报警定位系统（精选9篇）
报警定位系统 篇1
森林作为陆地生态系统的主体, 是人类宝贵的物质财富, 也是发展国民经济不可缺少的珍贵资源。但森林火灾时有发生, 且突发性强, 危害性大, 处置困难, 加上林区地形复杂, 地域广阔, 因而对森林安全造成极大威胁。尽早发现火情及有效精确定位起火点显得尤为重要。
我国目前的林火监测方式主要有瞭望塔、巡航飞机和卫星测报等。利用卫星遥感进行大面积林火监测, 特别是对无人区、国界附近及邻国的林火监测, 是其他方法所不能取代的。在防火重点地区使用直升机巡航, 可以增加林火监测的强度。在卫星和飞机监测的死角盲区, 或一些主要林区入口, 可设置瞭望塔。
为进一步提高森林火灾探测的及时性和准确性, 快速实施灭火救援, 笔者设计了森林火灾自动报警及定位系统。该系统综合采用了红外成像技术以及GSM和GPS技术, 对森林火灾进行全天候的监测, 能快速地将现场采集到的图像数据处理后发送到监控中心, 及时做出决策, 从而达到防火和快速灭火的目的。图像处理采用TMS320C6201DSP, 系统控制器采用ARM9内核的S3C2440, 软件采用占用硬件资源较少、实时性能和可移植性能优良的uC/OS-II操作系统。
1 系统总体设计
1.1 系统实现功能
系统实现的主要功能有: (1) 实时采集GPS数据并进行处理; (2) 实时监测火灾报警信号; (3) 监测到火灾报警信号后, 自动发送火点信息到指定的数据处理终端。
1.2 整体硬件结构
系统整体硬件结构如图1所示。
S3C2440采用ARM9内核, 带有2个URAT以及多个I/O接口, 符合系统要求。GPS模块通过SP3232E与S3C2440接口, 负责火灾位置数据的采集。GSM模块与S3C2440的串口1引脚RXD1和TXD1接口负责把GPS数据发送给数据处理终端设备。火灾图像由热成像摄影机采集, 图像处理采用TMS320C6201DSP, 监测到火灾信号后向S3C2440发送火警信号, 火警信号由S3C2440的GPF0_EINT0引脚输入。
2 系统硬件设计
2.1 火灾监测电路
2.1.1 红外探测火灾的原理
自然界中的一切物体都会产生红外辐射, 其辐射能量正比于自身温度的四次方, 辐射的波长与其温度成反比。红外成像技术就是根据探测到的物体的辐射能大小, 经系统处理转变为目标物体的热图像, 以灰度级或伪彩色显示出来, 即得到被测目标的温度分布, 从而判断物体所处的状态。林区背景温度一般在-40～60 ℃, 而森林可燃物产生的火焰的温度为600～1 200 ℃, 两者温度相差较大。在热图像中可以很容易地将可燃物的燃烧情况从地形背景中分离出来, 不仅可以判断火的性质, 还能探测出火的位置、火场面积, 从而估计火势。
2.1.2 火灾监测电路 (如图2所示)
火灾监测采用红外一体化摄像机, 产品型号为TY-5220H, 有效探测距离为100 m。有效像素PAL:752 (水平) ×582 (垂直) ;NTSC:768 (水平) ×494 (垂直) 。红外波长:850 nm。
火灾图像信号经过12位模数转换器AD7892转换后, 采用TMS320C6201DSP进行图像数据处理, 监测到火灾信号后, 由DSP向S3C2440发送火警信号, 火警信号由S3C2440的GPF0_EINT0引脚输入。
2.2 GPS接口电路 (如图3所示)
该电路接收GPS模块发送的数据, 保存到处理器存储单元, 处理后等待GSM发送。GPS模块采用9针串口数据输出和RS232电平, 需要SP3232E电平转换芯片与S3C2440的串口0连接。SP3232E是3 V工作电源的RS232电平转换芯片。
2.3 GSM接口电路 (如图4所示)
该电路的主要作用是通过GSM模块与数据处理终端进行通信, 把火灾信息通过短信方式发送到用户数据处理终端, 同时发送GPS采集的数据。TC35i模块的1～5脚连接4.2 V电源, 6～10脚与地连接, 15脚为启动脚, 与S3C2440的GPA0口相连, 18、19脚即RXD和TXD脚接上2.2 kΩ电阻, 与S3C2440的RXD1、TXD1脚连接。24～29脚为SIM卡引脚, SIM卡同TC35i的连接方式为:SIM上的CCRST、CCIO、CCCL、CCVCC和CCGND通过SIM卡阅读器与TC35i的同名端直接相连。32脚连接指示灯。
3 系统软件设计
3.1 软件总体结构
系统软硬件体系结构见图5, 与处理器无关的代码可直接从网上下载, 与其相关的代码需要根据不同处理器进行编写。uC/OS-II在S3C2410的移植代码包括:
(1) OS_CPU.H, 主要定义与处理器相关的常数、宏以及类型。
(2) OS_CPU_C.C, 主要包括堆栈任务初始化以及一些Hook函数。
(3) OS_CPU_A.ASM, 包括用汇编语言编写的任务切换函数以及中断退出后任务切换函数, 供操作系统内核函数调用实现任务切换。
在满足系统控制要求的前提下, 获得精简的内核, 需要编写uC/OS-II配置文件OS_CFG.H。主要配置为:
任务堆栈个数OS_TASKS_STK_SIZE=512;
每秒TICK数OS_TICKS_PER_SEC=200;
最大任务数OS_MAX_TASKS=11;
最大事件数OS_MAX_EVENTS=20;
邮箱使能OS_MBOX_EN=1;
队列不使能OS_Q_EN=0;
信号量使能OS_SEM_EN=1;
标志量不使能OS_FLAG_EN=0。
3.2 系统应用程序结构
系统应用程序结构如图6所示, uC/OS-II是多任务操作系统, 该系统共设置4个任务, 其中任务0负责初始化目标板、串口0 (GPS通信模块) 和串口1 (GSM模块通信模块) , 创建其他任务;任务1负责GPS数据的采集;任务2负责火警监测;任务3负责由GSM发送GPS采样数据以及火警信号。其中, 任务优先级依次为任务0、任务1、任务2、任务3。
3.3 主程序设计
主程序框图如图7 (a) 所示, 主程序采用OSInit () 初始化操作系统, 然后用OSTaskCreate () 创建任务0, 最后调用OSStart () 开始系统多任务调度。
3.4 任务0程序设计
任务0程序框图如图7 (b) 所示, 任务0的调用TargetInit () 初始化目标板, GPSInit () 初始化串口0, GSMInit () 初始化串口1, 然后用OSTaskCreate () 创建任务1、2、3。最后调用OSTaskSuspend () 使任务0进入等待状态, 同时使就绪的优先级最高的任务1开始运行。
3.5 任务1程序设计
任务1程序框图见图7 (c) , GPS模块发送数据波特率固定为9 600 bps, 使用$GPRMC后面数据, 格式为:
$GPRMC, 122854.00, A, 2419.59111, N, 11607.40282, E, 0.010, , 210409, , , A*79
其数据依次为:系统时间、数据有效标志、纬度、南北纬度、经度、东西经度、航速、航向、日期、磁偏角、磁偏角方向、模式指示、*号、校验和。
在任务1中读取经度和纬度数据, 并确定南北纬度和东西经度, 分别保存到相应的存储单元。数据处理方法是先接收所有一帧数据, 注意从串口0收到“$”和“R”开始接收。所有数据用“, ”隔开, 利用循环语句处理数据, 分类保存。
用语句“#define GPSDataGetOK 0x01”定义事件标志组检测位。
用语句“OS_FLAG_GRP *GPSAlarmDataStatus”定义事件标志组。
用语句“OSFlagPost (GPSAlarmDataStatus, GPSDataGetOK, OS_FLAG_SET, &err) ”置位事件标志组GPSDataGetOK位。
用语句“OSTimeDly (100) ”使当前任务1进入等待状态, 使就绪的任务2开始运行。
3.6 任务2程序设计
任务2中通过处理器外部中断0监测火警信号, 程序流程图如图7 (d) 所示。
用语句“#define FrieAlarmOK 0x02”定义事件标志组检测位。
如果有火警, 则用语句“OSFlagPost (GPSAlarmDataStatus, FrieAlarmOK, OS_FLAG_SET, &err) ”置位事件标志组GPSDataGetOK位。
用语句“OSTimeDly (100) ”使当前任务2进入等待状态, 使就绪的任务3开始运行。
3.7 任务3程序设计
任务3是GSM发送数据任务, 程序流程见图7 (e) 。
用语句“OSFlagPend (GPSAlarmDataStatus, GPSDataGetOK +FrieAlarmOK, OS_FLAG_WAIT_SET_ALL+OS_FLAG_CONSUME, 0, &err) ”使等待标志位GPSDataGetOK、FrieAlarmOK同时为1, 为1后清除标志, 并向下执行程序。
