專利名稱：可機(jī)動(dòng)布防的三維邊界物聯(lián)感知裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及區(qū)域邊界的無(wú)線感知領(lǐng)域，廣泛的使用在鉄路、公路、高速公路沿線、高鐵護(hù)欄、通信光纖線纜、邊界界定、軍事區(qū)、基本農(nóng)田邊界、ー些禁止出入的邊界、特殊區(qū)監(jiān)控場(chǎng)合。
背景技術(shù)：
一般邊界周邊環(huán)境圖像的監(jiān)測(cè)，大都使用視頻圖像監(jiān)控裝置，市場(chǎng)上大量的視頻圖像裝置體積很大，常規(guī)狀態(tài)下需要市電提供電源支持，不能夠或很難使用便攜式電源供電，這樣就給沒(méi)有電源的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)圖像的數(shù)據(jù)傳輸帶了困難。在實(shí)際工作中，需要獲取邊界周邊的多種狀態(tài)的數(shù)據(jù)參數(shù)。常規(guī)情況下，我們就會(huì)采用人員巡查的辦法，靠人員實(shí)際到現(xiàn)場(chǎng)查看，造成大量人力物力的浪費(fèi)。基本農(nóng)田、公路 沿線、野外邊界區(qū)域往往不具備供電條件，使圖像數(shù)據(jù)的獲取難以實(shí)施動(dòng)態(tài)獲取，雖然可以借助具有圖像功能的手機(jī)并使用無(wú)線網(wǎng)實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的傳輸，但是需要人員在圖像拍攝的現(xiàn)場(chǎng)，不能夠動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)的獲取圖像數(shù)據(jù)。而且利用這種傳輸技術(shù)費(fèi)用較高，不能大范圍的使用。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們將圖像傳感技木，三維加速度技木，實(shí)現(xiàn)邊界周圍環(huán)境參數(shù)的采集，通過(guò)無(wú)線ZigBee無(wú)線傳輸接收協(xié)議，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和接收，裝置采用低功耗的元器件，實(shí)現(xiàn)邊界周邊環(huán)境狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要采用ZigBee無(wú)線傳輸協(xié)議和使用低功耗的圖像傳感器以及三維加速度傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)邊界周邊環(huán)境數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。為了實(shí)現(xiàn)上述功能，我們公開(kāi)了ー種裝置，這種裝置由圖像傳感、三維加速度部件，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化接收部件，數(shù)據(jù)處理部件,無(wú)線接收傳輸部件，電源部件五個(gè)部分組成。如圖I所示，圖中圖像傳感、三維加速度傳感部分是獲取裝置周圍圖像數(shù)據(jù)以及裝置本身狀態(tài)的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生的圖像和三維加速度數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化接收部件，該部件主要是將傳輸進(jìn)來(lái)的模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，并按照一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完成數(shù)據(jù)組裝。組裝后的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理部件，見(jiàn)圖I所示數(shù)據(jù)處理部件，這是核心部件，它將由數(shù)據(jù)處理部件將數(shù)據(jù)按照一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)傳給無(wú)線接收、傳輸部分，該部件完成圖像三維數(shù)據(jù)的輸出，同時(shí)又接收其他裝置傳來(lái)的數(shù)據(jù)，具有收發(fā)功能。無(wú)線接收傳輸部件采用ZigBee無(wú)線傳輸協(xié)議，完成裝置之間的數(shù)據(jù)傳輸和接收。工作過(guò)程是圖像傳感器采集裝置周圍的圖像數(shù)據(jù)，采集的圖像數(shù)據(jù)發(fā)生變化后，就會(huì)觸發(fā)無(wú)線傳輸部件，將圖像傳遞到遠(yuǎn)端，同時(shí)安裝在裝置內(nèi)的三維加速度傳感器感知裝置本身的三維狀態(tài)和裝置周邊的振動(dòng)情況，當(dāng)三維加速度狀態(tài)值發(fā)生變化吋，也會(huì)觸發(fā)無(wú)線數(shù)據(jù)接收發(fā)送部件，進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。圖像傳感、三維加速度產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)和裝置本身的三維狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化接收部件對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，然后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給數(shù)據(jù)處理部件，數(shù)據(jù)處理部件將接收到的圖像和三維加速度傳感的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)組裝，按照ー定的數(shù)據(jù)格式，傳輸給無(wú)線接收傳輸部件，無(wú)線接收傳輸部件最后將圖像和三維狀態(tài)信息以無(wú)線的方式傳輸出去，完成圖像和三維狀態(tài)信息的傳輸過(guò)程。圖I中的電源部件是給整個(gè)裝置組成部件提供電源支持，由于本裝置采用了低功耗的IC集成電路技術(shù)，整個(gè)電路的功耗極低，完全能夠在沒(méi)有市電的環(huán)境下，采取電池供電實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的功能。本裝置發(fā)明體積小，重量輕，安裝攜帯方便，便于施工，可機(jī)動(dòng)布防性強(qiáng)。可以很方便的安裝在實(shí)體界樁、樁體、建筑物的邊沿以及任何固定的物體上，維護(hù)方便且運(yùn)行可靠。采用的是模塊化設(shè)計(jì)，低功耗的芯片，可靠使用半年以上，在電源能量達(dá)不到工作要求時(shí)，裝置會(huì)自動(dòng)發(fā)出電量低的信息，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通知服務(wù)器，并發(fā)消息通知用戶，及時(shí)更換電源，保證裝置正常工作。裝置內(nèi)的無(wú)線接收傳輸部件可以自組織網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，穩(wěn)定性好、節(jié)能強(qiáng)、高帶寬、可以自我構(gòu)建最優(yōu)傳輸路徑，無(wú)需人為設(shè)定，傳輸能力強(qiáng)，可以在能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線通訊的范圍內(nèi)自行組網(wǎng)，裝置的數(shù)量可以自由増加，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)。


