù)字化、內(nèi)容優(yōu)于形式、強(qiáng)調(diào)交互的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為未來的趨勢(shì)；在界面上，采用了彩色的圖標(biāo)和按照開發(fā)、運(yùn)行、調(diào)試等環(huán)境區(qū)分的顏色方案；集成了asp.netmvc4，全面支持移動(dòng)和html5，其設(shè)計(jì)器完全能夠支持c#表達(dá)式，實(shí)現(xiàn)了更好的生命周期管理，系統(tǒng)資源消耗小。監(jiān)控管理中心節(jié)點(diǎn)1設(shè)置為網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，為了便于設(shè)備維護(hù)以及擴(kuò)展使用，本實(shí)施例中的節(jié)點(diǎn)硬件分為4部分，即cc2530核心板、協(xié)調(diào)器底板、路由器和終端節(jié)點(diǎn)底板。cc2530核心板是協(xié)調(diào)器底板和路由器底板公用的電路板，其上有cc2530芯片，監(jiān)控管理中心節(jié)點(diǎn)采用了cc2530核心板和協(xié)調(diào)器底板。cc2530結(jié)合了rf收發(fā)器的優(yōu)良性能，業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)型8051cpu，系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，8-kbram和許多其它強(qiáng)大的功能。cc2530芯片集成了無線收發(fā)的射頻元件及電路，可將其分為三部分，即cpu和內(nèi)存相關(guān)的模塊；外設(shè)、時(shí)鐘和電源管理相關(guān)的模塊，以及無線電相關(guān)的模塊；較之通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，cc2530有軟硬件可裁剪、功能靈活、體積小、成本低及可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。軟件開發(fā)的平臺(tái)化模塊如下：

①cc2530核心板。cc2530單片機(jī)是一款完全兼容8051內(nèi)核，同時(shí)支持ieee802.15.4協(xié)議的無線射頻單片機(jī)。cc2530核心板集成了cc2530芯片正常工作時(shí)所有的外部電路（包括sma接口，以連接2.4g天線）。本發(fā)明采用ti公司的cc2530f256核心芯片。

②協(xié)調(diào)器底板。協(xié)調(diào)器底板是配合ti公司的cc2530核心芯片使用和研發(fā)的底板，主要提供如下功能：（1）把cc2530芯片直接插在底板上調(diào)試，無需制作pcb底板；（2）通過usb或者外部電源（或者電池）對(duì)cc2530芯片直接提供電源；（3）提供usb、rs232、rs485接口，把cc2530的數(shù)據(jù)直接傳送到pc上；（4）提供cc2530的debug接口，可以在iar的開發(fā)環(huán)境下在線調(diào)試cc2530；（5）提供led燈和按鍵，可以輔助調(diào)試協(xié)議棧中的綁定等功能；（6）可以引出cc2530所有的i/o到插座，可以方便地配合其他板子。本發(fā)明的協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)采用協(xié)調(diào)器底板和cc2530核心板的組合。因此編寫協(xié)調(diào)器程序，并下載至cc2530核心板里即成為協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)。

③軟件設(shè)計(jì)。協(xié)議定義的是一系列的通信標(biāo)準(zhǔn)，通信雙方需要共同遵循這一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行正常的數(shù)據(jù)收發(fā)，協(xié)議棧是協(xié)議的具體實(shí)現(xiàn)形式，將各個(gè)定義的協(xié)議都集合在一起，以函數(shù)的形式實(shí)現(xiàn)，并給用戶提供一些應(yīng)用層api，供用戶調(diào)用。

本實(shí)施例中的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟件部分的工作，主要是開發(fā)協(xié)議棧的應(yīng)用程序，所采用的編程語言為c語言；無線傳感網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)采集，只需在應(yīng)用層中加入傳感器的讀取函數(shù)；出于節(jié)能考慮，本發(fā)明根據(jù)數(shù)據(jù)采集周期進(jìn)行定時(shí)，定時(shí)時(shí)間到就喚醒終端節(jié)點(diǎn)，終端節(jié)點(diǎn)喚醒后就自動(dòng)采集傳感器數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)發(fā)送給路由器或直接發(fā)給協(xié)調(diào)器。

