專利名稱：電子巡更系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安全防范領(lǐng)域，特別是涉及一種電子巡更系統(tǒng)。
技術(shù)背景
在普通住宅小區(qū)、別墅住宅區(qū)、大型企事業(yè)單位、工廠、重點文物保護(hù)單位等場所都需要進(jìn)行巡更系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)境巡更檢查。
對于現(xiàn)有的巡更系統(tǒng)而言，普遍采用的是離線方式巡更和簡單在線巡更方式，但這些技術(shù)存在無法實時進(jìn)行巡更人員定位和狀態(tài)檢測的缺點，對于巡更人員的安全保障存在缺陷。
中國實用新型專利ZL200720097641. 9公開了一種“油庫電子巡更系統(tǒng)”，但是，該系統(tǒng)的巡更采用離線巡更方式，無法實現(xiàn)實時監(jiān)測功能。
中國實用新型專利ZL200920129773. 4公開了一種“在線巡更管理裝置”，該系統(tǒng)雖然可以提供一定的在線監(jiān)測功能，但是，該系統(tǒng)運行中，對于巡更人員在巡更讀卡器之間的路線情況是無法實時監(jiān)測的，存在實時監(jiān)測盲區(qū)。
中國實用新型專利ZL02263663. 3公開了一種“無線電子巡更機(jī)”，但是，該系統(tǒng)的巡更無法實現(xiàn)巡更人員實時定位監(jiān)測功能。
中國發(fā)明專利說明書CN201010251888.8公開了一種“基于移動通信終端的巡更系統(tǒng)”，但是，該系統(tǒng)的實現(xiàn)需要采用移動通訊技術(shù)，本身設(shè)備成本較高，其次，為了實現(xiàn)實時的巡更定位，會產(chǎn)生大量的無線通訊數(shù)據(jù)，這樣運行會產(chǎn)生額外大量的無線通訊費用， 運行維護(hù)成本高。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決已有技術(shù)存在的技術(shù)問題，提供一種具有實時巡更定位、 實現(xiàn)運行成本低和支持超大規(guī)模的電子巡更系統(tǒng)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案一種電子巡更系統(tǒng)，包括多個現(xiàn)場無線節(jié)點管理器、中心管理機(jī)、中心計算機(jī)和無線巡更終端設(shè)備； 其中所述現(xiàn)場無線節(jié)點管理器通過CANbus總線與所述中心管理機(jī)相連，實現(xiàn)超長距離可靠數(shù)據(jù)傳輸；采用無線方式與所述無線巡更終端設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；所述中心管理機(jī)通過CANbus總線與多個所述現(xiàn)場無線節(jié)點管理器相連，通過RS232與所述中心計算機(jī)進(jìn)行通訊；所述無線巡更終端設(shè)備內(nèi)置有微處理器、無線接口、電池、LED指示燈和按鍵，連接方式所述微處理器采用美國SILICON LABS公司的SilOll微處理，內(nèi)部集成有無線收發(fā)控制器和ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器，具有超低功耗等優(yōu)點；所述微處理器的P0. 0與所述電池的正極相連，采用所述微處理器的內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行電池電壓監(jiān)測；所述微處理器的P0. 4和P0. 5與所述LED指示燈相連；所述微處理器的P0. 6和P0. 7與所述按鍵相連；所述微處理器的 TX、R)(p* Rft!與所述無線接口相連；所述微處理器用于實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通訊處理、按鍵設(shè)置、 按鍵報警處理和LED指示燈控制等功能；采用無線方式與現(xiàn)場無線節(jié)點管理器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，在突發(fā)情況下，通過報警按鍵進(jìn)行無線現(xiàn)場報警。
