CN2699586Y - 基于gsm/cdma技术下sms/mms多功能数据采集和传输终端 - Google Patents

Abstract

一种无线数据采集和传输终端，能够实现对被监控对象的远程数据和图像的监测、控制。技术方案：由SMS/MMS处理单元(支持SMS/MMS发送)、主控单元、数据采集单元、图像采集单元、多路智能通信接口单元、电源模块组成。其中，数据采集单元负责采集现场需要监控的数字和模拟信号，多路智能通信接口单元提供智能设备接口，SMS/MMS处理单元通过GSM或者CDMA通信网络，负责对采集的数据、图像及控制信息以SMS或MMS方式发送和接收。本实用新型主要用途是：可广泛用于需要提供远程无线监控的各行业，例如无人职守基站、家居、环保、水文、电力、油田油井以及交通、商业、金融、教育、物流、仓储等行业。

Description

基于GSM/CDMA技术下SMS/MMS多功能数据采集和传输终端

技术领域    本实用新型涉及一种适用于GSM/CDMA移动通信网络中，采用SMS/MMS方式进行数据采集和传输的终端设备(注：CDMA全文Code DivisionMultiple Access，译为码分多址，按编码划分多址的连接(接口)，码分多址方式；GSM全文Global System for Mobile Communication，译为全球移动通信系统；欧洲GSM数字蜂窝陆地移动通信系统；MMS全文Multi-mediaService，译为多媒体业务(服务)；SMS全文Short Message Service，译为短报文服务，短期信息服务。译文分别选自《英汉通信网络与多媒体技术缩略语词典》天津科学技术出版社1998年10月第一版(ISBN 7-5308-2413-9)第196页、471页、697页、1025页)。

背景技术    目前，一般的数据采集和传输终端大多是基于传统的有线网络的传输方式，如利用通信业务2M中继线路的空闲时隙，该方式设备成本高，安装复杂，增加故障点；有的只是利用SMS方式，该方式不但传输数据量小，而且一次只能传输140字节数据，也不能传输图像等大数据量多媒体业务。

实用新型内容    本实用新型的目的是提供一种与现有技术相比，设备成本低、故障点少、安装简单、传输数据量大并能够传输图像的多功能数据采集和传输终端。

为实现所述目的，本实用新型解决的技术问题是基于GSM/CDMA移动通信网络，提供一种能够远程无线监测、控制的终端设备，这种终端设备适用于移动通信网络覆盖下的、不适合或者不可能用传统有线方式传输数据的各类监测现场。同时该终端设备采取SMS/MMS两种传输方式，既适用于传输数据量小的各类监控信息，也适用于传输图像类大数据量的各类监控信息，因此本实用新型即解决了传统方式下有线传输的弊端，也解决了SMS方式下可传输的数据量过小的缺陷。

本实用新型的技术方案：由SMS/MMS处理单元(支持SMS/MMS发送)、主控单元、数据采集单元、图像采集单元、多路智能通信接口单元、电源模块组成。其特征在于，数据采集单元负责采集现场需要监控的数字和模拟信号，多路智能通信接口单元提供智能设备接口，SMS/MMS处理单元通过GSM或者CDMA通信网络，负责对采集的数据、图像及控制信息以SMS或者MMS方式发送和接收。有益效果：设备使用简单、终端设备成本低廉、运营费用低、维护费用小、便于安装、不受地形地貌和环境的限制，可广泛用于需要远程监测及控制的行业中，例如水文监控、机房环境监控、环保检测监控、电力系统的智能电表抄送控制、电力输变电线路智能监控、油田油井监控等具体应用，以及农业、安全、交通、商业、金融、教育、物流、仓储、食品、水利电力、能源、旅游、资源、建筑等需要提供远程无线监测监控的行业。

附图说明图1表示现有技术的有线传输方式；

        图2表示现有技术的SMS传输方式；

        图3表示本实用新型的结构图；

        图4表示与本实用新型结合使用的较完整的数据传输实施例图；

        图5表示一个实用的实现监控方式的实施例图。

具体实施方式    参照图1，在现有技术的有线传输方式中，利用了PCM时隙抽插的方法进行监控信息的传输，它在采集数据以后通过PCM复用设备将信息发送到监控中心的PCM设备，利用通信服务器来解析数据，这种方式造价高、容灾性差，以及安装难度大和增加了潜在故障点等。

