节能型无线监控报警装置、系统及铁路沿线监控报警方法

技术领域

本发明涉及监控报警设备技术领域，更具体地，涉及一种节能型无线监控报警装置、系统及铁路沿线监控报警方法。

背景技术

目前铁路沿线所使用的视频监控系统主要采用传统的供电供网方式，因为需要敷设长距离光缆、电缆，且施工需要天窗点作业，材料成本和施工成本非常高。因此目前的铁路沿线视频监控系统只在部分高铁线路上进行了安装，普铁线路很少安装。

近些年出现了雷摄一体机，雷达和摄像头的优点可以相互补充，能够主动去探测防护区域，识别入侵行为，并可以联动声光报警器进行驱离。

雷摄一体机虽然可以主动识别人员入侵，并联动声光报警器。但由于其功率高，加上声光报警装置大约在90W左右，一般还是采用敷设光电缆供网、供电，施工及材料成本太高，不能大范围推广。若采用太阳能板供电至少需要2平米左右的太阳能板，由于太阳能板过大，安装不方便，若遇到大风天气还会对铁路运行形成安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提出一种节能型无线监控报警装置、系统及铁路沿线监控报警方法，能够实现装置低功耗运行和通过数据网络无线传输数据，安全且成本低。

第一方面，本发明提出了一种节能型无线监控报警装置，用于铁路沿线防区监控，包括：

控制主板、雷达、摄像球机、声光报警器、无线数据网络通信模块、蓄电池和太阳能板；

所述雷达、所述摄像球机、所述声光报警器、所述无线数据网络通信模块、所述蓄电池分别与所述控制主板电连接，所述太阳能板与所述蓄电池电连接；

所述控制主板、所述雷达和所述无线数据网络通信模块的功耗小于15W；

所述太阳能板的光照接收面的面积小于0.3平米。

可选地，还包括拾音器和报警按钮，所述拾音器和所述报警按钮分别与所述主控板电连接。

可选地，所述无线数据网络通信模块为4G模块和/或5G模块。

可选地，所述雷达的功耗小于等于10W。

可选地，所述摄像球机的功耗小于等于50W。

可选地，所述声光报警器的功耗小于等于30W。

可选地，所述主控板包括微控制芯片、多个RS232接口和至少一个RS485接口，所述雷达、所述摄像球机分别通过一个所述RS232接口与所述微控制芯片连接，所述声光报警器通过所述RS485接口与所述微控制芯片连接。

第二方面，本发明提出一种铁路沿线监控系统，包括：云端服务器、至少一个客户端以及至少一个设置于铁路沿线的监控报警装置，所述监控报警装置与所述云端服务器通信连接，所述客户端与所述运动服务器通信连接，所述监控报警装置为第一方面所述的节能型无线监控报警装置。

第三方面，本发明还提出一种铁路沿线监控报警方法，基于第二方面所述的铁路沿线监控系统，所述方法包括：

通过所述雷达实时扫描所述节能型无线监控报警装置所在铁路沿线防区，并将雷达扫描数据发送至所述主控板，此时所述主控板控制所述无线数据网络通信模块带电工作，并控制所述摄像球机和所述声光报警器为失电状态；

当所述主控板根据所述雷达扫描数据判断所述铁路沿线防区内有人员入侵时，立即控制所述摄像球机上电工作使所述摄像球机按照所述雷达扫描数据提供的位置聚焦寻找入侵人员并跟踪拍摄，所述主控板基于所述摄像球机拍摄的视频图像进行复核；

当复核确认有侵入人员时，所述主控板控制所述声光报警器上电工作发出声光警报进行驱离，并将所述摄像球机拍摄的视频图像通过所述无线数据网络通信模块同步至所述云端服务器。

可选地，还包括：

所述主控板实时监测所述报警按钮的状态，当所述主控板识别到所述报警按钮被触碰按下时，控制所述摄像球机和所述拾音器上电工作，并通过所述无线数据网络通信模块将所述摄像球机采集的视频数据和所述拾音器采集的声音数据同步至所述云端服务器。

本发明的有益效果在于：

1、本发明的节能型无线监控报警装置通过将控制主板、雷达和无线数据网络通信模块的功耗控制在小于15W，大部分功耗仅通过雷达触发即可保证在装置正常监控运行需求，太阳能板的光照接收面的面积控制在小于等于0.3平米，即可满足监控报警装置的功耗需求，以此能够达到节能目的，并且太阳能板面积较小便于安装，避免大风天气对铁路运行形成安全隐患；同时采用无线数据网络通信模块可以通过运营网络进行数据传输，无需敷设光电缆施工，大大降低了视频监控系统的施工和材料费用，可以灵活布置到一些没网没电的铁路线路旁边，并且监控数据不走铁路内网，避免黑客通过视频监控系统攻击铁路内网。

