一種雙模定位手持巡更對(duì)講機(jī)

袁 梅，汪鵬程，梁向東，黃潔文

（桂林理工大學(xué)南寧分校，南寧530001）

0 引言

在現(xiàn)階段的安防系統(tǒng)中，電子巡更系統(tǒng)是一套專為保安人員建立的一套專門(mén)用于巡更的簽到系統(tǒng)。巡更系統(tǒng)通過(guò)在保安巡邏路線中建立簽到點(diǎn)，記錄保安的巡更次數(shù)、線路、時(shí)間，能夠提高保安人員的巡查質(zhì)量，為業(yè)主提供安全保障，并且便于管理保安人員[1]。電子巡更系統(tǒng)分為無(wú)線電子巡更系統(tǒng)和有線電子巡更系統(tǒng)。相比有線電子巡更，無(wú)線電子巡更系統(tǒng)具有節(jié)省資源、成本小、方便攜帶以及安裝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)[2]。保安人員還需要實(shí)時(shí)對(duì)話，攜帶的對(duì)講設(shè)備與巡更設(shè)備分別獨(dú)立在兩個(gè)不同的子系統(tǒng)，安保人員進(jìn)行巡更作業(yè)時(shí)，兩種設(shè)備往往均需要攜帶，設(shè)備的操作比較繁瑣。大部分對(duì)講設(shè)備只有語(yǔ)音對(duì)講功能，新型的對(duì)講機(jī)也有加入衛(wèi)星定位的功能，但對(duì)于有建筑物或其他遮擋時(shí)的位置確實(shí)存在著較大偏差。現(xiàn)階段的巡更設(shè)備主要采取讀取并存儲(chǔ)巡更點(diǎn)信息的記錄方式，在巡更完成返回管理主機(jī)后，才能上傳巡更數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)性較差，無(wú)法做到全面、實(shí)時(shí)無(wú)縫管理。

1 對(duì)講機(jī)的設(shè)計(jì)目標(biāo)

針對(duì)現(xiàn)階段的對(duì)講設(shè)備和巡更設(shè)備存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種具有雙模定位、能進(jìn)行巡更及報(bào)警器身份驗(yàn)證的巡更對(duì)講設(shè)備。設(shè)備采用衛(wèi)星定位與空間定位兩種定位方式交叉互補(bǔ)，能夠準(zhǔn)確的在各種環(huán)境下確定設(shè)備位置，實(shí)時(shí)掌握安保人員的位置信息；加入無(wú)線短距離通信模塊，與改造后的報(bào)警設(shè)備無(wú)線通信，有效解除誤觸發(fā)報(bào)警。

2 對(duì)講機(jī)的設(shè)計(jì)原理

2.1 對(duì)講機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)備外形如圖1 所示，設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2 所示，系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架如圖3 所示。設(shè)備裝置主要由外殼、衛(wèi)星定位天線、衛(wèi)星定位模塊、陀螺儀模塊、交互模塊、顯示模塊、控制模塊、無(wú)線電天線、編解碼模塊、揚(yáng)聲器、對(duì)講控制開(kāi)關(guān)、拾音麥克風(fēng)等組成，集成在一PCB 板上，通過(guò)外殼實(shí)現(xiàn)整體的封裝，與現(xiàn)有的巡更對(duì)講設(shè)備相同。

圖1 手持巡更對(duì)講設(shè)備外形圖

圖2 手持巡更對(duì)講設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

圖3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖

2.2 對(duì)講機(jī)的工作原理

衛(wèi)星定位天線接口1 連接到設(shè)備內(nèi)部的衛(wèi)星定位模塊7，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的戶外定位，陀螺儀模塊10 進(jìn)行空間定位，與衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)相互校正，不管在室內(nèi)或者戶外，都能實(shí)現(xiàn)設(shè)備位置的精準(zhǔn)確定。