参照图2，在现有技术的SMS传输方式中，是通过SMS实现监控信息的传输。由于SMS功能所限，一次最多只能传输140个字节，并且利用的是2G网络，速度和容量都得不到保证，不能实现现代监控中常用的图像监控、实时监控的多功能数据采集和传输要求。

本实用新型的主要目的在于提供一种基于GSM/CDMA技术下SMS/MMS多功能数据采集和传输终端，它可以对远程监控环境的各种数据进行采集，进行处理后根据传输的数据量自动选择SMS或者MMS格式发送到运营商SMSC或者MMSC，并可以接收SMSC/MMSC发送来的控制信息，完成对于智能设备和摄像设备等的控制，为利用GSM/CDMA网络进行大数据量的机房监控提供了解决方案。

具体实施方式以一个机房环境监控为例进行说明。本终端包括一个SMS/MMS处理单元、一个主控单元、一个数据采集单元、一个多路智能通信接口单元和一个电源模块，还可以包括一个图像采集单元。主控单元完成中央控制模块的作用，它与多路智能通信接口单元、数据采集单元以及SMS/MMS处理单元相连，如果有图像采集单元，主控单元也必须与它相连。

MMS是一种可以在GSM和CDMA网络上实现的业务形式，可以用来传送较大容量的多媒体内容，它不是在相对狭窄的SMS传输信道上进行传送，而是建立在以WAP为载体数据传输网上，它能够传输不受限制的文本、JPEG和GIF格式的图片、声音和视频等。同时它并不依赖于具体的网络平台，可以在2G、2.5G和未来的3G移动网络为基础运行。但是为了获得用户满意的传送速度和信息量，就需要较高的带宽，所以最好是运行在GPRS、CDMA1X或者是在3G的网络环境下，当然也可以在实行了HSCSD技术的GSM网络中传输。MMS的一次最大传输容量为64K字节，能较好地解决传输的容量问题。

参照图3中的数据采集单元由多个传感器组成，传感器负责采集环境数据，比如温度、湿度、水浸等信号，如果采集的环境数据为数字量，就可以直接发送到主控单元，否则就需要经过A/D转换，然后传给主控单元。

所述的多路智能通信接口单元在机房监控中用于监视和控制智能设备，如通信电源等。主要包括多路智能设备控制模块和智能设备数据采集模块，其上行口用于采集智能设备的相关运行数据并发送到主控单元，其下行口用于接收主控单元发来的控制信息，对智能设备进行设置和控制。

所述的图像采集单元主要完成图像的捕获和处理功能，主要包括摄像设备控制模块和图像采集模块，它将采集的图片经压缩处理后发送到主控单元，同时它也可以接收主控单元发来的控制信息，完成对摄像设备摄制的角度和清晰度等配置和控制。

所述的SMS/MMS处理单元主要用于监控数据的发送和控制信息的接收，它与主控单元相连，主要由SMS/MMS收发模块、SMS/MMS信息分析模块和SMS/MMS信息生成模块组成。在收到主控单元发来的监控信息以后，SMS/MMS处理单元可以自动检查数据量的大小和紧急程度等信息，如果数据量比较小，它就会选择利用SMS模块以短消息的形式发送出去，如果数据量比较大，它就会选择利用MMS模块发送出去。同时SMS/MMS模块一直处于监听状态，监听GSM/CDMA网络发来的信息，当它接收到信息以后，就会对信息进行解码，并提交给主控单元进行处理。

