一种基于LTECat.1网络的安防报警网关的制作方法

一种基于lte cat.1网络的安防报警网关
技术领域
1.本发明涉及一种安防报警网关，具体涉及一种基于lte cat.1网络的安防报警网关。


背景技术：

2.1.在运营商逐渐减少2g网络部署和维护的背景下，基于gsm的网关面临着需要迁移转网甚至完全丧失通讯功能的困境。
3.2.在使用2g网络拨打报警电话进行语音通话时，接通等待时间太长，需要等待5～6秒甚至更长；在用gsm网络发送报警短信时，耗时太长。这两点对于对报警及时性要求极高的报警设备来说，是致命的。
4.3.在使用gprs进行数据传输时，数据更新的时延大，会出线设备经常掉线的情况，用户体验不好。
5.4.已有方案主要的技术背景是gsm和gprs。gsm是第2代移动通讯技术，占用了大量的网络资源，在5g快速推进建设的背景下，正在逐步清退2g网络占用的频谱资源，特别是800～900mhz的黄金频段，补充划分并合理应用到4g/5g上。gprs的传输速率高达115.2kbps，但其实际速率比理论低，在数据传输中会发生丢包现象。
6.5.现有技术方案使用gsm发送短信和拨打语音电话，使用gprs进行数据传输。