無(wú)線電天線接口2 連接到設(shè)備內(nèi)部的無(wú)線語(yǔ)音對(duì)講與數(shù)傳模塊6，通過(guò)語(yǔ)音對(duì)講開(kāi)關(guān)4，由拾音麥克風(fēng)16 采集語(yǔ)音信息，控制語(yǔ)音的傳輸，收到的語(yǔ)音信息則經(jīng)過(guò)電路板上的功放電路處理，由音頻喇叭11 播放音頻，實(shí)現(xiàn)半雙工語(yǔ)音對(duì)講；設(shè)備的位置信息經(jīng)過(guò)主電路板9 上的核心MCU 處理后，控制無(wú)線語(yǔ)音對(duì)講與數(shù)傳模塊使用UHF 無(wú)線電波發(fā)送到管理中心，記錄設(shè)備實(shí)時(shí)位置信息，可以作為對(duì)巡更路線的布置和監(jiān)管依據(jù)；管理中心發(fā)回的巡邏調(diào)度數(shù)據(jù)也會(huì)通過(guò)UHF 無(wú)線電波發(fā)送到該設(shè)備并顯示在液晶屏5 上，通過(guò)音頻喇叭發(fā)出提醒，督促巡邏人員執(zhí)行任務(wù)調(diào)度布置。

ZigBee 模塊13 使用PCB 天線，與防區(qū)內(nèi)的報(bào)警器進(jìn)行短距離通信，當(dāng)報(bào)警器觸發(fā)報(bào)警時(shí)，發(fā)出身份驗(yàn)證命令，ZigBee 模塊在接收到該命令以后，自動(dòng)發(fā)送身份信息給報(bào)警器通過(guò)身份驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)安保人員觸發(fā)誤報(bào)警的自動(dòng)身份驗(yàn)證和解除。

主電路上的4 個(gè)功能按鍵8 可以對(duì)設(shè)備的使用者、設(shè)備編號(hào)、對(duì)講及數(shù)傳的頻段、音量大小等進(jìn)行設(shè)置。液晶屏5 用以顯示設(shè)備的相關(guān)信息。各個(gè)電路模塊都嵌入到主電路板9 上并實(shí)現(xiàn)各個(gè)部分電路的連接，裝配在設(shè)備后蓋18 中的鋰電池12 經(jīng)電池供電結(jié)構(gòu)17 供電給主電路。通過(guò)充電與設(shè)備調(diào)試接口15 連接外部電源進(jìn)行充電或者連接到計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)備維護(hù)調(diào)試。

2.3 對(duì)講機(jī)的優(yōu)勢(shì)

（1）控制模塊通過(guò)衛(wèi)星定位模塊和陀螺儀模塊進(jìn)行的定位數(shù)據(jù)綜合得出設(shè)備位置信息，相對(duì)于僅通過(guò)衛(wèi)星定位模塊進(jìn)行定位的設(shè)備，本設(shè)備在大型建筑物內(nèi)依然可以實(shí)現(xiàn)定位，定位精準(zhǔn)度高。

（2）控制模塊處理獲得的設(shè)備位置信息后，通過(guò)編解碼模塊編碼以短波通信的方式發(fā)送至管理中心，管理中心的巡更調(diào)度數(shù)據(jù)也通過(guò)短波通信的方式發(fā)送至設(shè)備，通信的實(shí)時(shí)性好，監(jiān)控中心可實(shí)現(xiàn)對(duì)巡更路線的實(shí)時(shí)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)。

（3）編解碼模塊可接收和發(fā)送語(yǔ)音信號(hào)、位置信息信號(hào)，模塊以及頻帶利用率高，設(shè)備結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)。

3 結(jié)束語(yǔ)

雙模定位手持巡更對(duì)講機(jī)是通過(guò)衛(wèi)星定位模塊與陀螺儀模塊雙定位，提高定位精度；加入無(wú)線短距離通信模塊可實(shí)時(shí)掌握安保人員的位置信息。本對(duì)講機(jī)的定位精準(zhǔn)度高、通信實(shí)時(shí)性好、設(shè)備結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)。