專利名稱：一種報警器、報警系統及報警方法
技術領域：
本發明涉及一種報警器、由該報警器組成的報警系統及其報警方法。
背景技術：
目前，報警的方式多種多樣，大多數電子報警器如圖1所示，它由報警主機及其配套的感應元件和連接它們的傳輸媒介構成。
報警主機負責接收報警感應元件發出的報警信號并向外界發出警報，向外界發出警報的方式分為有線和無線。感應元件可以是人體紅外感應器、門磁開關、感煙器等，傳輸媒介可以是信號線纜和無線電波。如要組成報警網絡的話，還需要有一個控制中心。
就遠程報警而言，分為有線和無線兩類。
1、有線報警有線報警系統分成專用線路和電話線路報警。
專用線路需要單獨架設傳輸通信線纜，故此類方式不適合大面積組網，只適宜在一座建筑或一個住宅小區內采用；電話線路報警利用業已敷就的龐大的市話網絡，以較低的成本實現遠程報警，甚至可以組建遠程報警網絡。
由于電話線路報警必須依賴于電話網路，因此具有一定的局限性。為彌補其不足，人們在不便于使用有線報警系統的情況下，就使用無線報警方案。
2、無線報警無線報警，由于不受地點、地形地貌的限制，因此得到廣泛的重視。但由于受無線電管制所限，大多為近距離小范圍的報警。有的報警系統方案設有專門的發射、接收裝置，用以組成自己獨有的無線報警網絡體系，可顯然這種系統付出的代價太高，除非是不得已，例如在軍事基地、大型貴金屬礦區等地，否則根本沒有使用的可能。
就像是電話線路報警方式利用電話線減少了組網成本一樣，無線報警系統也完全應該利用目前世界上規模最大、通用的無線通信系統一“移動通信網絡”。
目前有一種利用移動通信網絡發出短信息報警的裝置，見圖2。
它可以在發生警情時向指定的幾個手機發出報警短信息。這種無線短信息報警裝置的核心實際上是一塊手機模塊電路，具有手機的大部分功能，在與有關的報警感應元件配合后就能實現遠距離無線報警。但該裝置也有如下不足1)價格高，與手機價格一樣；2)操作不便，發出短消息就要受到短消息規則的制約，該機與普通手機一樣，一次最多只能發出70個中文或160個英文短消息，而且其操作非常不便。由于該裝置沒有手機上作為輸入/輸出界面的鍵盤和顯示器，要發送的短消息內容、和短消息接受者的手機號碼以及短消息中心號碼，要通過RS-232串行口與PC機相連接并在PC機上操作或用其它的手機對它操作才能存入報警裝置內。更主要是短消息內容和接受者的手機號碼都是機內碼表示方式，即數字與英文內容要輸入ASCII編碼，中文短消息內容要輸入的是Unicode編碼。再加上全是數碼化的應答，非專業人士根本無法完成基本設置，在設備操作日益人性化的今天，顯然沒有優勢可言。
3)不便組網，組網要求有一個中心控制機構，該機構能對網絡內所屬終端實施有效的控制和管理。由于報警裝置只能以發出短消息的方式報警，除非事先對文字內容作嚴格的規定，否則作為中心控制機構很難對報警文字做近一步的控制，只能是集中轉發短消息，這樣做無任何意義，只能是增加了通信網絡的負擔。故此類報警器都是單獨使用。
4)報警方式單一該裝置利用移動通信網絡的短信中心實現了報警信息的短消息發送。由于手機用戶的群體日益龐大，而且短消息由于相對費用較低，更多的手機用戶選用了短消息方式進行聯絡通訊。如節日期間人們的相互祝賀、娛樂節目的參與、短信廣告等等，造成了傳輸網絡的擁堵甚至可能導致系統癱瘓。在春節拜年期間，發出的短消息可能會幾小時后才收到。報警的基本要求是必須要及時方便，報警電話號碼的短小正是體現了這一特征。如果一個城市有眾多這類移動報警裝置，趕上節日期間報警，則很可能出現接到報警消息后，早已“賊”去樓空了。
除速度慢以外，由于短消息的濫用(無用廣告、短信詐騙等)，使很多人根本不去查看短消息，再加上短消息的提示方式不宜引起注意，因此短消息報警方式很可能造成漏報。
目前，在人們的社會生活中，還沒有一種真正實用有效的報警網絡系統，能夠影響我們的生活，使我們的環境發生根本的改變。
發明內容本發明的主要目的就是為了解決現有技術中的問題，提供一種報警器、由該報警器組成的報警系統及其報警方法，成本低、報警迅速并且容易組網。
為實現上述目的，本發明提出的一種報警器，包括用于連接報警感應單元的接口和控制單元，所述控制單元響應報警感應單元的報警信號并輸出控制信號，還包括用于切斷移動臺注冊信號的屏蔽單元，所述屏蔽單元響應控制單元輸出的控制信號，用于將相應移動臺向基站的注冊登記信號切斷。
所述屏蔽單元為手機信號屏蔽器、采用具有屏蔽無線信號功能的材料制成的屏蔽盒和用于切斷移動臺電源的切換開關中的一種，所述屏蔽盒內有用于放置移動臺的空腔，所述屏蔽盒還包括一個活動門，所述活動門響應控制單元發出的控制信號，自動關閉以屏蔽無線通訊信號；所述切換開關的公共端連接移動臺工作電源的一極，另一端用于在繼電器常閉觸點的兩端進行切換，用于當切換開關打向通訊狀態時使移動臺正常供電工作，當切換開關打向報警狀態時使移動臺工作電源通過繼電器常閉觸點加上。