本實(shí)施例根據(jù)公園地形和區(qū)域劃分，將網(wǎng)絡(luò)路由器放置在不同自駕游覽區(qū)的固定位置，為該區(qū)域內(nèi)的活動(dòng)終端節(jié)點(diǎn)提供網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)；網(wǎng)絡(luò)路由器使用cc2530核心板和路由器底板實(shí)現(xiàn)，采用5v直流電源供電。

本實(shí)施例由于gps信號(hào)定位精度和網(wǎng)絡(luò)切換延時(shí)等因素，紅外信號(hào)發(fā)射器4提供了對(duì)定位信息搜集的一種補(bǔ)充。根據(jù)公園地形特點(diǎn)和區(qū)域劃分，紅外信號(hào)發(fā)射器4直接將區(qū)域位置信息發(fā)送給照射范圍內(nèi)的活動(dòng)節(jié)點(diǎn)。

本實(shí)施例采用無線傳感網(wǎng)絡(luò)與自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合的方法構(gòu)建了一個(gè)動(dòng)物園猛獸區(qū)自駕游覽游客安全保護(hù)監(jiān)控管理網(wǎng)絡(luò)。由于系統(tǒng)中的自駕車輛布局比較分散，所以在需要監(jiān)測(cè)的每個(gè)游客車輛及動(dòng)物園管理、救護(hù)車輛上安裝車載多媒體終端節(jié)點(diǎn)2，并配置合適的傳感器，各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間采用無線通信方式組網(wǎng)，這不但能夠大大節(jié)省布線的成本，而且能增強(qiáng)數(shù)據(jù)通信的穩(wěn)定性，簡(jiǎn)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中車載多媒體終端節(jié)點(diǎn)2包括了嵌入式多媒體主板21，以及分別與嵌入式多媒體主板21相連的紅外接收模塊22、gps定位模塊23、can/lin通信模塊24和zigbee通信模塊25。

本實(shí)施例嵌入式多媒體系統(tǒng)由以armcortexa9為核心的am4376芯片為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。多媒體處理主板使用tiam4376armcortexa9主處理器實(shí)現(xiàn)用戶主交互界面和對(duì)各種附加設(shè)備的支持。am4376處理器提供300mhz,800mhz和1ghz的不同選項(xiàng)，同時(shí)具備適用于增強(qiáng)的用戶界面3d圖形加速功能。處理器同時(shí)繼承了可以從arm卸載任務(wù)的可編程實(shí)時(shí)單元和工業(yè)通信子系統(tǒng)，在本實(shí)施例中，am4376處理器可以很好地平衡成本和性能。

本實(shí)施例選用am4376作為主處理器。作為嵌入式多媒體系統(tǒng)板的核心，am4應(yīng)用各種功能的完備支持。同時(shí)為了便于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和配置，功能配置由外接電阻和開關(guān)等實(shí)現(xiàn)。

本實(shí)施例主系統(tǒng)時(shí)鐘的原始輸入為一顆24mhz晶振，用以生成am4376內(nèi)部各功能模塊使用的時(shí)鐘頻率。rtc時(shí)鐘源為一顆32khz晶振。

本實(shí)施例系統(tǒng)配備2gbddr3sdram，由四顆512mbfbga封裝ddr3lsdram芯片組成（mt41k512m），同時(shí)系統(tǒng)配備4gbnandflash內(nèi)存，由8顆mt29f4g08芯片構(gòu)成。此外，其還配置了一顆eeprom芯片用以存儲(chǔ)軟件硬件版本識(shí)別信息。

本實(shí)施例使用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的microsd卡槽，該開槽通過sdmmc0接口和主控芯片連接，用以實(shí)現(xiàn)外部存儲(chǔ)擴(kuò)展，如存放地圖包，日志文件，多媒體文件和軟件組件等等。

