環境風險物質的gps跟蹤定位報警系統及前端定位裝置制造方法
【專利摘要】本發明屬涉及環境風險物質的GPS跟蹤定位報警系統及前端定位裝置。前端定位裝置包括微控制單元、GPS/GPRS模塊、電源供電模塊、電池電壓檢測報警模塊、三軸加速度傳感器模塊，電池電壓檢測報警模塊與微控制單元的PC0端口、PC1端口相連，微控制單元與三軸加速度傳感器模塊相連，微控制單元通過UART串口與GPS/GPRS模塊相連，電源供電模塊分別與三軸加速度傳感器模塊、微控制單元、GPS/GPRS模塊相連。環境風險物質的GPS跟蹤定位報警系統，包含以下模塊：數據監測模塊；數據中心管理模塊；顯示模塊；其中數據中心管理模塊包含企業名錄模塊、風險物質信息管理模塊、實時監控模塊和即時報警模塊。
【專利說明】環境風險物質的GPS跟蹤定位報警系統及前端定位裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于電子信息物聯網應用領域，涉及環境風險物質的GPS跟蹤定位報警系統及前端定位裝置。
【背景技術】
[0002]環境風險物質主要是指國家規章制約的腐蝕性物質、易爆物質、放射性物質、致癌物質、誘變物質、致畸物質或危害生態環境的物質。
[0003]現市場上針對環境風險物質的GPS跟蹤定位報警系統較少，有部份產品也無法實現室內和室外雙重定位的需求，系統功耗大，需要較頻繁地充電或更換電池，無法對殼體破壞、位移、振動以及電池電壓不足等情況進行及時報警，上位機無法記錄環境風險物質移動的歷史軌跡，無法實時顯示環境風險物質所處位置。
【發明內容】
[0004]發明目的:本發明針對上述現有技術存在的問題做出改進，即本發明的第一個目的是公開了一種前端定位裝置，其是專門用于環境風險物質的GPS跟蹤定位報警系統的。本發明的第二個目的是公開了環境風險物質的GPS跟蹤定位報警系統。
[0005]技術方案:前端定位裝置包括微控制單元、GPS/GPRS模塊、電源供電模塊、電池電壓檢測報警模塊和三軸加速度傳感器模塊，
[0006]所述電池電壓檢測報警模塊與所述微控制單元的PCO端口、PCl端口相連，所述微控制單元通過I2C總線與所述三軸加速度傳感器模塊相連，所述微控制單元通過UART串口與所述GPS/GPRS模塊相連，所述電源供電模塊分別與所述三軸加速度傳感器模塊、所述微控制單元、所述GPS/GPRS模塊相連。
[0007]作為本發明中前端定位裝置的一種優選方案:前端定位裝置的外部設有一個Micro-USB接口，Micro-USB接口分別與所述電源供電模塊、微控制單元的UART串口相連。Micro-USB接口主要用于供電和程序固件更新。Micro-USB接口可以與PC機USB接口或USB電源接口相連。
[0008]作為本發明中前端定位裝置的一種優選方案:所述微控制單元采用STM32C8T6單片機。STM32C8T6單片機產自ST公司。
[0009]作為本發明中前端定位裝置的一種優選方案:所述GPS/GPRS模塊采用MD231S模塊。MD231S模塊產自訊研通公司。GPS/GPRS模塊和微控制單元通過UART串口連接，對應MCU 的 U2_TX 和 U2_RX 端口。
[0010]作為本發明中前端定位裝置的一種優選方案:所述電源供電模塊采用TP4057鋰電池充電芯片。TP4057鋰電池充電芯片產自拓微公司。TP4057鋰電池充電芯片的作用是完成鋰電池的充電管理功能，再經穩壓芯片HT7530轉換為各模塊所需的3.3V電壓。
[0011]作為本發明中前端定位裝置的一種優選方案:所述三軸加速度傳感器模塊采用MMA8452Q模塊。MMA8452Q模塊產自FreeScale公司。MMA8452Q模塊主要用于產生中斷實現MCU的睡眠喚醒功能。
[0012]電壓檢測報警模塊對應MCU的PCO和PCl端口，實現電源電壓斷電和電池電壓過低的報警功能；
[0013]環境風險物質的GPS跟蹤定位報警系統，包含以下模塊:
