專利名稱：基于gsm/cdma技術(shù)下sms/mms多功能數(shù)據(jù)采集和傳輸終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種適用于GSM/CDMA移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，采用SMS/MMS方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)慕K端設(shè)備(注CDMA全文Code DivisionMultiple Access，譯為碼分多址，按編碼劃分多址的連接(接口)，碼分多址方式；GSM全文Global System for Mobile Communication，譯為全球移動(dòng)通信系統(tǒng)；歐洲GSM數(shù)字蜂窩陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)；MMS全文Multi-mediaService，譯為多媒體業(yè)務(wù)(服務(wù))；SMS全文Short Message Service，譯為短報(bào)文服務(wù)，短期信息服務(wù)。譯文分別選自《英漢通信網(wǎng)絡(luò)與多媒體技術(shù)縮略語詞典》天津科學(xué)技術(shù)出版社1998年10月第一版(ISBN 7-5308-2413-9)第196頁、471頁、697頁、1025頁)。
背景技術(shù)：
目前，一般的數(shù)據(jù)采集和傳輸終端大多是基于傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)的傳輸方式，如利用通信業(yè)務(wù)2M中繼線路的空閑時(shí)隙，該方式設(shè)備成本高，安裝復(fù)雜，增加故障點(diǎn)；有的只是利用SMS方式，該方式不但傳輸數(shù)據(jù)量小，而且一次只能傳輸140字節(jié)數(shù)據(jù)，也不能傳輸圖像等大數(shù)據(jù)量多媒體業(yè)務(wù)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種與現(xiàn)有技術(shù)相比，設(shè)備成本低、故障點(diǎn)少、安裝簡單、傳輸數(shù)據(jù)量大并能夠傳輸圖像的多功能數(shù)據(jù)采集和傳輸終端。
為實(shí)現(xiàn)所述目的，本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題是基于GSM/CDMA移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，提供一種能夠遠(yuǎn)程無線監(jiān)測、控制的終端設(shè)備，這種終端設(shè)備適用于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋下的、不適合或者不可能用傳統(tǒng)有線方式傳輸數(shù)據(jù)的各類監(jiān)測現(xiàn)場。同時(shí)該終端設(shè)備采取SMS/MMS兩種傳輸方式，既適用于傳輸數(shù)據(jù)量小的各類監(jiān)控信息，也適用于傳輸圖像類大數(shù)據(jù)量的各類監(jiān)控信息，因此本實(shí)用新型即解決了傳統(tǒng)方式下有線傳輸?shù)谋锥?，也解決了SMS方式下可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量過小的缺陷。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案由SMS/MMS處理單元(支持SMS/MMS發(fā)送)、主控單元、數(shù)據(jù)采集單元、圖像采集單元、多路智能通信接口單元、電源模塊組成。其特征在于，數(shù)據(jù)采集單元負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場需要監(jiān)控的數(shù)字和模擬信號，多路智能通信接口單元提供智能設(shè)備接口，SMS/MMS處理單元通過GSM或者CDMA通信網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)對采集的數(shù)據(jù)、圖像及控制信息以SMS或者M(jìn)MS方式發(fā)送和接收。有益效果設(shè)備使用簡單、終端設(shè)備成本低廉、運(yùn)營費(fèi)用低、維護(hù)費(fèi)用小、便于安裝、不受地形地貌和環(huán)境的限制，可廣泛用于需要遠(yuǎn)程監(jiān)測及控制的行業(yè)中，例如水文監(jiān)控、機(jī)房環(huán)境監(jiān)控、環(huán)保檢測監(jiān)控、電力系統(tǒng)的智能電表抄送控制、電力輸變電線路智能監(jiān)控、油田油井監(jiān)控等具體應(yīng)用，以及農(nóng)業(yè)、安全、交通、商業(yè)、金融、教育、物流、倉儲(chǔ)、食品、水利電力、能源、旅游、資源、建筑等需要提供遠(yuǎn)程無線監(jiān)測監(jiān)控的行業(yè)。