所述現(xiàn)場無線節(jié)點管理器內(nèi)置有微處理器、電源電路、無線收發(fā)電路、無線接口、 CANbus總線接口、LED指示燈和按鍵，采用無線方式與所述無線巡更終端設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，采用CANbus總線與中心管理機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；所述微處理器采用美國SILICON LABS公司的C8051F5M微處理，內(nèi)部集成有CANbus總線收發(fā)控制器和ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器等；所述微處理器的P0. 0與所述電源電路的正極相連，采用所述微處理器的內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行電源電壓監(jiān)測；所述微處理器的Pl. 4和Pl. 5與所述LED指示燈相連；所述微處理器的Pl. 6 和Pl. 7與所述按鍵相連；所述微處理器的P0. 6和P0. 7與所述CANbus總線接口相連；所述微處理器的Pl. 0、Pl. 1、Pl. 2、Pl. 3和P2. 1與所述無線收發(fā)電路相連，采用SPI接口技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；所述微處理器用于實現(xiàn)按鍵設(shè)置處理、LED指示控制、無線數(shù)據(jù)接收和發(fā)送控制、對應(yīng)無線信號接收強(qiáng)度數(shù)據(jù)的讀取和配對，并把信息數(shù)據(jù)通過CANbus總線與所述中心管理機(jī)進(jìn)行通訊等功能。
現(xiàn)場無線節(jié)點管理器被安裝于固定的巡更位置，采用自身攜帶的撥碼開關(guān)設(shè)定其設(shè)備地址，把巡更終端設(shè)備所發(fā)送的無線信號強(qiáng)度信息、巡更設(shè)備地址信息和巡更報警信息通過CANbus總線發(fā)送給中心管理機(jī)；所述中心管理機(jī)通過CANbus總線與多個現(xiàn)場無線節(jié)點管理器相連，對節(jié)點管理器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊和在線設(shè)備巡檢；所述中心管理機(jī)通過RS232與所述中心計算機(jī)進(jìn)行通訊，提供設(shè)備在線情況和巡更終端設(shè)備的在線巡更數(shù)據(jù)、報警信息和巡更終端設(shè)備對應(yīng)節(jié)點管理器的無線信號強(qiáng)度信息；所述中心計算機(jī)用于設(shè)定既定巡更路線，接收數(shù)據(jù)后通過對巡更終端設(shè)備的無線信號強(qiáng)度信息進(jìn)行三角重心算法計算獲得巡更終端設(shè)備的對應(yīng)巡更位置，對巡更人員的巡更路線進(jìn)行實時跟蹤和判斷，出現(xiàn)巡更路線出錯時發(fā)布報警信號，同時對巡更人員通過巡更終端設(shè)備發(fā)布的報警信息進(jìn)行立即中心報警聯(lián)動；所述三角重心算法是根據(jù)巡更終端設(shè)備的對應(yīng)巡更位置的無線信號接收強(qiáng)度進(jìn)行位置定位計算方法，通過已知三個收到無線信號的所述現(xiàn)場無線節(jié)點管理器的位置獲得巡更終端的三角形外邊范圍，然后通過巡更終端對應(yīng)各個節(jié)點管理器的無線信號接收強(qiáng)度進(jìn)行三角形重心計算，最終獲得巡更終端設(shè)備的具體位置。
本發(fā)明的電子巡更系統(tǒng)是一種具有實時巡更定位、實現(xiàn)運行成本低和支持超大規(guī)模的電子巡更系統(tǒng)。該系統(tǒng)對巡更人員的巡更路線進(jìn)行實時跟蹤和判斷，出現(xiàn)巡更路線出錯時發(fā)布報警信號，同時對巡更人員通過巡更終端設(shè)備發(fā)布的報警信息進(jìn)行立即中心報警聯(lián)動。
本發(fā)明的巡更系統(tǒng)可以應(yīng)用于各種需要巡更的場所，實現(xiàn)超大規(guī)模場所的實時巡更跟蹤和巡更定位等功能，具有實現(xiàn)成本低，可靠性高等特點。


圖1是本發(fā)明的電子巡更系統(tǒng)一實施例結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明的無線巡更終端設(shè)備的一實施例結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明的現(xiàn)場無線節(jié)點管理器的一實施例結(jié)構(gòu)圖。圖4是本發(fā)明的三角形重心定位算法的一實施例示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明 本發(fā)明的優(yōu)選實施例結(jié)合附圖詳述如下
實施例一