GSM模块执行AT指令, 使用“AT+CSCA=13800753500”设置短信息号码中心, 0753为本地区号。
使用“AT+CSGS=GPS及火警数据”命令发送数据, 发送数据后继续等待事件标志组置位信号, 交出CPU寄存器的控制权。
4 火灾报警及自动定位系统实验
系统软件采用ADS V1.2开发、调试, 并制作一台样机进行实验。把一张手机卡装入GSM模块内部, 卡号为1362295****, 并连接好天线, 该模块串口通过延长线和S3C2440串口1连接。GPS模块和S3C2440串口0连接, 并放置到室外。配置远程数据处理终端的GSM卡, 卡号为1591492****。在ADS V1.2开发环境编写程序, 并嵌入uC/OS-II操作系统, 编译生成的可执行文件烧写到S3C2440的FLASH内部, 上电运行。需要注意的是:GSM模块需要手动复位, 直到GSM模块上蜂鸣器鸣叫一声, 并且LED灯闪烁, 模块开始正常工作。实验室内安装好热成像摄影机以及实验设备, 热成像摄影机对准窗外模拟的森林火灾信号, 远程数据处理终端接收到如下信息:
latitude:N 2419.59145longitude:E11607.40239
GuangDong province MeiZhou City JiaYing University 22#802。
此信息报告了火警发生的具体位置, 包括经度和纬度。远程数据处理终端暂时采用手机来模拟接收数据。
5结论
此设计通过热成像摄影机监测火灾信号, 将森林发生火灾的具体位置发送给远程终端, 可以及时发现森林的火情并进行处理, 避免不必要的损失。
参考文献
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报警定位系统 篇2
一 建设110无线报警定位调度系统的重要意义
据深圳博宇科技的了解，国内大多数公安机关的110系统为“有线”模式，这给治安巡警的报警和定位导航、巡警车的定位导航、指挥中心根据警情实时指挥调度警务车和距离事发地最近的巡逻民警处警都带来了不便和困难。
公安机关有必要建设充分利用GPS(全球卫星定位系统)、GIS(地理信息系统)、现代无线通信技术和呼叫中心技术的能快速反应的110无线报警定位调度系统。
本110无线报警定位调度系统的主要业务功能包括：
警务车和巡逻民警实时定位；
巡逻民警，报警信息通过GSM网络传送到110指挥调度中心；
电子地图能实时显示警务车和巡逻民警位置和状态，同时能提供该移动目标的档案资料，以及有关的警力分布情况；
支持大屏幕投影仪；
自动同步录音报警信息和回放报警巡警轨迹；
接警座席数字接警、自动去除误报、自动获取主叫巡警的相关资料；
综合统计报表，后台进行案情记录，自动生成接警报表；
支持局领导通过因特网/局域网进行报警情况以及警务车和巡逻民警位置的查询。
二 呼叫中心与GPS（全球卫星定位系统）简介
2.1呼叫中心简介
在商场如战场的今天，各商家竞争的战火已由商品质量向服务质量的战场蔓延，“得服务者得天下”已为越来越多的商场战略家所领悟。各商家已将增强自已在商场中的竞争力与提高自已的服务质量密切地捆绑在一起。
呼叫中心作为一种能充分利用现代通信手段和计算机技术的全新现代化服务方式，已引起越来越多人的关注。随着全球范围内商业竞争的日趋激烈，企业更是将呼叫中心视为在竞争中出奇制胜的法宝。
近年来，呼叫中心在世界各地都呈现出高速发展的局面，全球每年由呼叫中心促成的销售额高达6500亿美元。目前，呼叫中心在证券、电信、银行、公安、保险、税务等领域获得了极其广泛的应用。专家预测，在二十一世纪，呼叫中心将迅速发展成为全球商业竞争的焦点。
呼叫中心(Call Center)起源于30年前的民航业，其最初目的是为了能更方便地向乘客提供咨询服务和有效地处理乘客投诉。
呼叫中心的发展经历了以下几个阶段： 〃第一代呼叫中心：简单的人工热线电话；
〃第二代呼叫中心：交互式自动语音应答系统(IVR)； 〃第三代呼叫中心：基于CTI技术的呼叫中心
采用CTI(Computer Telecommunication Integration，计算机电信集成)技术实现语音和数据同步的兼有自动语音服务和人工服务的客户服务系统。随着计算机网络技术的不断发展，特别是近年来计算机电信集成技术的发展，以CTI技术为核心，集语音技术、呼叫处理、计算机网络和数据库技术于一体的呼叫中心系统得到了广泛应用。这一代呼叫中心主要以电话、传真用户为服务对象。随着Internet技术的不断发展和网络的日益普及，为人们提供了更多更好的现代化通信和信息处理手段，以电话用户为服务对象的呼叫中心已经不能满足市场的需求，人们迫切需要一种能够与技术发展保持同步的呼叫中心。
〃第四代呼叫中心：多媒体呼叫中心
采用多媒体技术，支持用户以电话、传真、手机短信息、电子邮件、WEB、双向寻呼、VOIP等各种方式接入的多媒体呼叫中心。2000年初，业界正式提出了多媒体呼叫中心的概念，呼叫中心从此进入除了提供传统电话、传真等服务方式外，还支持电子邮件、信函、WEB、短消息、双向寻呼、VOIP、视频等多种接入方式，同时提供对应的多媒体服务手段。
呼叫中心在硬件实现方案上有两种方式：
〃基于前置交换的程控交换机的呼叫中心(简称交换机方案)
这种方案的核心思想是在专用交换机+ACD(Auto Calling Distribution，自动话务分配)的基础上扩展路由和统计的功能,开放CTI-Link接口,用CTI技术实现通信和计算机的功能结合,再配以必要的语音和数据库系统,从而以强大的通信和计算机功能满足呼叫中心的要求。
这种方案可以在结构上清晰地区分开计算机系统和通信系统, CTI服务器是协调控制二者的连接设备,保证坐席和IVR(Interactive Voice Response,交互语音应答系统)可以充分利用数据资源和呼叫处理资源。
这种方案比较适合于大型呼叫中心。
〃基于后置交换的工控机＋语音板卡的呼叫中心(简称语音板卡方案)
这种方案以近几年发展迅速的微机语音处理技术为基础,其基本思想是在微机平台上集成各种功能的语音处理卡,完成通信接口、语音处理、传真处理、坐席转接等功能,再结合外部的计算机网络实现呼叫中心系统的需求。
这种方案比较适合于中小型呼叫中心。其主要技术组成如下:
1.Client/Server结构的微机网络技术 在这种系统中, 呼叫处理和语音处理的 功能集中在语音工作站中, 系统的资源控制、数据库系统在服务器中实现, 业务生成、改动则由专门的应用处理工作站完成。整个系统是一个Client/Server结构的微机网络。
2.语音板卡技术 语音板卡的种类包括: 通信线路接口卡(数字中继卡、模拟线接口卡等)、信令处理卡(如七号信令卡)、语音资源卡、传真资源卡、坐席卡以及通用语音处理平台。
3.语音总线技术 语音总线使各种功能专一的语音板卡要连接成一个功能复杂的系统, 同时也是微机语音平台实现交换的基础。
4.机间扩展总线技术 限于微机的处理能力,一个语音工作站只能处理一部分呼叫或实现某一项功能。要将独立的语音工作站互连成一个大系统, 就需要机间总线技术。
呼叫中心系统主要是由带语音板卡的工控机、CTI服务器、应用服务器、数据库服务器、IVR(交互式语音应答)/IFR(交互式传真应答)子系统、人工座席子系统、业务网关子系统、指挥调度系统等硬件设备和应用软件组成。
现代呼叫中心是采用计算机电信集成（CTI）技术的新一代客户服务系统，其不同于传统电话服务中心之处在于将计算机的信息处理功能、数字排队交换机/带语音板卡的高性能工控机的电话接入和智能分配功能、自动语音处理技术、Internet技术、网络通信技术、商业智能技术与公安业务系统紧密结合在一起，将公安的通讯系统、计算机处理系统、座席业务代表、信息等资源整合成统一、高效的服务工作平台。它采用统一的标准服务界面，为用户提供系统化、智能化、个性化、亲情化的服务。
呼叫中心具有以下几个鲜明的特征： 〃实现“一号通”，便于用户的记忆； 〃智能化呼叫路由使资源得以充分利用，采用统一的智能呼叫处理（ACD/AED/AWD）模型，由多种条件决定座席路由的选择；
〃自动服务分流，由自动语音或自动传真可使客户呼叫分流，或由不同业务代表提供不同服务的客户呼叫分流；
〃通过自动语音应答设备能够做到为客户提供7天×24小时全天候服务； 〃提供灵活的交流渠道，允许顾客在与业务代表联络时可随意选择包括传统的语音、IP电话、电子邮件、传真、文字交谈、视频等在内的任何通信方式等； 〃能针对顾客的具体情况安排有特殊技能的业务代表以满足顾客的要求，非专业的话务员可从数据库中取出专业信息，也可为用户提供良好的专业一级的服务； 〃主动向新的用户群体进行政策宣传，树立公安良好形象；