為了使在報警時還可以報告是哪種警情，本發明的進一步設計是將不同的移動臺注冊登記信號中斷時間段對應不同的警情。所以本發明的進一步改進是所述控制單元包括單片機和繼電器，所述單片機響應報警感應單元的報警信號，用于根據不同的報警信號按照設計輸出不同寬度的脈沖控制信號以控制繼電器動作，以使繼電器控制屏蔽單元將相應移動臺向基站的注冊登記信號切斷一定的時間。切斷注冊登記信號時間的長短取決于單片機輸入端不同的位，不同的警報感應器與單片機不同的輸入位相連。
所述控制單元包括順序串聯的單片機(MCU)、一個控制與非門和一個反相緩沖器、晶體管和繼電器，所述單片機的輸入端響應報警感應單元的報警信號，輸出端用以輸出驅動繼電器的控制脈沖信號。所述繼電器的控制極一端與晶體管相連，另一端連接電源VJ。所述繼電器的觸點輸出使用分為三種情況1)用于控制手機信號屏蔽器時，要選用常開觸點輸出端。此時觸點兩端中的一端接電源VP(手機信號屏蔽器工作電源)，另一端耦合至屏蔽單元。2)用于控制切斷移動臺工作電源時，應選擇使用常閉觸點輸出端。這時觸點兩端分別與移動臺的切換開關中除公共端外的另外兩點相接，用于在報警時切斷移動臺的工作電源。3)用于控制屏蔽盒時，可根據實際需要選擇常開或常閉觸點，目的是要實現當繼電器動作時，將屏蔽盒關閉。
為實現上述目的，本發明提出的一種采用上述報警器組成的報警系統，包括報警器、控制中心，所述報警器包括用于連接報警感應單元的接口、控制單元和用于切斷無線通訊信號的屏蔽單元，所述控制單元響應報警感應單元的報警信號并發出控制信號，所述屏蔽單元響應控制單元發出的控制信號，用于切斷相應移動臺向基站的注冊登記信號，所述控制中心將查詢到的相應移動臺在未注銷的情況下被切斷注冊登記信號作為發生警情并按照登記注冊內容發出報警。
所述屏蔽單元為手機信號屏蔽器、采用具有屏蔽無線信號功能的材料制成的屏蔽盒或用于切斷移動臺電源的切換開關中的至少一種，所述屏蔽盒內有用于放置移動臺的空腔，所述屏蔽盒還包括一個活動門，所述活動門響應控制單元發出的控制信號，自動關閉以屏蔽無線通訊信號；所述切換開關的公共端連接移動臺工作電源的一極，另一端用于在繼電器常閉觸點的兩端進行切換，用于當切換開關打向通訊狀態時使移動臺正常供電工作，當切換開關打向報警狀態時使移動臺工作電源通過繼電器常閉觸點加上。
為了使在報警時還可以報告是哪種警情，本發明的進一步設計是將不同的移動臺注冊登記信號中斷時間段對應不同的警情。所以本發明的進一步改進是所述控制單元包括單片機和繼電器，所述單片機響應報警感應單元的報警信號，用于根據不同的報警信號按照設計輸出不同寬度的脈沖控制信號以控制繼電器動作，以使繼電器控制屏蔽單元將相應移動臺向基站的注冊登記信號切斷一定的時間；切斷注冊登記信號時間的長短取決于單片機輸入端不同的位，不同的警報感應器與單片機不同的輸入位相連。所述控制中心包括計數單元和警報發送單元，所述計數單元用于檢測相應移動臺在未注銷的情況下注冊登記信號的中斷時間段，以便控制警報發送單元根據不同的注冊登記信號的中斷時間段所對應的警種發送不同內容的報警信息。
所述控制單元包括順序串聯的單片機、控制與非門、反相緩沖器、晶體管和繼電器，所述單片機的輸入端響應報警感應單元的報警信號，輸出端用以輸出驅動繼電器的控制脈沖信號，所述繼電器的控制極一端與晶體管相連，另一端連接電源VJ。所述繼電器的觸點輸出使用分為三種情況1)用于控制手機信號屏蔽器時，要選用常開觸點輸出端。此時觸點兩端一端接電源VP(手機信號屏蔽器工作電源)，另一端耦合至屏蔽單元。2)用于控制切斷移動臺工作電源時，應選擇使用常閉觸點輸出端。這時觸點兩端分別與移動臺的切換開關中除公共端外的另外兩點相接，用于在報警時切斷移動臺的工作電源。3)用于控制屏蔽盒時，可根據實際需要選擇常開或常閉觸點，目的是要實現當繼電器動作時，將屏蔽盒關閉。
還包括放置在屏蔽單元作用范圍內的移動臺，所述移動臺為手機、PDA或其它可移動通訊終端設備。
為實現上述目的，本發明提出的一種利用上述報警器進行報警的報警方法，包括報警感應步驟感應單元探測到異常情況后發出報警信號；和報警步驟將用于報警的移動臺向基站的注冊登記信號切斷，并將移動臺在未注銷的情況下向基站的注冊登記信號被切斷作為發生警情。
進一步地，還包括控制中心查詢警情和發出警報的步驟所述控制中心在每一個移動臺所對應的報警時間段內不斷在移動通信網絡的相關數據庫中查詢該移動臺的狀態，當查詢到所述移動臺的注冊登記信號中斷時，作為發生警情處理，并將警報按照在控制中心登記注冊的內容發出。
在將所述移動臺的注冊登記信號切斷前還包括以下步驟控制單元響應報警感應單元的報警信號并輸出控制信號；報警器的屏蔽單元響應控制單元輸出的控制信號，將放置在屏蔽單元作用范圍內的移動臺的注冊登記信號切斷。
用戶可隨時向控制中心重新注冊或修改注冊內容，所以本發明還包括向控制中心注冊(包括重新注冊和修改注冊內容)的步驟，所述注冊內容至少包括用于報警的移動臺號碼和報警時間段。
所述在控制中心注冊內容還包括報警信息發送方式、報警信息發送手段、報警信息發送內容和報警信息發送目的地。
為了使在報警時還可以報告是哪種警情，本發明的進一步設計是將不同的移動臺注冊登記信號中斷時間段對應不同的警情，所以本發明的一個改進方案是所述控制單元輸出的控制信號為根據不同的報警信號按照設計具有不同寬度的脈沖控制信號，所述移動臺的注冊登記信號中斷時間根據不同寬度的脈沖控制信號而不同；所述控制中心根據不同的移動臺注冊登記信號中斷時間發出不同警種的警報。