技术实现要素：

7.本发明所要解决的技术问题是提供一种基于lte cat.1网络的安防报警网关，使用基于packet switch分组交换的volte技术拨出报警电话仅需要两秒左右就可以接通，并提供高质量的通话效果，让报警网关的报警及时性得到了代的提升。
8.本发明基于lte cat.1网络的安防报警网关是通过以下技术方案来实现的：包括主控单元、显示屏、无线接收模块、输入机构、执行结构、通讯机构以及电源管理；
9.无线接收模块以及输入机构均连接主控单元，主控模块输出至显示屏、喇叭、执行结构以及通讯机构，通过显示屏来显示网关的工作状态并作为用户操作的人机显示界面，通过喇叭作为人机操作的声音提示，通过执行机构控制声光输出，通过通讯机构发送报警短信、拨打报警电话，并让设备保持和云端的连接来传输数据；电源管理模块负责各部件的电源供应，并通过后备电源在断电的情况下也能维持网关的正常工作；所述通讯机构输出至lte cat.1模组；
10.lte cat1模组控制流程如下：
11.s1、关机：发送at+qpowd，并等待12s以上后直接断电；开机：拉低power key，等待2s后，再拉高power key；
12.s2、执行at+cpin查询(u)sim卡状态，如果20s后无法识别，重启模块；
13.s3、执行at+creg？查询cs业务，如果返回1或5，表示模块已经注册上cs业务，如果90s内注册失败，重启模块；
14.s4、执行at+cgreg？/at+cereg？查询在lte网络上ps业务是否注册，本流程等待60s；
15.s5、通过at+qicsgp命令配置apn，user name，password和auth type；通过at+cgmin/at+cgeqmin/at+cgqreg/at+cgeqreg配置qos参数；
16.s6、激活通过at+qiact＝《contextid》激活pdp context；通过at+qiact？查询pdp context ipb)如果等待150s后，at+qiact没有响应，重启模块；如果连续3次反激活pdp context失败，重启模块；反激活pdp context：如果等待40s后at+qideact没有响应，重启模块；
17.s7、打开连接如果等待150s，没有收到at+qiopen的响应，关闭连接；
18.s8、连接的维护和检测：通过at+qisend＝《connectid》[，《send_length》]发送数据；定期向远程端发送小数据包以维护和检测tcp连接；通过at+qisend＝《connectid》，0查询ack的发送。
[0019]
作为优选的技术方案，主控单元通过无线接收模块无线接收来门窗传感器、红外人体传感器以及环境传感器的数据信号。
[0020]
作为优选的技术方案，输入机构通过触摸键盘、防拆按钮以及配置按钮输入，执行机构输出至rgb灯、有线警号以及无线警号。
[0021]
本发明的有益效果是：
[0022]
1.本发明使用最新的移动通讯技术，让网关准确把握全球移动物联网技术标准和产业格局的演进趋势。
[0023]
2.本发明提升数据传输的速率，降低报警时延，让网关的报警及时性得到代的提升。
附图说明
[0024]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]
图1为本发明的方框图；
[0026]
图2为本发明的流程图；
[0027]
图3为本发明的电路图。
具体实施方式
[0028]
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0029]
如图1和图3所示，本发明的一种基于lte cat.1网络的安防报警网关，包括主控单元、显示屏、无线接收模块、输入机构、执行结构、通讯机构以及电源管理；
[0030]
无线接收模块以及输入机构均连接主控单元，主控模块输出至显示屏、喇叭、执行结构以及通讯机构，通过显示屏来显示网关的工作状态并作为用户操作的人机显示界面，通过喇叭作为人机操作的声音提示，通过执行机构控制声光输出，通过通讯机构发送报警
短信、拨打报警电话，并让设备保持和云端的连接来传输数据；电源管理模块负责各部件的电源供应，并通过后备电源在断电的情况下也能维持网关的正常工作；所述通讯机构输出至lte cat.1模组。
[0031]
作为优选的技术方案，主控单元通过无线接收模块无线接收来门窗传感器、红外人体传感器以及环境传感器的数据信号。
[0032]
作为优选的技术方案，输入机构通过触摸键盘、防拆按钮以及配置按钮输入，执行机构输出至rgb灯、有线警号以及无线警号。
[0033]
如图2所示，cat1模组控制流程如下：
[0034]
s1、关机：发送at+qpowd，并等待12s以上后直接断电；开机：拉低power key，等待2s后，再拉高power key；
[0035]
s2、执行at+cpin查询(u)sim卡状态，如果20s后无法识别，重启模块；
[0036]
s3、执行at+creg？查询cs业务，如果返回1或5，表示模块已经注册上cs业务，如果90s内注册失败，重启模块。
[0037]
s4、执行at+cgreg？/at+cereg？查询在lte网络上ps业务是否注册，本流程等待60s；
[0038]
s5、通过at+qicsgp命令配置apn，user name，password和auth type。通过at+cgmin/at+cgeqmin/at+cgqreg/at+cgeqreg配置qos参数；
[0039]
s6、激活通过at+qiact＝《contextid》激活pdp context。通过at+qiact？查询pdp context ipb)如果等待150s后，at+qiact没有响应，重启模块；如果连续3次反激活pdp context失败，重启模块；反激活pdp context：如果等待40s后at+qideact没有响应，重启模块；
[0040]
s7、打开连接如果等待150s，没有收到at+qiopen的响应，关闭连接。如果连续5次打开连接失败，先反激活pdp context，然后重新激活pdp context并再次打开连接。
[0041]
s8、连接的维护和检测：通过at+qisend＝《connectid》[，《send_length》]发送数据；定期向远程端发送小数据包以维护和检测tcp连接；通过at+qisend＝《connectid》，0查询ack的发送。如果在2分钟后(每5s查询一次，一共查询24次)，对方没有收到数据，说明tcp连接可能出现异常，执行at+qiclose命令关闭这个tcp连接，然后通过at+qiopen重新建立tcp连接。
[0042]
本实施例中，cat.1是4g通信lte网络下用户终端类别的一个标准，其上行峰值速率5mbit/s，下行峰值速率10mbit/s，拥有跟lte cat.4相同的毫秒级传输时延，使网关的通讯效率变得更高。
[0043]
本实施例中，网关可通过遥控器控制。
[0044]
功能描述如下：
[0045]
网关通过门窗传感器、人体移动探测器等各类报警探测器，探测布防区域内的非法入侵行为，一旦发生突发事件，启动声光等现场报警执行机构，使用通讯网络通过短信、语音通道和数据通道将报警警情传送到用户端和联网监控端。
[0046]
网关通过可燃气体、烟雾、一氧化碳、空气质量等各类环境传感器实时监测各类环境变量值，通过通讯网络同步到用户智能终端。
[0047]
本发明关键技术在于使用lte cat.1作为通讯手段。通过tcp/ip at命令，网关可
以配置pdp场景、激活/去激活pdp场景、打开/关闭socket服务，并通过socket服务发送/接收数据，通过ps分组交换业务拨打高清语音通话。
[0048]
术语解释：
[0049]
安防报警网关：可以接入各类报警传感器并通过通讯网络传送报警信号的设备，以下简称网关。
[0050]
gsm：全球移动通讯系统(global system for mobile communications)，是第二代移动通信技术，又称2g。目前，中国移动、中国联通各拥有一个gsm网。
[0051]
gprs：通用无线分组业务(general packet radio service)，是gsm网络向第三代移动通信系统过渡的一项2.5代数据传输技术。
[0052]
sms：短信(short message service)用户通过手机或其他电信终端直接发送或接收的文字或数字信息。
[0053]
lte cat.1：即long term evolution category 1，是第四代移动通讯技术中介于高速lte类别和低速物联网之间的低配版的4g通讯类别，简称cat.1。
[0054]
volte：即voice over lte的缩写，一种高清语音通话技术。
[0055]
本发明所解决的问题：
[0056]
1.在面对2g网络退网，运营商开始引导物联网终端不再使用2g/3g网络，推动存量2g/3g物联网业务向nb-iot/4g(cat1)网络迁移的网络建设背景下，解决基于2g网络的安防报警网关逐渐不适于移动网络的建设部署。
[0057]
2.在gsm网络下的安防报警网关，等待报警语音通话呼出的接通时间太长。
[0058]
3.在gsm网络下的安防报警网关，等待报警短信成功发出的时间太长。
[0059]
4.解决基于2.5g(gprs)网络的安防报警网关在进行数据通讯时受限于网关带宽太窄引起通讯容易堵塞和传输速率慢的问题。
[0060]
本发明中，当发生非法侵入时，主机启动现场声光报警，并通过发送短信和拨打用户预设的电话通知用户。
[0061]
安装原理如下：
[0062]
门窗感应器，使用贴纸将门窗感应器安装在门框上，将磁条安装在门上；安装时，将感应器和磁条按照侧边的对齐线相靠近并对中，注意感应器和磁条之间的最大缝隙不能超过1.5厘米。
[0063]
红外人体移动探测器使用前将感应器背面电池开关拨向0n打开电源。安装高度离地面2～2.2米左右，应尽量安装在室内的角落以获得最大的探测范围。同时感应器探测光束应与室内人行走的路线呈一定的角度(与人行走方向成90度角的探测效果最好)。步行测试完成后，可以将测试/省电模式开关拨向norm，让探测器工作于省电模式，以节省电池电力。
[0064]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。