一種基于射頻接力通信的防盜報(bào)警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種大面積區(qū)域內(nèi)的防盜系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括傳感器子機(jī)和報(bào)警主機(jī)兩部分。傳感器子機(jī)利用超再生無線信號發(fā)出報(bào)警信號，報(bào)警主機(jī)接收到超再生無線報(bào)警信號后通過GSM網(wǎng)絡(luò)撥打相關(guān)人員手機(jī)及發(fā)送報(bào)警短信，也可以驅(qū)動聲光報(bào)警器。由于超再生無線信號的發(fā)射距離只有幾百米，因此傳感器子機(jī)采用接力通信的方式，即每個(gè)傳感器子機(jī)既可以發(fā)送超再生報(bào)警信號，又可以傳遞相近的子機(jī)發(fā)送的超再生信號，當(dāng)超再生信號傳送到報(bào)警主機(jī)的接收范圍內(nèi)時(shí)報(bào)警主機(jī)便可響應(yīng)傳感器子機(jī)的報(bào)警信號。本實(shí)用新型利用小功率開放無線頻段和接力通信方式，實(shí)現(xiàn)了報(bào)警信號的遠(yuǎn)距離無線傳送，以達(dá)到大面積區(qū)域內(nèi)防盜報(bào)警的效果。
【專利說明】一種基于射頻接力通信的防盜報(bào)警系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種基于射頻接力通信的防盜報(bào)警系統(tǒng)，可應(yīng)用于大面積區(qū)域內(nèi) 的防盜報(bào)警，如大面積的魚塘、養(yǎng)殖場、果園、蔬菜大棚、居家小區(qū)、公司工廠等。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)在工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，牧民畜牧的牧場越來越廣闊，漁民選擇的魚塘越來越大， 果農(nóng)的果園越來越寬闊，相應(yīng)的防盜問題越來越受到管理者們的重視。
[0003] 傳感器技術(shù)的發(fā)展讓各種安防功能的實(shí)現(xiàn)更加容易，傾角及加速度傳感器技術(shù)早 已在各種運(yùn)動檢測領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，隨著此類傳感器體積和功耗的減小，其在安防領(lǐng) 域里也逐步得到了應(yīng)用。
[0004] 超再生無線通信技術(shù)靈敏度高，性能穩(wěn)定，體積小，功耗低，價(jià)格便宜，容易實(shí)現(xiàn)， 比較適合于惡劣環(huán)境探測，在安防領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
[0005] 安防應(yīng)用中相關(guān)人員需要隨時(shí)隨地的了解相關(guān)情況，最直接便捷的方式就是通過 全球移動通信系統(tǒng)（GSM)網(wǎng)絡(luò)。它是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的移動電話標(biāo)準(zhǔn)，全球超過200個(gè) 國家和地區(qū)超過10億人正在使用GSM電話。GSM標(biāo)準(zhǔn)的無處不在使得在移動電話運(yùn)營商之 間簽署"漫游協(xié)定"后用戶的國際漫游變得很平常。GSM被看作是第二代移動電話系統(tǒng)，是 一個(gè)當(dāng)前由3GPP開發(fā)的開放標(biāo)準(zhǔn)。GSM標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備占據(jù)當(dāng)前全球蜂窩移動通信設(shè)備市場 80%以上。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本實(shí)用新型是為了克服現(xiàn)有射頻防盜報(bào)警器通信距離較短的不足，提供了一種基 于射頻接力通信的防盜報(bào)警系統(tǒng)方案，讓每個(gè)傳感器子機(jī)既可以響應(yīng)傾斜及振動的報(bào)警， 又可以傳遞有效接收范圍內(nèi)其他傳感器子機(jī)發(fā)出的報(bào)警信號。
[0007] 本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案包括傳感器子機(jī)與報(bào)警主機(jī)兩部分：
[0008] 傳感器子機(jī)由傳感器電路、超再生無線收/發(fā)電路、無線編碼控制器電路及電源 轉(zhuǎn)換電路組成。
[0009] 傳感器采用飛思卡爾公司生產(chǎn)的MMA7361L芯片，能夠?qū)崟r(shí)檢測出傳感器子機(jī)的 傾斜角度和加速度，以電壓形式輸出。
[0010] 超再生無線收/發(fā)信號采用幅度鍵控ASK通信方式，工作頻率選用315MHz。耗電 低，支持編碼，有效發(fā)射距離達(dá)500米。
[0011] 無線編碼控制器電路由宏晶公司生產(chǎn)的8腳貼片低功耗控制芯片STC15F104組 成，無需外部晶振電路和復(fù)位電路，連接傳感器電路、超再生接收電路和發(fā)射電路，響應(yīng)傳 感器的報(bào)警請求，對接收的超再生信號解碼，對發(fā)射的超再生信號編碼。
