專利名稱：一種智能視頻火災(zāi)檢測td-scdma/wsn復(fù)合物聯(lián)網(wǎng)終端裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型一種智能視頻火災(zāi)檢測TD-SCDMA/WSN復(fù)合物聯(lián)網(wǎng)終端裝置，涉及一種視頻圖像信息采集，遠(yuǎn)距離傳輸、火災(zāi)圖像識別、中轉(zhuǎn)其它物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)據(jù)以及異常報(bào)警的設(shè)備，尤其涉及3G移動(dòng)通信技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、Internet網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合以及短距離ZigBee網(wǎng)絡(luò)通信與遠(yuǎn)距離通信的組網(wǎng)技術(shù)。本實(shí)用新型一種智能視頻火災(zāi)檢測 TD-SCDMA/WSN復(fù)合物聯(lián)網(wǎng)終端裝置，能夠?qū)崟r(shí)分析監(jiān)測區(qū)域有無火災(zāi)發(fā)生，在檢測有火焰時(shí)，通過3G無線通信模塊將其圖像信息傳輸至遠(yuǎn)程控制中心，并發(fā)出報(bào)警信號，適合倉庫、 工廠、樓宇、森林等重要場所的火災(zāi)自動(dòng)監(jiān)控。
二背景技術(shù)：
目前，在安防監(jiān)測系統(tǒng)中，比如大型倉庫、工廠、樓宇、森林防火監(jiān)測等，常需要在監(jiān)測區(qū)域部署大量智能終端進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)傳輸至監(jiān)控中心便于管理人員的管理和監(jiān)控。由于監(jiān)測點(diǎn)分散、分布范圍廣、而且大多數(shù)終端需要部署在無人值守的野外惡劣環(huán)境中，距離監(jiān)控中心比較遠(yuǎn)，通過有線方式尤其是視頻圖像信息，會受到布線、傳輸速率、成本等多種因素的制約，難以在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中使用。寬帶移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展使得高速遠(yuǎn)程傳輸視頻圖像信息成為可能。因此，本實(shí)用新型智能視頻火災(zāi)檢測TD-SCDMA/ WSN復(fù)合物聯(lián)網(wǎng)終端裝置實(shí)現(xiàn)了將視頻攝像頭與短距離無線通信模塊集成在一起，構(gòu)成視頻信息傳感裝置。通過嵌入火焰檢測、識別新算法，并利用TD-SCDMA無線移動(dòng)通信模塊進(jìn)行視頻圖像的遠(yuǎn)程高速傳輸，從而實(shí)現(xiàn)防火監(jiān)測。
三、技術(shù)內(nèi)容(1)發(fā)明目的本實(shí)用新型一種支持智能視頻火災(zāi)檢測TD-SCDMA/WSN復(fù)合物聯(lián)網(wǎng)終端裝置目的就是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，開發(fā)一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能視頻火災(zāi)檢測裝置，具有分布式圖像采集和火災(zāi)自動(dòng)識別功能，能夠利用TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳輸視頻圖像，對異常情況進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警。(2)技術(shù)方案本實(shí)用新型一種智能視頻火災(zāi)檢測TD-SCDMA/WSN復(fù)合物聯(lián)網(wǎng)終端裝置主要由 ZigBee無線通信模塊1、控制模塊2、TD-SCDMA通信模塊3、視頻圖像信息采集模塊4以及電源模塊5組成。ZigBee無線通信模塊1采用Ζ-Stack協(xié)議棧搭建ZigBee網(wǎng)絡(luò)，遵循802. 15. 4協(xié)議，采用國際免費(fèi)的2. 4GHZ頻段通信；控制模塊2使用Lirmux操作系統(tǒng)，TD-SCDMA模塊3使用TDD雙工模式，載波帶寬為1. 6MHZ ；主控模塊2通過串口 1接收 ZigBee無線通信模塊采集的視頻圖像數(shù)據(jù)，通過串口 2將運(yùn)算處理的視頻數(shù)據(jù)信息傳輸給TD-SCDMA模塊3，通過AT指令初始化TD-SCDMA模塊，獲得網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商分配的IP地址與 Internet網(wǎng)絡(luò)建立連接。