一种物联网交通电箱制造技术

本发明专利技术公开一种物联网交通电箱，电箱内部设有电路板、电源模块、风扇和摄像头；所述电路板包括：电源管理模块，MCU处理器，直流电源监控模块，交流电源监控模块，NB‑IOT模块，网口模块，模拟输入ADC检测模块，GPS模块，温湿度传感器，摄像头接口以及风扇接口；所述风扇通过风扇接口与MCU处理器连接；所述电箱箱门上设有箱门行程开关；所述摄像头接口连接摄像头；所述MCU处理器与后台服务器通信。

【技术实现步骤摘要】
一种物联网交通电箱
本专利技术涉及一种物联网交通电箱，属于物联网电箱

技术介绍
随着信息高速发展，城市人流量不断增大，治安环境形式日趋复杂，以往常规的监测防护工具传统监控箱，已经无法满足行业需求。传统监控箱存在如下问题：布线杂乱，前期安装难度大。传统监控箱大多由各零散产品、设备拼凑组装而成，布线散乱。且在前期安装时，除去电信运营商及电力公司的光纤电缆，其他功能部件大多由各厂家提供，内部连接调试需花费大量时间。智能化程度低，各设备互联程度低。传统监控箱对于防雷，电源，箱门开启，温湿度等模块没有实时监控功能，无法反馈前端设备状态，容易降低设备安全性能，造成设备不必要的故障损坏。故障定位难，检测效率低。当设备出现故障时，传统监控箱无法采集分析异常数据流和及时获取前端数据设备，使得运维人员难以判断故障来源，导致其出勤次数增多且检测效率降低。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术中存在的问题与不足，本专利技术提供一种物联网交通电箱，基于当今智慧交通要求提出的，通过UCOSIII操作系统强大的多任务处理能力，实现端系统的电源控制和信息的实时处理；通过NB-IOT模块和网口实现管系统，可以适应多种环境信息的云端传输，用户可以通过电脑，手机上云端方便的监测控制端系统。技术方案：一种物联网交通电箱，电箱内部设有电路板、电源模块、风扇和摄像头；所述电路板包括：电源管理模块，MCU处理器，直流电源监控模块，交流电源监控模块，NB-IOT模块，网口模块，模拟输入ADC检测模块，GPS模块，温湿度传感器，摄像头接口以及风扇接口；所述风扇通过风扇接口与MCU处理器连接；所述电箱箱门上设有箱门行程开关；所述摄像头接口连接安装在箱门后方的摄像头；所述MCU处理器与后台服务器通信。所述电源模块包括220V交流输入交流漏电保护器，220V交流转24V交流变压器，220V交流转12V直流电源，12V备用电池；220V交流漏电保护器作为电箱漏电保护，外部220V交流经过漏电保护后，接入转24V交流变压器和转12直流电源，分别输出24V交流电和12V直流电；其中220V交流和24V交流经过电路板的继电器通断控制和电流互感器的电流值测量后，接到电箱面板上作为外部设备的供电；12V直流接入电路板，一方面作为电路板工作电源，连接电路板的电源管理模块，一方面经过电路板的通断电路和直流电流检测电路输出到电路板的接插件上，方便作为外部设备的直流供电；12V备用电池作为电路板的备用电源，当220V断电时，可以使电路板能正常工作。所述电源模块输出的12V直流和备用电池12V直流通过电源管理模块分别为MCU处理器、风扇、温湿度传感器和摄像头供电；所述电源管理模块分别与电源模块12V输出和备用电池连接，用于电源的切换、电源电压的变换和电箱的重启；所述MCU处理器分别连接直流电源监控模块，交流电源监控模块，NB-IOT模块，网口模块，模拟输入ADC检测模块，GPS模块，温湿度传感器，风扇接口，箱门行程开关，以及摄像头接口；MCU处理器用于接收直流电源监控模块，交流电源监控模块，NB-IOT模块，网口模块，模拟输入ADC检测模块，GPS模块，温湿度传感器，风扇，箱门行程开关，以及摄像头的输入信号，并将接收到的输入信息通过网口模块发送给后台服务器，同时向直流电源监控模块，交流电源监控模块，NB-IOT模块，网口模块，模拟输入ADC检测模块，GPS模块，温湿度传感器，风扇，箱门行程开关，以及摄像头发送控制信号。