一种警情无线采集推送系统及方法与流程

本发明涉及一种警情无线采集推送系统及方法，属于物联网技术领域。

背景技术：

目前警情数据推送采用的流行方法大都是前端布置交流电源供电的数据采集模块，然后通过sim卡来发送短消息到客户来实现，缺点非常明显，不仅数据采集模块布线不方便，变更位置更不方便，而且还受断电的影响，发送消息需要手机卡，不仅收费，而且接收方也必须用手机卡，适用范围受限制.随之而来的无线低功耗采集系统应运而生，它具有布局灵活、低成本、组网便捷的特点，可以随便改变位置，普通小型锂电池充满电足以使用一年以上，不需手机卡，可以上传到互联网，采用标准开放的协议，任何一个互联网设备都能用来接收消息，大大拓展了应用范围

技术实现要素：

本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种警情无线采集推送系统及方法，以解决在不适合人类活动的场所和危险环境下的警情数据检测采集及上报。

本发明技术解决方案：一种警情无线采集推送系统，包括：数据采集模块、边界路由模块、数据分发推送平台和客户端；数据采集模块获取警情数据信息，通过无线发送到边界路由模块，边界路由模块再通过无线传输至数据分发推送平台；同时数据采集模块也接收边界路由模块转发来的数据采集模块配置指令，再实现对数据采集模块配置控制；所述数据分发推送平台负责管理所有的数据采集模块和客户端的注册和管理，接收边界路由模块传来的各种警情数据，并根据数据采集模块配置指令分发到与警情数据信息相关的所有客户端；同时也接收客户端发来的数据采集模块配置指令，并发送给边界路由模块。

所述数据采集模块包括电池供电的低功耗无线单片机、A/D转换器和多种警情传感器，数据采集传输采用IPV6传输协议和RPL无线路由协议，应用层采用MQTT协议；所述多种警情传感器包括用于获取危险情况的要素信息，有歹徒时可按键触发的一键报警装置，获得温度和烟感信息的火灾传感器和获得高危有毒有害物质的浓度信息的有毒气体传感器；多种警情传感器采集现场警情数据经过A/D转换器将其转换为数字信号送入单片机中进行处理，获取的上述警情信息。

所述边界路由模块由开源6LBR边界路由协议栈实现，由低层到高层依次是数据包过滤层，uIP协议栈，RPL及web服务器共四层；数据包过滤层就是mac层；uIP协议栈就是TCP/IP层，TCP/IP层支持ipv4/ipv6双协议栈；RPL是无线路由协议层，数据采集模块电路板配置好ipv6后，通过网线、wifi无线网或gprs无线网络多种网络传输介质连接到外面交换机及路由器，再连接到互联网。

所述数据分发推送平台采用开源emq开源物联网数据分发服务器软件，包括多线程消息队列管理，多线程消息队列管理采用外挂协议插件，包括mqtt，WebSocket、Stomp、CoAP、MQTT-SN标准协议插件或私有定制的TCP协议插件，通过插件的方式来支持mqtt、WebSocket、Stomp、CoAP、MQTT-SN或私有TCP协议。

所述客户端，分安卓版，ios版本，windows版本，网页版，全部采用ibm分别为各种平台开发的开源免费mqtt客户端协议库；可以接收数据分发推送平台传来的各种警情数据，亦可以根据警情数据作出相应的处理，发送修改配置指令到数据分发推送平台进行控制数据采集模块。

一种警情无线采集推送方法，步骤如下：

(1)数据采集模块首先向边界路由模块发送包含id号的注册消息，由边界路由模块转发到数据分发推送平台，数据采集模块注册成功后开始全天候定时采集相关的警情数据信息，根据每个数据采集模块模块配置的警情数据信息获取的传感器，与该传感器内部设定好的警戒阈值比对，发现超出就视为异常警情，立刻通过无线ipv6协议向边界路由模块发送包含此警情数据信息的mqtt包；

(2)边界路由模块无线接收器通过无线传输收到数据采集模块发来的ipv6协议mqtt警情数据包后，转换为ipv4协议mqtt数据包，通过ipv4网络(包括有线或wifi及gprs等)发送到数据分发推送平台；

(3)数据分发推送平台接收到边界路由模块发来的mqtt数据包，提取包中的源id号从客户与数据采集模块关联配置表查找所有相关的客户端(4)id，并按每个客户端不同的协议打包数据，向每个客户端id关联的ip及对应端口号发送对应协议的警情数据包；

(4)客户端启动后首先向数据分发推送平台发送包含id号的注册消息，注册成功后开始轮询等待消息，接收到数据分发推送平台发来的对应协议的数据包(目前客户端全部采用mqtt协议)后，根据包中的数据类型分别作出不同的处理，比如火警就在屏幕显示一个火警标志，并发出火警119的警报声音；同时支持远程修改和配置数据采集模块的参数包含警情数据信息的阈值以及数据分发推送平台的ip和端口号；修改方式也是向数据分发推送平台(3)发送修改指令，由数据分发推送平台转发到数据采集模块。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)采用低功耗芯片使得电池供电就可以维护一到几年的时间，不用再布线提供电源，使得部署非常方便.而现在使用的采集装置由于需要sim卡，耗电量非常大，普通电池维护不了一周以上，必须要使用电源线供电，布线不方便，且存在着断电的可能性。