攝像頭通過編寫的視頻采集程序，讀取視頻圖像信息，視頻采集程序采用內(nèi)存映射方式代替直接讀取方式提高視頻流讀取速度，通過ZigBee無線通信模塊1接收視頻流數(shù)據(jù)進(jìn)行無線傳輸至控制模塊2，控制模塊2選擇三星公司ARM920T內(nèi)核的 16/32位的RISC嵌入式微處理器S3C2440A，控制模塊與ZigBee直接通過串口 1相連，通過串口 2將處理后的視頻數(shù)據(jù)發(fā)送給TD-SCDMA模塊3，TD-SCDMA采用LC6311核心芯片，使用 UART和USB兩種通信接口收發(fā)數(shù)據(jù)，使用更為方便和靈活，內(nèi)部集成TCP/IP協(xié)議，可以方便連接Internet，電源模塊5采用5V穩(wěn)壓電源盒3. 3V電壓。(3)技術(shù)效果一種智能視頻火災(zāi)檢測TD-SCDMA/WSN物聯(lián)網(wǎng)終端裝置是一種融合了物聯(lián)網(wǎng)、3G 移動(dòng)通信、模式識別等領(lǐng)域最新技術(shù)的火災(zāi)視頻檢測設(shè)備，本實(shí)用新型均采用無線通信方式，具有安裝簡單、部署靈活、成本低、適應(yīng)性強(qiáng)、維護(hù)方便、自動(dòng)化、智能化程度高等優(yōu)點(diǎn)， 非常適合用于倉庫、工程、樓宇等重要場所的火災(zāi)自動(dòng)監(jiān)控，這將大大突破紅外煙傳感探測、有線視頻傳輸、人工觀測等火災(zāi)監(jiān)控方式的局限性，是高度自動(dòng)化、遠(yuǎn)程化及智能化的監(jiān)控系統(tǒng)。本實(shí)用新型一種智能視頻火災(zāi)檢測TD-SCDMA/WSN物聯(lián)網(wǎng)終端裝置的研究與產(chǎn)業(yè)化推廣，將極大改進(jìn)火災(zāi)安全監(jiān)控領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，提高火災(zāi)安全監(jiān)控技術(shù)水平，促進(jìn)國內(nèi)火災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)向便攜化、智能化發(fā)展，在公共安全、智能家居系統(tǒng)中有著十分廣闊的應(yīng)用前景，是構(gòu)建和諧社會的一種有效技術(shù)裝備。


以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。圖1是本實(shí)用新型原理框圖圖2是本實(shí)用新型ZigBee模塊原理圖圖3是本實(shí)用新型TD-SCDMA模塊原理圖圖4是本實(shí)用新型核心板接口原理圖圖5是本實(shí)用新型視頻圖像采集模塊原理圖圖6是電源模塊原理圖
五具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步說明參照圖1，圖1表示本實(shí)用新型終端硬件連接框圖。本實(shí)用新型的硬件基于 SAMSUNG的S3C2440A微處理器實(shí)現(xiàn)，以微處理器單元為核心，實(shí)現(xiàn)一種具有計(jì)算能力、存儲能力和通信能力的無線中央控制主機(jī)功能。硬件連接包括控制模塊、ZigBee模塊、 TD-SCDMA無線通信模塊、視頻圖像數(shù)據(jù)采集模塊、電源模塊等。其中，攝像頭采集模塊、 ZigBee模塊、3G通信模塊均通過RS232串口與控制模塊相連，液晶屏、按鍵等外設(shè)與微處理器通過GPIO 口相連。參照圖2，圖2表示本實(shí)用新型的ZigBee無線通信模塊，本實(shí)用新型ZigBee通信芯片選用CCM30，符號ZigBee規(guī)范，能夠滿足以ZigBee為基礎(chǔ)的2. 4GHZ ISM波段應(yīng)用對低成本、低功耗的要求。它結(jié)合一個(gè)高性能2. 4GHZ DSSS射頻收發(fā)器核心和一顆工業(yè)級小巧高效的8051控制器。CC2430芯片ARM9之間使用SPI總線通信，調(diào)試接口、指示燈和按鍵等電路通過底板擴(kuò)展。參照圖3，圖3表示本實(shí)用新型TD-SCDMA模塊原理圖。其中，TD-SCDMA選用的是 LC6311。LC6311支持TD-HSDPA與GGE雙模，支持系統(tǒng)間跨網(wǎng)自動(dòng)無縫切換，在TD-HSDPA 制式下，下行數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到2. 8Mbps ；支持在TD-SCDMA制式下的上下行非對稱數(shù)據(jù)傳輸能力，上下行數(shù)據(jù)傳輸速率可分別達(dá)到384Kbps;內(nèi)部集成TCP/IP協(xié)議，可以方便連接Internet，可以廣泛應(yīng)用不同的行業(yè)領(lǐng)域。對于調(diào)試LC6311主要分為兩個(gè)步驟連接 LC6311模塊上的各跳線，連接電源實(shí)現(xiàn)模塊啟動(dòng)，啟動(dòng)超級終端，設(shè)置相應(yīng)Port端口 com3， 進(jìn)行相關(guān)操作設(shè)置波特率、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位、停止位、數(shù)據(jù)流控制位等。參照圖4，圖4表示本實(shí)用新型核心板接口原理圖。微處理器通過IXD Control引腳與液晶屏相連，通過Camera Interface接口與攝像頭相連。