圖1表示現(xiàn)有技術(shù)的有線傳輸方式；圖2表示現(xiàn)有技術(shù)的SMS傳輸方式；圖3表示本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖；圖4表示與本實(shí)用新型結(jié)合使用的較完整的數(shù)據(jù)傳輸實(shí)施例圖；圖5表示一個(gè)實(shí)用的實(shí)現(xiàn)監(jiān)控方式的實(shí)施例圖。
具體實(shí)施方式
參照圖1，在現(xiàn)有技術(shù)的有線傳輸方式中，利用了PCM時(shí)隙抽插的方法進(jìn)行監(jiān)控信息的傳輸，它在采集數(shù)據(jù)以后通過PCM復(fù)用設(shè)備將信息發(fā)送到監(jiān)控中心的PCM設(shè)備，利用通信服務(wù)器來解析數(shù)據(jù)，這種方式造價(jià)高、容災(zāi)性差，以及安裝難度大和增加了潛在故障點(diǎn)等。
參照圖2，在現(xiàn)有技術(shù)的SMS傳輸方式中，是通過SMS實(shí)現(xiàn)監(jiān)控信息的傳輸。由于SMS功能所限，一次最多只能傳輸140個(gè)字節(jié)，并且利用的是2G網(wǎng)絡(luò)，速度和容量都得不到保證，不能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代監(jiān)控中常用的圖像監(jiān)控、實(shí)時(shí)監(jiān)控的多功能數(shù)據(jù)采集和傳輸要求。
本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種基于GSM/CDMA技術(shù)下SMS/MMS多功能數(shù)據(jù)采集和傳輸終端，它可以對遠(yuǎn)程監(jiān)控環(huán)境的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，進(jìn)行處理后根據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量自動(dòng)選擇SMS或者M(jìn)MS格式發(fā)送到運(yùn)營商SMSC或者M(jìn)MSC，并可以接收SMSC/MMSC發(fā)送來的控制信息，完成對于智能設(shè)備和攝像設(shè)備等的控制，為利用GSM/CDMA網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行大數(shù)據(jù)量的機(jī)房監(jiān)控提供了解決方案。
具體實(shí)施方式
以一個(gè)機(jī)房環(huán)境監(jiān)控為例進(jìn)行說明。本終端包括一個(gè)SMS/MMS處理單元、一個(gè)主控單元、一個(gè)數(shù)據(jù)采集單元、一個(gè)多路智能通信接口單元和一個(gè)電源模塊，還可以包括一個(gè)圖像采集單元。主控單元完成中央控制模塊的作用，它與多路智能通信接口單元、數(shù)據(jù)采集單元以及SMS/MMS處理單元相連，如果有圖像采集單元，主控單元也必須與它相連。
MMS是一種可以在GSM和CDMA網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)形式，可以用來傳送較大容量的多媒體內(nèi)容，它不是在相對狹窄的SMS傳輸信道上進(jìn)行傳送，而是建立在以WAP為載體數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)上，它能夠傳輸不受限制的文本、JPEG和GIF格式的圖片、聲音和視頻等。同時(shí)它并不依賴于具體的網(wǎng)絡(luò)平臺，可以在2G、2.5G和未來的3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)運(yùn)行。但是為了獲得用戶滿意的傳送速度和信息量，就需要較高的帶寬，所以最好是運(yùn)行在GPRS、CDMA1X或者是在3G的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，當(dāng)然也可以在實(shí)行了HSCSD技術(shù)的GSM網(wǎng)絡(luò)中傳輸。MMS的一次最大傳輸容量為64K字節(jié)，能較好地解決傳輸?shù)娜萘繂栴}。
參照圖3中的數(shù)據(jù)采集單元由多個(gè)傳感器組成，傳感器負(fù)責(zé)采集環(huán)境數(shù)據(jù)，比如溫度、濕度、水浸等信號，如果采集的環(huán)境數(shù)據(jù)為數(shù)字量，就可以直接發(fā)送到主控單元，否則就需要經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，然后傳給主控單元。
所述的多路智能通信接口單元在機(jī)房監(jiān)控中用于監(jiān)視和控制智能設(shè)備，如通信電源等。主要包括多路智能設(shè)備控制模塊和智能設(shè)備數(shù)據(jù)采集模塊，其上行口用于采集智能設(shè)備的相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)并發(fā)送到主控單元，其下行口用于接收主控單元發(fā)來的控制信息，對智能設(shè)備進(jìn)行設(shè)置和控制。