[0012] 電源轉(zhuǎn)換電路由一塊23A型12V的電池供電，經(jīng)開關(guān)型直流轉(zhuǎn)換芯片MC34063轉(zhuǎn) 換一組5V電源為控制器和信號接收電路供電，信號發(fā)射電路由電池的12V直接提供。一塊 23A型12V電池可以供一個(gè)傳感器子機(jī)工作一年。
[0013] 報(bào)警主機(jī)由電源、超再生接收電路、其他類型報(bào)警器接口、GSM報(bào)警短信發(fā)送電路、 DC12V驅(qū)動、嵌入式控制芯片、觸摸屏及顯示器組成。在不啟用DC12V驅(qū)動的情況下報(bào)警主 機(jī)的平均工作電流為5mA，工作電壓為12V。
[0014] 報(bào)警主機(jī)電源由內(nèi)部12V6800mA的鋰電池供電，在DC12V驅(qū)動無負(fù)載的情況下可 以供主機(jī)使用2個(gè)月。鋰電池充電電源由外部輸入的220V交流電轉(zhuǎn)換。內(nèi)部電路的3. 3V 電源由開關(guān)電源芯片LM2596-3. 3從DC12V轉(zhuǎn)換，內(nèi)部電路的5V由開關(guān)型直流轉(zhuǎn)換芯片 MC34063 從 DC12V 轉(zhuǎn)換。
[0015] 其他類型報(bào)警器接口預(yù)留出8組可設(shè)置常開、常閉的有線報(bào)警信號，以兼容其他 類型的報(bào)警器，每組分別由地、DC12V和信號輸入三線組成。
[0016] GSM報(bào)警短信發(fā)送電路由SMCom公司推出的雙頻GSM/GPRS產(chǎn)品一SM900A為核 心組成，用戶可選擇移動或聯(lián)通的GSM卡，當(dāng)主機(jī)接收到超再生無線電報(bào)警信號時(shí)會自動 向用戶手機(jī)發(fā)送報(bào)警短信。
[0017] DC12V驅(qū)動電路由光耦合器TLP521-1和N溝道場效應(yīng)管IRF540N驅(qū)動。可以輸出 DC12V500mA的直流電，用以驅(qū)動DC12V的報(bào)警器，進(jìn)行現(xiàn)場報(bào)警。
[0018] 報(bào)警主機(jī)的控制芯片采用意法半導(dǎo)體（ST)公司的低功耗芯片STM32F103VCT6,內(nèi) 部嵌入uC/OS-II系統(tǒng)。
[0019] 觸屏及顯示采用2. 4寸電阻式觸摸屏和2. 4寸TFT液晶顯示屏，實(shí)時(shí)顯示電池電 量、GSM信號強(qiáng)度、報(bào)警短信發(fā)送號碼以及運(yùn)行模式設(shè)置信息。觸屏用于修改報(bào)警短信發(fā)送 的用戶電話號碼和運(yùn)行模式。
[0020] 上述運(yùn)行模式包括是否接收其他315M無線報(bào)警信號、無線編碼設(shè)置、報(bào)警時(shí)是否 開啟GSM短信發(fā)送及是否開啟DC12V驅(qū)動等。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0021] 圖1是基于射頻接力通信防盜報(bào)警系統(tǒng)的傳感器子機(jī)模塊原理圖。
[0022] 圖2是基于射頻接力通信防盜報(bào)警系統(tǒng)的報(bào)警主機(jī)模塊原理圖。
[0023] 圖3是基于射頻接力通信防盜報(bào)警系統(tǒng)的工作原理圖。
[0024] 圖4是基于射頻接力通信防盜報(bào)警系統(tǒng)的傳感器子機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025] 圖5是基于射頻接力通信防盜報(bào)警系統(tǒng)的報(bào)警主機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖中1.遠(yuǎn)端傳感器子機(jī)，2.中間傳感器子機(jī)，3.中間傳感器子機(jī)，4.近端傳感器 子機(jī)，5.報(bào)警主機(jī)，6.傳感器子機(jī)間的距離，7.近端傳感器子機(jī)與報(bào)警主機(jī)的距離，8.現(xiàn)場 聲光報(bào)警器，9. GSM通信塔，10.用戶終端，11.傳感器子機(jī)封閉外殼，12.傳感器子機(jī)電路 板，13.控制芯片，14.超再聲天線，15.超再生收發(fā)電路，16.傾角及加速度傳感器，17.電 池，18.仿爆箱體，19.液晶及觸摸屏，20.按鍵，21.電源開關(guān)，22. SIM卡槽，23.充電接口， 24.有線報(bào)警器接口，25. DC12V驅(qū)動接口。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的工作原理做進(jìn)一步說明：
[0028] -種基于射頻接力通信的防盜報(bào)警系統(tǒng)，它包括傳感器子機(jī)1、傳感器子機(jī)2、傳 感器子機(jī)3、傳感器子機(jī)4和報(bào)警主機(jī)5,所術(shù)的傳感器子機(jī)包括傾角及加速度傳感器電路 16、超再生無線發(fā)射及轉(zhuǎn)發(fā)電路15、微控制器電路13組成，所述傾角及加速度傳感器電路 16與微控制器電路13相連，所述超再生無線發(fā)射及轉(zhuǎn)發(fā)電路15與微控制器電路13相連； 其所術(shù)的報(bào)警主機(jī)，包括電源開關(guān)21、SM卡插槽22、其他類型報(bào)警器接口 24、DC12V接口 25、觸摸屏及液晶顯示器19、按鍵20、充電器接口 23及防爆箱體18組成，所述按鍵20及觸 摸屏19均可以對系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