[0014]數據監測模塊，通過上述前端定位裝置監測環境風險物質的實時數據，若環境風險物質的實時數據出現異常，發送異常數據；
[0015]數據中心管理模塊，接受數據監測模塊發出的異常數據，將異常數據生成報警信息，并定向發送出報警信息；
[0016]顯示模塊，在移動終端的顯示器或電腦的顯示器上顯示該報警信息；其中數據中心管理模塊包含:
[0017]企業名錄模塊，創建、維護、監管企業信息，提供企業信息查詢服務，關聯企業用戶；
[0018]風險物質信息管理模塊，對企業名錄模塊管理下企業的風險物質信息進行管理；
[0019]實時監控模塊，接收由前端定位裝置發送的異常數據，查看被監測的風險物質和前端定位裝置的實時狀態數據；
[0020]即時報警模塊，將異常數據生成報警信息，分別發送給電腦客戶端指定用戶和移動終端指定用戶。
[0021]作為本發明中環境風險物質的GPS跟蹤定位報警系統的一種優選方案:實時監控模塊中的被監測的風險物質和前端定位裝置的實時狀態數據包括前端定位裝置的實時坐標位置值、前端定位裝置的實時電源值、前端定位裝置的實時電壓、前端定位裝置的外殼完整度、前端定位裝置的實時平穩度。
[0022]作為本發明中環境風險物質的GPS跟蹤定位報警系統的一種優選方案:數據中心管理模塊還包括GPS跟蹤定位模塊，當被監測的環境風險物質產生位移后，對環境風險物質進行實時定位，跟蹤記錄移動環境風險物質的歷史軌跡并在地圖中顯示。
[0023]作為本發明中環境風險物質的GPS跟蹤定位報警系統的一種優選方案:數據中心管理模塊還包括事故處理模塊，當被監測的風險物質發生異常后，處理者對異常進行發生時間、發生原因、詳細情況進行登記，并反饋處理結果和意見。
[0024]作為本發明中環境風險物質的GPS跟蹤定位報警系統的一種優選方案:數據中心管理模塊還包括日志管理模塊，對所有訪問和更改進行記錄并提供查詢。
[0025]作為本發明中環境風險物質的GPS跟蹤定位報警系統的一種優選方案:顯示模塊包括GPS地圖定位模塊，當接收到異常數據后，由手機終端或PC端實時追蹤風險物質并在地圖上的顯示定位信息。
[0026]有益效果:本發明公開的環境風險物質的GPS跟蹤定位報警系統及前端定位裝置具有以下有益效果:
[0027]1、前端定位裝置采用GPS/GPRS 二合一模塊，在室外由GPS單元采集衛星信號，實現環境風險物質實時定位；在室內通過獲取移動通信運營商的基站ID和Iac信息，亦可實現環境風險物質定位，其可同時滿足室內和室外定位的需求，增強了實用性。
[0028]2、前端定位裝置具有兩種工作模式:正常工作模式和省電模式。定位裝置和環境風險物質捆綁在一起，平時環境風險物質處于靜止狀態時，定位裝置處于省電模式，設置鬧鐘定時喚醒獲取移動通信運營商的基站ID和Iac信息，上報數據中心管理模塊實現室內定位；若環境風險物質被移動，MMA8452Q三軸加速度傳感器模塊可感應到，其產生中斷將定位裝置置于正常工作模式。相比市場上一些未在節電方面進行優化的產品，這樣的設計極大地降低了系統功耗，避免使用人員頻繁地對電池進行充電或更換電池；
[0029]3、前端定位裝置具有多種報警功能，如:殼體破壞、振動、位移、電池電壓不足等。通過MMA8452Q感應環境風險物質的加速度變化實現了各種突發情況的報警,并通過軟件抗干擾措施，濾除了小抖動，提高了報警的有效性，減少了誤報的現象。通過定時對電池電壓的采集，實現電池電壓不足的報警，提醒使用人員及時充電，消除了電池虧電損壞的情況。
[0030]4、手機移動終端可使執法人員可以隨時隨地對多個企業的環保設備進行監察，GPS跟蹤定位報警系統人機界面友好，具備歷史數據報表模塊，可實現7*24小時全程監管，相對傳統的監管方式，極大地提高了監管的有效性，降低了執法人員的工作強度，提高了人員的利用率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]圖1為本發明公開的前端定位裝置的結構示意圖；