2、本发明的铁路沿线监控报警方法通过控制装置正常运行时只有主板和雷达和无线数据网络通信模块工作，这样整个装置的功耗不到15w，摄像球机一直处于失电状态，当雷达发现入侵人员时唤醒球机，球机通电后不自检，直接安照雷达指示的位置聚焦寻找入侵人员并跟踪，能够在及时发现并驱离入侵铁路沿线入侵人员的同时保证整个装置的低功耗运行。

进一步地，主控板实时监测报警按钮的状态，当主控板识别到报警按钮被触碰按下时，控制摄像球机和拾音器上电工作，并通过无线数据网络通信模块将摄像球机采集的视频数据和拾音器采集的声音数据同步至云端服务器，以此能够实现：当铁路沿线附近出现影响铁路运行安全的情况发生时，如发生火灾或泥石流、山体滑坡等自然灾害时，附近的人员可以通过直接按报警按钮，通过装置提供的拾音器和摄像球机同步声音和现场画面实现与云端服务器值班人员沟通情况，最短时间启动应急预案应对。

本发明的装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的一种节能型无线监控报警装置的框线结构示意图。

图2示出了根据本发明的一个实施例的一种无线监控报警系统的结构示意图。

图3示出了根据本发明的一个实施例的一种铁路沿线监控报警方法的步骤图。

附图标记说明：

1-节能型无线监控报警装置，101-控制主板，102-雷达，103-摄像球机，104-声光报警器，105-无线数据网络通信模块，106-蓄电池，107-太阳能板，108-拾音器，109-报警按钮，2-云端服务器，3-客户端。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明的一个实施例的一种节能型无线监控报警装置的框线结构示意图。

如图1所示，一种节能型无线监控报警装置1，用于铁路沿线防区监控，包括：

控制主板101、雷达102、摄像球机103、声光报警器104、无线数据网络通信模块105、蓄电池106和太阳能板107；

雷达102、摄像球机103、声光报警器104、无线数据网络通信模块105、蓄电池106分别与控制主板101电连接，太阳能板107与蓄电池106电连接；

控制主板101、雷达102和无线数据网络通信模块105的功耗小于15W；

太阳能板107的光照接收面的面积小于0.3平米。

具体地，本发明的节能型无线监控报警装置1通过将控制主板101、雷达102和无线数据网络通信模块105的功耗控制在小于15W，大部分功耗仅通过雷达102触发即可保证在装置正常监控运行需求，太阳能板107的光照接收面的面积控制在小于等于0.3平米，在正常日照时间内对蓄电池106充电，即可满足监控报警装置的功耗需求，以此能够达到节能目的，并且太阳能板107面积较小便于安装，避免大风天气对铁路运行形成安全隐患；同时采用无线数据网络通信模块105可以通过运营网络进行无线数据传输，布置灵活、适应场景多，且能够降低铺设光缆的成本。

具体实施过程中，可以将控制主板101、无线数据网络通信模块105、蓄电池106设置在一个控制箱内，在铁路沿线设置支架，然后将控制箱设置在支架上，并将雷达102、摄像球机103、声光报警器104设置在支架的顶端，使雷达102、摄像球机103的扫描范围覆盖预设的防区范围，太阳能板107选择合适的光照位置设置在支架上或设置在支架附近，太阳能板107选择现有的晶硅太阳能板107，0.3平米的晶硅太阳能板107一般每小时的发电量为36W-45W。

本实施例中，还包括拾音器108和报警按钮109，拾音器108和报警按钮109分别与主控板电连接。拾音器108优选低功耗拾音器108。

本实施例中，无线数据网络通信模块105为4G模块和/或5G模块。

具体地，采用4G模块和/或5G模块可以通过运营网络进行无线数据传输，无需敷设光电缆施工，大大降低了视频监控系统的施工和材料费用，可以灵活布置到一些没网没电的铁路线路旁边，并且监控数据不走铁路内网，避免黑客通过视频监控系统攻击铁路内网。

本实施例中，雷达102的功耗小于等于10W，摄像球机103的功耗小于等于50W，声光报警器104的功耗小于等于30W。

具体实施过程中，可以选择现有的满足功耗小于等于10W的低功耗雷达102、功耗小于等于50W的摄像球机103、功耗小于等于30W的声光报警器104，以达到降低功耗的目的。

