基于北斗和终端设备网络结合的应急预警系统的制作方法

1.本实用新型涉及应急预警技术领域，具体涉及一种基于北斗和终端设备网络结合的应急预警系统。


背景技术：

2.自然灾害给人类的生存带来危害，且损害人类的生活环境，比如极端天气、地震、积水、山洪和泥石流等，给人类的人身和财产带来难以估量的损失。为了尽可能的减少自然灾害给人类带来的损失，在自然灾害发生前或发生过程中及时进行预警是不可缺少的措施。
3.现有的预警技术主要依托于手机网络、广播电视以及收音机无线电网络。但是常常需要预警最急切的地方是在偏远的山区、农村、林区和大型自然景观地带。这些地区手机信号、广播电视信号和收音机无线电信号一般很弱，此外，偏远地区缺电，日常通信手段缺乏，无法可靠及时的将预警信息送达。但是这些地区北斗卫星信号却很强，北斗卫星信号覆盖了整个我国所有地区，特别是在偏远地区由于没有遮挡和电磁干扰，使得信号很强很稳定，可以及时发出预警信息。为此，亟需一种基于北斗和终端设备网络结合的应急预警技术方案。


技术实现要素：

4.为此，本实用新型提供一种基于北斗和终端设备网络结合的应急预警系统，解决偏远地区自然灾害等紧急情况预警无法进行预警信息及时送到的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：基于北斗和终端设备网络结合的应急预警系统，包括若干分布在预警场所的终端设备，所述终端设备与北斗发送工作站建立连接关系，终端设备包括主控制单元、主电源模块、辅助电源模块、北斗短报文接收单元、语音转换单元、预警播报单元、功放单元和扬声器单元；所述主电源模块、辅助电源模块、北斗短报文接收单元、语音转换单元、预警播报单元分别于所述主控制单元电连接；所述北斗短报文接收单元、语音转换单元、预警播报单元、功放单元和扬声器单元均与所述主电源模块电连接；所述功放单元与所述预警播报单元电连接，所述扬声器单元与所述功放单元电连接；
6.所述主电源模块用于对预警状态下的北斗短报文接收单元、语音转换单元、预警播报单元、功放单元和扬声器单元进行供电；所述辅助电源模块用于对主控制单元进行空闲状态供电；所述北斗短报文接收单元用于接收北斗发送工作站发出的播报命令；所述语音转换单元用于将接收的北斗发送工作站发出的播报内容转换为音频信号；所述预警播报单元用于对语音转换单元转换的音频信号进行播报，所述功放单元用于对进行播报的音频信号进行功率放大；所述扬声器单元用于对功放单元的放大后的音频信号进行声音输出。
7.作为基于北斗和终端设备网络结合的应急预警系统的优选方案，还包括手机辅助单元，所述手机辅助单元与所述主控制单元之间电连接，所述手机辅助单元包括手机辅助
电源、手机网络模块、手机定位模块和摄像模块；所述手机辅助电源、手机定位模块和摄像模块均与所述手机网络模块电连接；所述手机定位模块和摄像模块均与所述手机辅助电源电连接；所述手机辅助电源用于对手机网络模块、手机定位模块和摄像模块进行供电，所述手机网络模块用于进行位置信息和拍照信息进行网络回传；所述手机定位模块用于对终端设备进行定位，所述摄像模块用于拍摄终端设备周围的环境照片。
8.作为基于北斗和终端设备网络结合的应急预警系统的优选方案，还包括太阳能发电单元，所述太阳能发电单元与所述主电源模块、辅助电源模块及手机辅助电源电连接，太阳能发电单元用于对主电源模块、辅助电源模块及手机辅助电源进行供电。
9.作为基于北斗和终端设备网络结合的应急预警系统的优选方案，所述手机网络模块采用ec20；所述手机定位模块采用rd0538t1北斗芯片。
10.作为基于北斗和终端设备网络结合的应急预警系统的优选方案，所述主控制单元采用pic18f46k22；所述北斗短报文接收单元采用rd0538t1；所述语音转换单元采用讯飞tts语音转换芯片xfs5152ce；所述功放单元采用50wx2。
