一种北斗三号边境周界防护报警终端的制作方法

1.本实用新型涉及北斗安防信息采集技术领域，特别涉及一种北斗三号边境周界防护报警终端。


背景技术：

2.当前我国边界线主要靠人工值守，由于我国边界线涉及范围较广，因此驻守人员的工作量巨大，且边界的条件极其艰苦，部分地区没有网络信号覆盖，地势险峻，不利于驻守人员长期驻扎。为减轻驻守人员的工作压力，现部分地区设置了边防监控系统，采用了天通卫星信号方式传递信息，但是天通卫星相关设备成本较高，现无法普及使用；
3.北斗三号卫星是我国自主建设的卫星导航系统，于2020年7月31日组网完成，系统利用geo卫星，向中国及周边地区用户提供区域短报文通信服务，北斗三号卫星短报文单次报文最大长度为14000比特。但是现有技术中，摄像机的第三方接口协议无法与北斗三号传输数据格式匹配，在使用之前需重新组装成适合北斗三号传输的数据格式，使用过程较为繁琐。
4.目前市场上，星光级和红外摄像结合的星光级红外球形摄像机利用ai算法，可以做到在黑夜的条件下人脸侦测、区域入侵侦测、越界侦测、移动侦测等报警功能；同时，该摄像机的报警接口可供第三方设备调用。
5.因此，如何将该星光级红外球形摄像机和北斗三号接收系统相结合，代替人工监控，减少人工成本，同时解决偏远边界地区无信号的问题，已经成为同行从业人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.本发实用新型的目的在于提供一种至少部分解决上述技术问题的一种北斗三号边境周界防护报警终端，其中北斗卫星信号可对偏远边界地区进行全覆盖，解决了部分偏远边界地区无信号的问题；并且该报警终端可代替人工监控，大大俭省了人工成本。
7.本实用新型实施例提供了一种北斗三号边境周界防护报警终端，包括摄像机、协议收发转换模块和北斗三号收发头；
8.所述协议收发转换模块，包括rs485接口和rs232接口；
9.所述rs485接口与所述摄像机连接；
10.所述rs232接口与所述北斗三号收发头连接。
11.进一步地，还包括支撑杆；
12.所述摄像机和北斗三号收发头均安装在所述支撑杆上。
13.进一步地，还包括防水箱；
14.所述防水箱安装在所述支撑杆上；
15.所述协议收发转换模块安装在所述防水箱内。
16.进一步地，还包括音柱；
17.所述音柱安装在所述支撑杆上；
18.所述协议收发转换模块还包括二线语音接口；
19.所述二线语音接口与所述音柱连接。
20.进一步地，还包括太阳能电池板和蓄电池；
21.所述太阳能电池板和蓄电池均安装在所述支撑杆上；
22.所述太阳能电池板与蓄电池连接；
23.所述蓄电池分别与所述摄像机和协议收发转换模块连接，用于给所述摄像机和协议收发转换模块供电。
24.进一步地，所述协议收发转换模块，还包括电源接口；
25.所述电源接口分别与所述北斗三号收发头和音柱连接，用于给所述北斗三号收发头和音柱供电。
26.进一步地，所述摄像机为星光级红外球形摄像机。
27.进一步地，所述协议收发转换模块，还包括cpu芯片和fpga芯片；
28.所述cpu芯片和fpga芯片通过spi总线连接。
29.进一步地，所述支撑杆的顶端安装有避雷针。
30.和现有技术相比，本实用新型的有益效果为：其中北斗卫星信号可对偏远边界地区进行全覆盖，解决了部分偏远边界地区无信号的问题；并且该报警终端可代替人工监控，大大俭省了人工成本。
31.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
32.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
33.图1为本实用新型实施例提供的一种北斗三号边境周界防护报警终端结构图。
34.图2为本实用新型实施例提供的协议收发转换模块内部原理图。
35.图3为本实用新型实施例提供的fpga缓存电路图。
36.图4为本实用新型实施例提供的rs323接口电路图。
37.图5为本实用新型实施例提供的rs485接口电路图。
38.图6为本实用新型实施例提供的音柱功放电路图。
具体实施方式
39.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，都属于本使用新型保护的范围。