本实施例中，主控板包括微控制芯片、多个RS232接口和至少一个RS485接口，雷达102、摄像球机103分别通过一个RS232接口与微控制芯片连接，声光报警器104通过RS485接口与微控制芯片连接。

具体实施过程中，主控板上集成微控制芯片，如现有的PLC或MCU等，4G模块、5G模块也可以集成在主控板上，主控板提供多个RS232接口、和RS485接口。在其他实施例中，还可以将摄像球机103的主板、声光报警器104的主板也集成到主控板中，可以进一步降低成本。

实施例2

图2示出了根据本发明的一个实施例的一种无线监控报警系统的结构示意图。

如图2所示，一种铁路沿线监控系统，包括云端服务器2、至少一个客户端3以及至少一个设置于铁路沿线的监控报警装置，监控报警装置与云端服务器2通信连接，客户端3与运动服务器通信连接，监控报警装置为实施例1的节能型无线监控报警装置1。

本实施例中，节能型无线监控报警装置1和客户端3均为多个。云端服务器2可以多个布置在铁路沿线的节能型无线监控报警装置1、以及多个客户端3组成铁路沿线监控系统，云端服务器2与客户端3、节能型无线监控报警装置1之间可以均通过4G网络和/或5G网络进行数据传输，从而实现对铁路沿线防区的监控。

实施例3

图3示出了根据本发明的一个实施例的一种铁路沿线监控报警方法的步骤图。

如图3所示，一种铁路沿线监控报警方法，基于第二方面的铁路沿线监控系统，方法包括：

S101：通过雷达102实时扫描节能型无线监控报警装置1所在铁路沿线防区，并将雷达102扫描数据发送至主控板，此时主控板控制无线数据网络通信模块105带电工作，并控制摄像球机103和声光报警器104为失电状态；

在一个具体应用场景中，控制节能型无线监控报警装置1正常运行时只有主板、雷达102和4G模块工作，摄像球机103、光电报警器一直处于失电状态，基于雷达102的扫描数据即可初步判断防区内是否有人员入侵，这样能够使整个装置在正常工作情况下的功耗不到15w，实现节能的目的。

S102：当主控板根据雷达扫描数据判断铁路沿线防区内有人员入侵时，立即控制摄像球机103上电工作使摄像球机103按照雷达102扫描数据提供的位置聚焦寻找入侵人员并跟踪拍摄，主控板基于摄像球机103拍摄的视频图像进行复核；

在上述具体应用场景中，当主控板根据雷达扫描数据判断铁路沿线防区内有人员入侵时，立即打开视频辅助复核，再次确认是否有人员侵入。摄像球机103自动跟踪人员的技术已经很成熟，现有的多种摄像球机103都有这个功能，只需软件对接即可。

S103：当复核确认有侵入人员时，主控板控制声光报警器104上电工作发出声光警报进行驱离，并将摄像球机103拍摄的视频图像通过无线数据网络通信模块105同步至云端服务器2。

在上述具体应用场景中，当视频辅助复核确认有人员入侵时，联动声光报警装置进行驱离，并同步将报警信息及视频画面通过4G网络传送给云端服务器2，再由云端服务器2传送给客户端3的值班人员。

本实施例中，还包括：

S104：主控板实时监测报警按钮109的状态，当主控板识别到报警按钮109被触碰按下时，控制摄像球机103和拾音器108上电工作，并通过无线数据网络通信模块105将摄像球机103采集的视频数据和拾音器108采集的声音数据同步至云端服务器2。

在上述具体应用场景中，当报警按钮109被触碰时，主板唤醒摄像机及拾音器108进行远程连接。例如当铁路沿线附近出现影响铁路运行安全的情况发生时，如发生火灾或泥石流、山体滑坡等自然灾害时，附近的人员可以直接按报警按钮109，系统会打开拾音器108和摄像球机103并连接客户端3值班人员，最短时间启动应急预案应对。

进一步地，在无报警状态下，由主控板发出控制信号，球机每12小时自动通电一次，并对摄像机CPU、系统主板内侧、电机等进行自检，这样可以保证球机的健康待机状态。

综上，本发明本装置的大部分的电能消耗都是由雷达102触发，所以耗电极低容易实现太阳能供电，信息传递是通过4G向云端传送，整个装置不需要敷设光缆电缆，大大降低了视频监控系统的施工和材料费用，可以灵活布置到一些没网没电的铁路线路旁边，因为不走铁路内网，避免黑客通过视频监控系统攻击铁路内网。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。