11.作为基于北斗和终端设备网络结合的应急预警系统的优选方案，当北斗发送工作站发出开启指定终端设备的播报命令时，所述指定终端设备接收线程接收命令，然后通知所述主控制单元，所述主控制单元启动所述主电源模块给北斗短报文接收单元、语音转换单元、预警播报单元、功放单元和扬声器单元加电；所述北斗短报文接收单元接收北斗发送工作站发出的播报内容，所述语音转换单元将接收的北斗发送工作站发出的播报内容转换为音频信号，所述预警播报单元对语音转换单元转换的音频信号进行播报，所述功放单元对进行播报的音频信号进行功率放大；所述扬声器单元对功放单元的放大后的音频信号进行声音输出；播放完毕后，所述主控制单元将主电源模块关闭，进入半功耗状态。
12.作为基于北斗和终端设备网络结合的应急预警系统的优选方案，对每个终端设备进行地址码配置，每个终端设备监听所述北斗发送工作站发来的地址码和指令码，当终端设备的地址码与北斗发送工作站发来的地址码吻合后，对应的终端设备根据所述指令码进行操作。
13.作为基于北斗和终端设备网络结合的应急预警系统的优选方案，当终端设备匹配到与所述北斗发送工作站发来的地址码吻合后，对应终端设备接收加密的短报文并进行解密播报；短报文正文利用3des加密传输，在终端设备利用密钥解密。
14.作为基于北斗和终端设备网络结合的应急预警系统的优选方案，每个终端设备的地址码在安装发布前保存到北斗发送工作站的服务数据库。
15.作为基于北斗和终端设备网络结合的应急预警系统的优选方案，在空闲状态下所述辅助电源模块工作，维持主控制单元的半功耗状态；主控制单元的支持监听接收短报文的线程处于正常工作状态
16.本实用新型具有如下优点：通过主电源模块对预警状态下的北斗短报文接收单元、语音转换单元、预警播报单元、功放单元和扬声器单元进行供电；辅助电源模块对主控制单元进行空闲状态供电；北斗短报文接收单元接收北斗发送工作站发出的播报命令；语音转换单元将接收的北斗发送工作站发出的播报内容转换为音频信号；预警播报单元对语音转换单元转换的音频信号进行播报，功放单元对进行播报的音频信号进行功率放大；扬声器单元对功放单元的放大后的音频信号进行声音输出。本实用新型空闲时节电运行，播
报时按照远程指令启动，十分符合长期处于空闲工作状态的设备优化运行；不仅节电，而且不带电的设备不容易损坏；
17.本实用新型还对每个终端设备进行地址码配置，每个终端设备监听北斗发送工作站发来的地址码和指令码，当终端设备的地址码与北斗发送工作站发来的地址码吻合后，对应的终端设备根据指令码进行操作。当终端设备匹配到与北斗发送工作站发来的地址码吻合后，对应终端设备接收加密的短报文并进行解密播报；短报文正文利用3des加密传输，在终端设备利用密钥解密；
18.本实用新型利用地址码来分辨是否合法的终端技术用于终端设备，还可以做到发送端和终端设备相互印证，确保安全和高效，短报文加密传输具有十分重要的保密意义；能够借助定位信息进行防盗，利用手机网络辅助回传信息，确保设备的安全。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
20.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
21.图1为本实用新型实施例中提供的基于北斗和终端设备网络结合的应急预警系统示意图；
22.图2为本实用新型实施例中提供的基于北斗和终端设备网络结合的应急预警过程短报文数据结构；
23.图3为本实用新型实施例中提供的基于北斗和终端设备网络结合的应急预警流程图；
24.图4为本实用新型实施例中提供的基于北斗和终端设备网络结合的应急预警系统手机辅助单元示意图；
25.图5为本实用新型实施例中提供的基于北斗和终端设备网络结合的应急预警系统主控制单元电路示意图；
26.图6为本实用新型实施例中提供的基于北斗和终端设备网络结合的应急预警系统监听及短报文接收单元前级电路示意图；
27.图7为本实用新型实施例中提供的基于北斗和终端设备网络结合的应急预警系统语音转换播报电路示意图。