所述的圖像采集單元主要完成圖像的捕獲和處理功能，主要包括攝像設(shè)備控制模塊和圖像采集模塊，它將采集的圖片經(jīng)壓縮處理后發(fā)送到主控單元，同時(shí)它也可以接收主控單元發(fā)來的控制信息，完成對攝像設(shè)備攝制的角度和清晰度等配置和控制。
所述的SMS/MMS處理單元主要用于監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的發(fā)送和控制信息的接收，它與主控單元相連，主要由SMS/MMS收發(fā)模塊、SMS/MMS信息分析模塊和SMS/MMS信息生成模塊組成。在收到主控單元發(fā)來的監(jiān)控信息以后，SMS/MMS處理單元可以自動(dòng)檢查數(shù)據(jù)量的大小和緊急程度等信息，如果數(shù)據(jù)量比較小，它就會(huì)選擇利用SMS模塊以短消息的形式發(fā)送出去，如果數(shù)據(jù)量比較大，它就會(huì)選擇利用MMS模塊發(fā)送出去。同時(shí)SMS/MMS模塊一直處于監(jiān)聽狀態(tài)，監(jiān)聽GSM/CDMA網(wǎng)絡(luò)發(fā)來的信息，當(dāng)它接收到信息以后，就會(huì)對信息進(jìn)行解碼，并提交給主控單元進(jìn)行處理。
主控單元完成整體的控制功能，它至少包括配置信息處理模塊、智能設(shè)備控制命令生成模塊、接收數(shù)據(jù)分析模塊等，如果有圖像傳輸，那么它還應(yīng)該有攝像設(shè)備控制命令生成模塊。它在物理上為一個(gè)嵌入式系統(tǒng)，是硬件和軟件的有機(jī)結(jié)合，其大體架構(gòu)可以分為五個(gè)部分處理器、內(nèi)存、輸入與輸出、操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件。在功能上它接收和處理數(shù)據(jù)采集單元和智能通信接口上行發(fā)來的數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理后發(fā)送給SMS/MMS處理單元，由SMS/MMS處理單元發(fā)送出去；同時(shí)它接收SMS/MMS處理單元發(fā)來的控制信息，經(jīng)過分析處理后發(fā)送給多路智能通信接口，由智能通信接口完成對智能設(shè)備的控制。
電源模塊為整個(gè)終端的電力提供保證。
本實(shí)用新型所提供的基于GSM/CDMA技術(shù)下SMS/MMS數(shù)據(jù)采集傳輸終端具有以下的特點(diǎn)(1)、先進(jìn)的傳輸方式。本終端充分利用了GSM/CDMA網(wǎng)絡(luò)2G和2.5G提供的帶寬，在2G上利用SMS傳輸方式，在2.5G上利用MMS傳輸方式，對帶寬的合理使用是本終端的一個(gè)優(yōu)良的特點(diǎn)；(2)、能夠滿足大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)男枨?。本終端利用了MMS實(shí)現(xiàn)對環(huán)境監(jiān)控大數(shù)據(jù)量的傳輸，由于MMS標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)，使它能夠一次傳輸64K字節(jié)的數(shù)據(jù)，并且甚至能夠提供視頻和語音監(jiān)控，為環(huán)境的全方位監(jiān)控提供了可能；(3)、投資小。利用本終端實(shí)現(xiàn)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)使用移動(dòng)通信自有網(wǎng)絡(luò)和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，不需包租線路，節(jié)省線路投資及運(yùn)營費(fèi)用；(4)、可靠性高。SMS/MMS業(yè)務(wù)通過無線控制信道進(jìn)行傳輸，經(jīng)SMSC/MMSC完成存儲(chǔ)和前轉(zhuǎn)功能，信息發(fā)送和接收安全可靠，不會(huì)丟失。并且傳輸?shù)穆酚伸`活，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基站信號區(qū)相互重疊覆蓋，一旦某基站通訊故障后，可由相鄰基站隨時(shí)接替，避免了線路故障對監(jiān)控的影響，不需額外增加任何路由設(shè)備，可用性和安全性都很高。
(5)、組網(wǎng)靈活。利用本終端可以組成靈活的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，參照圖4提出了一種利用本終端的監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸部分。它是利用了SMSC和MMSC分別接收本終端通過GSM/CDMA網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的信息，利用一個(gè)通信服務(wù)器與SMSC/MMSC連接接收監(jiān)控信息。通信服務(wù)器也可以接收監(jiān)控中心發(fā)來的控制信息，然后傳送給SMSC/MMSC，再通過GSM/CDMA網(wǎng)絡(luò)傳送給本終端。