〃完善的客户信息管理、客户分析、业务分析等功能，为决策提供事实依据； 〃与公安部门警用GIS地理信息系统、GPS全球卫星定位系统、交通监控系统、无线集群系统等业务系统高度集成，可与公安内部网连网通讯。
2.2 GPS(全球卫星定位系统)简介
全球卫星定位系统（Global Positioning System-GPS）是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
五十年代未，原苏联发射了人类的第一颗人造地球卫星，美国科学家在对其的跟踪研究中，发现了多普勒频移现象，并利用该原理促成了多普勒卫星导航定位系统TRANsIT的建成，在军事和民用方面取得了极大的成功，是导航定位史上的一次飞跃，我国也曾引进了多台多普勒接收机，应用于海岛联测、地球勘探等领域。但由于多普勒卫星轨道高度低、信号载波频率低，轨道精度难以提高，使得定位精度较低，以满足大地测量或工程测量的要求，更不可能用于天文地球动力学研究。为了提高卫星定位的精度，美国从1973 年开始筹建全球卫星定位系统GPS（Global Positioning System）。在进过了方案论证、系统试验阶段后，于1989年开始发射正式工作卫星，并于1994年全部建成，投入使用。GPS系统的空间部分由21颗卫星组成，均匀分布在6个轨道面上，地面高度为20000余公里，轨道倾角为55度，扁心率约为0，周期约为12小时，卫星向地面发射两个波段的载波信号，载波信号频率分别为1575.442兆 赫兹（L1波段）和1227.6兆赫兹（L2波段），卫星上安装了精度很高的原子钟，以确保频率的稳定性，在载波上调制有表示卫星位置 的广播星历，用于测距的C/A码和P码，以及其它系统信息，能在全球范围内，向任意多用 户提供高精度的、全天候的、连续的、实时的三维测速、三维定位和授时。
GPS历史
全球卫星定位系统是美国国防部主要为满足军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精度导航和定位的要求而建立的。
该系统从上世纪70年代初开始设计、研制，历经约20年。
GPS作为新一代卫星导航与定位系统，不仅具有全球性、全天候、连续的精密三维导航与定位能力，而且具有良好的抗干扰性和保密性。
因此，发展全球卫星定位系统(GPS)已成为美国导航技术现代化的最重要标志，并且被视为本世纪美国继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的又一重大科技成就。
GPS系统最基本的特点是以“多星、高轨、高频、测量-测距”为体制,以高精度的原子钟为核心。
GPS定位原理
GPS接收机可接收到可用于授时的准确至纳秒级的时间信息；用于预报未来几个月内卫星所处概略位置的预报星历；用于计算定位时所需卫星坐标的广播星历，精度为几米至几十米（各个卫星不同，随时变化）；以及GPS系统信息，如 卫星状况等。
GPS接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的距离，由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差，故称为伪距。对0A码测得的伪距称为UA码伪距，精度约为20米左右，对P码测得的伪距称为P码伪距，精度约为2米左右。
GPS接收机对收到的卫星信号，进行解码或采用其它技术，将调制在载波上的信息去掉后，就可以恢复载波。严格而言，载波相位应被称为载波拍频相位，它是收到的受多普勒频 移影响的卫星信号载波相位与接收机本机振荡产生信号相位之差。一般在接收机钟确定的历元时刻量测，保持对卫星信号的跟踪，就可记录下相位的变化值，但开始观测时的接收机和卫星振荡器的相位初值是不知道的，起始历元的相位整数也是不知道的，即整周模糊度，只能在数据处理中作为参数解算。相位观测值的精度高至毫米，但前提是解出整周模糊度，因此只有在相对定位、并有一段连续观测值时才能使用相位观测值，而要达到优于米级的定位 精度也只能采用相位观测值。
按定位方式，GPS定位分为单点定位和相对定位（差分定位）。单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式，它只能采用伪距观测量，可用于车船等的概略导航定位。相对定位（差分定位）是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量，大地测量或工程测量均应采用相位观测值进行相对定位。
在GPS观测量中包含了卫星和接收机的钟差、大气传播延迟、多路径效应等误差，在定位计算时还要受到卫星广播星历误差的影响，在进行相对定位时大部分公共误差被抵消或削弱，因此定位精度将大大提高，双频接收机可以根据两个频率的观测量抵消大气中电离层误差的主要部分，在精度要求高，接收机间距离较远时（大气有明显差别），应选用双频接收机。
在定位观测时，若接收机相对于地球表面运动，则称为动态定位，如用于车船等概略导航定位的精度为30一100米的伪距单点定位，或用于城市车辆导航定位的米级精度的伪距差分定位，或用于测量放样等的厘米级 的相位差分定位（RTK），实时差分定位需要数据链将 两个或多个站的观测数据实时传输到一起计算。在定位观测时，若接收机相对于地球表面静止，则称为静态定位，在进行控制网观测时，一般均采用这种 方式由几台接收机同时观测，它能最太限度地发挥GPS的定位精度，专用于 这种目的的接收机被称为大地型接 收机，是接收机中性能最好的一类。目前，GPS已经能 够达到地壳形变观测的精度要求，IGS的常年观测台站已经能构成毫米级的全球坐标框架。
GPS特点
1、全球覆盖连续导航定位。GPS有24颗卫星，且分布合理，所以在地球上和近地空间上任何一点，均可以连续同步地观测4颗以上卫星、实现全球、全天候连续导航定位。
2、高精度三维定位。GPS能连续为各类用户提供三维位置、三维速度和精确时 间信息。
3、实时导航定位。利用GPS进行导航定位，1s即可完成一次定位。这对高动态用户尤其重要。
4、被动式全天候导航定位。这种导航定位不仅隐蔽性好，而且可以容纳无数多用户。
5、抗干扰性能好、保密性强。GPS采用数据通讯的特殊编码技术，即伪噪声码技术。因而具有良好的抗干扰性和保密性。
GPS组成
全球卫星定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。
空间站由美国发射的24颗GPS专用卫星组成，它们位于地球上空201832公里轨道，均匀分布在6条倾斜角地球同步圆形轨道上，连续发射GPS信号。
地面站由一个主控站和五个监控站组成，用来对GPS卫星进行监视、遥测、跟踪和控制，以纠正卫星轨道、姿态和工作特性的变化。
用户部分只适用于各种用途的GPS接收机。
GPS精度误差
根据用户工作区域卫星状态的影响，在卫星分布、运行良好的情况下，GPS单机定位精度小于15米GPS定位中的误差主要来自于星历误差、卫星钟误差和接收机误差这三部分。
随着全球卫星定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，应用领域正在不断地开拓，目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。
三 深圳博宇科技110无线报警定位调度系统概述
深圳博宇科技110无线报警定位调度系统以公安部《城市公安指挥中心110紧急电话服务系统通用技术指标》为基本依据，充分利用业界先进的GPS(全球卫星定位系统)、GIS(地理信息系统)、现代无线通信技术和呼叫中心技术，为贵公安机关进行无线报警、定位、调度服务。
深圳博宇科技110无线报警定位调度系统的系统容量如下：支持8个以上接警座席，4路高阻录音，30路以上中继接入,200个以上巡警/车载移动导航型GPS接收机；具体的系统容量可根据各公安机关的要求进行进一步设计。
〃系统基本工作原理
110无线报警定位调度系统主要由指挥调度中心与移动终端组成，其信息传输借助于现有的GSM网络的短信服务或语音信道。
巡警移动终端将GPS卫星接收天线收到的信号换算出的经、纬度信息通过移动终端的内置手机以短信息的方式（当短信阻塞、不畅时则借助语音信道）发回公安机关指挥调度中心，公安机关指挥调度中心即可将其所在位置显示于电子地图上相应的地理位置。
同时巡警的案情报警信息通过GSM网络的短信服务或语音信道经过CTI（计算机电信集成）服务器分配到相应的接警座席。
其中，移动终端有两种工作方式：
移动终端主动向中心端发出信号：该工作方式是由移动终端主动向中心发送报警信息。