28.图中：1、主控制单元；2、主电源模块；3、辅助电源模块；4、北斗短报文接收单元；5、语音转换单元；6、预警播报单元；7、功放单元；8、扬声器单元；9、手机辅助单元；10、手机辅助电源；11、手机网络模块；12、手机定位模块；13、摄像模块；14、太阳能发电单元。
具体实施方式
29.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.参见图1，提供一种基于北斗和终端设备网络结合的应急预警系统，包括若干分布在预警场所的终端设备，所述终端设备与北斗发送工作站建立连接关系，终端设备包括主控制单元1、主电源模块2、辅助电源模块3、北斗短报文接收单元4、语音转换单元5、预警播报单元6、功放单元7和扬声器单元8；所述主电源模块2、辅助电源模块3、北斗短报文接收单元4、语音转换单元5、预警播报单元6分别于所述主控制单元1电连接；所述北斗短报文接收单元4、语音转换单元5、预警播报单元6、功放单元7和扬声器单元8均与所述主电源模块2电连接；所述功放单元7与所述预警播报单元6电连接，所述扬声器单元8与所述功放单元7电连接；
31.所述主电源模块2用于对预警状态下的北斗短报文接收单元4、语音转换单元5、预警播报单元6、功放单元7和扬声器单元8进行供电；所述辅助电源模块3用于对主控制单元1进行空闲状态供电；所述北斗短报文接收单元4用于接收北斗发送工作站发出的播报命令；所述语音转换单元5用于将接收的北斗发送工作站发出的播报内容转换为音频信号；所述预警播报单元6用于对语音转换单元5转换的音频信号进行播报，所述功放单元7用于对进行播报的音频信号进行功率放大；所述扬声器单元8用于对功放单元7的放大后的音频信号进行声音输出。
32.参见图5、图6和图7，手机网络模块11采用ec20；所述手机定位模块12采用rd0538t1北斗芯片。所述主控制单元1采用pic18f46k22；所述北斗短报文接收单元4采用rd0538t1；所述语音转换单元5采用讯飞tts语音转换芯片xfs5152ce；所述功放单元7采用50wx2。
33.辅助图3，本实用新型中终端设备分成了主电源模块2、辅助电源模块3、主控制单元1、北斗短报文接收单元4、语音转换单元5和预警播报单元6。在平时大部分空闲时候，仅仅辅助电源模块3工作，维持主控制单元1半功耗状态。主控制单元1的支持监听接收短报文的线程处于正常工作状态，其他线程和端口均处于休眠状态。其他各个上述单元由主电源模块2控制，主电源模块2处于微功耗状态，主电源模块2所供电的各个单元都没有电。当远程北斗发送工作站发出开启某个终端设备的播报命令时，该终端设备接收线程部分接收命令，然后告知主控制单元1，主控制单元1启动主电源模块2，给其他各个单元加电。然后接收短报文正文，转换为语音，给预警播报单元6播报，输出到功放。播放完毕后，主控制单元1将主电源模块2关闭，进入半功耗状态。
34.具体的，终端设备上电以后，从eeprom中读取已经保存的参数，进行初始化操作。读取sim卡信息，进行解析，识别卡的级别和操作频度。将这些参数作为全局变量保存，以便后面通讯时候使用。延时时间到，申请信号强度信息，信号强度很弱时，不进行下一步操作。延时到，申请全球统一校对时钟，解析为中国时区时间，进行显示，循环进行。延时到，申请经纬度定位信息，按照sim卡的频度进行申请操作和回执处理。实时接收等待短报文的到
来，解析为字符，判断是否要求打开后级功放和关闭后级功放。如果是打开后级功放，则发送给语音转换单元5，进行语音识别，然后输出音频信号给功放单元7。