所述控制中心發出警報包括以下步驟A)控制中心監測到相應移動臺注冊登記信號被切斷時作為警情提示，開始計時；B)控制中心監測到相應移動臺注冊登記信號恢復時停止計時，計算移動臺的注冊登記信號中斷的時間段；C)將移動臺的注冊登記信號中斷的時間段與設定的最長時間段比較，如果移動臺的注冊登記信號中斷的時間段大于設定的最長時間段，認為報警器故障，如果移動臺的注冊登記信號中斷的時間段小于或等于設定的最長時間段，則進行步驟D；D)根據事先定義的中斷時間段與警種對應關系，確定該警報的警種，并按照注冊登記內容發送警報。
所述將移動臺的注冊信號切斷是通過頻率干擾的方式、采用具有屏蔽無線通訊信號功能的材料制成屏蔽器的方式或切斷移動臺的電源的方式。
所述移動臺為手機、PDA或其它可移動通訊設備。
本發明的控制中心由基于網絡服務器的一個專門處理報警事物的數據庫組成，而報警網絡的其它部分則完全借助移動通信網絡系統。圖3是該網絡的組成示意圖。該示意圖中的移動通信網以“中國移動”采用的GSM網絡為例，如借助其升級換代系統GPRS網或者“中國聯通”的CDMA網絡其原理都是一樣的。
GSM通信網絡主要由網絡子系統(NSS)、基站子系統(BSS)、操作維護中心(OMC)和大量的移動臺(MS)四部分組成。其中NSS是GSM的核心，它對GSM移動用戶之間及移動用戶與其它通信網用戶之間的通信起著交換連接和管理的作用。NSS包括移動交換中心(MSC)、拜訪位置寄存器(VLR)數據庫、歸屬位置寄存器(HLR)數據庫及鑒權中心(AUC)等。其中HLR是移動通信系統的中央數據庫，存放簽約用戶的所有數據信息，包括鑒權數據、位置數據等。鑒權中心AUC是為了防止非法用戶接入GSM系統而設置的安全措施。
移動報警網絡系統則由GSM加上報警處理服務器(WS)這五部分組成。WS記錄了登記注冊的報警用戶的全部數據，包含報警時段、報警目的碼表格等。我們可以邏輯地認為存在兩個移動通信網絡，一個是由NSS、BSS、OMC和MS組成的全球通系統GSM，它為我們提供眾所周知的移動通信服務；另一個則是由NSS、BSS、OMC、MS加上WS組成的移動報警網絡系統，負責前一個網絡用戶的報警服務。只是這兩個網絡中的絕大部分是公用的，而這個公用部分已經由移動通信的運營商投資建設完成，并投入使用了。
因此，在這個移動報警網絡中起著信息傳遞、交換和管理控制功能的GSM部分，其技術、使用效果是久經考驗和不容質疑的。作為一個無線報警網絡系統，它的信息傳遞交換系統我們基本上是免費獲得的。
移動通信系統一般由移動臺(簡稱為MS即手機、PDA或其它可移動通信設備，其它可移動通信設備指由移動終端加用戶識別卡SIM/UIM構成的任意移動臺)、基地站(BS)、移動業務交換中心(MSC)及用于與公共電話網相連接的中繼線等組成。每個基地站有自己的覆蓋區域，在基站覆蓋區內可實現有保障的通信服務。基站覆蓋區的面積，主要由發射功率和基站的天線高度決定。移動業務交換中心主要是處理信息的交換和整個通信系統的控制管理。
整個移動通信網絡覆蓋面的大小取決于每個基站的覆蓋區面積和基站的數量，大容量的移動電話系統可由多個基地站構成一個移動通信網。通過基地站和移動業務交換中心就可實現在整個服務區內任意兩個移動用戶之間的相互通信，經過中繼線與市話的連接，實現了移動用戶和市話用戶間的通信，最終構成一個有線與無線相結合的移動通信系統。
在系統中，所有的移動臺在接通電源后都會按一定的規則不斷地向其所在地附近的基地站注冊本機信息，該信息在整個網內都可以通過有關信令查找到。
正是有了實時注冊本機信息，才使得隨機產生的通信得以正常進行。人們在撥打移動電話時，常常會遇到“已經關機”的回答，這是因為手機在關機時已經給系統發出了注銷信息，因此系統給欲與已經關機的手機通話的一方作出如此回答；在開機的情況下如果手機位置超出網絡覆蓋范圍或者進入信號屏蔽區域，系統無法與其建立聯系時，由于系統沒有查到該機的注銷信息，所以給欲與其通話的另一方的回答是“不在服務區”。
通信時，在一定的頻率范圍內，手機和基站通過無線電波連接起來，以一定的波特率和調制方式完成數據和聲音的傳輸。
本發明的構思是所謂報警，是對報警所使用部件所呈現的物理狀態，事先加以定義，定義什么狀態為正常狀態、何狀態應為報警狀態，發出警報的方式是怎樣的。本發明是按照如下定義來反映報警過程的○正常—不發出報警信息，移動臺發出注冊登記(聯絡)信號；
○異常—產生警情(發生火災、非法入侵、門窗開啟)；○報警—發出信號，移動臺中斷注冊登記(聯絡)信號。
本發明之所以采用這種方法，是因為在此方案中，報警控制中心能以很小的代價獲得移動報警器發出的報警信號，就象擋住某人的視線不讓其看見指定物品要比設法讓其看見指定物品更容易實現一樣。報警狀態定義方法的不同，絲毫不影響警報發出的準確性。也就如同A先生臥室黑燈表示正常休息，亮燈表示有警情產生；而B女士喜歡開燈休息，將黑燈表示為警情產生一樣準確無誤。它也不會出現像短消息報警器那種網路阻塞的現象，符合廉價高效的原則。更為主要的原因是，移動報警器的一個重要部件的工作，是由被人們廣泛使用的手機等移動臺來擔當的。