移动终端被动向中心端发出信号（即中心端向移动终端查询）：该工作方式是首先由中心端向移动终端发出查询信号，然后移动终端向中心发回响应信号。该工作方式主要应用情境是：警务车和巡逻民警监控、调度等。
〃系统基本结构
本110无线报警定位调度系统是基于GSM/SMS的报警系统，系统本身无需建设大量基站，而是直接利用电信部门已建的GSM基站，在其提供的短信业务（SMS）/语音业务上增值开发报警及监控调度功能。
系统的结构简单，维护容易，包括以下两个部分：
指挥调度中心； 用户终端。
为了防止其它未授权用户入网，本系统采用加密及监权技术，防止恶意用户 入网非法调度或干扰正常用户通信。
指挥调度中心包括智能接警处警平台，警用电子地理信息系统(GIS)，数字录音系统和大屏幕投影仪等。
系统支持包括Dialogic、鼎铭、东进、三汇等主流语音板卡。工控机建议采用研华公司或研祥公司的产品；以确保指挥调度中心系统的高可靠性和稳健性。
采用包含中继/语音/座席功能卡的高性能工控机作为与公众移动交换网/PSTN的接口，通过后置交换兼备强大的ACD功能，透过高带宽的SC语音总线实现资源交换，是一个数据处理能力强、容量伸缩性强、功能齐全、服务手段丰富的110综合服务平台。
博宇科技110无线报警定位调度系统指挥调度中心的物理结构由带语音板卡的高性能工控机、CTI服务器、接警座席、统计维护管理工作站、数据库服务器/应用服务器、短消息网关服务器、同步数字录音工作站、网络系统和大屏幕投影仪等以及所开发的有关应用软件构成。
博宇科技110无线报警定位调度系统指挥调度中心的网络拓扑结构如下图所示：
110无线报警定位调度系统指挥调度中心的网络拓扑结构图
110无线报警定位调度系统由以下子系统构成：（1）交换接入子系统（2）CTI子系统
（3）接警座席与电话调度指挥子系统（4）系统管理维护子系统（5）身份认证处理子系统
（6）数据库服务器/应用服务器子系统（7）同步录音子系统（8）网络子系统
（9）短消息网关子系统
110无线报警定位调度系统将按照服务“一号通、一线清”的设计理念，遵从实用性、先进性、安全性、可靠性、容错性、可扩展性、可移植性、互联性和开放性的原则和“统一规划与分步实施相结合”的方式对系统进行规划设计。
110无线报警定位调度系统的实现将采用各种基于开放标准的信息技术及符合国际工业标准的软、硬件产品，软件开发采用微软先进的软件工程方法MSF和面向对象的结构化程序设计方法。
本系统在业务和容量上具有良好的扩展性。公安局可以根据自身业务特点和处理习惯，设置系统接入服务后的处理流程，以适应业务的不断发展；系统配备健壮的开发接口和丰富的开发工具，充分支持现有的开发手段和开发成果，并且易于使用和足够强大以满足公安局未来业务变化的需求，很容易使现行系统扩展成为几十个席位的大中型110无线报警定位调度系统。
系统友好的操作界面和实时监控能力使得管理员能够轻松掌握所有功能的操作和管理。功能丰富而强大的座席业务软件系统，减少了座席服务技能的差异，大大提高了业务处理效率和服务水平。
公安局110无线报警定位调度系统将认真处理每次报警呼叫，并提供智能路由选择、电话外拨、预计客户等待时间、屏幕弹出、呼叫和客户数据以及操作界面同步转移、因特网服务等先进功能，大大提高公安局的响应速度和形象。同时，还实现客户信息的集中管理，提供业务统计和呼叫统计分析等功能，通过客户的相关信息为客户提供个性化服务，确保每个呼叫的处理都能满足的特定需求，同时能自动对所有客户的呼入过程及操作内容进行量化处理，生成报表，作为管理依据，以帮助公安局领导实现决策分析。
四 深圳博宇科技110无线报警定位调度系统的业务功能
深圳博宇科技公司 110无线报警定位调度系统人工接警座席示意性界面如下：
本110无线报警定位调度系统业务功能如下：
〃报警信息接警
接警座席对巡警及警务车报警信息进行接警处理。
另外具有：
主叫号码提取；
自动去除误报功能；
进行自动呼叫分配(CAD)。接警平台可实现排队接警功能，对呼入报警进行循环或顺序排队方式接入各接警席位，当接警座席忙时向报警者播放提示音，一旦座席空闲立即接入。
自动获取主叫巡警的相关资料；
自动同步录音报警信息。
〃报警
巡警利用移动终端（带手机通信功能的GPS接收机）发出报警信号，通过GSM系统送到指挥调度中心。
〃警务车和巡逻民警实时定位 包括：
应答式定位传输：巡警利用移动终端能重发定位信息，直至监控中心收到并确认为止，每次重复都是最新位置信息；
巡警及警务车定位点名：单点、定时点、分组点，可动态编组； 〃显示功能
（1）电子地图能实时显示移动目标位置和状态，同时能提供该移动目标的档案资料，以及有关的警力分布情况。
（2）电子地图可任意无级放大或缩小，任意平移或漫游，并多层显示。（3）当目标移动到屏幕边缘时，能自动回到屏幕的中心。
（4）系统支持多个屏幕的显示，组成全方位的显示墙。窗口可以在所有屏幕上任意移动，同时接受操作员的控制。（5）支持大屏幕投影仪，无级可调。
〃综合统计报表，后台进行案情记录，自动生成接警报表；
〃支持局领导通过因特网/局域网进行报警情况以及警务车和巡逻民警位置的查询
〃系统维护管理功能
博宇科技所设计的110无线报警定位调度系统在提供各种各样的业务服务的同时，也向公安局提供详尽的维护管理功能。
系统维护管理的主要功能如下： 〃安全管理功能
该系统具有较强的可靠性和稳定性，能够对客户提供24×7小时的不间断服务。
系统采用了多种安全防护措施来保障系统的安全，如网管系统采取高级别、多层次的安全防护措施；网管系统应提供严格的操作控制和存取控制。
对于座席人员有一个登录系统的工号和口令，既保证对其工作量进行准确考核，又保证了对座席工作状态的更准确的监控。
〃服务质量管理
系统可以对本呼叫中心的服务质量进行统计、生成报表等操作，以便根据实际情况即使调整策略改善服务质量。
〃业务管理
系统提供个性化的业务管理模块给公安局，从而使之可以直接对其业务的开放、关闭、修改、增加等进行操作，对业务的各项参数进行有效实时的管理。
五 110无线报警定位调度系统的GIS公安地理信息子系统
随着现代公安指挥系统的发展，以及社会信息化的发展，按照统计现代化社会信息系统中，有85％以上的数据均有地理属性，MapEngine地理信息系统用地图，图形和图表等信息描述形势通过对数据库的查询、操纵来实现对各类信息的分析处理，可以将结果清晰的以地域分布或图表的形势显示出来，使用户能够身临其境。
MapEngine地理信息系统基础平台运用全组件化技术、多级组件模型、良好的体系结构。产品具有良好可扩展性以及优秀的运行效率，MapEngine同时兼顾严谨的GIS基础和易于使用的可视化技术，开发过程简便，它适用于广泛的开发 工具(如VB、VC、Delphi、PowerBuilder、VFP、Notes等)，能够链接各类数据库。
我公司将为公安局采用专用的GIS系统开发平台-MapEngine，进行开发110 GIS公安地理信息子系统，并与110无线报警定位调度系统实现无缝集成。
110无线报警定位调度系统用MapEngine可以成功的解决比例尺1:10000,1:2000,1:1000,1:500的地图合成问题，做到了高精度、高质量。它采用按钮控制，方便操作，功能强大。
1.通过此系统，可以在输出终端看到高清晰度、高质量的地理信息画面，能够快速在计算机显示屏上显示了城市地理位置图、警区分布图、大型建筑物、公共服务设备分布图、人口密集区域等地图信息，可以多层显示、区域自动切换，系统控制人员对地理信息的画面可以任意搜索、放大、缩小察看，也可以通过指定所观看的地名显示出图像，当地图信息发生变化，可以修改相关地图。
2.利用MapEngine的多层次地图显示功能，能够快速实现多窗口之间的地图切换：城市地图(包括商业、文化娱乐、人口密集场所、街道、重点单位平面图)。重点部位保卫部署图。
3.能够快速在计算机显示屏上显示出以下文字信息：从地图上 直接查勘建筑物群的名称、特性、道路、安全措施、概况、生产 性质等。区域环境简介，包括地理特点、警力分布情况以及其它注意事项。演练情况记载，包括时间、部位、情况组织人。自动 显示报警点的准确位置以及周围地图的同时，以文字说明报警来源、报警登记(包括类别、时间、部位、情况、原因)。
4.利用MapEngine的动态数据连接、查询功能，通过多种图形和文字信息的操作手段辅助，接受多种途径的报警，确定警情发生地 点，自动完成警情分配，进行计算机辅助指挥，同时处理多个警情。