本實(shí)施例擴(kuò)展接口主要有l(wèi)cd顯示和觸摸控制模塊、音頻處理系統(tǒng)。lcd顯示和觸摸控制模塊用來實(shí)現(xiàn)圖形化人機(jī)交互，在上層應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)如景區(qū)介紹、安全提示和信息輸入等等。根據(jù)整機(jī)尺寸、能耗、顯示內(nèi)容和觀看效果等各方面要求，配置了7寸wvgalcd顯示屏和電容式觸摸控制模塊，屏幕分辨率為800×600。該顯示屏為24位rgbtft顯示屏，使用16顆led作為背光光源。屏幕的供電由一顆tps61081芯片通過pwm調(diào)光方式進(jìn)行直接控制。屏幕使用am4376的lcd控制接口通過50pinfpc-type連接器直接驅(qū)動(dòng)，觸摸信息通過i2c接口反饋給主控芯片。整個(gè)lcd模塊的供電由tps65105芯片實(shí)現(xiàn)。音頻處理系統(tǒng)使用tlv320alc3106作為音頻解碼芯片，并搭載一個(gè)揚(yáng)聲器用以播放語音提示和多媒體音頻，解碼器使用mcasp1和i2c接口與主芯片連接。

本實(shí)施例配備一塊4000mah的鋰電池包和充電電路，可以外接電源實(shí)現(xiàn)直接充電，在中等使用條件下，系統(tǒng)可工作5小時(shí)左右。板上電源管理芯片使用tps65128，提供各模塊使用的電源如下：1.0v主控芯片內(nèi)核電壓、1.35vddr內(nèi)存電壓、1.8v主工作電壓、3.3v和5v常用電壓等。同時(shí)，該芯片控制整個(gè)系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)序。

本實(shí)施例物理人機(jī)界面包括一組物理按鍵和4個(gè)led燈，用于顯示各種工作狀態(tài)和提示。

本實(shí)施例中紅外接收模塊22包含紅外接收器件和硬件電路，用于接收固定紅外信號(hào)發(fā)射器4發(fā)出的位置信息。特殊地形下，gps定位可能會(huì)出現(xiàn)偏差或延遲，作為一種輔助定位手段，紅外接收模塊22可以直接接收特定區(qū)域的專用紅外信號(hào)信息，以明確游客多媒體終端的實(shí)際位置。

本實(shí)施例中g(shù)ps定位模塊23搜集終端位置信息，通過zigbee網(wǎng)絡(luò)上傳給控制中心，作為主要的位置數(shù)據(jù)，其核心是sirf3芯片。定位數(shù)據(jù)通過i2c接口發(fā)送給主控芯片。

本實(shí)施例中zigbee通信模塊25以cc2530主板和通信終端底板實(shí)現(xiàn)。其通過路由器收發(fā)各種控制指令和信息。受制于通信速率，媒體數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)保存在多媒體終端本地，通信僅作傳送應(yīng)用層信息和指令等。為了便于設(shè)備維護(hù)以及擴(kuò)展使用，通信模塊和多媒體主控制器間采用spi連接，應(yīng)用層以下數(shù)據(jù)收發(fā)功能在cc2530中實(shí)現(xiàn)，控制器與多媒體主控制器使用自定義通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)應(yīng)用數(shù)據(jù)同步。

本實(shí)施例中can/lin通信模塊24包含can/lin轉(zhuǎn)換芯片和電路，使得主機(jī)可以通過接入車內(nèi)開放的can/lin網(wǎng)絡(luò)讀取車輛信息。如車輛的具體位置、車輛行駛狀態(tài)、車門開關(guān)狀態(tài)等。模塊通過車載obd接口接入車身網(wǎng)絡(luò)。因車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和報(bào)文因具體車型而異，實(shí)際的車型匹配需要與車輛廠家確認(rèn)。

本實(shí)施例的通信方式：系統(tǒng)由監(jiān)控管理中心上位機(jī)、自駕游覽區(qū)監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)（路由器）和監(jiān)控從節(jié)點(diǎn)（用戶車載多媒體終端）三部分組成。根據(jù)動(dòng)物園地形和主題區(qū)域的特點(diǎn)，系統(tǒng)劃分為若干子網(wǎng)絡(luò)，各個(gè)分支根據(jù)ieee802.15.4協(xié)議組成自組織無線傳感網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)監(jiān)控管理中心與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)及從節(jié)點(diǎn)采用zigbee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。在本實(shí)施例中，實(shí)現(xiàn)了終端節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)切換，即離開某一路由器網(wǎng)絡(luò)后自動(dòng)加入新的路由器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。