如圖1所示，電子巡更系統(tǒng)包括多個現(xiàn)場無線節(jié)點管理器(3)、中心管理機(jī)(2)、中心計算機(jī)(1)和無線巡更終端設(shè)備(4)。所述現(xiàn)場無線節(jié)點管理器(3)通過CANbus總線與所述中心管理機(jī)(2)相連，實現(xiàn)超長距離可靠數(shù)據(jù)傳輸；采用無線方式與所述無線巡更終端設(shè)備(4)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，并獲得相應(yīng)的無線信號接收強(qiáng)度信息；
所述中心管理機(jī)(2)通過CANbus總線與多個所述現(xiàn)場無線節(jié)點管理器(3)相連，通過 RS232與所述中心計算機(jī)(1)進(jìn)行通訊； 實施例二
本實施例與實施例一基本相同，特別之處如下
如圖2所示，在本實施例中，所述無線巡更終端設(shè)備(4)內(nèi)置有微處理器(21)、無線接口(25)、電池(22)、LED指示燈(23)和按鍵(24)，采用無線方式與所述現(xiàn)場無線節(jié)點管理器 (3)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，在突發(fā)情況下，通過按鍵(24)進(jìn)行無線現(xiàn)場報警；
所述微處理器(21)采用美國SILICON LABS公司的SilOll微處理，內(nèi)部集成有無線收發(fā)控制器和ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器，具有超低功耗等優(yōu)點；所述微處理器(21)的P0. 0與所述電池 (22)的正極相連，采用所述微處理器(21)的內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行電池電壓監(jiān)測；所述微處理器(21)的P0. 4和P0. 5與所述LED指示燈(23)相連；所述微處理器(21)的P0. 6和P0. 7 與所述按鍵(24)相連；所述微處理器(21)的TX、RXp和RXn與所述無線接口(25)相連；所述微處理器(21)用于實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通訊處理、按鍵設(shè)置、按鍵報警處理和LED指示燈控制等功能；
所述微處理器(21)的電源供電由電池(22)提供，所述電池(22)采用兩節(jié)1.5伏的AAA 電池串聯(lián)而成；
所述LED指示燈(23)用于指示正常工作狀態(tài)、設(shè)置狀態(tài)和報警狀態(tài)； 所述按鍵(24)用于實現(xiàn)設(shè)置和報警操作； 所述無線接口( 25 )用于實現(xiàn)無線通訊的功能。如圖3所示，在本實施例中，所述現(xiàn)場無線節(jié)點管理器(3)內(nèi)置有微處理器(31)、 電源電路(32)、無線收發(fā)電路(35)、無線接口(36)、CANbus總線接口(37)、LED指示燈(33) 和按鍵(34)，采用無線方式與所述無線巡更終端設(shè)備(4)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，采用CANbus總線與中心管理機(jī)(2)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；
所述微處理器(31)采用美國SILICON LABS公司的C8051F5M微處理，內(nèi)部集成有 CANbus總線收發(fā)控制器和ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器等；所述微處理器(31)的P0. 0與所述電源電路 (32)的正極相連，采用所述微處理器(31)的內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行電源電壓監(jiān)測；所述微處理器(31)的PL 4和PL 5與所述LED指示燈(33)相連；所述微處理器(31)的Pl. 6和Pl. 7 與所述按鍵(34)相連；所述微處理器(31)的P0. 6和P0. 7與所述CANbus總線接口(37)相連；所述微處理器(31)的Pl. 0、PL UPl. 2、Pl. 3和P2. 1與所述無線收發(fā)電路(35)相連， 采用SPI接口技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；所述微處理器(31)用于實現(xiàn)按鍵設(shè)置處理、LED指示控制、無線數(shù)據(jù)接收和發(fā)送控制、對應(yīng)無線信號接收強(qiáng)度數(shù)據(jù)的讀取和配對，并把信息數(shù)據(jù)通過CANbus總線與所述中心管理機(jī)(1)進(jìn)行通訊等功能。所述電源電路(32)主要用于實現(xiàn)現(xiàn)場無線節(jié)點管理器(3)的電源供電管理等功能。所述LED指示燈(33)用于指示正常工作狀態(tài)、設(shè)置狀態(tài)和報警狀態(tài)； 所述按鍵(34)用于實現(xiàn)設(shè)置操作；