5.MapEngine提供多种数据显示方式，如饼图、直方图等等，方便指挥人员定期进行分类统计，对报警多发区强加防范，最大限度 地减少损失。分析人员可以利用MapEngine的分层工具显示出暴力犯罪集中区，再逐层叠加该地区的服务设施分布格局图以及假释犯分布密度图、酒吧分布图、拘留分布图、吸毒者分布图等。此系统在110无线报警定位调度系统的应用，将给用户带来一个强有力的、可使数据地图化的动态工具，它提供给用户一个容易使用和容易修改的信 息网络，并且可以节省开支，节约时间，提高效益。在使用MapEngine 之前，很多110无线报警定位调度系统工作只能依靠数据库程序相应的地理位置建立关联系统,使用户不能方便地完成工作。除了图形以外，强有力的数据库连接功能可帮助用户与某一地点有关的所有数据建立联系，建立地图文件，它的分析功能可以大大提高110无线报警定位调度系统的工作效率，所有的数据可被选择，查看及比较。数据库可以从其它系统转入，或通过网络应用MapEngine的DataLink直接访问上述远程数据库。
报警定位系统 篇3
1 系统的总体构成
整个设计有车载安全系统和服务站的监测系统构成一个整体, 服务站是当地的一个监测平台, 对使用此安全车载系统车辆状况的一个监测, 当接收到某辆车的报警信息后能够迅速采取救援措施。
本文主要是对车载安全系统的研究, 该系统是用MDK60作为主控制器, 通过毫米波雷达实时对车辆前方物体进行距离测量, 并将这个距离信息反馈给单片机。同时, 单片机也能得到加速度传感器测量的加速度, 通过车辆当前的加速度, 以及车辆前方障碍物的距离, 经过单片机的处理、分析、判断事故发生的可能性, 在必要的情况下提示驾驶员做减速处理, 或者主动采取紧急制动措施。如果事故最后发生了, 系统通过GPS技术能定位当前位置信息, 利用4G通信技术, 把求救信号和位置信息到相关部门。
2 汽车智能防撞的设计
2.1 汽车制动防撞模型的研究
在交通事故中, 很大一部分因追尾造成, 在实际道路中驾驶员往往易思到危险存在已经太晚, 所以即使采取紧急制动车祸还是不能幸免, 本系统能根据前方障碍物的距离和车辆当前的速度, 提前判断事故发生的可能性, 如果可能追尾就发出警报提示驾驶员减速或刹车, 如果驾驶员未做相应制动操作, 那么系统会自动采取紧急制动措施。
2.2 系统所需传感器
(1) 加速度计传感器, 为了保证传感器能及时作出反应, 本系统采用压阻式加速度计, 它是基于世界领先的MEMS硅微加工技术, 并且具有体积小低功耗等特点。
(2) 车速传感器采用霍尔传感器, 霍尔传感器的频率输出与速度成正比, 并且具有较强的抗干扰能力, 可与单片机直接相连, 实时把车辆速度反馈给单片机。
(3) 毫米波雷达传感器, 该传感器探测距离远, 响应性能好, 作为本系统的距离传感器, 与摄像头、红外、激光等光学传感器相比, 毫米波雷达穿透烟雾灰尘的能力更强, 在一些雨雪天气也能使用, 适用性较广。
2.3 汽车智能防撞的实现
(1) 通过毫米波雷达传感器, 系统就能实时测量前方车辆和行人的距离, 而且系统计算出相对速度, 这样系统就能一直起到预警作用, 在危险到来之前就能发出危险信号提示驾驶员。
(2) 系统发出警报给驾驶员, 驾驶员要减速使车辆保持在安全距离, 才能使警报解除。如果事发突然, 时间紧迫, 系统检测跟车距离过近车速过快, 那么系统主动采取减速或紧急制动措施, 这样就能在第一时间采取正确的操作, 避免事故的发生。
(3) 为了让系统更加人性化, 防止一些误报警, 车上装有手动触发开关, 以及车速过低时存在危险可能性性小系统自动关闭报警。
3 自动定位与报警系统的设计
3.1 车祸的判断
从碰撞速度与时间的关系可知碰撞速度越大加速度越大, 车上人员受伤可能性就越高。根据汽车碰撞研究的专业实验可以近似得到50km/h碰撞的近似加速度为11g, 所以我们推测当加速度达到11g时就能证明已经发生了较为严重的车祸, 驾驶员很可能已出现昏迷甚至死亡。
3.2 系统的工作原理和流程分析
根据上诉碰撞速度与时间的关系, 当系统检测到加速度达到11g时判定车祸发生, 系统将启动可维持20秒的响铃警报声, 用户可在20秒内关闭警报声, 那么求救信息将不会发出。如果用户在此时间内没有关闭警报, 那么系统将会向服务器发出地理位置和求救信息, 这样就能在第一时间处理交通事故, 能更及时的救治伤员。
单片机通过加速度传感器反馈的值, 实时监测汽车的运动状态, 当系统判断加速度超过了风险加速度, 系统会激发警报装置使其响铃20秒, 若没有被认为关闭警报, 系统会向服务器发送包含精确地理位置的求助信息, 服务站在接收到求助信号后就能在第一时间处理。
4 控制算法的分析
本文研究的系统主要能实现两个功能, 分别是智能防撞和自动报警与定位。内部执行以下主控程序, 见图4。通过将毫米波雷达、加速度传感器、速度传感器、GPS、4G通信模块等外围设备与K60单片机连接, 通过控制程序, 即可实现汽车的智能防撞和自动报警与定位功能。
5 结束语
汽车的行驶安全问题, 是现在人们日益关心的热点问题, 也是一个需要解决的难题。本系统是利用单片机技术、传感器技术、以及汽车电子技术的一种综合控制系统。不仅在一定程度上能避免车祸的发生, 而且对车祸后人员的救助有了一个保障。通过对它的不断优化与改进, 能使它的应用场景更加广阔。
参考文献
[1]黄娟, 葛万成.基于GPS和GSM的汽车自动报警和求救系统[J].信息技术, 2005 (11) :5-23.
[2]宋文绪, 杨帆.传感器与检测[M].北京高等教育出版社, 2005.
[3]陈文辉, 郑晟, 李武杰.基于加速度的车祸报警系统的设计与实现[J].电子设计工程, 2011 (04) :141-143.
报警定位系统 篇4
防的重要作用和市场需求越来越突显，单纯的销售产品，提供产品售后并不能完全满足所有
客户的需求，人们追求一种真正实在的安全服务。如，家里进贼，店铺、企业被抢，有人第一时间来捉贼，来阻止盗窃和抢劫，来保证其人身和财产的安全，万一财产和人身受到损失
和侵害，还能得到应有的赔偿。因此联网报警项目（统称保安公司联网报警项目）应运而生
。我公司为此项目而专门研发生产的联网报警产品、联网报警平台已在国内多个地区得到完
美应用，被多家保安公司和个人私营的安防公司所选用，保卫了千万人民的财产和人身的安
全，让保卫者和被保护者都受益匪浅。现在的人们追求的不仅仅是产品，更重要的是服务。
靠服务赚钱，靠服务营利，已逐渐成为一种社会趋势。
保安公司联网报警系统4种模式简要介绍以及运营细节、项目要点
第一模式:商铺保安
商户都希望自己的门市永远不发生一次被盗窃的现象,而且,希望花最少的钱达到这个目标。
目前,深安集团的天眼防盗系统,在中国电信和中国网通号称“商铺保安”，该系统如下强大
应用功能确保其不可替代的高性价比和强大的市场卖点！
1，每3000户商铺配一组值班保安队伍，共需要保安四人，其中队长1人，保安3人。2，每个商铺安装深安天眼，号称“商铺保安”。初装费用1000元，商铺需要开通ADSL3，每月每个商铺缴纳给保安公司100元左右，丢了东西包赔。
4，在保安室装视频报警平台1套，管辖这3000户。
5，“商铺保安”设备的功能是：全部与平台联网，当有歹徒进入某个门市的时候，值班保
安立即可以在值班室的电脑屏幕上直接看见该歹徒在商铺内的全部影象。
6，全部互联网连接，有互联网的地方，就可以发展您的客户，业务发展高枕无忧。第二模式:依靠强大功能安保设备,月租收费,丢了包赔
注意:该模式依赖于深安如下高质量,超级功能的产品
1、主机:可以有效防止剪断电话线无法拨打电话的困扰,邻居代报警功能彻底解决此问题,深
安专利技术,少数家庭场所更可用GSM一步到位。
2、深安有强大的接警智能平台,并且已经在国内的电信/联通/移动等大型的运营商，国内从
多的保安公司投入运营。平台分级管理,拥有在线管理100万户的容量,可以兼容前期已经安装的其他公司的产品!
3、是否误报一目了然.我公司的高级主机有多种,高级机有视频确认功能,现场监察功能。
4、配件有低电提示功能.电量不够向主机申告,主机及时向平台申告,平台自动拨打电话给主
人换电池。
5、配件有自动巡检功能：为了避免熟人作案,避免陌生人踩点后先破坏探测器再伺机作案,我们的配件都有定时自动巡检功能,即,配件定时向主机报告自己是否还在安全岗位上值班,如果
被人破坏掉,那么,主机在到时收不到该配件的安全信号的情况下,直接就报警给平台了,这样
可以及时提醒主人填补漏洞。
6、主机有自动巡检功能：为了避免先破坏主机和探测器再伺机作案,我们的主机都有定时自
动巡检功能,即,主机定时向管理接警中心报告自己是否还在安全岗位上值班,如果被人破坏掉,那么,平台在到时收不到该主机的安全信号的情况下,直接就报警给主人了,这样可以及时提
醒主人。
7、我们的平台有检测各个主机是否按时布防的功能。
这个是保安公司非常头痛的事情,由于主人忘记布防导致被盗赔还是不赔呢?当然不赔!那么,谁说了算?系统说了算。系统是不会偏心谁的。
我们的平台在接到主机布防和撤防指令后自动记忆存储备份,你什么时间布防的,什么时间撤
防的,系统里面一目了然,大家不要扯皮,谁的责任一眼看穿!