參照圖5，圖5表示本實(shí)用新型視頻圖像采集模塊原理圖。其中攝像頭選用0V9650 CMOS芯片，最大分辨率能達(dá)到1300*1(^8像素(130萬像素)攝像頭采用3. 3V和5V電源供 H1^ ο參照圖6，圖6表示本實(shí)用新型電源模塊原理圖。圖6表示3. 3V電源和5V穩(wěn)壓電源。微處理器芯片S3C2440A使用3. 3V和1. 25V電源，3. 3V電壓通過電路設(shè)置轉(zhuǎn)換成內(nèi)核所需的1. 25V電壓，5V電源為給CPU和I/O進(jìn)行供電和復(fù)位等。另外，本實(shí)用新型的按鍵、液晶屏等外設(shè)單元。按鍵外設(shè)采用常用的高低電平轉(zhuǎn)換，并通過矩陣按鍵掃描的程序?qū)崿F(xiàn)，液晶屏顯示基于帶中文字庫的128*64實(shí)現(xiàn)。128*64 是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級、二級簡體中文字庫的點(diǎn)陣圖像液晶顯示模塊，其顯示分辨率為1觀*64，內(nèi)置8192個(gè)16*16點(diǎn)漢字和 128個(gè)16*8點(diǎn)ASCII字符集。利用該模塊靈活的接口方式和簡單方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖像界面。
權(quán)利要求1.一種支持智能視頻火災(zāi)檢測TD-SCDMA/WSN復(fù)合物聯(lián)網(wǎng)終端裝置，其特征在于系統(tǒng)主要由視頻圖像信息采集模塊、ZigBee無線通信模塊，控制模塊、TD-SCDMA通信模塊以及電源模塊組成，主控模塊2使用Lirmux操作系統(tǒng)，ZigBee無線模塊2采用Z-Stack協(xié)議棧搭建ZigBee網(wǎng)絡(luò)，遵循802. 15. 4協(xié)議，采用國際免費(fèi)的2. 4GHZ頻段通信；TD-SCDMA模塊3 使用TDD雙工模式，載波帶寬為1. 6MHZ ；主控模塊2通過串口 1接收ZigBee無線通信模塊采集的視頻圖像數(shù)據(jù)，通過串口 2將運(yùn)算處理的視頻數(shù)據(jù)信息傳輸給TD-SCDMA模塊3，通過 AT指令初始化TD-SCDMA模塊，獲得網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商分配的IP地址與hternet網(wǎng)絡(luò)建立連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能視頻火災(zāi)檢測TD-SCDMA/WSN復(fù)合物聯(lián)網(wǎng)終端裝置， 其特征在于所使用的控制模塊2的底板為ARM920T內(nèi)核的16/32位的RISC嵌入式微處理器S3C2440A，視頻圖像采集模塊4采用的主芯片型號是CMOS 0V9650, ZigBee無線模塊 1中射頻收發(fā)芯片使用的是CCM30，3G無線通信模塊為TD-SCDMA3，型號為大唐LC6311，支持系統(tǒng)間跨網(wǎng)自動(dòng)無縫切換，支持UART和USB兩種通信接口，使用更為方便和靈活，內(nèi)部集成TCP/IP協(xié)議，可以方便連接Internet，電源模塊5采用5V穩(wěn)壓電源和3. 3V電壓。
專利摘要本實(shí)用新型一種智能視頻火災(zāi)檢測TD-SCDMA(Time-Division Synchronous Code Division Multiple Access，時(shí)分同步碼分多址)/WSN(Wireless Sensor Network，無線傳感器網(wǎng)絡(luò))復(fù)合物聯(lián)網(wǎng)終端裝置，主要由視頻圖像信息采集模塊、ZigBee無線模塊、控制模塊、TD-SCDMA無線通信模塊和電源模塊組成，實(shí)現(xiàn)視頻圖像信息采集、傳輸、檢測和識別功能。智能視頻火災(zāi)檢測TD-SCDMA/WSN復(fù)合終端部署于監(jiān)測區(qū)域，以自組織方式形成層次型網(wǎng)絡(luò)，層次型網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部采用單跳通信方式、網(wǎng)間采用多跳通信方式，終端協(xié)同處理感知的監(jiān)測區(qū)域信息通過TD-SCDMA模塊遠(yuǎn)程傳輸至監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)分析、處理有無火災(zāi)信息、對異常情況報(bào)警等功能。本實(shí)用新型具有微型化、低成本、低功耗、安裝簡單方便、識別率高、誤報(bào)率低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H04N7/18GK202218339SQ20112014588
公開日2012年5月9日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者嚴(yán)云洋, 胡榮林, 顧相平 申請人:揚(yáng)州蘇安物聯(lián)傳感科技有限公司, 淮陰工學(xué)院