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一、引言
    在當(dāng)今社會，安全問題始終是人們關(guān)注的重中之重。無論是家庭、企業(yè)還是公共場所，都需要一套可靠的安全防護(hù)系統(tǒng)來保障人員和財產(chǎn)的安全。隨著科技的飛速發(fā)展，4G 報警器應(yīng)運而生，為安全防范領(lǐng)域帶來了全新的解決方案。

二、技術(shù)核心

（1）音頻上傳

①實時音頻上傳：MIC采集音頻，實時通過4G模塊向服務(wù)器傳輸音頻數(shù)據(jù)。

②錄音保存本地后上傳：MIC錄音先保存至本地，再將錄音文件讀取出來發(fā)送。

（2）4G交互技術(shù)：串口通過AT指令，與4G模塊通訊，獲取信息和傳輸數(shù)據(jù)。

（3）低功耗：WT2003H4和4G模塊，在休眠狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)10微安以下。

（4）MQTTS加密：MQTTS（MQTT Secure）是 MQTT 協(xié)議的安全版本，它通過加密和身份驗證機(jī)制來保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴？蛻舳撕头?wù)器之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)就會使用對稱加密算法（如 AES）進(jìn)行加密。對稱加密算法比非對稱加密算法速度更快，適合對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，從而保證數(shù)據(jù)的機(jī)密性。

（5）Json數(shù)據(jù)格式：與服務(wù)器端交互數(shù)據(jù)格式為JSON。

三、方案介紹

1：WT2003H-16S硬件電路

硬件電路如下圖3.1所示：

圖3.1 WT2003H-16S硬件電路

該錄音電路，16K采樣率，音質(zhì)高，清晰無雜。WT2003H4-16S除去UART通訊，MIC腳和4G模塊的控制（低功耗），還有8個IO口可以使用。這些IO可以用來控制LED來顯示工作狀態(tài)，也可以用作按鍵對模塊的啟動或關(guān)閉，也可以用來做其他IO功能。

2：4G模塊

中國移動 ML307R 模塊是一款具有多種特性和優(yōu)勢的物聯(lián)網(wǎng)模組，支持 IPv4、IPv6、PING、NTP、DNS、TCP、UDP、HTTP、HTTPS、MQTT、MQTTS 等常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，能夠滿足不同物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景的數(shù)據(jù)傳輸需求。提供基于 OneOS LBS 和 Wi-Fi 融合定位能力，可最低成本滿足輕定位場景需求，適用于對定位功能有一定要求的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

ML307R 模塊憑借其低成本、低功耗、多功能和兼容性強(qiáng)等特點，適用于智能家居、智慧醫(yī)療、智慧交通、智能表計、智慧煙感、智慧路燈等多種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域。如下圖3.2.1中國移動 ML307R 模塊。

圖3.2.1 中國移動 ML307R 模塊

如下圖3.2.2為中國移動 ML307R 模塊原理圖。

圖3.2.2 中國移動 ML307R 模塊

3：實時音頻上傳方案

（1）應(yīng)用框圖

應(yīng)用框圖如圖3.3.1所示

圖3.3.1 實時音頻上傳應(yīng)用框圖

在設(shè)備上電后，WT2003H4-16S向4G模塊獲取設(shè)備信息和其他所需信息，接著WT2003H4-16S將MIC采集的音頻，該音頻通過MP3編碼后，實時通過4G模塊傳輸?shù)椒?wù)器。

（2）適用場景

實時采集音頻上傳，不需要在本地緩存，錄音時長不受限制，服務(wù)器能夠?qū)崟r監(jiān)聽音頻數(shù)據(jù)，時效性高。適用與對時效性高，需要實時監(jiān)聽的場景。

4：錄音保存本地后上傳

（1）應(yīng)用框圖

錄音保存本地后上傳方案應(yīng)用框圖如下圖3.4.1所示

圖3.4.1 錄音保存本地后上傳方案應(yīng)用框圖

在設(shè)備上電后，WT2003H4-16S向4G模塊獲取設(shè)備信息和其他所需信息，開始錄音，將音頻數(shù)據(jù)存入錄音文件，錄音結(jié)束后，再讀取錄音文件，通過4G模塊傳輸?shù)椒?wù)器。

（2）優(yōu)點

錄音文件完整，傳輸穩(wěn)定，不受網(wǎng)絡(luò)波動影響。適用與對錄音時長短，時效性要求不高的場景。

5：整體方案流程

整體流程框圖方案如下圖3.5.1

圖3.4.1 整體流程框圖

    按鍵喚醒設(shè)備，WT2003H4-16S串口和IO口初始化，和4G模塊初始化握手后，獲取4G模塊設(shè)備信息（IMEI號，地理位置信息等）。緊接著開始錄音，錄音結(jié)束后上傳錄音數(shù)據(jù)，按照服務(wù)器設(shè)置的報警間隔和報警次數(shù)進(jìn)行報警，報警結(jié)束后進(jìn)入休眠。