8、我们的主机有定时间区间自动布撤防功能。
内蒙古的很多保安公司找到深安集团后，大有相见恨晚之感.此功能大大减轻了他们的出警负
担,同时,也科学地解决了老百姓真正的问题。
他们的客户都是希望每天22点到次日凌晨6点自动布防,主人懒得每天布防.9、各种智能化设置让人意外惊喜,深安想保安公司所想,做到了保安公司最期待的功能,价格
却又是最低廉的。
深安集团有限公司
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让我们携手并进，精诚合作，共同创造财富，互利共赢！
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报警定位系统 篇5
防触电语言报警安全帽对于电缆架设施工、维护等上杆作业防触电具有使用方便、预警灵敏的优点。目前报警安全帽的设计原理使用电场检测电路来判断有无电压和电压的强弱[1]。实践中发现此设计存在缺陷, 它除对人体有触电危险的电力线带电报警外, 对广播、电话等线路中对人体无触电危险的电信号电场也报警。频繁的非触电危险环境报警会导致现场施工人员产生较大的心理压力和恐惧。同时, 利用电场检测原理设计的报警系统在测量距离时精度很低, 误差达到50%左右, 如表一。为了保证安全距离, 报警安全帽的距离裕度将很大, 这就使得报警安全帽无法在设备紧凑的变电站环境下使用。
UWB (Ultra Wide Band) 是一种无载波通信技术, 即它不采用载波, 而是利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据, 因此其所占的频谱范围很宽, 适用于高速、近距离的无线通信。具有发射和接收电路简单, 功耗低, 多径分辨能力强, 穿透力强, 隐蔽性好, 系统容量大, 定位精度高, 对现存通信系统影响小, 传输速率快等优势。在高分辨率的距离测量和定位方面, 利用超宽带信号进行定位, 最大的优势在于它的定位精度在理论上可达厘米级[2], 完全能够满足精确定位的需求。将定位标签安装在变电运行人员的安全帽内, 利用UWB技术对工作人员进行定位, 防止运行人员误入危险区域有着重要的意义。
1 UWB的基本原理
超宽带通信的理论基础是信息论中的“香农定理”
其中, C是信道容量, B是信道带宽, S信道功率, N是噪声的平均功率, S/N是信噪比。
所以要想提高一个信道容量由三个要素决定, 即B、S和N, 所以通过增加信道的带宽, 提高信号的功率或是减少噪声的功率来达到提高信道容量的目的。UWB信号的带宽一般高达GHZ, 由香农定理可以看出, UWB具有很高无线通信的潜力。
UWB系统发送的是纳秒级脉冲串, 脉冲宽度远小于脉冲之间的平均间隔, 一般为0.1~15 ns, 重复周期为25~1000ns[3]。常见得UWB信号模型为:
式中:Str—信号波形; (离散型)
W (t) —发送的单周期脉冲;
dj—脉冲的幅度;
tj一脉冲的时延;
因此, 冲激脉冲具有很高的定位精度和穿透能力。采用超宽带无线电通信很容易将定位与通信融合, 进行精确定位[4]。
2 TDOA定位算法
U W B定位技术中广泛使用T D O A (Time Difference Of Arrival) 算法[6]。一般是利用两种不同的信号到达同一节点所产生的时间差, 或同一信号到达不同节点所产生的时间差来确定未知节点的具体位置[5]。
2.1 两种不同的信号到达同一节点所产生的时间差定位
发射节点同时发射两种不同传播速度的无线信号, 接收节点根据两种信号到达的时间差以及已知这两种信号的传播速度, 计算节点之间的距离, 然后利用基本定位算法求得未知节点的具体位置。设v、c分别为超声波和电磁波在空气中的传播速度。通过检测两种信号到达节点的时间差异对到信号源的距离进行估计, 基于已知的信号传播速度, 可直接把时间转化为距离d。则
在正常的室内温度和湿度情况下, 超声波的速度v≈340m/s, 电磁波的速度为c≈3×108 m/s。由于c〉〉v, 近似表示d为:
当未知节点接收到至少3个信标节点的信号时, 可以求出未知节点的坐标.这种定位算法需要精确的时钟记录两种信号到达的时间差异, 也需要传感器节点同时具备感知两种信号的能力。TDOA技术受到过短的超声波传播距离的限制和非视距问题对超声波信号传播的影响, 适用于短距离精确定位。
2.2 同一信号到达不同节点所产生的时间差定位
TDOA还可以运用于不同的信标节点对同一个未知节点的定位。由未知节点与2个不同的信标节点之间的时间差值可以以建立以2个信标节点位置为焦点的双曲线方程, 需要定位的未知节点就在这对双曲线的某一条分支上。若有3个不同的信标节点, 则可建立两个双曲线方程, 求解双曲线的交点即可得知未知节点的位置.如图1所示, r为信标节点与未知节点的距离。
设信标节点的坐标为A (x1, y1) , B (x2, y2) , C (x3, y3) , 未知节点的坐标为O (x, y) , 电磁波传播速度为C。如信标节点A B、A C之间收到未知节点发射电磁波的时间差分别为△tAB△tAC, 那么被定位的未知节点O的坐标 (x, y) 应满足如下方程组:
对于多个节点在T D O A中的运用, 无须要求信号发射时间的信息, 即需要未知节点和信标节点在时间上严格同步, 但它要求各个信标节点间保持精确的时间同步, 定位精确度比较高, 但对带宽的消耗比较大, 适用于宽带系统的定位[6]。
3 UW B定位报警安全帽系统
UWB定位报警安全帽系统包含三个组成部分:传感器Sensor、定位标签Tag和定位平台。在该系统中, 定位标签Tag利用UWB脉冲信号发射出位置信息给传感器sensor, 传感器接受到信号后采用TDOA定位算法对标签位置进行分析, 最终通过有线以太网传输到定位平台服务器。
定位标签在各个单元自由行走, 通过定位平台软件分析, 将定位目标真实地以虚拟动态三维效果显示出来, 定位精度控制在15cm以内。当携带定位标签的安全帽进入危险单元, 就发出报警。
3.1 定位传感器Sensor
定位传感器是一种精密测量仪器, 它包含一个天线阵列和UWB信号接收器。可以通过检测定位标签发出的UWB信号, 来计算该标签的实际位置。在工作过程中, 每个传感器独立测定UWB信号的方向角和仰角 (AOA) , 而到达时间差信息 (TDOA) 则必须由一对传感器来测定, 而且这两个传感器均部署了时间同步线;这种独特的AOA、TDOA相结合的测量技术, 可以构建灵活而强大的定位系统。目前通过两个传感器的接收信号能测定精密的3D信息。
3.2 定位标签T a g
紧凑型标签是一种较小的设备, 可置于安全帽内, 以获取精度达15cm的3D动态定位信息。当操作人员误入危险区域, 发出警报。
3.3 定位平台
定位平台支持硬件UWB并与上层业务软件相结合。预先设定危险区域, 在定位标签进入预先设定的危险区域时, 向报警安全帽发出报警信号。同时, 控制室内运行人员方便地对操作人员进行监控, 获取精确定位信息。能够存储并向多个终端客户发布3D位置信息数据。
4、结语
本文将UWB技术运用到变电站报警安全帽中。不同于传统的电磁式报警安全帽, UWB的冲激脉冲具有很高的定位精度和穿透能力, 并且很容易将定位与通信融合, 较好的满足了变电站电气设备紧凑特点的要求。
参考文献
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[5]庞艳, 乔静.无线电定位技术探讨.论文选粹。2005, (11) :49～51
无线烟雾报警系统 篇6
英国某公司研发的无线烟雾报警器能够对火灾做出早期预警并为人员逃生创造最佳时机。目前越来越多的报警器安装人员选择使用无线互连报警装置, 该装置使用无线电频率 (RF) 信号。与传统接线式烟雾报警器相比能够节约时间与成本。评估无线互连烟雾报警器的关键特征包含可靠性、安装便捷性与形式功能等参数。
最佳的烟雾报警系统应包含报警控制开关, 这将给烟雾报警器的测试、静音及定位功能提供便捷, 可以使用户方便地测试每一个报警系统, 并确定出报警器对于误报是否能够做出正确反应。这是该无线互连烟雾报警装置的重要安全功能, 用户将不必依次测试安装在天花板上的报警器。
智能报警系统的设计 篇7
关键词：智能报警,信号音检测,HT9170,HT9200A
本智能报警系统充分利用现有电话网络进行设计, 利用电话键盘操作电路、振铃识别电路、异地留言电路、自动识别主被叫摘挂机电路、双音频拨号 (自振铃) 电路等, 解决报警不及时、漏报、误报等问题, 并能提高电话接通率。主要用于家庭、店铺、办公室、具有贵重物品场所的防盗报警。