由于報警器要與移動臺配合使用，而移動臺(主要指手機)又是平時使用非常頻繁的設備，在正常使用過程中也會出現本發明所定義的報警狀態，所以本發明中規定了一個報警時間段。在時間段內做報警處理，否則不予理睬。這就像普通報警器在非報警期內關掉報警一樣，只是普通報警器的關閉是在報警器上實施的，而本網絡系統是在控制中心實施的。
所以本發明的移動報警系統的工作原理是報警器無警報產生時其所對應的移動臺正常工作(向基站發出注冊登記信號)，當報警器警報發出時將移動臺向基站發出的注冊登記信號切斷。報警器產生警報后，它并不是象傳統報警器那樣發出警報(撥打報警電話等)，它切斷了向基站發出的注冊登記信號只是通知控制中心有警報發生，而要由控制中心對外發出警報(撥打電話、發出短信息、播放錄音等)。系統(而不是報警器)是否對外發出警報，還要看該移動臺此刻是否處于報警時間段。
本發明報警系統的警報發出是分為兩次完成的，見時序示意圖4。時序1是繼電器動作期，也就是說單片機根據不同輸入位輸入的報警開關信號，輸出不同寬度的控制脈沖，控制繼電器在此期間動作，即時序1的A點至C點；時序2為控制中心查詢移動臺注冊狀態的周期信號，T＝查詢周期；時序3為注冊登記信號中斷時間，時序3是從B點開始有效的，而點A到點B是繼電器動作使屏蔽單元開始工作到系統檢查到屏蔽生效的延遲時間。在注冊登記信號中斷的B點到C點期間是計數器計數期。在此期間控制中心為每一個報警移動臺設置的一個m位字長的二進制計數器，以T為周期進行統計計數。顯然，單片機不同輸入位的報警信號其計數值是不一樣的，亦即B點至C點是可變的；時序4是計數器可計的最大數值以及各不同警種數值在計數器中的示意；時序5顯示了計數器不同的計數值所對應的不同警種，如計數器內容為0～a對應一種警情(如火警)、a+1～b時又對應另一種警情(如緊急呼救)、…、g+1～h時某種警情(如非法入侵)。數值h是系統設定的最大計數值，該數值一定要小于計數器的最大容量(2的m次方減1)。
例如A點到B點的時間為6秒鐘；查詢周期T＝0.5秒鐘；警種分為8類；計數器長度為16位，最大計數值為65535。可以設定a＝8、b＝16，c＝24，…，h＝64(a、b、c等為計數值，當然也可以設成其它值)，這時單片機的輸出脈沖可以按上述時間來設定持續寬度警種1 10秒(6秒延遲+4秒計數)警種2 14秒(6秒延遲+8秒計數)警種3 18秒(6秒延遲+12秒計數)警種8 36秒(6秒延遲+32秒計數)。即使考慮計數可能產生的誤差，也可以很容易設計出對比警種的方法以及精確產生驅動繼電器工作的脈沖來。
因此，警報的分類和產生是這樣進行的1)在B點發出第一次提示警報(如“有情況”)，系統開始進行計數，到C點時計數結束。2)計數結束后控制中心根據計數值去判定屬于哪一種警報，然后控制中心按照注冊登記的內容發出第二次警種警報(如“火警”)。3)如到達我們所預先設定的最大警種計數值h以后，計數依舊繼續進行，即計數器數值在h+1至計數器最大容量之間。這顯然是報警器的控制單元或屏蔽單元出現了故障，導致手機屏蔽信號不停的發出。這種情況就發出報警器部分故障的信息。
由此看出，本發明的報警系統不僅可以分門別類地報警，對報警器自身還有故障檢檢驗和報警功能。
與傳統的報警方式相比，本發明的報警系統和報警方法有如下效果1)組網成本低成本有兩方面的含義。首先從基礎建設、設備購置方面講，不用像其它專用無線通訊系統那樣，去構建自己的發射塔站、通訊設備等，也不用像有線報警系統那樣去開溝、挖槽敷設通信線纜。這套系統的通信基站、交換控制設備是移動通信運營商已經具備了的，報警器中的主要部分—移動臺(手機等)是用戶已有的，網絡組建者只需購置報警處理服務器等少量設備和與移動通信運營商簽定相關協議(獲得該移動運營商(如中國聯通)所屬用戶及該移動通信網內部與報警相關信息的許可，該移動運營商為報警網絡組建者提供有關應用程序接口(API)及帶來相應的移動收入的利潤分成協議)即可。作為用戶方面的投資，除了移動臺(手機等)外，只需購買一個價格遠遠低于傳統報警器的移動報警器就可以實現報警。
從運營成本上講，像短消息報警器那樣的報警方式往往會造成網路阻塞甚至癱瘓，雖然使得短信收入增加，但因此造成的報警延誤及線路通信質量下降，最終反而使用戶減少導致收入下降。我們這個報警系統中，報警信號是在移動通信網絡內部提取的，其費用非常低廉、速度快捷，在對用戶收取同樣服務費用的情況下，服務供應商的成本要低的多。
2)網絡擴展方便與不同的移動通信運營商進行連接，就可以將該移動通信運營系統內的所有移動用戶納入報警網絡內。如移動報警網絡原來與“中國移動”簽定的協議，使得報警網絡只是為“中國移動”用戶提供報警服務。經過與“中國聯通”簽定協議并進行信息連接后，也可以讓“中國聯通”的用戶加入到移動報警網絡系統中來。像樓宇、小區類的集中控制式報警系統，對報警終端的數量都有一定的數量限制，否則要更換集中控制器。在整個移動報警網絡系統中，對報警用戶的數量沒有任何限制，所有的合法移動用戶都可以申請加入。