[0029] 為了達(dá)到數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程無線傳送，將傳感器子機(jī)1、2、3、4放入防盜區(qū)內(nèi)，相鄰兩傳 感器子機(jī)距離小于500米6并用細(xì)繩相連放置，報(bào)警主機(jī)5放置在離任意一個(gè)傳感器子機(jī) 500米范圍內(nèi)7。當(dāng)防盜區(qū)內(nèi)有傳感器子機(jī)傾斜，傳感器子機(jī)將會發(fā)送超再生無線報(bào)警信 號，相鄰的子機(jī)接收到超再生無線報(bào)警信號時(shí)就會傳遞此信號，使得報(bào)警信號最終到達(dá)報(bào) 警主機(jī)。
[0030] 報(bào)警主機(jī)接到報(bào)警信號后就會激發(fā)GSM模塊發(fā)出報(bào)警短信，短信通過GSM通信塔 9發(fā)送到用戶手機(jī)或終端10,讓用戶知道此時(shí)的區(qū)域內(nèi)安全狀況。
[0031] 傳感器子機(jī)內(nèi)的傾角傳感器為電壓輸出型，當(dāng)控制芯片檢測到傳感器的報(bào)警門限 信號或者檢測到設(shè)定編碼的超再生無線報(bào)警信號時(shí)，就會控制超再生發(fā)射電路發(fā)射設(shè)定編 碼的無線電報(bào)警信號。每次無線電報(bào)警信號發(fā)射完畢后休眠3秒，防止本次報(bào)警信號的回 傳。
[0032] 報(bào)警主機(jī)控制芯片內(nèi)嵌入uC/OS-II系統(tǒng)，便于驅(qū)動液晶顯示器及觸摸屏，超再生 接收電路接收到指定編碼的無線信號后，嵌入式芯片控制GSM模塊向用戶發(fā)送報(bào)警短信， 并可控制直流驅(qū)動輸出一組DC12V500mA的直流電，供現(xiàn)場的聲光報(bào)警器使用。
[0033] 本實(shí)用新型采用超再生無線技術(shù)完成數(shù)據(jù)的發(fā)送，并利用接力傳輸方式完成數(shù)據(jù) 的遠(yuǎn)距離傳送，主要針對于解決無法長距離無線傳輸報(bào)警數(shù)據(jù)的問題，從而采用中繼接力 通信的方式，以實(shí)現(xiàn)長距離的無線通信。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于射頻接力通信的防盜報(bào)警系統(tǒng)，它包括傳感器子機(jī)（1)、傳感器子機(jī)（2)、 傳感器子機(jī)（3)、傳感器子機(jī)（4)和報(bào)警主機(jī)（5)，其特征在于：所術(shù)的傳感器子機(jī)包括傾 角及加速度傳感器電路（16)、超再生無線發(fā)射及轉(zhuǎn)發(fā)電路（15)、微控制器電路（13)和封 閉塑料外殼（11)組成，所述傾角及加速度傳感器電路（16)與微控制器電路（13)相連，所 述超再生無線發(fā)射及轉(zhuǎn)發(fā)電路（15)與微控制器電路（13)相連；所術(shù)的報(bào)警主機(jī)包括電源 開關(guān)（21)、SM卡插槽（22)、有線報(bào)警器接口（24)、DC12V接口（25)、液晶顯示器及觸摸屏 (19)、按鍵（20)、充電器接口（23)、內(nèi)部電路板（26)防爆箱外殼（18)，所述按鍵（20)和觸 摸屏（19)均可以對系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于射頻接力通信的防盜報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述 的微控制器電路（13)的核心為8腳貼片低功耗芯片STC15F104,內(nèi)部含有超再生無線信號 的編碼和譯碼程序。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于射頻接力通信的防盜報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述 的微控制器電路（13)、超再生無線發(fā)射及轉(zhuǎn)發(fā)電路（15)、傾角及加速度傳感器電路（16)集 成在一塊PCB電路板（12)上，此電路板安裝在全封閉的塑料瓶（11)內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于射頻接力通信的防盜報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：內(nèi)部電 路板（26)核心為ARM7控制芯片STM32F103VCTC6,且嵌入U(xiǎn)C/OS-II操作系統(tǒng)內(nèi)核，并安裝 在防爆箱體（18)內(nèi)。
【文檔編號】G08B25/10GK203870740SQ201420307728
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月11日
【發(fā)明者】胡啟超, 張潔, 秦勇, 張偉偉, 梁鵬 申請人:西南石油大學(xué)