35.参见图4，还包括手机辅助单元9，所述手机辅助单元9与所述主控制单元1之间电连接，所述手机辅助单元9包括手机辅助电源10、手机网络模块11、手机定位模块12和摄像模块13；所述手机辅助电源10、手机定位模块12和摄像模块13均与所述手机网络模块11电连接；所述手机定位模块12和摄像模块13均与所述手机辅助电源10电连接；所述手机辅助电源10用于对手机网络模块11、手机定位模块12和摄像模块13进行供电，所述手机网络模块11用于进行位置信息和拍照信息进行网络回传；所述手机定位模块12用于对终端设备进行定位，所述摄像模块13用于拍摄终端设备周围的环境照片。终端设备长期置放于外部，可能出现被人为偷盗和损坏的情况。针对这个问题，本技术方案在终端设备的外壳里封装了手机定位模块12和摄像模块13，并配置防拆远程报警开关，在北斗发送工作站中利用辅助的手机网络回传这些信息，以便做到跟踪和监视的目的。
36.具体的，本实用新型增加利用手机网络的功能，在功能信号良好的地方启动，可以帮助回传终端设备的工作状态，工作进度，防盗，防毁坏等信息。此外，还包括太阳能发电单元14，所述太阳能发电单元14与所述主电源模块2、辅助电源模块3及手机辅助电源10电连接，太阳能发电单元14用于对主电源模块2、辅助电源模块3及手机辅助电源10进行供电。从而解决偏远地区缺电无法充分对终端设备进行供电的问题。
37.辅助图2和图3，具体的，对每个终端设备进行地址码配置，每个终端设备监听所述北斗发送工作站发来的地址码和指令码，当终端设备的地址码与北斗发送工作站发来的地址码吻合后，对应的终端设备根据所述指令码进行操作。当终端设备匹配到与所述北斗发送工作站发来的地址码吻合后，对应终端设备接收加密的短报文并进行解密播报；短报文正文利用3des加密传输，在终端设备利用密钥解密。每个终端设备的地址码在安装发布前保存到北斗发送工作站的服务数据库。在空闲状态下所述辅助电源模块3工作，维持主控制单元1的半功耗状态；主控制单元1的支持监听接收短报文的线程处于正常工作状态。
38.当北斗发送工作站发出开启指定终端设备的播报命令时，所述指定终端设备接收线程接收命令，然后通知所述主控制单元1，所述主控制单元1启动所述主电源模块2给北斗短报文接收单元4、语音转换单元5、预警播报单元6、功放单元7和扬声器单元8加电；所述北斗短报文接收单元4接收北斗发送工作站发出的播报内容，所述语音转换单元5将接收的北斗发送工作站发出的播报内容转换为音频信号，所述预警播报单元6对语音转换单元5转换的音频信号进行播报，所述功放单元7对进行播报的音频信号进行功率放大；所述扬声器单元8对功放单元7的放大后的音频信号进行声音输出；播放完毕后，所述主控制单元1将主电源模块2关闭，进入半功耗状态。
39.本实用新型通过主电源模块2对预警状态下的北斗短报文接收单元4、语音转换单元5、预警播报单元6、功放单元7和扬声器单元8进行供电；辅助电源模块3对主控制单元1进行空闲状态供电；北斗短报文接收单元4接收北斗发送工作站发出的播报命令；语音转换单元5将接收的北斗发送工作站发出的播报内容转换为音频信号；预警播报单元6对语音转换单元5转换的音频信号进行播报，功放单元7对进行播报的音频信号进行功率放大；扬声器单元8对功放单元7的放大后的音频信号进行声音输出。本实用新型空闲时节电运行，播报时按照远程指令启动，十分符合长期处于空闲工作状态的设备优化运行；不仅节电，而且不
带电的设备不容易损坏。本实用新型还对每个终端设备进行地址码配置，每个终端设备监听北斗发送工作站发来的地址码和指令码，当终端设备的地址码与北斗发送工作站发来的地址码吻合后，对应的终端设备根据指令码进行操作。当终端设备匹配到与北斗发送工作站发来的地址码吻合后，对应终端设备接收加密的短报文并进行解密播报；短报文正文利用3des加密传输，在终端设备利用密钥解密；本实用新型利用地址码来分辨是否合法的终端技术用于终端设备，还可以做到发送端和终端设备相互印证，确保安全和高效，短报文加密传输具有十分重要的保密意义；能够借助定位信息进行防盗，利用手机网络辅助回传信息，确保设备的安全。
40.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。