除移動用戶外，原來任意一種型號的電話自動報警器，都可以通過撥打移動通信網絡的一個事先指定的特服號碼，加入本發明的移動報警網絡系統。
3)報警的可移動性由于報警系統是基于移動通信運行的，那么整個移動通信的覆蓋區全都可以納入報警范圍，移動通信所具有的國內、國際漫游功能，對報警系統仍然有效，也就是說報警系統具有異地報警功能。如，某深圳注冊登記的“中國移動”用戶，在前往北京時攜帶了報警器，并臨時更改了新的報警時段和報警信息發送目的地等數據。這樣，當在北京其安裝報警器的地方發生警情時，其在北京臨時駐地就可以收到報警信息。
因為有了漫游功能，使得報警范圍可擴展到全國甚至全世界任何一個與我們簽有漫游協議的國家。移動報警用戶可以在任何可以正常使用手機的地點，享受到移動報警服務。
4)布防范圍廣電話報警器一定要安裝在有電話線路的地方，因此在很多情況下，電話報警器就顯得無能為力。如臨時建筑內的防護，空曠地帶的貴重物品、移動物體(如汽車)的護衛等。這種情況下，移動報警的優勢就更加顯現出來，移動報警不受地點位置、地形、地貌的限制，可以非常方便的安裝使用。既可以在院門、臥室也可以在鄉村別墅等偏僻地點，在移動通信網絡覆蓋區域內已經沒有任何報警盲區。
5)安裝簡單使用方便傳統的電話和無線短信息報警器的安裝很復雜，多數報警數據如目的電話號碼、短信息內容要進行現場輸入設置，這對于缺乏操作訓練和無專門知識的用戶而言，并非易事。而對移動報警用戶來說，上述信息均在登記注冊時已經確立，即使需要臨時更改，也像電話信息服務那樣，是在系統語音的提示下修改完成的。該報警器的用戶使用操作非常簡單。安放好報警感應元件和報警器后，將開機后處于待機狀態的手機等移動臺放在報警器(主機)專門的位置上即可。
因為對安裝使用方面沒有特殊要求，故可以很方便地移動使用，如用戶在一個城市里有兩處住宅，A宅為工作期間居住，B宅周末渡假使用，則他可將報警器星期一～五安裝在B宅，當渡假時在A宅安裝使用。報警功能的啟動十分簡單，定好報警時段后，到時間后系統會自動啟動。
6)報警方式多，精度高與傳統的報警方式比，移動報警的報警信息發出的方式更多，以適應用戶的不同要求。在確定警報位置方面，更是電話報警無法比擬的，電話報警只能用電話登記住址的方式確定，如遇有電話遷移未及時變更地址的話，則會造成報警點無法確定。
移動報警利用移動通信網絡自身具有的定位功能，可實現報警位置的快速確定，為及時準確出警奠定了基礎。目前有的移動運營商(如中國聯通的CDMA 1X網)，采用輔助全球定位系統A-GPS后，可以實現精度在15米左右的三維定位。也就是說，能將警報發出地的建筑物準確定位，高層建筑的大致樓層也可以確定。如果再配合地理信息系統GIS的話，則可描繪出報警地的地形、地貌、高度、街道及標志物等。這樣，不管將移動報警器放在何處使用，它都可以準確無誤地將警報發出位置確定，為有關部門的警務處理提供了可靠的保障。
我們這套方案是為了適應業已大量存在的移動臺(手機等)，方案使得手機用戶在不影響手機原有一切功能的前提下，只需很少的投入就可實現移動報警功能。而整個移動報警系統組成的低成本、高速度、高精度、方便、簡單和多功能等綜合優勢，是傳統報警方式所無法相比的。
本發明的特征及優點將通過實施例結合附圖進行詳細說明。
圖1表示現有技術中電子報警器示意圖；圖2表示現有技術中利用移動通信網絡發出短信息報警的報警系統示意圖；圖3表示本發明的利用移動通信網絡進行報警的報警系統示意圖；圖4表示本發明的改進方案的工作時序示意圖；圖4-1表示本發明的報警系統的方框圖；圖5表示本發明的報警器的第一實施例的電路結構圖；圖6表示手機信號屏蔽器原理圖；圖7表示本發明的報警器的第一實施例的報警流程圖；圖8表示本發明的報警器的第二實施例的屏蔽盒示意圖；圖9表示本發明的報警器的第三實施例的電路結構圖。
具體實施方式如圖4-1所示，本發明的報警系統包括用于連接報警感應單元的接口、控制單元、屏蔽單元、控制中心，用于連接報警感應單元的接口、控制單元和屏蔽單元組成報警主機或報警器，報警感應單元可以是人體紅外感應器、門磁開關、感煙器等感應元件和緊急呼救按鈕，當它感應到異常情況(或按動按鈕)時，發出一個開關信號至控制單元，控制單元進行相應處理后輸出脈沖控制信號(驅動繼電器動作)，控制屏蔽單元動作將放置在其作用范圍內的移動臺向基站發出的注冊登記信號切斷，控制中心在移動通信網絡的相關數據庫中查詢到所述移動臺的聯絡(登記注冊)信號中斷時認為發生警情，將警報按照登記注冊的內容發出。控制單元可以主要由單片機和繼電器組成，也可以主要由其它組合邏輯電路和繼電器組成。對無線通訊信號進行屏蔽的方法有使用手機信號屏蔽器和斷開電源移動臺工作電源或無線電屏蔽盒。移動臺通常采用手機。
具體實施例一、如圖5所示，控制單元包括順序串聯的單片機1、與非門11、緩沖反相器12、晶體管2和繼電器3，所述單片機1的輸入端與報警感應單元4相連，輸出信號在控制端的控制下通過與非門11、反相器12與晶體管2的基極相連，晶體管2的發射極接地，集電極通過繼電器線圈連接電源VJ，繼電器線圈兩端反向跨接一個二極管，所述繼電器3的常開觸點中一端接電源VP，另一端耦合至屏蔽單元。當報警感應單元4中任意一個探測到異常情況時，輸出高電平信號至單片機1輸入口，單片機1輸出信號在控制端信號的控制下(控制報警是否發出)使晶體管2導通，當晶體管2導通后，晶體管2的集電極的電位為低，電源VJ通過繼電器3與晶體管2的集電極、發射極構成回路。繼電器3通電后使常開觸點吸合，使屏蔽單元接通電源VP。