參照圖5，以機(jī)房環(huán)境檢測為例，說明本實(shí)用新型通過發(fā)送和接收SMS/MMS來監(jiān)視和控制環(huán)境的終端，詳細(xì)說明它能夠完成的監(jiān)視和控制功能的處理方法。
(1)采集數(shù)據(jù)上行傳輸處理采集設(shè)備運(yùn)行的數(shù)據(jù)并將其發(fā)送出去是本終端所要完成的基本功能，是監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)上行至監(jiān)控中心的過程。
監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的采集和發(fā)送時(shí)間是由主控單元的配置信息決定的，在正常情況下，主控單元采取輪巡設(shè)備的方式采集智能設(shè)備、數(shù)字/模擬設(shè)備和圖像采集設(shè)備的相關(guān)信息，這種采集功能是由數(shù)據(jù)采集/智能設(shè)備數(shù)據(jù)采集模塊和圖像采集模塊來完成的，在嚴(yán)重告警的情況下，數(shù)據(jù)采集模塊直接將告警信息傳送給主控單元，而不必等待被輪巡。
主控單元接收到監(jiān)控信息以后，提交給接收數(shù)據(jù)分析模塊進(jìn)行分析，接收數(shù)據(jù)分析模塊主要完成解碼和數(shù)據(jù)識別的功能，它將采集模塊傳來的各種信息分析后生成SMS/MMS處理單元可以識別和處理的數(shù)據(jù)格式，并以規(guī)定好的起止格式提交給SMS/MMS信息生成模塊，因?yàn)橐话阋粋€(gè)數(shù)據(jù)塊需要以一定的格式來開始發(fā)送，并以一定的格式來結(jié)束。
SMS/MMS信息生成模塊根據(jù)接收數(shù)據(jù)分析模塊傳送來的數(shù)據(jù)判斷采用SMS還是MMS格式來通過GSM/CDMA網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)發(fā)送出去，并將數(shù)據(jù)封裝成SMS或者M(jìn)MS后提交給SMS/MMS收發(fā)模塊。判斷生成什么格式信息的方法有多種，如果用戶不計(jì)成本可以將所有的數(shù)據(jù)生成MMS的格式，否則可以根據(jù)信息量的大小和告警的級別等來選擇將信息編寫成SMS格式還是MMS格式。例如如果接收數(shù)據(jù)分析模塊傳來的是一般信息，如果信息量小于140字節(jié)，就可以編寫成SMS格式，否則就編寫成MMS格式；如果是緊急告警信息，可以不管大小都編寫成MMS格式，因?yàn)镸MS一般采用的是2.5G以上的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送，速度可以得到保證。SMS/MMS信息生成模塊生成SMS或者M(jìn)MS以后，將消息提交給SMS/MMS收發(fā)模塊進(jìn)行處理。
SMS/MMS收發(fā)模塊會(huì)根據(jù)SMS/MMS生成模塊生成的消息格式自動(dòng)選擇網(wǎng)絡(luò)將SMS或者M(jìn)MS發(fā)送出去。一般SMS是發(fā)送到2G網(wǎng)絡(luò)的SMSC，MMS通過2.5G以上的GSM/CDMA網(wǎng)絡(luò)的WAP網(wǎng)關(guān)發(fā)送到MMSC。
(2)下行控制數(shù)據(jù)的接收和處理本終端可以根據(jù)監(jiān)控中心傳送過來的指令來控制設(shè)備，這是一個(gè)下行的數(shù)據(jù)控制過程，即本終端根據(jù)SMS/MMS收發(fā)模塊發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析以后，通過智能控制接口來控制相關(guān)設(shè)備的過程。
本終端的SMS/MMS收發(fā)模塊始終處于監(jiān)聽的狀態(tài)，當(dāng)接收到SMS或者M(jìn)MS以后，就提交給SMS/MMS信息分析模塊。
SMS/MMS信息分析模塊首先要判斷出提交消息的格式，并按照其固有的格式進(jìn)行解碼，同時(shí)與控制信息格式進(jìn)行對照，識別出控制數(shù)據(jù)的格式，根據(jù)控制信息格式來判斷出SMS/MMS收發(fā)模塊提交過來的是配置信息還是控制信息。如果是配置信息，就將解碼后的數(shù)據(jù)提交給配置信息處理模塊；如果是智能設(shè)備控制信息，就將數(shù)據(jù)提交給智能設(shè)備控制命令生成模塊；如果是攝像控制信息，就將數(shù)據(jù)提交給攝像設(shè)備控制命令生成模塊。
配置信息處理模塊根據(jù)數(shù)據(jù)來調(diào)整已存的配置信息，如果發(fā)現(xiàn)傳來的配置信息與原有的配置信息不同，就更新配置信息，并將更新后的配置信息應(yīng)用到控制設(shè)備上。
智能設(shè)備控制命令生成模塊首先分析發(fā)送來的數(shù)據(jù)，并按照一定的格式生成智能設(shè)備控制命令，然后將控制命令發(fā)送到多路智能設(shè)備控制模塊。
攝像設(shè)備命令生成模塊首先分析發(fā)送來的控制信息內(nèi)容，解析出控制信息的格式，包括位置、清晰度等相關(guān)的控制信息，然后生成控制命令，發(fā)送給攝像設(shè)備控制模塊。