所述無線收發(fā)電路(35)采用美國SILICON LABS公司的無線收發(fā)器Si4431，具有高靈敏度的無線收發(fā)功能，用于實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)的收發(fā)控制功能。所述無線接口(36)用于實現(xiàn)無線通訊的功能。所述CANbus總線接口(37)采用美國菲利浦公司的TJA1051芯片，實現(xiàn)CANbus總線接口驅(qū)動和接收功能。如圖4所示，在本實施例中，所述三角形重心點定位方法具體過程如下 首先根據(jù)所述現(xiàn)場無線節(jié)點管理器(3)所接收的關(guān)于所述無線巡更終端設(shè)備4的無線
信號接收強(qiáng)度排序，獲得信號比較強(qiáng)的3個節(jié)點(A、B、C)，節(jié)點A、B、C在設(shè)備安裝時就已經(jīng)確定了位置信息，這樣A、B和C的坐標(biāo)位置確定。其次，根據(jù)各節(jié)點所收到的無線信號接收強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為距離信息，此次轉(zhuǎn)換根據(jù)無線信號衰減原理獲得等效距離信息Ra、Rb和Re。再次，根據(jù)等效距離信息進(jìn)行圓周計算，獲得圓交點A’、B’和C’的坐標(biāo)信息。最后根據(jù)三角形A’ B’ C’的重心計算獲得重心P的坐標(biāo)信息，即獲得了所述無線巡更終端設(shè)備4的定位信息。以上通過具體實施方式
對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但這些并非構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電子巡更系統(tǒng)，包括多個現(xiàn)場無線節(jié)點管理器(3)、中心管理機(jī)(2)、中心計算機(jī)(1)和無線巡更終端設(shè)備(4)；其特征在于所述現(xiàn)場無線節(jié)點管理器(3)通過CANbus總線與所述中心管理機(jī)(2)相連，采用無線方式與所述無線巡更終端設(shè)備(4)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；所述中心管理機(jī)(2)通過CANbus總線與多個所述現(xiàn)場無線節(jié)點管理器相連，通過 RS232與所述中心計算機(jī)(1)進(jìn)行通訊。
2.如權(quán)利要求1所述的電子巡更系統(tǒng)，其特征在于所述無線巡更終端設(shè)備(4)內(nèi)置有微處理器(21)、無線接口(25)、電池(22)、LED指示燈(23)和按鍵(24)，連接方式所述微處理器(21)采用美國SILICON LABS公司的SilOll微處理，內(nèi)部集成有無線收發(fā)控制器和 ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器，具有超低功耗等優(yōu)點；所述微處理器(21)的P0. 0與所述電池(22)的正極相連，采用所述微處理器(21)的內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行電池電壓監(jiān)測；所述微處理器(21)的 P0. 4和P0. 5與所述LED指示燈(23)相連；所述微處理器(21)的P0. 6和P0. 7與所述按鍵 (24)相連；所述微處理器(21)的TX、RXp和RXn與所述無線接口(25)相連；所述微處理器 (21)用于實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通訊處理、按鍵設(shè)置、按鍵報警處理和LED指示燈控制等功能；采用無線方式與現(xiàn)場無線節(jié)點管理器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，在突發(fā)情況下，通過報警按鍵進(jìn)行無線現(xiàn)場報警。
3.如權(quán)利要求1所述的電子巡更系統(tǒng)，其特征在于所述現(xiàn)場無線節(jié)點管理器(3)內(nèi)置有微處理器(31)、電源電路(32)、無線收發(fā)電路(35)、無線接口(36)、CANbus總線接口 (37),LED指示燈(33)和按鍵(34)，采用無線方式與所述無線巡更終端設(shè)備(4)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，采用CANbus總線與中心管理機(jī)(2)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；所述微處理器(31)采用美國SILICON LABS公司的C8051F5M微處理，內(nèi)部集成有CANbus總線收發(fā)控制器和ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器等； 所述微處理器(31)的P0. 