CN101170443A - 基于gprs的数字化监控与警示发布设备 - Google Patents

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Abstract

基于GPRS的数字化监控与警示发布设备包括：微处理器MCU、GPRS无线通信模块、数字化监控信号接入模块、控制模块。微处理器MCU与其余的各个模块相连，负责信息的处理和业务逻辑的实现；通过数字化监控信号接入模块，MCU可以及时获得现场监控设备以干节点脉冲方式发送的异常信号，并通过GPRS无线通信模块，将异常信号及时地发送至中央智能控制服务器；服务器可以迅速的做出反应，MCU通过GPRS无线通信模块得到服务器的控制命令，通过串口指令控制显示屏显示警示信息，或者通过控制模块控制声光警示设备或者第三方联动设备。设备与服务器之间进行有链接维护的协议通信，可以及时的检测通信错误及故障；设备通过控制模块可以进行多种形式的警示信息发布。

Description

基于GPRS的数字化监控与警示发布设备
技术领域
本发明涉及一种基于GPRS的数字化监控与警示发布设备，适用于远程数字化监控及警示发布***。
背景技术
远程数字化监控在生产生活中的重要性逐渐被人们所认识和重视。近年来，随着无线通信技术的发展，特别是移动通信网络的完善，远程数字化监控技术进入一个新的发展阶段；相对于有线通信方式，无线通信技术具有易用、成本低、无需布线、无需组建专用通信网络、扩展性好的优点。GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线业务)是基于现有的GSM***的无线通信技术。GPRS技术可以与Internet网络的TCP/IP通信连接，为远程数字化监控提供了一种高效实用且廉价的无线数据通信方式。
远程数字化监控设备已应用于交运、安防等各个领域。但目前的监控设备的设计与实现专门针对某种具体的应用，通用性差、功能单一；设备在发现异常时，只能将警报远程上传服务器，并不能发布警示信息；同时目前的设备并不提供联动及功能扩展机制。
发明内容
本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，实现了数字化监控设备与警示发布设备的统一，同时解决了通用性、扩展性等问题。本发明可以同时连接多种现场监控设备；在实现监控及警报上传的同时，可以通过声光、屏幕信息等多种方式进行警示发布；同时设备还支持第三方设备的接入，例如摄像头联动扫描监视等，实现***功能的扩展。
本发明的技术解决方案：基于GPRS的数字化监控与警示发布设备。包括：微处理器MCU、GPRS无线通信模块、数字化监控信号接入模块、控制模块。MCU通过数字化监控信号接入模块连接现场监控设备，实现报警信号的监控；MCU通过串口AT指令控制GPRS无线通信模块，实现与中央服务器的无线通信；MCU通过串口连接LED显示屏，发布警示文字信息；MCU还通过控制模块，连接声光警示模块，控制模块提供可扩展接口，支持第三方联动设备的接入。
如果某一个现场监控设备检测到异常信息，以干节点脉冲的方式将信号传递给数字化监控信号接入模块，数字化监控信号接入模块可以为各个接入设备进行编号，以区分不同的报警信息，并将报警信息传递给MCU，MCU将该信号包装成GPRS数据报文，通过GPRS无线通信模块将报警信号发送到中央服务器，中央服务器可以迅速的做出反应，发送相应的控制命令，MCU收到中央服务器的控制命令之后，执行相应的动作，如通过串口控制显示警示信息、通过数字化监控信号接入模块对监控设备进行复位操作、通过控制模块启动声光警示，或者控制第三方联动设备等。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)支持多种现场监控设备的接入，使得通用性大大提高；并且支持多个现场监控设备的同时接入，可以将几套监控设备通过本发明有效的整合，提高资源的利用率。
(2)拥有警示发布功能，并且拥有多种警示发布形式，使得监控和警示在业务和逻辑上有效的整合。
(3)支持第三方联动设备的接入，方便的实现***功能的扩展。
附图说明
图1为本发明与中央服务器及现场监控设备组成的应用***示意图；
图2为本发明的组成框图；
图3为本发明的MCU的软件工作流程图；
图4为本发明的消息格式定义；
图5为本发明的GPRS无线通信模块的TCP连接步骤及命令注解示意。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明包括：微处理器MCU1、GPRS无线通信模块2、数字化监控信号接入模块3、控制模块4，MCU1通过GPRS无线通信模块2接收到现场监控设备6发送的异常信号，MCU1通过GPRS无线通信模块2将异常信号发送至中央服务器5，中央服务器5可以返回控制命令，MCU1通过GPRS无线通信模块2接受控制命令，根据命令，MCU1可以控制显示屏7显示警示信息，或者MCU1可以通过数字化监控信号接入模块3对现场监控设备6进行复位操作，或者MCU1可以通过控制模块4驱动声光设备8或者可扩展联动设备9。MCU1与显示屏7、GPRS无线通信模块2之间分别使用UART1和UART2串口通信，现场监控设备6以干节点脉冲方式接入。
如图3所示，在通信线路正常工作时，微处理MCU1的工作为：MCU首先初始化各设备，启动看门狗，并主动向服务器发起连接。当检测到现场监控设备发送的异常信号时，立即向服务器发送报警信息，同时开始等待服务器的控制命令，启用超时重发机制；收到控制命令后，根据命令发布警示信息。当处于没有异常的空闲状态时，MCU1会定时向服务器发送连接维护信息，维护GPRS无线连接链路。
如图4所示，为本发明与服务器之间通信的消息结构定义。每个消息都是独立的，其含义与前后消息之间没有逻辑关联性。消息有一个字节的开始位STX(0x05h)和一个字节的结束位END(0x06h)。在STX与END之间是程序数据Application Data及两个字节的校验和Checksum。Application Data由三部分组成：一个字节的序号位SEQ、一个字节的消息类型Message Type和不定长的消息参数Parameter。Checksum定义为Application Data各字节之和除256的余数，用ASCII码表示为十六进制数。综上所述，消息的设置比较简单，有利于在带宽有限和流量计费的无线网络中使用，程序数据中不允许出现值为0x05h、0x06h的Byte值，以免与消息的标志位重复。因为消息中只有Parameter字段为非定长字段，所以消息各个字段之间也不需要约定分界符。
如图5所示，为本发明的GPRS无线通信模块3使用TCP协议连接中央服务器的步骤及注解。其中，在步骤5中指定网络连接设置，指定GPRS接入点为***的CMNET；在步骤8、步骤9分别指定中央服务器的IP地址及服务端口。通过步骤1～10建立与中央服务器的连接，在本设备初始化时完成，之后TCP连接一直被维护，步骤11～12将在设备工作结束时执行。
本发明中的控制模块4使用通信继电器来实现对外部设备的控制。通过继电器，控制模块4将控制信号传递给外部设备，电源上实现与外部设备的隔离。提高了本数字化监控与警示发布设备的安全性，同时增强了电流和功率的输出能力。
数字化信号接入模块3通过地址译码，支持多个现场监控设备6的接入。通过编码电路，用二进制码来表示不同的现场监控设备6的报警，从而避开了MCU1输出管脚有限的限制，增加了可接入的现场监控设备6的数量。同时所有的现场监控设备6共用复位信号线，由数字化信号接入模块3对处于报警状态的现场监控设备6统一复位；正常状态的现场监控设备6忽略复位信号。
中央服务器5为Internet网中具有独立IP的普通上位机。中央服务器5在本机的指定端口启动TCP服务，本发明通过IP和指定端口去连接。通过协议通信，实现远程监控和控制。