多路智能設(shè)備控制模塊根據(jù)控制命令來完成對智能設(shè)備的相關(guān)控制，包括電源的電壓、電流控制等等。另外它也能完成一些開關(guān)量的控制，包括數(shù)字開關(guān)等等。
攝像設(shè)備控制模塊根據(jù)控制命令來完成對攝像設(shè)備的相關(guān)控制，包括攝像的角度、清晰度和采樣的時(shí)間等。
通過以上兩個(gè)過程，本終端就可以完整地完成監(jiān)控信息的發(fā)送和接收功能。
權(quán)利要求1.一種基于GSM/CDMA技術(shù)下SMS/MMS多功能數(shù)據(jù)采集和傳輸終端，包括基于GSM或者CDMA移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)并支持發(fā)送SMS和MMS的SMS/MMS處理單元、數(shù)據(jù)采集單元、多路智能通信接口單元、主控單元及圖像采集單元，其特征在于主控單元與數(shù)據(jù)采集單元、多路智能通信接口單元以及與SMS/MMS處理單元相連，如果有圖像監(jiān)控需求，可以設(shè)置圖像采集單元，主控單元須與圖像采集單元相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GSM/CDMA技術(shù)下SMS/MMS多功能數(shù)據(jù)采集和傳輸終端，其特征在于SMS/MMS處理單元能夠在GSM/CDMA兩種移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，以SMS/MMS兩種方式接收及發(fā)送數(shù)據(jù)信息和圖像信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的GSM/CDMA兩種移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，其特征在于GSM/CDMA兩種移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)包括第2代、第2.5代、第3代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的SMS/MMS處理單元，其特征在于SMS/MMS處理單元包括SMS/MMS收發(fā)模塊、SMS/MMS信息生成模塊和SMS/MMS信息分析模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的SMS/MMS信息生成模塊，其特征在于SMS/MMS信息生成模塊可以根據(jù)發(fā)送信息的特性自適應(yīng)生成SMS或者M(jìn)MS格式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GSM/CDMA技術(shù)下SMS/MMS多功能數(shù)據(jù)采集和傳輸終端，其特征在于數(shù)據(jù)采集單元包括模擬輸入接口、數(shù)字輸入/輸出接口和開關(guān)量輸入/輸出接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GSM/CDMA技術(shù)下SMS/MMS多功能數(shù)據(jù)采集和傳輸終端，其特征在于多路智能通信接口單元與各種智能設(shè)備和計(jì)算機(jī)終端相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GSM/CDMA技術(shù)下SMS/MMS多功能數(shù)據(jù)采集和傳輸終端，其特征在于圖像采集單元與攝像設(shè)備相連。
專利摘要一種無線數(shù)據(jù)采集和傳輸終端，能夠?qū)崿F(xiàn)對被監(jiān)控對象的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)和圖像的監(jiān)測、控制。技術(shù)方案由SMS/MMS處理單元(支持SMS/MMS發(fā)送)、主控單元、數(shù)據(jù)采集單元、圖像采集單元、多路智能通信接口單元、電源模塊組成。其中，數(shù)據(jù)采集單元負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場需要監(jiān)控的數(shù)字和模擬信號，多路智能通信接口單元提供智能設(shè)備接口，SMS/MMS處理單元通過GSM或者CDMA通信網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)對采集的數(shù)據(jù)、圖像及控制信息以SMS或MMS方式發(fā)送和接收。本實(shí)用新型主要用途是可廣泛用于需要提供遠(yuǎn)程無線監(jiān)控的各行業(yè)，例如無人職守基站、家居、環(huán)保、水文、電力、油田油井以及交通、商業(yè)、金融、教育、物流、倉儲(chǔ)等行業(yè)。
文檔編號H04W4/00GK2699586SQ20032012209
公開日2005年5月11日 申請日期2003年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月21日
發(fā)明者贠文輝, 李極冰, 李長慶, 馬寧 申請人:贠文輝, 李極冰, 李長慶, 馬寧