40.参照图1所示，本实施例提供了一种北斗三号边境周界防护报警终端，包括摄像机1、协议收发转换模块2和北斗三号收发头3；其中，协议收发转换模块2包括rs485接口和rs232接口；协议收发转换模块2的rs485接口与摄像头的rs485接口相连接；协议收发转换
模块2的rs232接口与北斗三号收发头的rs232接口相连接。接下来对上述摄像机1、协议收发转换模块2和北斗三号收发头3进行详细说明。
41.本实施例中采用的摄像机1为hic6622hx22-ir系列的星光级红外球形摄像机，该摄像机结合了星光摄像机和红外摄像机的技术；由于星光摄像机在微光情况下，且无任何辅助光源时，可以显示出清晰的彩色图像，在夜间能够实现彩色成像，因此星光摄像机能够在极大程度上提高监控效果。同时星光级具有超灵敏度图像传感器和独有的电子倍增和噪点控制技术，能够极大地提高摄像机的灵敏度，并且具备24小时全彩色实时效果，有效避免了普通低照度摄像机拖尾的现象，更好地满足了安防对夜间高品质监控的需求，且功耗小、图像效果真实、不偏色。而红外摄像技术是采用红外灯辐射“照明”(主要是红外光线)，感受周围景物和环境反射回来的红外光实现夜视监控；目前市场上可以达到红外照射距离100米以上(约相当于1000个汉字)。本实施例中的星光级红外球形摄像机在结合了星光摄像机和红外摄像机的技术后，具备了星光摄像机和红外摄像机上述的技术效果；星光级红外球形摄像机在前端监控识别到可疑人员后会自动产生告警信息，形成触发事件并通过4g信道传输到后台。目前市场上，星光级红外球形摄像机利用ai算法，可以做到在黑夜的条件下人脸侦测、区域入侵侦测、越界侦测、移动侦测等报警功能。同时，星光级红外球形摄像机还具备报警接口，可供第三方设备调用。
42.附图图2为本实施例协议收发转换模块内部原理图，通过该图可知，本实施例协议收发转换模块2包括型号为stm32f的cpu、型号为ep4ce10f的fpga；其中cpu控制连接rs485接口芯片和rs232接口芯片；当摄像机检测到有人越线或侵入警戒区域时，触发告警信息，通过rs485接口上报到cpu， cpu收到告警信息，通过串口向tts芯片发送预定的文字信息，同时控制功放模块的供电，tts芯片经过文字转语音的翻译，将文字信息通过外接的音柱播放；cpu与flash之间通过spi总线连接，flash用于存储预定的语音播放文字、摄像头的参数配置、程序运行的逻辑时序等信息，防止在掉电后信息的丢失；fpga通过数据总线、地址总线和控制信号连接sdram；sdram用于缓存处理数据，fpga通过串行数据线连接flash，用于保存断电后丢失的数据；网口和光口用于连接摄像机的接口，当cpu通过rs485总线调取摄像机内部存储的图片时，通过网口或者光口传输至fpga，由fpga内部进行图片信息的压缩和重新打包，再通过rs232接口发送回后端平台。
43.在整个模块中，cpu主要处理与视频摄像机的信息交互，以及向北斗三号收发头发送数据的时间策略和逻辑控制；fpga主要处理数据的帧格式重组，用来组包和分包；fpga和cpu之间用内部的spi总线进行通信，完成对数据的交互处理。fpga缓存电路可参见附图图3，所用芯片型号为w9825g6kh-6； rs232接口电路图参见附图图4，所用芯片型号为max323；rs485接口电路图参见图5，所用芯片型号为sn75176ap。本实施例中所使用的北斗三号收发头3为市场上现有的收发头，本实施例中采用了型号为ytd-y001h的北斗三号收发头，北斗三号收发头内集成了rdss射频收发芯片，功放，基带电路，当要发送信息时，内部处理器将信息转换成发送信号，发送给地球静止轨道 (geo)卫星转发到地面转发站，地面转发站经geo卫星发送到指定接收机，完成信息的传递过程，发送和接收过程经同样路径传递。北斗三号收发头引出 rs232接口来接收第三方的收发北斗短报文信息；
44.在具体使用过程中，当摄像机1识别到存在人体越过边界区域时，便会触发一个报警信息并拍照保存早摄像机sd卡中，该报警信息通过rs485接口发送至协议收发转换模块