0與所述電源電路(32)的正極相連，采用所述微處理器(31)的內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行電源電壓監(jiān)測；所述微處理器(31)的Pl. 4和Pl. 5與所述LED指示燈 (33)相連；所述微處理器(31)的Pl. 6和Pl. 7與所述按鍵(34)相連；所述微處理器(31)的 P0. 6和P0. 7與所述CANbus總線接口(37)相連；所述微處理器(31)的Pl. 0、Pl. 1、Pl. 2、 Pl. 3和P2. 1與所述無線收發(fā)電路(35)相連，采用SPI接口技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；所述微處理器(31)用于實現(xiàn)按鍵設(shè)置處理、LED指示控制、無線數(shù)據(jù)接收和發(fā)送控制、對應(yīng)無線信號接收強(qiáng)度數(shù)據(jù)的讀取和配對，并把信息數(shù)據(jù)通過CANbus總線與所述中心管理機(jī)(1)進(jìn)行通訊等功能。
4.如權(quán)利要求1所述的電子巡更系統(tǒng)，其特征在于所述中心管理機(jī)(2)通過CANbus 總線與多個現(xiàn)場無線節(jié)點管理器相連，對節(jié)點管理器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊和在線設(shè)備巡檢；所述中心管理機(jī)通過RS232與所述中心計算機(jī)進(jìn)行通訊，提供設(shè)備在線情況和巡更終端設(shè)備的在線巡更數(shù)據(jù)、報警信息和巡更終端設(shè)備對應(yīng)節(jié)點管理器的無線信號強(qiáng)度信息。
5.如權(quán)利要求1所述的電子巡更系統(tǒng)，其特征在于所述中心計算機(jī)(1)用于設(shè)定既定巡更路線，接收數(shù)據(jù)后通過對巡更終端設(shè)備的無線信號強(qiáng)度信息進(jìn)行三角重心算法計算獲得巡更終端設(shè)備的對應(yīng)巡更位置，對巡更人員的巡更路線進(jìn)行實時跟蹤和判斷，出現(xiàn)巡更路線出錯時發(fā)布報警信號，同時對巡更人員通過巡更終端設(shè)備發(fā)布的報警信息進(jìn)行立即中心報警聯(lián)動；所述三角重心算法是根據(jù)巡更終端設(shè)備的對應(yīng)巡更位置的無線信號接收強(qiáng)度進(jìn)行位置定位計算方法，通過已知三個收到無線信號的所述現(xiàn)場無線節(jié)點管理器的位置獲得巡更終端的三角形外邊范圍，然后通過巡更終端對應(yīng)各個節(jié)點管理器的無線信號接收強(qiáng)度進(jìn)行三角形重心計算，最終獲得巡更終端設(shè)備的具體位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電子巡更系統(tǒng)。它包括多個現(xiàn)場無線節(jié)點管理器、中心管理機(jī)、中心計算機(jī)和無線巡更終端設(shè)備；巡更終端設(shè)備內(nèi)置有電池，采用無線方式與現(xiàn)場無線節(jié)點管理器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；現(xiàn)場無線節(jié)點管理器通過CANbus總線與中心管理機(jī)相連，現(xiàn)場無線節(jié)點管理器被安裝于固定的巡更位置；中心管理機(jī)通過CANbus總線與多個現(xiàn)場無線節(jié)點管理器相連，對節(jié)點管理器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊和在線設(shè)備巡檢，中心管理機(jī)通過RS232與中心計算機(jī)進(jìn)行通訊，提供設(shè)備在線情況和巡更終端設(shè)備的在線巡更數(shù)據(jù)、報警信息和巡更終端設(shè)備對應(yīng)節(jié)點管理器的無線信號強(qiáng)度信息。此巡更系統(tǒng)可以應(yīng)用于各種需要巡更的場所，實現(xiàn)超大規(guī)模場所的實時巡更跟蹤和巡更定位等功能，具有實現(xiàn)成本低，可靠性高等特點。
文檔編號G07C1/20GK102509366SQ20111031895
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者何清波, 唐智杰, 汪帥, 沈佳麗, 羅均 申請人:上海大學(xué)