所述MCU处理器为STM32F407ZET6主控芯片，在芯片上进行嵌入式开发，运行UCOSIII系统，对整个电箱中的模块进行控制和数据传输。所述GPS模块上电将定位信息发送给MCU处理器。所述NB-IOT模块是采用WH-NB73-BA模块，通过TTL串口跟MCU处理器进行AT指令通信。所述摄像头通过OV2640接口与MCU处理器连接。所述温湿度传感器采用SHT30芯片，将采集到的温湿度数据发送给MCU处理器。所述网口模块包括RS232模块、RS485模块和100M网模块；所述RS232模块是采用SP3232进行电压转换，将MCU串口逻辑信号TTL电平转换成RS232电平，输出到接插件，适应相应的外设接口与之对接；所述RS485模块采用SP3485进行电压转换，将TTL电平转换成485差分电平信号，输出到接插件，适应相应的外设接口与之对接；所述100M网模块是LAN8720A的PHY芯片。所述模拟输入ADC检测模块检测外部设备连接输入模拟量，给MCU处理器进行ADC采样，模拟输入ADC检测模块包括2路模拟量检测电路，一路为电流量检测，一路为电压量检测；其中电流量检测，外部TA输入电流I，经过ACS712霍尔电流检测芯片，到地，电路板和外部设备共地，形成回路；ACS712将电流信号转换为电压信号，并通过两个电阻分压，输出到MCU处理器的ADC功能管脚进行模拟量检测；另一路电压检测，直接通过电阻对外部设备的电压模拟量信号TV进行分压，输出到MCU处理器的ADC功能管脚进行采样检测。所述箱门行程开关安装在箱门上，并将箱门行程开关的通断信号传递给MCU处理器。所述电源管理模块可以完成以下功能：12V开关电源(即电源模块220V转12V直流输出)和备用电源的切换，电压变换，电路板(设备)重启。其中开关电源和备用电源的切换，通过一个PMOS管对开关电源和备用蓄电池进行切换，+12BAT备用电源电压，+12表示开关电源的供电电压，当开关电源断电时，此时PMOS管的VGS＝-V+12BAT*(1/3)，PMOS管导通，由备用电源进行供电，即VCC12VIN＝+12BAT，当开关电源上电时，则此时VG＝VS＝12V，则VGS＝0，PMOS管截止，由开关电源进行供电，即VCC12VIN＝+12。电源管理模块中的电路板重启是指，当MCU处理器发出重启信号时，电路板的供电断开，然后断开之后自动上电。CU控制信号为高电平，则三极管导通，继电器中线圈有电流流过，则产生磁场，使得继电器中的开关断开，断开之后，电路板失电，继电器为常闭类型，失电后回到初始状态，电路板上电。呈现重启效果。所述交流电源监控模块串联在交流回路中，交流电源监控模块包括继电器和电流互感器。交流电源监控模块通过继电器进行交流电的通断控制，并通过三极管实现MCU处理器的3.3V管脚电压控制和5V的继电器控制，当MCU控制信号为高电平，则三极管导通，继电器的控制管脚接地，则继电器的控制侧导通，即继电器的线圈上有电流流过，则产生磁场，这时继电器开关闭合，此时切换指示灯的二极管灯也导通，则灯亮；当MCU控制信号为低电平，即电平为0，那么三极管截止，继电器控制侧没有电流，那么继电器开关断开。电流检测通过电流互感器完成。此电流互感器的变比为2000:1。所控220V和24V交流电电流为I(额定为2A)。那么电流互感器的副端电流为I副(额定为1mA)，则通过与互感器T2并联的采样电阻R10将电流转换成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物联网交通电箱，其特征在于：电箱内部设有电路板、电源模块、风扇和摄像头；所述电路板包括：电源管理模块，MCU处理器，直流电源监控模块，交流电源监控模块，NB-IOT模块，网口模块，模拟输入ADC检测模块，GPS模块，温湿度传感器，摄像头接口以及风扇接口；所述风扇通过风扇接口与MCU处理器连接；所述电箱箱门上设有箱门行程开关；所述摄像头接口连接安装在箱门后方的摄像头；所述MCU处理器与后台服务器通信。/n