圖I 組成部件圖。圖2 基本農(nóng)田保護(hù)應(yīng)用案例圖。
具體實(shí)施例方式在基本農(nóng)田范圍內(nèi)、公路沿線，通訊電纜地下鋪設(shè)的位置和禁止區(qū)戒嚴(yán)區(qū)都設(shè)有界樁標(biāo)識(shí)，用于提醒防止地下設(shè)施和地面設(shè)施遭受意外的破壞，現(xiàn)在的邊界裝置都不具有圖像數(shù)據(jù)傳輸特性，而不能被權(quán)利單位及時(shí)獲得現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)情況。尤其是在基本農(nóng)田被非法侵占、ー些公共設(shè)施遭受破壞時(shí)而得不到及時(shí)有效的制止。將本發(fā)明裝置，安裝在這些界樁上可以很方便的解決這個(gè)問(wèn)題。如圖2所示，圖中的裝置一至裝置五就是本發(fā)明中所指的裝置，多邊形部分是ー塊已經(jīng)劃定的基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)域。在以往的土地執(zhí)法監(jiān)察中，是按照指定的巡查路線，對(duì)圖中基本農(nóng)田實(shí)行動(dòng)態(tài)的巡査，巡査人員對(duì)基本農(nóng)田的邊界是否遭到破壞以及農(nóng)田部分是否有非法侵占和破壞耕地的現(xiàn)象一一查看并作詳細(xì)的記錄。這種巡査方式往往由于有諸多客觀和主管因素的存在，而使巡查不徹底，不明確，沒(méi)有實(shí)際的圖像數(shù)據(jù)做佐證，就會(huì)給ー些土地違法行為提供了條件，基本農(nóng)田不能得到有效的保護(hù)。為了解決巡查不到位、不徹底的現(xiàn)象發(fā)生，我們可以在基本農(nóng)田的邊界周圍，選取合適的位置，將本發(fā)明裝置安裝固定或者依附在ー個(gè)適當(dāng)?shù)奈恢蒙?。這樣裝置中的圖像傳感、三維加速度部件就會(huì)將監(jiān)測(cè)的農(nóng)田實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)和固定本裝置的三維狀態(tài)數(shù)據(jù)，按照一定的時(shí)間間隔，將圖像和狀態(tài)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)自組網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)端的數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心依據(jù)接收的圖像和三維狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷基本農(nóng)田的邊界和基本農(nóng)田是否遭到了破壞和非法侵占。從而避免了非法侵占破壞基本農(nóng)田現(xiàn)象發(fā)生，到達(dá)了動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)巡查的目的。 以上所述，僅僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施案例，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本 發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.本裝置主要用在對(duì)一個(gè)特定區(qū)域的周邊環(huán)境和周邊內(nèi)部的監(jiān)控，其特征在于，包括圖像傳感、三維加速度部件，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化接收部件，數(shù)據(jù)處理部件,無(wú)線接收傳輸部件，電源部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述圖像傳感部件，采集周邊內(nèi)部的圖像并將采集到的圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號(hào)，三維加速度用于監(jiān)控裝置本身和裝置周邊的振動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)將這兩種狀態(tài) 的值，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述數(shù)據(jù)處理部件接收到圖像傳感信號(hào)后，進(jìn)行圖像的比對(duì)，如果圖像發(fā)生變化，會(huì)將變化圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述數(shù)據(jù)處理部件接收到裝置本身因?yàn)槭艿酵饬Φ挠绊懀湮恢萌S狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，會(huì)觸發(fā)裝置將變化的信息傳輸。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述數(shù)據(jù)處理部件接收到裝置周圍有振動(dòng)發(fā)生時(shí)，會(huì)觸發(fā)信號(hào)將數(shù)據(jù)傳輸。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述無(wú)線接收傳輸部件，其特征采用了ZigBee無(wú)線傳輸接收協(xié)議技術(shù)和自組網(wǎng)技術(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述電源部分，其特征實(shí)現(xiàn)非市電供電，采用干電池，可充電電池，鋰電池供電，實(shí)現(xiàn)低功耗工作方式。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述，其特征在40*60的線路板上實(shí)現(xiàn)1-4功能。
全文摘要
本發(fā)明由圖像傳感、三維加速度傳感部件，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化接收部件，數(shù)據(jù)處理部件，無(wú)線接收傳輸部件，電源部件組成。用在需要實(shí)時(shí)監(jiān)控的區(qū)域，特別是在供電受限制，需要實(shí)時(shí)傳遞圖像照片，又要監(jiān)測(cè)裝置周邊的振動(dòng)情況。該裝置采用低功耗的圖像傳感器，用來(lái)監(jiān)測(cè)裝置的周圍圖像變化狀態(tài)，三維加速度傳感器，用于監(jiān)控裝置本身的狀態(tài)，同時(shí)感知來(lái)自裝置周邊環(huán)境的振動(dòng)狀態(tài)。數(shù)據(jù)采用無(wú)線感知網(wǎng)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控、采集、傳輸本裝置的周邊圖像，振動(dòng)和裝置本身的三位狀態(tài)。同時(shí)裝置本身將監(jiān)測(cè)到的圖像數(shù)據(jù)，振動(dòng)數(shù)據(jù)和裝置本身的三維狀態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程。
文檔編號(hào)H04W84/18GK102685452SQ20121002923
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月10日
發(fā)明者劉永, 劉镕暢, 邱義波 申請(qǐng)人:劉镕暢