CN106911685A - 一种物联网光交箱的智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物联网光交箱的智能控制系统，所述主控模块分别连接传感器模块、电控锁模块、蓝牙模块和GSM模块，所述传感器模块包括用于检测震动的有源和无源震动传感器、用于检测温湿度的温湿度传感器，主控模块采用定时轮询的方式给温湿度传感器间歇供电，所述电控锁模块采用无源干簧管传感器，所述蓝牙模块用于实现操作人员的客户端与主控模块的信息传输，所述GSM模块通过GPRS服务将主控模块通过互联网连接到云端服务器。本发明结构简单，使用方便，三个部分通过互联网和物联网及云端服务器实现系统融合，构成一个有机整体，协同配合完成系统所需的全部功能。

Description

一种物联网光交箱的智能控制系统

技术领域

本发明涉及一种光交箱，尤其涉及的是一种物联网光交箱的智能控制系统。

背景技术

光交箱即为光缆交接箱，通常又称为街边柜，一般放置在主干光缆上，用于光缆分歧，它是一个无源设备，与原来的铜缆交接箱功能类似，只是将大对数的光缆，通过光缆交接箱后，分为不同方向的几个小对数光缆，当然，这个功能光缆接头盒也可以实现，但不同的是，光缆交接箱可以实现光缆的跳接，也可以用于测试和维护。一般光交箱是馈线光缆和配线光缆的划分点。

光交箱的状态监测:目前光交箱普遍采用人工巡检的方式维护,维护人员对光交箱部署点的故障信息无法及时掌握并做出迅速反应,同时,市郊等偏远地区光交箱设施失窃严重,造成的直接经济损失高达数十万。此外,目前不能有效对设备维护人员进行监督,较难确保维护人员都已定时、定点的进行了设备维护。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种物联网光交箱的智能控制系统，能够实现对光交箱的无源监控。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括云端服务器、光交箱监控系统和客户端，所述云端服务器采用服务器/浏览器构架，用户通过浏览器经互联网直接访问云端服务器，所述光交箱监控系统包括设置在光交箱内的主控模块、传感器模块、电控锁模块、蓝牙模块和GSM模块；所述主控模块分别连接传感器模块、电控锁模块、蓝牙模块和GSM模块，所述传感器模块包括用于检测震动的有源和无源震动传感器、用于检测温湿度的温湿度传感器，主控模块采用定时轮询的方式给温湿度传感器间歇供电，所述电控锁模块采用无源干簧管传感器，所述蓝牙模块用于实现操作人员的客户端与主控模块的信息传输，所述GSM模块通过GPRS服务将主控模块通过互联网连接到云端服务器。

所述云端服务器，由光交箱监控系统的主控模块主动发起连接，连接成功后，主控模块回报自己的身份，云端服务器发出身份确认回复信息，收到确认回复信息后双方通过握手协议建立数据连接。

所述云端服务器构建为多用户接入模式，计算机接入的客户端通过用户名和密码确定用户身份，并被赋予用户相应的权限；手机接入的客户端通过手机号码和客户端载体的标识ID确定用户身份并获得权限。

所述手机接入的客户端中，当有新用户注册或变更客户端运行载体时，通过短信双向验证的方式，进行用户身份唯一性认证。

所述客户端为基于Android的移动设备，客户端通过蓝牙连接光交箱监控系统，通过移动数据连接云端服务器。

所述客户端通过操作人员身份与移动设备的同一性双向验证，以电话号码为依据，将移动设备唯一标识ID与操作人员的身份绑定，在初次注册、设备变更时，通过云端服务器向绑定身份的手机号码发出随机验证码，云端服务器通过检测客户端录入验证码的正确性来完成身份与设备绑定，并依据身份服务客户端相应的权限。

所述光交箱内有每个纤芯上都设有一个码条，每个光交箱赋予唯一一个ID号，将该ID号与主控模块的唯一序列号进行绑定，作为纤芯上码条编号的前缀；所述码条上具有对应纤芯的相应信息，安装时扫描各个码条，将相应的纤芯信息传输到云端服务器，维修或使用时通过客户端打开光交箱，在客户端通过图形化界面显示光交箱内的光纤资源利用信息，扫描码条显示对应纤芯用户的详细信息。

所述主控模块与操作人员的手机建立连接后，将主控模块的身份信息发给手机，手机收到主控模块的身份信息后通过自身移动网络发送给云端服务器，然后从云端服务器获得开锁授权信息，然后将授权信息发送给主控模块，主控模块将接受的授权信息和其与云端服务器的授权信息进行比较，判断授权合法则打开光交箱门。