(2)使用ipv6协议，可以通过ipv4与ipv6网关直接与互联网上的任何设备通信，使用过程中不需要额外的任何费用；而现在使用的采集装置需要sim发送数据到客户，使用过程中有额外的流量通讯费。

附图说明

图1为本发明系统组成框图；

图2为本发明中数据采集模块原理图；

图3为本发明中边界路由模块原理图；

图4为本发明的警情推送流程图。

具体实施方式

本发明是针对警情所处的人类无法及时涉足的恶劣环境下的数据采集及上报，而且位置机动，可能没有电源或者取电不方便等。

解决方案就是采用电池供电的低功耗无线传输采集装置，安放在需要实时监控数据的场所，链路层采用IPV6传输协议和RPL无线路由协议，应用层采用MQTT协议，通过因特网向控制中心实时上报前端数据，控制中心再根据警情内容发送到相关负责人客户端。整个架构流程非常清晰简洁，但却很好的解决了恶劣环境下的数据采集上报。

解决方案就是采用电池供电的低功耗无线传输采集装置，安放在需要实时监控数据的场所，链路层采用IPV6传输协议和RPL无线路由协议，应用层采用MQTT协议，通过因特网向控制中心实时上报前端数据，控制中心再根据警情内容发送到相关负责人客户端。整个架构流程非常清晰简洁，但却很好的解决了恶劣环境下的数据采集上报。

下面结合附图及实施例进行详细说明。

如图1所示，一种警情无线采集推送系统，包括数据采集模块1、边界路由模块2、数据分发推送平台3和客户端4；数据采集模块1获取警情数据信息，通过无线发送到边界路由模块2，边界路由模块2再通过无线传输至数据分发推送平台3；同时数据采集模块1也接收边界路由模块2转发来的数据采集模块配置指令，再实现对数据采集模块配置控制；数据分发推送平台3负责管理所有的数据采集模块1和客户端4的注册和管理，接收边界路由模块2传来的各种警情数据，并根据数据采集模块配置指令分发到与警情数据信息相关的所有客户端4；同时也接收客户端4发来的数据采集模块配置指令，并发送给边界路由模块2。

如图2所示，数据采集模块1包括电池供电的低功耗无线单片机、A/D转换器和多种警情传感器，数据采集传输采用IPV6传输协议和RPL无线路由协议，应用层采用MQTT协议；所述多种警情传感器包括用于获取危险情况的要素信息，有歹徒时可按键触发的一键报警装置，获得温度和烟感信息的火灾传感器和获得高危有毒有害物质的浓度信息的有毒气体传感器；多种警情传感器采集现场警情数据信息经过A/D转换器将其转换为数字信号送入单片机中进行处理，获取的上述警情数据信息；数据采集模块获取的上述警情数据信息通过无线发送到边界路由模块2，再通过无线传输至数据分发推送平台3；同时也接收边界路由模块2转发来的数据采集模块配置指令，再实现对数据采集模块配置控制3。

如图3所示，边界路由模块2由开源6LBR边界路由协议栈实现，由低层到高层依次是数据包过滤层，uIP协议栈，RPL及web服务器共四层；数据包过滤层就是mac层；uIP协议栈就是TCP/IP层，TCP/IP层支持ipv4/ipv6双协议栈；RPL是无线路由协议层，数据采集模块电路板配置好ipv6后，通过网线、wifi无线网或gprs无线网络多种网络传输介质连接到外面交换机及路由器，再连接到互联网。所述的边界路由模块2即可把数据采集模块(1)传来的各种警情数据传到数据分发推送平台3；也可接收数据分发推送平台3转发来的数据采集模块配置指令，并发送给数据采集模块1；

如图4所示，数据分发推送平台3采用开源emq开源物联网数据分发服务器软件，包括多线程消息队列管理，多线程消息队列管理采用外挂协议插件，包括mqtt，WebSocket、Stomp、CoAP、MQTT-SN标准协议插件或私有定制的TCP协议插件，通过插件的方式来支持mqtt、WebSocket、Stomp、CoAP、MQTT-SN或私有TCP协议；所述的数据分发推送平台3负责管理所有的数据采集模块1和客户端4的注册和管理，接收边界路由模块2传来的各种警情数据信息，并根据数据采集模块配置指令分发到与该警情数据信息相关的所有客户端4；同时也接收客户端4发来的数据采集模块配置指令，并发送给边界路由模块2；

客户端4分安卓版，ios版本，windows版本，网页版，全部采用ibm分别为各种平台开发的开源免费mqtt客户端协议库；可以接收数据分发推送平台3传来的各种警情数据，亦可以根据警情数据作出相应的处理，发送修改配置指令到数据分发推送平台3进行控制数据采集模块；

提供以上实施例和对本发明的进一步改进说明仅仅是为了描述本发明的目的，而并非要限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求限定。不脱离本发明的精神和原理而做出的各种等同替换和修改，均应涵盖在本发明的范围之内。