主控单元完成整体的控制功能，它至少包括配置信息处理模块、智能设备控制命令生成模块、接收数据分析模块等，如果有图像传输，那么它还应该有摄像设备控制命令生成模块。它在物理上为一个嵌入式系统，是硬件和软件的有机结合，其大体架构可以分为五个部分：处理器、内存、输入与输出、操作系统和应用软件。在功能上它接收和处理数据采集单元和智能通信接口上行发来的数据，经过处理后发送给SMS/MMS处理单元，由SMS/MMS处理单元发送出去；同时它接收SMS/MMS处理单元发来的控制信息，经过分析处理后发送给多路智能通信接口，由智能通信接口完成对智能设备的控制。

电源模块为整个终端的电力提供保证。

本实用新型所提供的基于GSM/CDMA技术下SMS/MMS数据采集传输终端具有以下的特点：

(1)、先进的传输方式。本终端充分利用了GSM/CDMA网络2G和2.5G提供的带宽，在2G上利用SMS传输方式，在2.5G上利用MMS传输方式，对带宽的合理使用是本终端的一个优良的特点；

(2)、能够满足大数据量传输的需求。本终端利用了MMS实现对环境监控大数据量的传输，由于MMS标准的特点，使它能够一次传输64K字节的数据，并且甚至能够提供视频和语音监控，为环境的全方位监控提供了可能；

(3)、投资小。利用本终端实现的环境监控系统使用移动通信自有网络和计费系统，不需包租线路，节省线路投资及运营费用；

(4)、可靠性高。SMS/MMS业务通过无线控制信道进行传输，经SMSC/MMSC完成存储和前转功能，信息发送和接收安全可靠，不会丢失。并且传输的路由灵活，移动网络基站信号区相互重叠覆盖，一旦某基站通讯故障后，可由相邻基站随时接替，避免了线路故障对监控的影响，不需额外增加任何路由设备，可用性和安全性都很高。

(5)、组网灵活。利用本终端可以组成灵活的数据传输网络，参照图4提出了一种利用本终端的监控系统的传输部分。它是利用了SMSC和MMSC分别接收本终端通过GSM/CDMA网络发送的信息，利用一个通信服务器与SMSC/MMSC连接接收监控信息。通信服务器也可以接收监控中心发来的控制信息，然后传送给SMSC/MMSC，再通过GSM/CDMA网络传送给本终端。

参照图5，以机房环境检测为例，说明本实用新型通过发送和接收SMS/MMS来监视和控制环境的终端，详细说明它能够完成的监视和控制功能的处理方法。

(1)采集数据上行传输处理

采集设备运行的数据并将其发送出去是本终端所要完成的基本功能，是监控数据上行至监控中心的过程。

监控数据的采集和发送时间是由主控单元的配置信息决定的，在正常情况下，主控单元采取轮巡设备的方式采集智能设备、数字/模拟设备和图像采集设备的相关信息，这种采集功能是由数据采集/智能设备数据采集模块和图像采集模块来完成的，在严重告警的情况下，数据采集模块直接将告警信息传送给主控单元，而不必等待被轮巡。

主控单元接收到监控信息以后，提交给接收数据分析模块进行分析，接收数据分析模块主要完成解码和数据识别的功能，它将采集模块传来的各种信息分析后生成SMS/MMS处理单元可以识别和处理的数据格式，并以规定好的起止格式提交给SMS/MMS信息生成模块，因为一般一个数据块需要以一定的格式来开始发送，并以一定的格式来结束。

SMS/MMS信息生成模块根据接收数据分析模块传送来的数据判断采用SMS还是MMS格式来通过GSM/CDMA网络把数据发送出去，并将数据封装成SMS或者MMS后提交给SMS/MMS收发模块。判断生成什么格式信息的方法有多种，如果用户不计成本可以将所有的数据生成MMS的格式，否则可以根据信息量的大小和告警的级别等来选择将信息编写成SMS格式还是MMS格式。例如如果接收数据分析模块传来的是一般信息，如果信息量小于140字节，就可以编写成SMS格式，否则就编写成MMS格式；如果是紧急告警信息，可以不管大小都编写成MMS格式，因为MMS一般采用的是2.5G以上的网络发送，速度可以得到保证。SMS/MMS信息生成模块生成SMS或者MMS以后，将消息提交给SMS/MMS收发模块进行处理。