【技术特征摘要】
1.一种物联网交通电箱，其特征在于：电箱内部设有电路板、电源模块、风扇和摄像头；所述电路板包括：电源管理模块，MCU处理器，直流电源监控模块，交流电源监控模块，NB-IOT模块，网口模块，模拟输入ADC检测模块，GPS模块，温湿度传感器，摄像头接口以及风扇接口；所述风扇通过风扇接口与MCU处理器连接；所述电箱箱门上设有箱门行程开关；所述摄像头接口连接安装在箱门后方的摄像头；所述MCU处理器与后台服务器通信。


2.根据权利要求1所述的物联网交通电箱，其特征在于：所述电源模块包括220V交流输入交流漏电保护器，220V交流转24V交流变压器，220V交流转12V直流电源，12V备用电池；220V交流漏电保护器作为电箱漏电保护，外部220V交流经过漏电保护后，接入转24V交流变压器和转12直流电源，分别输出24V交流电和12V直流电；其中220V交流和24V交流经过电路板的继电器通断控制和电流互感器的电流值测量后，接到电箱面板上作为外部设备的供电；12V直流接入电路板，一方面作为电路板工作电源，连接电路板的电源管理模块，一方面经过电路板的通断电路和直流电流检测电路输出到电路板的接插件上，用于作为外部设备的直流供电；12V备用电池作为电路板的备用电源，当220V断电时，可以使电路板能正常工作；所述电源模块输出的12V直流和备用电源12V直流通过电源管理模块分别为MCU处理器、风扇、温湿度传感器和摄像头供电；所述电源管理模块与电源模块12V直流和备用电池连接，用于电源的切换、电源电压的变换和电箱的重启；所述MCU处理器分别连接直流电源监控模块，交流电源监控模块，NB-IOT模块，网口模块，模拟输入ADC检测模块，GPS模块，温湿度传感器，风扇接口，箱门行程开关，以及摄像头接口；MCU处理器用于接收直流电源监控模块，交流电源监控模块，NB-IOT模块，网口模块，模拟输入ADC检测模块，GPS模块，温湿度传感器，风扇，箱门行程开关，以及摄像头的输入信号，并将接收到的输入信息通过网口模块发送给后台服务器，同时向直流电源监控模块，交流电源监控模块，NB-IOT模块，网口模块，模拟输入ADC检测模块，GPS模块，温湿度传感器，风扇，箱门行程开关，以及摄像头发送控制信号。


3.根据权利要求1所述的物联网交通电箱，其特征在于：所述GPS模块上电将定位信息发送给MCU处理器；所述NB-IOT模块是采用WH-NB73-BA模块，通过TTL串口跟MCU处理器进行AT指令通信；所述摄像头通过OV2640接口与MCU处理器连接；所述温湿度传感器采用SHT30芯片，将采集到的温湿度数据发送给MCU处理器。


4.根据权利要求1所述的物联网交通电箱，其特征在于：所述模拟输入ADC检测模块检测外部设备连接输入模拟量，给MCU处理器进行ADC采样，模拟输入ADC检测模块包括2路模拟量检测电路，一路为电流量检测，一路为电压量检测；
其中电流量检测，外部TA输入电流I，经过ACS712霍尔电流检测芯片，到地，电路板和外部设备共地，形成回路；ACS712将电流信号转换为电压信号，并通过两个电阻分压，输出到MCU处理器的ADC功能管脚进行模拟量检测；
另一路电压检测，直接通过电阻对外部设备的电压模拟量信号TV进行分压，输出到MCU处理器的ADC功能管脚进行采样检测。


5.根据权利要求1所述的物联网交通电箱，其特征在于：所述箱门行程开关安装在箱门上，并将箱门行程开关的通断信号传递给MCU处理器。


6.根据权利要求1所述的物联网交通电箱，其特征在于：所述电源管理模块可以完成以下功能：电源模块12V和备用电源的切换，电压变换，电路板重启；其中12V电源和备用电源的切换，通过一个PMOS管对开关电源和备用蓄电池进行切换，+12BAT备用电源电压，+12表示开关电源的供电电压，当12V电源断电时，此时PMOS管的VGS=-V+12BAT*(1/3)，PMOS管导通，由备用电源进行供电，即VCC12VIN=+12BAT，当12V电源上电时，则此时VG=VS=12V，则VGS=0，PMOS管截止，由12V电源进行供电，即VCC12VIN=+12；
电源管理模块中的电路板重启是指，当MCU处理器发出重启信号时，电路板的供电断开，然后断开之后自动上电；MCU控制信号为高电平，则三极管导通，继电器中线圈有电流流过，则产生磁场，使得继电器中的开关断开，断开之后，电路板失电，继电器为常闭类型，失电后回到初始状态，电路板上电；呈现重启效果。


7.根据权利要求1所述的物联网交通电箱，其特征在于：所述交流电源监控模块串联在交流回路中，交流电源监控模块包括继电器和电流互感器；交流电源监控模块通过继电器进行交流电的通断控制，并通过三极管实现MCU处理器的3.3V管脚电压控制和5V的继电器控制，当MCU控制信号为高电平，则三极管导通，继电器的控制管脚接地，则继电器的控制侧导通，即继电器的线圈上有电流流过，则产生磁场，这时继电器开关闭合，此时切换指示灯的...

【专利技术属性】
技术研发人员：房晓辉，
申请(专利权)人：南京云昱信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32