Claims (6)

1.基于GPRS的数字化监控与警示发布设备，其特征在于主要包括：微处理器MCU(1)、GPRS无线通信模块(2)、数字化监控信号接入模块(3)、控制模块(4)，MCU(1)通过GPRS无线通信模块(2)接收到现场监控设备(6)发送的异常信号，MCU(1)通过GPRS无线通信模块(2)将异常信号发送至中央服务器(5)，中央服务器(5)返回控制命令，MCU(1)通过GPRS无线通信模块(2)接受控制命令，并根据控制命令，MCU(1)控制显示屏(7)显示警示信息，或者MCU(1)通过数字化监控信号接入模块(3)对现场监控设备(6)进行复位操作，或者MCU(1)通过控制模块(4)驱动声光设备(8)或者可扩展联动设备(9)，实现进一步的警示发布及***扩展MCU(1)与显示屏(7)、GPRS无线通信模块(2)之间分别使用UART1和UART2串口通信，现场监控设备(6)以干节点脉冲方式接入。
2.根据权利要求1所述的基于GPRS的数字化监控与警示发布设备，其特征在于：所述的控制模块(4)采用继电器的闭合实现对外部设备的控制。
3.根据权利要求1所述的基于GPRS的数字化监控与警示发布设备，其特征在于：所述的数字化信号接入模块(3)通过地址编码，支持多个现场监控设备(6)的接入，并且支持信号复位功能。
4.根据权利要求1所述的基于GPRS的数字化监控与警示发布设备，其特征在于：所述的中央服务器(5)为Internet网中具有独立IP的普通上位机。
5.根据权利要求1所述的基于GPRS的数字化监控与警示发布设备，其特征在于：在通信线路正常工作时，所述的MCU(1)的工作过程为：
(1)初始化相关设备，主要包括初始化串口，并通过串口初始化GPRS无线通信模块(2)和显示屏(7)；
(2)通过GPRS无线通信模块(2)，与中央服务器(5)进行有链接维护的协议通信；
(3)当接收到现场监控设备(6)的异常信号后，发送信息至中央服务器(5)；
(4)接受并处理中央服务器(5)的控制命令；
(5)执行控制命令，控制显示屏(7)显示警示信息，或者通过控制模块(4)控制声光警示设备(8)或者第三方联动设备(9)。
6.根据权利要求1所述的基于GPRS的数字化监控与警示发布设备，其特征在于：所述的MCU(1)具有两块闪存存储区：主闪存和二级闪存，二级闪存作为程序存储区，主闪存作为数据存储区。
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