屏蔽單元為手機信號屏蔽器，手機信號屏蔽器(也有的稱作隔離器、阻斷器等)，其原理如圖6所示，該屏蔽器在工作過程中以一定的速度從前向信道的低端頻率向高端掃描。該掃描速度可以在手機接收報文信號中形成亂碼干擾，手機不能檢測出從基站發出的正常數據，使手機不能與基站建立聯接。手機表現為搜索網絡無信號、無服務系等現象，如與其電話聯絡，會的到不在服務區的回答。手機信號屏蔽器多在加油站、劇場、教堂等不宜使用手機的場合使用，其可以形成半徑為幾十米的信號屏蔽區，由于目前采用的移動通信技術標準較多，所以手機信號屏蔽器也要針對這些技術標準，因此就較為復雜。我們報警器中所使用的信號屏蔽裝置，只需屏蔽裝入到其內部或放置在其附近的報警移動臺，與其它正在使用的移動臺無關。因此其發射功率非常小，形成的屏蔽半徑只要有一二十厘米就能滿足要求，也不需同時對各種技術標準的移動臺進行屏蔽，只需根據被屏蔽對象的技術標準進行選擇即可。所以此信號屏蔽器非常簡單，它由一組開關控制選擇被屏蔽對象所使用的技術標準，如是“聯通”CDMA網絡、“中國移動”GSM網絡還是“中國電信”的“小靈通”等。屏蔽器的工作電源，由繼電器的常開觸點控制供給，繼電器由報警器的報警輸出部分控制。無報警信號輸出時，繼電器沒有吸合，手機信號屏蔽器工作電源不能加上，故無屏蔽信號產生；當報警元件感應到警情發生時，輸出的開關信號將繼電器吸合，信號屏蔽器供電工作，按照選擇開關的指向，不斷產生出該網絡標準的屏蔽信號。
本實施例還可加以改進，使不同的移動臺注冊登記信號中斷時間段對應不同的警種。單片機的輸入端連接各種報警感應元件，按照事先規定，探測不同的警種的感應元件連接在單片機不同的輸入位置，單片機的輸出端用以輸出驅動繼電器的控制脈沖信號。單片機根據感應開關信號連接位置的不同進行相應處理后發出寬度不等的脈沖控制信號(驅動繼電器動作)，控制屏蔽單元動作將放置在其作用范圍內的移動臺向基站發出的注冊登記信號切斷。在控制中心增加計數單元、中斷時間段和警種的對應表，計數單元可以用軟計數器實現。控制中心在移動通信網絡的相關數據庫中查詢到所述移動臺的聯絡(登記注冊)信號中斷時認為發生警情，并根據警種計數器的數據確定警種，然后將分類警報按照登記注冊的內容發出。計數器還可設定一個最長時間，如果移動臺注冊登記信號中斷時間段超出最長時間，則認為報警器故障。
本實施例的報警流程如圖7所示1)用戶在控制中心登記注冊，注冊內容包括用戶個人資料、報警時間段(報警的啟始、結束時間)、訪問密碼(用戶以后更改設定報警的啟始、結束時間時所需)、報警信息發送手段(移動電話、市話和互聯網)、報警信息發送方式(短消息、錄音、電子郵件等)、報警信息發送內容(短消息文字內容和錄音內容)、分類報警信息發送目的地(電話號碼、E-mail)、轉移電話號碼(有訪問處在報警時段的移動臺時，轉移到的其他電話)等；2)報警感應單元探測到異常情況，輸出開關信號至單片機；3)單片機輸出信號在控制端信號控制下輸出一定寬度的脈沖信號至晶體管基極，使晶體管導通；4)繼電器通電使繼電器開關吸合；5)手機屏蔽器通電，發出干擾信號；6)移動臺的注冊登記信號被切斷；7)控制中心不斷查詢移動臺的注冊信號是否中斷，當查詢到移動臺的注冊信號在未注銷的情況下被切斷時，作為警情提示，開始計時；8)控制中心監測到相應移動臺注冊登記信號恢復時停止計時，計算移動臺的注冊登記信號中斷的時間段；
9)將移動臺的注冊登記信號中斷的時間段與設定的最長時間段比較，如果移動臺的注冊登記信號中斷的時間段大于設定的最長時間段，認為報警器故障，如果移動臺的注冊登記信號中斷的時間段小于或等于設定的最長時間段，則進行步驟D；10)根據事先定義的中斷時間段與警種對應關系，確定該警報的警種，并按照注冊登記內容發送警報。
如深圳某“中國移動”用戶手機號碼為138XXXX5678，該用戶在為其手機登記移動報警服務時注冊內容為報警時間段22:00～7:00；報警信息發送方式 報警信息發送手段短消息； 移動電話；報警信息發送目的地 報警信息內容火警138XXXX1234；著火；匪警XXXXXXXX； 打劫；非法入侵XXXXXXXXXXX；有情況；燃氣泄露XXXXXXXXXXX；XXXXXX；有人越墻XXXXXXXX； XXXX；等等。
這樣該用戶在報警時間段以外的時間內攜帶手機外出，遇到隧道等無法使用手機地點時，報警不會發生。當其晚間在家時將手機安放在報警器上，如遇有火警產生，號碼為138XXXX1234的手機將會收到“著火”的短消息。
具體實施例二、與實施例一相比不同的是屏蔽單元為采用具有屏蔽無線電信號性能的材料制成的屏蔽盒，所述屏蔽盒內有用于放置手機的空腔6，所述屏蔽盒還包括一個活動門7，所述活動門響應控制單元發出的控制信號，設計一個機關，在有繼電器吸合動作時將屏蔽盒關閉以屏蔽無線通訊信號，如圖8所示，左邊的圖表示活動門打開的狀態，右邊的圖表示活動門閉合的狀態。