SMS/MMS收发模块会根据SMS/MMS生成模块生成的消息格式自动选择网络将SMS或者MMS发送出去。一般SMS是发送到2G网络的SMSC，MMS通过2.5G以上的GSM/CDMA网络的WAP网关发送到MMSC。

(2)下行控制数据的接收和处理

本终端可以根据监控中心传送过来的指令来控制设备，这是一个下行的数据控制过程，即本终端根据SMS/MMS收发模块发送过来的数据，经过分析以后，通过智能控制接口来控制相关设备的过程。

本终端的SMS/MMS收发模块始终处于监听的状态，当接收到SMS或者MMS以后，就提交给SMS/MMS信息分析模块。

SMS/MMS信息分析模块首先要判断出提交消息的格式，并按照其固有的格式进行解码，同时与控制信息格式进行对照，识别出控制数据的格式，根据控制信息格式来判断出SMS/MMS收发模块提交过来的是配置信息还是控制信息。如果是配置信息，就将解码后的数据提交给配置信息处理模块；如果是智能设备控制信息，就将数据提交给智能设备控制命令生成模块；如果是摄像控制信息，就将数据提交给摄像设备控制命令生成模块。

配置信息处理模块根据数据来调整已存的配置信息，如果发现传来的配置信息与原有的配置信息不同，就更新配置信息，并将更新后的配置信息应用到控制设备上。

智能设备控制命令生成模块首先分析发送来的数据，并按照一定的格式生成智能设备控制命令，然后将控制命令发送到多路智能设备控制模块。

摄像设备命令生成模块首先分析发送来的控制信息内容，解析出控制信息的格式，包括位置、清晰度等相关的控制信息，然后生成控制命令，发送给摄像设备控制模块。

多路智能设备控制模块根据控制命令来完成对智能设备的相关控制，包括电源的电压、电流控制等等。另外它也能完成一些开关量的控制，包括数字开关等等。

摄像设备控制模块根据控制命令来完成对摄像设备的相关控制，包括摄像的角度、清晰度和采样的时间等。

通过以上两个过程，本终端就可以完整地完成监控信息的发送和接收功能。

Claims (8)

1、一种基于GSM/CDMA技术下SMS/MMS多功能数据采集和传输终端，包括基于GSM或者CDMA移动通信网络并支持发送SMS和MMS的SMS/MMS处理单元、数据采集单元、多路智能通信接口单元、主控单元及图像采集单元，其特征在于：主控单元与数据采集单元、多路智能通信接口单元以及与SMS/MMS处理单元相连，如果有图像监控需求，可以设置图像采集单元，主控单元须与图像采集单元相连。

2、根据权利要求1所述的基于GSM/CDMA技术下SMS/MMS多功能数据采集和传输终端，其特征在于：SMS/MMS处理单元能够在GSM/CDMA两种移动通信网络中，以SMS/MMS两种方式接收及发送数据信息和图像信息。

3、根据权利要求2所述的GSM/CDMA两种移动通信网络，其特征在于：GSM/CDMA两种移动通信网络包括第2代、第2.5代、第3代移动通信网络。

4、根据权利要求2所述的SMS/MMS处理单元，其特征在于：SMS/MMS处理单元包括SMS/MMS收发模块、SMS/MMS信息生成模块和SMS/MMS信息分析模块。

5、根据权利要求4所述的SMS/MMS信息生成模块，其特征在于：SMS/MMS信息生成模块可以根据发送信息的特性自适应生成SMS或者MMS格式。

6、根据权利要求1所述的基于GSM/CDMA技术下SMS/MMS多功能数据采集和传输终端，其特征在于：数据采集单元包括模拟输入接口、数字输入/输出接口和开关量输入/输出接口。

7、根据权利要求1所述的基于GSM/CDMA技术下SMS/MMS多功能数据采集和传输终端，其特征在于：多路智能通信接口单元与各种智能设备和计算机终端相连。

8、根据权利要求1所述的基于GSM/CDMA技术下SMS/MMS多功能数据采集和传输终端，其特征在于：图像采集单元与摄像设备相连。

Images