1 总体设计方案
1.1 技术要求
经过调查研究, 从技术上认真分析, 认为需满足下列六条技术要求, 方能实现功能完善、操作方便这两个主要目标。
(1) 报警器灵敏度要高, 又要求防止误报;
(2) 事故地点 (报警站) 与被呼叫对象 (接收站) 之间的空间距离应不受限制;
(3) 语音和数字信息在同一条信道上传输;
(4) 由于用户环境不同, 配合使用的传感器类型及数量亦不相同;
(5) 用E2PROM固化程序;
(6) 如因故死机, 应能正常恢复运行。
根据上述要求, 构成如图1所示的系统框图[1]。
1.2 系统主要功能
(1) 当室内有警情发生时 (如有人非法进入室内、煤气泄漏、火灾等) , 智能电话报警系统能及时地通过各种传感器获知警情, 对警情的种类进行判断, 并立即自动顺序拨打预设的2个电话号码。在拨号后, 首先判断对方是否摘机, 如是, 则根据不同的警情播放相应的录制好的语音报警内容;否则, 挂机后拨下一组预置电话, 直至2个电话全部接通。
(2) 本报警器内置电话拨号系统, 能向用户指定的2个电话机发送发生事故的地点、用户姓名、电话号码等信息的语音或数字报警信息, 使警情得到及时处理。2个电话机类型包括手机、传呼机、家用电话机。通过电话机的拨号盘就可输入2条精简指令及用户信息, 就像操作计算器一样简单。由于采用数字录音技术, 用户可自行录入语音, 反复录放, 分2段存储、播放。设有外出布防、留守撤防两种状态, 适用于家中有人、无人两种情况。
(3) 断电后, 本报警器的备用电池立即自动启用。
(4) 当电话被盗打时, 能及时报警。
2 技术措施[2]
(1) 采用公用电话线作为信息传输媒体, 不用无线方式。
(2) 传送报警信息用语音方式或数字信息方式, 可在电话机上收听, 使用方便。
(3) 报警器设有修改用户密码的电路, 可以在很远的地方通过电话线路修改自己家中的电话报警器的密码, 远程控制报警器的设防或撤防操作。
(4) 安装看门狗电路, 因故死机后能恢复正常运行。
(5) 在E2PROM中写入2条精简指令, 断电后可以永久保存。
3 智能电话报警器硬件设计
智能电话报警器硬件部分由拨号电路、自动摘挂机电路、信号音检测电路、语音录放电路、报警电路和看门狗电路等部分组成的。
3.1 主要电路设计
3.1.1 拨号电路
拨号电路采用HT9170和HT9200A分别作为双音多频 (DTMF) 信号接收器和发生器。自动拨号芯片采用串行式DTMF拨号芯片HT9200A, 接收CPU送入的电话号码并向电话线送出双音多频信号, 以使主叫和被叫用户之间建立联接。HT9200A的每一种输出频率由5位 (D4～D0) 不同的位码组合决定。当片选信号CE为低电平时, CPU通过P0.5口向HT9200A的数据输入端DATA串行输入5位编码, 在CLK的下降沿将数据锁存, 并从输出端DTMF通过模拟开关向电话线输送DTMF音调的拨号信号[3]。
3.1.2 信号发生器HT9200A
HT9200A是一种串行式DTMF信号发生器, 具有良好的温度适应性, 其工作温度范围为-20～+70 ℃, 采用8引脚DIP或SOP封装。
3.1.3 信号接收器HT9170
HT9170集成了数字解码器和带滤波器功能的双音频DTMF接收器, 可工作在掉电模式和抑制模式下。HT9170采用数字化计算方法识别, 将16倍的DTMF音频解码后转化为4位代码输出。高精度的转换电容滤波器将音频DTMF信号分离为低频信号和高频信号, 自带拨号音频阻波电路可省去前置滤波器所需的阻波电路。
3.1.4 自动摘挂机电路
自动摘挂机电路如图2所示。由三极管反相放大电路和继电器组成。系统检测信号电平为0～3.5 V, 当系统检测到报警信号时, 主控系统使PICK变为高电平, 三极管导通, 继电器吸合, K1接通, 系统自动摘机。当用户执行完命令操作之后 (如向外报警过程完成后) , 主控系统给PICK一个低电平, 三极管截止, 继电器释放, 开关K1断开, 自动挂机。
3.1.5 信号音检测电路
电话系统拨号音, 回铃音和忙音的音源频率平均为450 Hz (±25 Hz) , 只是断续比不同, 且在时间上有明显差异 (拨号音为450±25 Hz连续信号, 忙音为0.35 s通, 0.35 s断, 回铃音为1 s通, 4 s断) 。故信号音为模拟信号。信号音检测电路需完成模拟量到数字量的转换。
信号检测电路见图3。采用光电耦合器检测信号, 电阻R1, R2用于分压, R3, D用于分流, 各元件的参数如图中标注。信号经光耦后输出负脉冲信号, 输出采用带施密特触发的反相器74LS19进行信号处理, 转变成数字信号, 供主控系统计数[4]。
计数时间为5 s, 拨号音的计数下限为 (450-25) ×5=2 125, 计数上限为 (450+25) ×5=2 375, 即计数范围为2 125～2 375。同理, 忙音的计数范围为1 041～1 212, 回铃音的计数范围为425～475, 无信号音的计数值应为0。故系统采用不同信号音相邻计数界限的中间值来区分不同的信号音。
3.2 语音录放电路
系统的语音录放电路选用单片机语音录放电路系列集成电路ISD1420, ISD1420为美国ISD公司推出的产品, 单片录放时间为8～20 s, 音质好。ISD1420采用CMOS技术, 内含振荡器、话筒前置放大、自动增益控制、防混淆滤波器、平滑滤波器、扬声器驱动及E2PROM阵列。最小的录放系统仅需麦克风、喇叭、两个按钮、电源及少量电阻电容。在录放操作结束后, 器件自动进入低功耗节电模式, 功耗仅0.5 μW。
电路的放音过程是由单片机AT89C51的P1～P7口给ISD1420的PLAYL口一个高电平, 触发电路放音;给一个低电平, 停止放音。
3.3 报警信号探测电路[5,6]
报警信号探测电路如图4所示。本系统选用AMN型热释电红外传感器进行探测。用性能较好的OP-07放大信号, 用单电源供电, 放大倍数设为10 (Au=R2/R1=10) , 当有人进入其探测范围时, 传感器的2号管脚输出正向电平, 经放大后产生报警启动信号送主控制电路。
4 智能电话报警器的软件设计
软件部分主要通过汇编语言编程[3], 控制单片机AT89C51的P0, P1, P2, P3口的高低电位从而达到报警目的。首先单片机初始化, 单片机AT89C51的P3.2口开始检测报警信号, 当P3.2口检测到一个高电平时, 表示有报警信号输入, 这时P0.0口给出一个高电平信号, 使系统的自动摘挂机电路自动摘机, 同时拨号电路也处在了拨号状态。如果单片机的T0口记数结果是允许拨号, 则P2输出一组电平信号使拨号电路自动拨110报警, 否则挂机。当拨号成功后, 单片机的P1.7口给一个高电平信号, 触发放音电路自动播放预先储存在ISD1420中的报警内容。报警结束后, 单片机的P0.0口给一个低电平信号, 系统自动挂机, 完成整个报警过程。软件流程如图5所示[7]。
5 结 语
经过安装与调试, 本电话自动报警器实现了以下功能:
(1) 本系统与电话机并联, 只在报警期间占用电话线路, 报警结束后系统与电话线路脱离, 不影响电话机的正常使用, 利用公共通信网作传输媒体, 只要安装了电话的用户, 即可安装此报警器。
(2) 本报警器具有自动、快速、准确的特点, 当警情发生时, 能够自动拨打110, 对方摘机后自动播放已录制好的语音报警内容。若遇到对方占线, 能自动摘挂机, 并能按照拨号、检测、放音的顺序自动循环。
(3) 传统报警系统大都存在同时报警争信道问题。而本报警器由于利用公共通信网, 此问题得到圆满解决, 不会造成混乱, 保证报警可靠。
(4) 成本低, 可以广泛地应用于仓库、商店、家庭的安全防范。
参考文献
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[3]周航慈.单片机应用程序设计[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2006.
[4]王毓银.数字电路逻辑设计[M].北京:高等教育出版社, 2007.
[5]高吉祥.全国大学生电子设计竞赛培训系列教程——模拟电子线路设计[M].北京:电子工业出版社, 2007.
[6]童诗白, 华成英.模拟电子技术基础[M].3版.北京:高等教育出版社, 2007.
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[8]沈兰荪.高速数据采集系统的原理与应用[M].北京:高等教育出版社, 2006.