具體實施例三、如圖9所示，與實施例一、二相比不同的是屏蔽單元為切換開關8，實施例三是一個由手機模塊、少量控制電路和SIM卡所構成的無通話功能的小巧的移動臺(通信裝置)，專用于定位與跟蹤。所述切換開關8一端連接移動臺的工作電源，另兩端通過切換分別用于連接繼電器常閉觸點的兩端，繼電器常閉觸點的的其中一端還與移動臺連接。如圖9所示，供電電源5是被切換開關8所控制，開關指向通訊一側時，移動臺接通電源工作，與網絡進行正常的聯絡。系統根據其不斷移動的位置信息，為客戶提供基于位置的各種服務；當開關指向報警一側時，移動臺的工作電源要通過繼電器3的常閉觸點開關才能加上。這個繼電器3是由單片機及晶體管輸出驅動控制的，無報警信號輸出時，繼電器的常閉觸點將電源提供給移動臺，產生正常的聯絡信號。當警情發生時，輸出一個開關驅動信號，該開關信號將控制繼電器動作使常閉觸點斷開，從而切斷移動臺的電源，無法正常工作，不能產生正常的注冊登記信號，從而被系統認為產生了警報。
可見，報警器工作任務非常簡單，只需設法在報警感應元件有動作時將移動臺的信號切斷或阻隔，使得移動臺不能與基站BS建立聯系即可，而不管采用手機信號屏蔽器阻隔移動臺信號還是切斷移動臺工作電源的做法以及用機械的屏蔽方式。
目前市場上銷售的報警器感應元件，可以不加任何改動地直接用于本發明的移動報警器。這些感應元件大多是電子開關信號或繼電器輸出，而該繼電器的開關觸點輸出，還具有常開和常閉兩種選擇，可以用短接線方便地選用。我們要做的工作只是將電子開關信號或繼電器觸點與報警器的單片機輸入端適當連接，用于報警使用時再配上移動臺，就構成了一臺可移動的無線報警器，并可組成一張遍布整個通訊區域內的龐大的報警網絡體系。
這些報警感應元件的市場零售價只有20～40元人民幣左右，因此組成一臺移動報警器的價格是非常便宜的，而這只是傳統電話報警器價格的十分之一！所以說，移動報警器具有極高的性價比。
安全問題在當前社會非常受重視，除去法制建設的加強以外，安全防范的手段越來越被關注。據報載，國內安防產品的消費每年達100億人民幣，全球的數字是500億美圓。相關產業發展迅速，僅深圳市2003年的該產業產值為200多億元人民幣，可見產品需求的程度。但多數報警器是在進行著單打獨斗，各自獨立運行著，而且還遠遠不能普及。其原因是，迄今還沒有一種能夠真正組成行之有效的報警網絡方案，以及與之相應的價格能被普通人接受的報警器。
移動報警系統網絡的出現，必將從根本上扭轉長期以來電子報警器被貴族化和邊緣化的局面。我國目前擁有超過3億的位于世界第一的手機用戶群體，無論網絡覆蓋范圍還是用戶數量已經遠遠超過市話網絡。網絡覆蓋已經含蓋鄉鎮、山區、草原及遠至100公里以內的海域，可以說移動通信已基本沒有服務盲區。移動通信已經與人們的日常生活密不可分，在這個基礎之上推廣移動報警是水到渠成的事。它將會被所有普通的移動臺(手機)用戶接受和喜愛，傳統的電話報警用戶也不用去擔心被排斥在報警網絡之外，這個報警網絡系統可以容納一切。不難想象出，3億移動用戶如果都加入移動報警服務網絡中，它所帶來的是一種什么樣的巨大變化。
移動報警的廣泛使用，能夠推動電子制造業的進步。如果有移動臺生產商配合移動報警網絡，生產出有關報警的多功能手機；或提供類似雙模手機、一卡雙號、一卡多號手機功能那樣的一號雙卡功能的手機SIM/UIM卡。將使移動報警系統的功能更加強大，報警器的價格更加低廉，使用更加方便、普及。經移動運營商的二次開發后，可以衍生出多種多樣的增殖報警業務來，使我們的生活環境更加安全。
移動報警網絡系統更加適于報警業務的公共化，它會比傳統報警方式為安全機關提供更多的信息，公安部門擁有它將會為聯動報警系統的建立打下堅實的基礎。
可以這樣說，在移動報警網絡中，再沒有什么神不知鬼不覺的事情了，在它的監視控制下，一切都將是透明的了。而這一切的實施無須敷設一寸電纜，我們眼前看起來都沒有改變，但卻完全是另外一個世界了！
權利要求
1.一種報警器，包括用于連接報警感應單元的接口和控制單元，所述控制單元響應報警感應單元的報警信號并輸出控制信號，其特征在于還包括用于切斷移動臺注冊信號的屏蔽單元，所述屏蔽單元響應控制單元輸出的控制信號，用于將相應移動臺向基站的注冊登記信號切斷。
2.如權利要求1所述的報警器，其特征在于所述控制單元包括單片機和繼電器，所述單片機響應報警感應單元的報警信號，用于根據不同的報警信號按照設計輸出不同寬度的脈沖控制信號以控制繼電器動作，以使繼電器控制屏蔽單元將相應移動臺向基站的注冊登記信號切斷一定的時間。
3.如權利要求1或2所述的報警器，其特征在于所述屏蔽單元為手機信號屏蔽器、采用具有屏蔽無線信號功能的材料制成的屏蔽盒和用于切斷相應移動臺電源的切換開關中的一種，所述屏蔽盒內有用于放置相應移動臺的空腔，所述屏蔽盒還包括一個活動門，所述活動門響應控制單元發出的控制信號，自動關閉以屏蔽無線通訊信號；所述切換開關的公共端連接移動臺工作電源的一極，另一端用于在繼電器常閉觸點的兩端進行切換，以便當切換開關打向通訊狀態時使移動臺正常供電工作，當切換開關打向報警狀態時使移動臺工作電源通過繼電器常閉觸點加上。