[0032]圖2為本發明公開的前端定位裝置中微控制單元的電路圖；
[0033]圖3為本發明公開的前端定位裝置中GPS/GPRS模塊的電路圖；
[0034]圖4為本發明公開的前端定位裝置中電源供電模塊的電路圖；
[0035]圖5為本發明公開的前端定位裝置中三軸加速度傳感器模塊的電路圖。
【具體實施方式】
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[0036]下面對本發明的【具體實施方式】詳細說明。
[0037]如圖1?圖5所示，前端定位裝置包括微控制單元、GPS/GPRS模塊、電源供電模塊、電池電壓檢測報警模塊、三軸加速度傳感器模塊，
[0038]電池電壓檢測報警模塊與微控制單元的PCO端口、PCl端口相連，微控制單元通過I2C總線與三軸加速度傳感器模塊相連，微控制單元通過UART串口與GPS/GPRS模塊相連，電源供電模塊分別與三軸加速度傳感器模塊、微控制單元、GPS/GPRS模塊相連。
[0039]本實施例中，前端定位裝置的外部設有一個Micro-USB接口，Micro-USB接口分別與所述電源供電模塊、微控制單元的UART串口相連。Micro-USB接口主要用于供電和程序固件更新。Micro-USB接口可以與PC機USB接口或USB電源接口相連。
[0040]本實施例中，微控制單元采用STM32C8T6單片機。STM32C8T6單片機產自ST公司。[0041 ] 本實施例中，GPS/GPRS模塊采用MD231S模塊。MD231S模塊產自訊研通公司。GPS/GPRS模塊和微控制單元通過UART串口連接，對應MCU的U2_TX和U2_RX端口。
[0042]本實施例中，電源供電模塊采用TP4057鋰電池充電芯片。TP4057鋰電池充電芯片產自拓微公司。TP4057鋰電池充電芯片的作用是完成鋰電池的充電管理功能，再經穩壓芯片HT7530轉換為各模塊所需的3.3V電壓。
[0043]本實施例中，三軸加速度傳感器模塊采用MMA8452Q模塊。MMA8452Q模塊產自FreeScale公司。MMA8452Q模塊主要用于產生中斷實現MCU的睡眠喚醒功能。
[0044]電壓檢測報警模塊對應MCU的PCO和PCl端口，實現電源電壓斷電和電池電壓過低的報警功能；
[0045]環境風險物質的GPS跟蹤定位報警系統，包含以下模塊:
[0046]數據監測模塊，通過上述前端定位裝置監測環境風險物質的實時數據，若環境風險物質的實時數據出現異常，發送異常數據；
[0047]數據中心管理模塊，接受數據監測模塊發出的異常數據，將異常數據生成報警信息，并定向發送出報警信息；
[0048]顯示模塊，在移動終端的顯示器或電腦的顯示器上顯示該報警信息；其中數據中心管理模塊包含:
[0049]企業名錄模塊，創建、維護、監管企業信息，提供企業信息查詢服務，關聯企業用戶；
[0050]風險物質信息管理模塊，對企業名錄模塊管理下企業的風險物質信息進行管理；
[0051]實時監控模塊，接收由前端定位裝置發送的異常數據，查看被監測的風險物質和前端定位裝置的實時狀態數據；
[0052]即時報警模塊，將異常數據生成報警信息，分別發送給電腦客戶端指定用戶和移動終端指定用戶。
[0053]本實施例中，實時監控模塊中的被監測的風險物質和前端定位裝置的實時狀態數據包括前端定位裝置的實時坐標位置值、前端定位裝置的實時電源值、前端定位裝置的實時電壓、前端定位裝置的外殼完整度、前端定位裝置的實時平穩度。
[0054]本實施例中，數據中心管理模塊還包括GPS跟蹤定位模塊，當被監測的環境風險物質產生位移后，對環境風險物質進行實時定位，跟蹤記錄移動環境風險物質的歷史軌跡并在地圖中顯示。
[0055]本實施例中，數據中心管理模塊還包括事故處理模塊，當被監測的風險物質發生異常后，處理者對異常進行發生時間、發生原因、詳細情況進行登記，并反饋處理結果和意見。
