一、引言
在當(dāng)今社會(huì)，安全問(wèn)題始終是人們關(guān)注的重中之重。無(wú)論是家庭、企業(yè)還是公共場(chǎng)所，都需要一套可靠的安全防護(hù)系統(tǒng)來(lái)保障人員和財(cái)產(chǎn)的安全。隨著科技的飛速發(fā)展，4G報(bào)警器應(yīng)運(yùn)而生，為安全防范領(lǐng)域帶來(lái)了全新的解決方案。

二、技術(shù)核心

（1）音頻上傳

①實(shí)時(shí)音頻上傳：MIC采集音頻，實(shí)時(shí)通過(guò)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(lái)發(fā)送。

（2）4G交互技術(shù)：串口通過(guò)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（MQTTSecure）是MQTT協(xié)議的安全版本，它通過(guò)加密和身份驗(yàn)證機(jī)制來(lái)保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴？蛻?hù)端和服務(wù)器之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)就會(huì)使用對(duì)稱(chēng)加密算法（如AES）進(jìn)行加密。對(duì)稱(chēng)加密算法比非對(duì)稱(chēng)加密算法速度更快，適合對(duì)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3.1WT2003H-16S硬件電路

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

2：4G模塊

中國(guó)移動(dòng)ML307R模塊是一款具有多種特性和優(yōu)勢(shì)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(mǎn)足不同物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景的數(shù)據(jù)傳輸需求。提供基于OneOSLBS和Wi-Fi融合定位能力，可最低成本滿(mǎn)足輕定位場(chǎng)景需求，適用于對(duì)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(diǎn)，適用于智能家居、智慧醫(yī)療、智慧交通、智能表計(jì)、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(guó)移動(dòng)ML307R模塊。

圖3.2.1中國(guó)移動(dòng)ML307R模塊

如下圖3.2.2為中國(guó)移動(dòng)ML307R模塊原理圖。

圖3.2.2中國(guó)移動(dòng)ML307R模塊

3：實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)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(guò)MP3編碼后，實(shí)時(shí)通過(guò)4G模塊傳輸?shù)椒?wù)器。

（2）適用場(chǎng)景

實(shí)時(shí)采集音頻上傳，不需要在本地緩存，錄音時(shí)長(zhǎng)不受限制，服務(wù)器能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)聽(tīng)音頻數(shù)據(jù)，時(shí)效性高。適用與對(duì)時(shí)效性高，需要實(shí)時(shí)監(jiān)聽(tīng)的場(chǎng)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(kāi)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(guò)4G模塊傳輸?shù)椒?wù)器。

（2）優(yōu)點(diǎn)

錄音文件完整，傳輸穩(wěn)定，不受網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)影響。適用與對(duì)錄音時(shí)長(zhǎng)短，時(shí)效性要求不高的場(chǎng)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(hào)，地理位置信息等）。緊接著開(kāi)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(bào)警間隔和報(bào)警次數(shù)進(jìn)行報(bào)警，報(bào)警結(jié)束后進(jìn)入休眠。

審核編輯 黃宇