[9]全国大学生电子设计竞赛组委会.全国大学生电子设计竞赛获奖作品汇编[M].北京:北京理工大学出版社, 2006.
火灾自动报警系统设计 篇8
随着我国经济建设的发展,现代高层建筑及重要建筑的防火问题引起了社会各界的高度重视,对消防报警系统提出了更高更严的要求。为了早期发现和通报火灾,防止和减少火灾危害,保护人身和财产安全,在现代化的工业民用建筑、宾馆、图书馆、科研和商业部门,火灾自动报警系统已成为必不可少的设施。电气工程设计、安装和使用是否正确不仅直接影响到建筑的消防安全,而且也直接关系到各种消防设施能否真正发挥作用。
1设计思想和基本思路
根据要实现的探测、处理和报警功能,火灾自动报警系统设计大致分为信号采集放大、信号处理控制和系统设置报警3个部分。
(1)信号采集部分即通过气体传感器检测室内气体浓度,将这种变化量转化成电压模拟量的变化,然后通过运放进行必要的放大,并将处理过的信号送存储器保存和显示器显示。
(2)信号处理部分是将采集到的模拟信号转换成数字信号,送入控制器进行处理。
(3)系统设置报警部分是通过预定的控制方式,利用蜂鸣器报警实现系统的准确操作。
2系统模块设计
2.1 气体浓度检测模块
室内故障监测报警系统采用4路巡回检测的方法,采用QM-N5型气体传感器检测房间气体浓度,检测结果送入模/数芯片ADC0809中进行模数转换。
选用的气体传感器解决了在较高温度下才能达到良好敏感度和选择性差的问题,并将气体传感器与保护系统联动,使保护系统在气体达到爆炸极限前动作,将事故损失控制在最低。同时,气体传感器的小型化和较低的价格,使之进入家庭成为可能。
2.2 主控模块
系统采用AT89S51单片机,其主要功能是与ADC0809芯片共同接收检测信号,并通过对数字信号的处理来控制外围电路及显示电路。采集信号经过ADC0809处理后送单片机进行数据处理,处理后的信息将通过单片机控制,在LCD显示器上显示出来,并且送存储器。其中,通过复位、程序执行、单步执行、掉电和节电的校验方式来对信号进行处理分析。
2.3 设置报警模块
该模块主要由键盘和报警器组成,气体浓度经过键盘设置后送单片机记录,当采集到的气体浓度超过安全值时,单片机驱动蜂鸣器工作,提供报警服务。
3硬件电路设计与分析
3.1 信号采集放大电路
使用LM358运算放大器,采用两级放大方式,第一级为比例放大,第二级为反相放大。
根据QM-N5传感器的阻值范围为0 kΩ ～2 000 kΩ,以及它加热到正常工作状态时在纯净空气中的阻值为20 kΩ,为了充分体现采集信号的精度,本设计选用了Rn=20 kΩ的电阻作为比例电阻,并使用了2 kΩ的输出电阻使传感器以电压的形式输出。但是由于输出电压Uo为负,因此必须要经过一个反相运算放大过程使它变成正的,然后才可以送入ADC0809进行模数转换。
信号采集放大电路如图1所示。
3.2 A/D转换电路
由于AT89S51内部没有A/D转换,因此采用芯片ADC0809进行模数转换,再通过单片机用软件进行输出。
从采用P2.7和WR控制芯片转换开始,使用INT0中断调用P1口传输数据,P2.7和RD控制单片机读取数据。ADDC接地,P2.5和P2.6 分别控制ADDB和ADDA选择通道IN0～IN3。A/D转换电路如图2所示。
3.3 存储器电路
本设计采用EEPROM存储器,EEPROM即电可擦除可编程只读存储器,其突出优点是能在线擦除和改写。它既具有ROM的非易失性的优点,又能像RAM一样随机读写。在单片机系统中EEPROM既可以扩展为片外ROM,又可以扩展为片外RAM;在调试程序中用EEPROM代替仿真RAM既能方便地修改程序,又能保存调好的程序。
3.4 显示器电路
LCD1602的数据口与单片机通过P1口连接,使能端E、RW和RS分别与P3.5、P3.6和P3.7连接,VO通过接一个10 kΩ的电位器来控制液晶屏幕的亮度。电路使用5V电源供电。
3.5 报警器电路
报警器在采集到的浓度信号大于系统设定值时,由P3.4口发出一个高电平信号,持续时间为无限长,直到单片机撤消高电平信号为止,其撤消信号由键盘Delete键发出。详细工作过程为:单片机从P3.4口发出高电平信号,高电平使三极管8550导通,点亮红色发光二极管,并触动蜂鸣器发出报警声音。
4软件设计
本设计使用C语言编写程序,以此来控制定时、计时中断和输出等。
软件部分用来配合硬件电路,控制后面电路的响应,以实现设计预定功能。其功能主要由两部分组成:一部分是对传感器接收到的信号进行处理;另一部分是实行中断处理,控制设置报警模块。两部分信号的处理都采用查询方式。本系统采用4路巡回检测,轮换选择4个传感器工作,并且在显示器上轮流显示工作传感器所检测到的浓度值。当检测到的浓度小于设定值时,等待定时器中断;否则执行中断程序进行报警处理,显示浓度。
5结束语
火灾自动报警系统采用单片机,对火灾发生前、后的变量进行检测对比,设定阀值从而达到自动报警的目的。在此系统的基础上,可以进行多变量检测以提高报警的准确性,也可以串联灭火系统达到自动灭火的作用,另外还可以与计算机协同监控,从而加强对火灾的控制。如今高层建筑越来越多,而我们的高层灭火体系还不够完善,火灾自动报警灭火系统还有很大的发展空间。
参考文献
[1]马明建.数据采集与处理技术[M].西安:西安交通大学出版社,2006.
[2]吴龙标,方俊,谢启源.火灾探测与信息处理[M].北京:化学工业出版社,2006.
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[4]张满栋,杨胜强,高伟卫.报警控制图形系统开发实例[M].北京:机械工业出版社,2006.
报警防盗系统的设计 篇9
随着国民经济高速发展, 人民的财产与生命安全越来越值得注意。防盗报警系统是用物理方法或光电、电子、计算机等技术, 自动探测监测区内的入侵行为产生的报警信号, 并提示监测人员发生区域。报警防盗系统是保为平安、预防盗窃, 抢劫等事件的重要设备。当有突发事件时, 就可以在监测控制中心, 通过报警的信号查出侵入点, 迅速采取措施。抽样调查表明, 普通的家庭很少装有电子防盗报警装置, 因现有的廉价家用电子防盗报警系统只够实现简单的报警, 不能在犯罪发生后给予警方取证留下任何帮助;而大型监控系统造价高, 且需要配备专业的监控人员, 不适合家用。随着人民生活水平地提高和生活节奏地提高, 开发基于移动和固定通信网络的无人监控防盗系统有着巨大的经济价值和深远的社会意义。
2、系统原理
本系统的特点如下: (1) 采用先进的传感技术获得灵敏的侵入信号; (2) 语音芯片的编程; (3) 使用单片机技术完成智能系统的控制; (4) 遥控技术和电话线远程通信的关键部分是DTMF收发电路。
电话报警将从以下几个部分入手, 电话报警的遥控器部分, 采用无线控制模式。检测模块根据用户的需要可以设置在4个以内。这四个“检测模块”都可以触发控制电路。
控制电路完成语音报警:由检测模块来的信号触发自动拨号, 先拨打110, 收到110的提机信号进行语音播放出事地点 (这个语音由用户购回该产品后进行设置) 三遍, 然后拨通主人的手机号码, 进行提示报警。
报警流程:传感器监测到侵入信号, 用SN74LS148译码传输到单片机, 单片机开始运行, 把储存的号码用MT8880传到电话线路, 接通后, ISD1420语音芯片把之前录制的语音信息放大并传给呼叫方, 完成报警。
报警信息的录制:录音时间8至20秒, 录音时Led3点亮同时ISD1420的25引脚变低, 录音结束后退出, Led3熄灭。
预设号码:用键盘录入号码, 在LED显示器上进行设置。此系统能设置4个号码, 分别在4个位置, 可以查询与拨打。
接收到启动信号后89S52开启采集模块, 并初始化图像存储模块62256.完成初始化后对图像采集的部分传输拍摄命令, 然后接收拍摄传回的图像数据, 并把传回的数据保存在数据缓存当中。接收完一个完整的数据后读出在图像缓存里的数据, 最后通过USB接口保存在U盘。整个系统框图如图1所示。
3、结语
本款新型智能无人监控防盗报警器是为解决快速报警, 有利于公安人员通过报警器的语音信息及时地将罪犯绳之以法。该系统的核心是探测、智能报警, 实验证明各种指标都基本达到要求。我们充分考虑了系统可靠性、安全性和适用性, 有较高的性价比, 适合于广泛推广使用。
参考文献
[1]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计[M].北京:航空航天大学出版社, 1990.
[2]贾金玲.单片机原理及应用[M].成都:电子科技大学出版社, 2004.