[0056]本實施例中，數據中心管理模塊還包括日志管理模塊，對所有訪問和更改進行記錄并提供查詢。
[0057]本實施例中，顯示模塊包括GPS地圖定位模塊，當接收到異常數據后，由手機終端或PC端實時追蹤風險物質并在地圖上的顯示定位信息。
[0058]上面對本發明的實施方式做了詳細說明。但是本發明并不限于上述實施方式，在所屬【技術領域】普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下做出各種變化。
【權利要求】
1.前端定位裝置，其特征在于，包括微控制單元、GPS/GPRS模塊、電源供電模塊、電池電壓檢測報警模塊和三軸加速度傳感器模塊，所述電池電壓檢測報警模塊與所述微控制單元的PCO端口、PCl端口相連，所述微控制單元通過I2C總線與所述三軸加速度傳感器模塊相連，所述微控制單元通過UART串口與所述GPS/GPRS模塊相連，所述電源供電模塊分別與所述三軸加速度傳感器模塊、所述微控制單元、所述GPS/GPRS模塊相連。
2.如權利要求1所述的前端定位裝置，其特征在于，所述微控制單元采用STM32C8T6單片機。
3.如權利要求1所述的前端定位裝置，其特征在于，所述電源供電模塊采用TP4057鋰電池充電芯片。
4.如權利要求1所述的前端定位裝置，其特征在于，所述三軸加速度傳感器模塊采用MMA8452Q 模塊。
5.環境風險物質的GPS跟蹤定位報警系統，其特征在于，包含以下模塊: 數據監測模塊，通過如權利要求1?4任意一項所述的前端定位裝置監測環境風險物質的實時數據，若環境風險物質的實時數據出現異常，發送異常數據； 數據中心管理模塊，接受數據監測模塊發出的異常數據，將異常數據生成報警信息，并定向發送出報警信息； 顯示模塊，在移動終端的顯示器或電腦的顯示器上顯示該報警信息；其中數據中心管理模塊包含: 企業名錄模塊，創建、維護、監管企業信息，提供企業信息查詢服務，關聯企業用戶； 風險物質信息管理模塊，對企業名錄模塊管理下企業的風險物質信息進行管理； 實時監控模塊，接收由前端定位裝置發送的異常數據，查看被監測的風險物質和前端定位裝置的實時狀態數據； 即時報警模塊，將異常數據生成報警信息，分別發送給電腦客戶端指定用戶和移動終端指定用戶。
6.如權利要求5所述的環境風險物質的GPS跟蹤定位報警系統，其特征在于，實時監控模塊中的被監測的風險物質和前端定位裝置的實時狀態數據包括前端定位裝置的實時坐標位置值、前端定位裝置的實時電源值、前端定位裝置的實時電壓、前端定位裝置的外殼完整度、前端定位裝置的實時平穩度。
7.如權利要求5所述的環境風險物質的GPS跟蹤定位報警系統，其特征在于，數據中心管理模塊還包括GPS跟蹤定位模塊，當被監測的環境風險物質產生位移后，對環境風險物質進行實時定位，跟蹤記錄移動環境風險物質的歷史軌跡并在地圖中顯示。
8.如權利要求5所述的環境風險物質的GPS跟蹤定位報警系統，其特征在于，數據中心管理模塊還包括事故處理模塊，當被監測的風險物質發生異常后，處理者對異常進行發生時間、發生原因、詳細情況進行登記，并反饋處理結果和意見。
9.如權利要求5所述的環境風險物質的GPS跟蹤定位報警系統，其特征在于，數據中心管理模塊還包括日志管理模塊，對所有訪問和更改進行記錄并提供查詢。
10.如權利要求5所述的環境風險物質的GPS跟蹤定位報警系統，其特征在于，顯示模塊包括GPS地圖定位模塊，當接收到異常數據后，由手機終端或PC端實時追蹤風險物質并在地圖上的顯示定位信息。
【文檔編號】G01S19/34GK104459741SQ201410735173
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月5日 優先權日:2014年12月5日
【發明者】蘇李果, 吳彬, 顏偉超, 黃鐘森, 林培鋒 申請人:福建中興電子科技有限公司