2；之后协议收发转换模块2将报警信息的时间、类型以及位置信息打包成数据流，并将该数据流通过rs232接口发送至北斗三号收发头3；最后由北斗三号收发头3将信息通过北斗三号卫星网络发送至后方平台，形成统计信息并通知监控人员。监控人员在收到报警信息后，可将调取拍摄图片的指令通过北斗三号卫星网络发送至北斗三号收发头3，北斗三号收发头3将该指令传输给协议收发转换模块2；之后有协议收发转换模块2解析出指令信息，并通过rs485接口通过摄像机1传输指定图片；摄像机1将指定图片通过rs485接口发送至协议收发转换模块2，由协议收发转换模块将图片压缩打包，分批次通过北斗三号卫星网络传输至后方平台，从而完成图片传输过程。上述摄像机1、协议收发转换模块2和北斗三号收发头3的大致工作原理仅为进一步说明摄像机1、协议收发转换模块2和北斗三号收发头3的连接关系，其工作流程并不在本实用新型的限定范围内。
45.在具体安装使用过程中，可将协议收发转换模块2安装在防水箱5内，基于此可确保协议收发模块2不受潮，从而延长协议收发模块2的使用寿命；并将摄像机1、北斗三号收发头3和防水箱5均固定安装在支撑杆4上，为实际使用提供便利。支撑杆4的顶端安装有避雷针8，可有效避免北斗三号边境周界防护报警终端被雷击。在具体安装过程中，尽可能将摄像机1安装在支撑杆 4的较高位置处，基于此可扩大摄像机1的检测范围。北斗三号收发头3安装时需要将蘑菇头对着南边方向，以寻找到最佳的对星信号，北斗三号收发头3 通过抱箍固定在圆杆上，通过防水航插头rs232接口连线至协议收发转换模块 2。
46.由于该装置是在边防使用，为进一步对边防可疑人员进行警示，本实施例中还在支撑杆4上固定安装了音柱6，协议收发转换模块2通过二线语音接口与该音柱6连接；在实际使用过程中，协议收发转换模块2在接收到北斗三号收发头3的信息时，可将文字播放信息存储并转换为语音告警信息，并通过音柱6播放；在信息发送的同时，协议收发转换模块给音柱供电，将预存在协议收发转换模块内的告警内容通过文字转语音方式播放，重复播放三次后，切断音柱电源；其中音柱功放电路图参见图6，所用芯片型号为tpa3121d2pwpr。
47.为有效对该北斗三号边境周界防护报警终端进行供电，本实施例还设置了太阳能电池板7和蓄电池，在具体使用过程中，可将太阳能电池板7和蓄电池均固定安装在支撑杆4上；其中太阳能电池板7和蓄电池连接，用于将太阳能转换为电能并存储在蓄电池中；蓄电池又与摄像机1和协议收发转换模块2连接，用于给摄像机1和协议收发转换模块2进行供电。协议收发转换模块2上还具备电源接口，协议收发转换模块2通过电源接口分别与北斗三号收发头3 和音柱6连接，用于给北斗三号收发头3和音柱6进行供电。
48.在安装时，北斗三号边境周界防护报警终端尽量安装在空旷的区域，确保周围5米内没有高大障碍物遮挡，南边开阔，北斗三号收发头3收发信号才会更强，同时，还可以避免阴影遮挡住太阳能电池板，阻碍太阳能电池板充电。此外还可将防水箱5安装在太阳能电池板7的下方，基于此，太阳能电池板7 可对防水箱5起到一定的挡风或挡雨作用。
49.本实施例提供了一种北斗三号边境周界防护报警终端，通过设置摄像头、协议收发转换模块和北斗三号收发头之间的连接关系，可基于全国北斗卫星信号全覆盖，解决偏远边界地区无4g信号传输的问题，且卫星网络条件下，可全天候，全地域，低资费。通过设置太阳能充电板和蓄电池，使蓄电池分别与所述摄像机和协议收发转换模块连接，用于给所述摄像机和协议收发转换模块供电；协议收发转换模块通过电源接口分别与北斗三号收发头和音柱连接，用于给北斗三号收发头和音柱供电，有效解决了对北斗三号边境周界防护
报警终端整体充电的问题，可确保北斗三号边境周界防护报警终端长时间使用。协议收发转换模块通过二线语音接口与音柱连接，可通过音柱传递警示信息，传播范围广，震慑力强。
50.虽然本实用新型已经以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本实用新型，对于本领域技术人员而言，在不脱离本实用新型之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，本实用新型的保护范围应当以本技术的权利要求保护范围所界定的为准。