4.一種報警系統，包括報警器、控制中心，所述報警器包括用于連接報警感應單元的接口、控制單元，所述控制單元響應報警感應單元的報警信號并發出控制信號，所述控制中心用于查詢到報警信息后按照登記注冊內容發出報警，其特征在于所述報警器還包括用于切斷無線通訊信號的屏蔽單元，所述屏蔽單元響應控制單元發出的控制信號，用于切斷相應移動臺向基站的注冊登記信號，所述控制中心將查詢到的相應移動臺在未注銷的情況下被切斷注冊登記信號作為發生警情并按照登記注冊內容發出報警。
5.如權利要求4所述的報警系統，其特征在于所述控制單元包括單片機和繼電器，所述單片機響應報警感應單元的報警信號，用于根據不同的報警信號按照設計輸出不同寬度的脈沖控制信號以控制繼電器動作，以使繼電器控制屏蔽單元將相應移動臺向基站的注冊登記信號切斷一定的時間；所述控制中心包括計數單元和警報發送單元，所述計數單元用于檢測相應移動臺在未注銷的情況下注冊登記信號的中斷時間段，以便控制警報發送單元根據不同的注冊登記信號的中斷時間段所對應的警種發送不同內容的報警信息。
6.如權利要求4或5所述的報警系統，其特征在于所述屏蔽單元為手機信號屏蔽器、采用具有屏蔽無線信號功能的材料制成的屏蔽盒和用于切斷相應移動臺電源的切換開關中的一種，所述屏蔽盒內有用于放置相應移動臺的空腔，所述屏蔽盒還包括一個活動門，所述活動門響應控制單元發出的控制信號，自動關閉以屏蔽無線通訊信號；所述切換開關的公共端連接移動臺工作電源的一極，另一端用于在繼電器常閉觸點的兩端進行切換，以便當切換開關打向通訊狀態時使移動臺正常供電工作，當切換開關打向報警狀態時使移動臺工作電源通過繼電器常閉觸點加上。
7.如權利要求5或6所述的報警系統，其特征在于還包括放置在屏蔽單元作用范圍內的移動臺。
8.一種報警方法，包括報警感應步驟感應單元探測到異常情況后發出報警信號；和報警步驟；其特征在于所述報警步驟包括將用于報警的移動臺向基站的注冊登記信號切斷，并將移動臺在未注銷的情況下向基站的注冊登記信號被切斷作為發生警情。
9.如權利要求9所述的報警方法，其特征在于還包括控制中心查詢警情和發出警報的步驟所述控制中心在每一個移動臺所對應的報警時間段內不斷在移動通信網絡的相關數據庫中查詢該移動臺的狀態，當查詢到所述移動臺的注冊登記信號中斷時，作為發生警情處理，并將警報按照在控制中心登記注冊的內容發出。
10.如權利要求9所述的報警方法，其特征在于在將所述移動臺的注冊登記信號切斷前還包括以下步驟控制單元響應報警感應單元的報警信號并輸出控制信號；報警器的屏蔽單元響應控制單元輸出的控制信號，將放置在屏蔽單元作用范圍內的移動臺的注冊登記信號切斷。
11.如權利要求9所述的報警方法，其特征在于還包括向控制中心注冊的步驟，所述注冊內容至少包括用于報警的移動臺號碼和報警時間段。
12.如權利要求11所述的報警方法，其特征在于所述在控制中心注冊內容還包括報警信息發送方式、報警信息發送手段、報警信息發送內容和報警信息發送目的地。
13.如權利要求11所述的報警方法，其特征在于所述控制單元輸出的控制信號為根據不同的報警信號按照設計具有不同寬度的脈沖控制信號，所述移動臺的注冊登記信號中斷時間根據不同寬度的脈沖控制信號而不同；所述控制中心根據不同的移動臺注冊登記信號中斷時間發出不同警種的警報。
14.如權利要求13所述的報警方法，其特征在于所述控制中心發出警報包括以下步驟A)控制中心監測到相應移動臺注冊登記信號被切斷時作為警情提示，開始計時；B)控制中心監測到相應移動臺注冊登記信號恢復時停止計時，計算移動臺的注冊登記信號中斷的時間段；C)將移動臺的注冊登記信號中斷的時間段與設定的最長時間段比較，如果移動臺的注冊登記信號中斷的時間段大于設定的最長時間段，認為報警器故障，如果移動臺的注冊登記信號中斷的時間段小于或等于設定的最長時間段，則進行步驟D；D)根據事先定義的中斷時間段與警種對應關系，確定該警報的警種，并按照注冊登記內容發送警報。
15.如權利要求8至14中任一項所述的報警方法，其特征在于所述將移動臺的注冊信號切斷是通過頻率干擾的方式、采用具有屏蔽無線通訊信號功能的材料制成屏蔽器的方式或切斷移動臺的電源的方式。
全文摘要
本發明公開了一種報警器、由該報警器組成的報警系統及其報警方法，包括報警器和控制中心，報警器包括控制單元和用于切斷無線通訊信號的屏蔽單元，控制單元響應報警感應單元的報警信號控制屏蔽單元切斷移動臺的注冊登記信號，并將切斷移動臺的注冊登記信號作為發生警情，控制中心用于查詢到警情后按照登記注冊內容發出報警。本發明由使用非常普及的手機、市售報警感應裝置、簡單的報警器和移動通信網絡構成，具有組網成本低、可漫游移動報警、能確定報警發生地點、可在移動通信網絡覆蓋區域內任意布防、報警點數量不受任何限制、安裝簡單使用方便、網絡擴展方便、報警方式多、精度高的特點。通過設定可分不同警種播報，并有報警器檢錯功能。
文檔編號H04M11/04GK1734513SQ20041004046
公開日2006年2月15日 申請日期2004年8月9日 優先權日2004年8月9日
發明者高金鐸, 閆子榮 申請人:高金鐸, 閆子榮