本實(shí)施例的一種野生動(dòng)物園自駕游覽區(qū)游客導(dǎo)覽及安全保護(hù)系統(tǒng)的主要功能：

（1）游客安全保護(hù)系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的主要功能

保護(hù)區(qū)狀態(tài)監(jiān)測(cè)：車載多媒體終端節(jié)點(diǎn)2負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)自駕車輛的運(yùn)行請(qǐng)況，如車速、具體位置、節(jié)點(diǎn)中蓄電池的電量、保護(hù)裝置運(yùn)行狀態(tài)等。由網(wǎng)絡(luò)路由器節(jié)點(diǎn)3定時(shí)向監(jiān)控管理中心發(fā)送系統(tǒng)運(yùn)行信息。

故障報(bào)警：在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，終端節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到不正常情況后，將信息傳遞給路由器，路由器將報(bào)警信號(hào)傳至監(jiān)控管理中心上位機(jī)，并在上位機(jī)監(jiān)控界面中顯示故障節(jié)點(diǎn)的具體位置。其中所述的不正常情況即指：①終端監(jiān)控裝置電池電量小于設(shè)定值；②監(jiān)控管理中心在規(guī)定的時(shí)限內(nèi)沒有收到用戶車載多媒體終端裝置的信息等，即向監(jiān)控管理中心發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提示維修人員進(jìn)行維修。③路由器按照設(shè)定參數(shù)檢測(cè)到個(gè)別用戶終端監(jiān)控裝置不能正常工作時(shí)。

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)操作與管理：在每個(gè)猛獸游覽區(qū)的路由器上設(shè)置觸摸屏插口，利用觸摸屏可在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)子網(wǎng)中的自駕車輛及園區(qū)管理、救護(hù)車輛進(jìn)行管理。

信息接收與發(fā)送：監(jiān)控管理中心定期接收各子網(wǎng)路由器節(jié)點(diǎn)發(fā)來的信息，通過監(jiān)控主界面及子界面觀察整個(gè)系統(tǒng)的及各子網(wǎng)的運(yùn)行工況，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)發(fā)出的報(bào)警信號(hào)進(jìn)行處理；定期發(fā)布服務(wù)信息至網(wǎng)絡(luò)中。

安全提示：采用蜂鳴器提供簡(jiǎn)單音頻提示；根據(jù)車輛位置通過揚(yáng)聲器播放導(dǎo)覽語音/視頻，在關(guān)鍵區(qū)域用語音提示注意事項(xiàng)如安全警告等；

緊急情況救援：系統(tǒng)可以通過異常報(bào)警、游客按鍵等方式啟動(dòng)救援服務(wù)，當(dāng)公園管理處接收到救援請(qǐng)求時(shí)，可將游客位置信息、救援類型等廣播發(fā)送至園方救援車輛。

通過gps對(duì)自駕游游客車輛及動(dòng)物園管理車輛進(jìn)行定位；通過接入車輛總線監(jiān)測(cè)門鎖，顯示車窗位置信息并進(jìn)行提醒；回收充電和系統(tǒng)信息升級(jí)。

（2）用戶監(jiān)控終端裝置所實(shí)現(xiàn)的主要功能

通過gps定位模塊23將其自駕車輛的位置信息上傳監(jiān)控管理中心；利用其上的蜂鳴器接收監(jiān)控管理中心的簡(jiǎn)單音頻提示；利用其上的揚(yáng)聲器收聽導(dǎo)覽語音/視頻，在關(guān)鍵區(qū)域用語音提示注意事項(xiàng)如安全警告等；通過其上的按鍵輸入簡(jiǎn)單指令；通過裝置上的4個(gè)led燈顯示自駕車輛的狀態(tài)；利用其上的電容式觸摸屏播放多媒體資料以及輸入用戶指令；利用報(bào)警按鈕向監(jiān)控管理中心發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

本發(fā)明的實(shí)施例是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開的形式。很多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說明本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。