所述主控模块自动巡检各个部件的功能状态，并生成日志通过GPRS数据连接发送到云端服务器，云端服务器进行存储并更新设备信息。

所述云端服务器中存储更新后的嵌入式软件，当主控模块连接到云端服务器后，自动下载更新固件，重启后完成新固件的应用。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明结构简单，使用方便，能够实现对光交箱工况和安全性的检测，对突发事件告警等功能，并通过GPRS通道定时或实时将状态信息回报给云端服务器，客户端通过移动网络与云端服务器建立连接，可以实现操作权限获得、光交箱地理位置定位查询与导航、纤芯资源浏览与管理、码条扫描与识别、光交箱周边及内部环境照片查询与上传、光交箱开锁授权等功能，三个部分通过互联网和物联网及云端服务器实现系统融合，构成一个有机整体，协同配合完成系统所需的全部功能。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是光交箱监控系统的结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1和图2所示，本实施例包括云端服务器1、光交箱监控系统2和客户端3，所述云端服务器1采用服务器/浏览器构架，用户通过浏览器经互联网直接访问云端服务器1。

云端服务器1采用高效快捷的HTTP协议，实现与用户浏览器和客户端3的连接，完成数据访问和交互，采用TCP协议实现与物联网嵌入式的光交箱监控系统2的连接，实现基于连接的数据通信。

本实施例的云端服务器1是由光交箱监控系统2的主控模块主动发起连接，连接成功后，主控模块回报自己的身份，云端服务器1发出身份确认回复信息，收到确认回复信息后双方通过握手协议建立数据连接。光交箱监控系统2具有超时重发、断开重连的机制，确保可以自动连接到云端服务器1。

云端服务器1为不同类型的连接提供不同的数据通信的端口，方便判断连接的类型，并保证不同类型连接的独立性和安全性。

所述云端服务器1构建为多用户接入模式，不同类型的用户分配不同的权限，确保系统操作的安全性。

计算机接入的客户端3通过用户名和密码确定用户身份，并被赋予用户相应的权限。

手机接入的客户端3通过手机号码和客户端3载体的标识ID确定用户身份并获得权限。

所述手机接入的客户端3中，当有新用户注册或变更客户端3运行载体时，通过短信双向验证的方式，进行用户身份唯一性认证，消除移动终端不当利用对系统安全性的威胁。

GPRS客户端3因不会为其他接入设备提供接口，自身安全性较强，所以具有相同等级的权限，全体GPRS客户端3与云端服务器1是完全对等的分布式连接。

此外云端服务器1还具有组群权限管理功能，实现同一平台上不同组群的共同访问，如单台服务器上可以同时运行不同地方的光交箱管理系统。而不同地方的组群客户只能访问各自组群管理权限范围内的设备。

云端服务器1的业务管理包括业务信息和流程管理两个部分，业务信息中包括人员的姓名、年龄、家庭住址等自然人身份信息，联系方法、客户端3载体标识ID号、操作人员类型与权限等；相关设备的身份ID号、地理位置信息、运行工况、周边概况图片、供电状态、告警触发条件、纤芯资源与条码数据等；还可以记录近半年内系统设备运行的状态信息。

流程管理可以实现用户的添加、删除、注册、注销、身份验证、权限变更、资料修改等功能；还可以实现光交箱运维的安装、更换、撤除、变更、运行状态巡检、突发事件通知等全过程管理。

云端服务器1还可以实现云端的工单生成、分配、打印、向客户端3推送、执行状态监控、收工回执、工单统计报表功能等。

云端服务器1还可以为客户端3提供光交箱的开锁授权，为箱体和纤芯提供码条数字标记的增加、变更、删除等支持，结合箱体与纤芯用户数据生成纤芯绑定数据库，为客户端3提供箱体与纤芯资源查询、变更操作、故障溯源指导、业务结束确认等提供数据支持。

云端服务器1实现短信通知信息格式与接收人员名单设置，通过短信猫或网络短信平台发送及时通知短信，向客户端3推送提示短信。客户端3阅读回执等功能。

云端服务器1还能够根据用户的表格属性设置进行报表的生成，可以按照要求格式导入导出数据内容，还可以用excel表格导入导出管理，实现与其他业务系统的对接，为以后可能拓展的其他的业务预留可订制的字段等。

本实施例的客户端3为基于Android的移动设备，通过APP实现，客户端3通过蓝牙连接光交箱监控系统2，通过移动数据连接云端服务器1。

所述客户端3通过操作人员身份与移动设备的同一性双向验证，以电话号码为依据，将移动设备唯一标识ID与操作人员的身份绑定，在初次注册、设备变更时，通过云端服务器1向绑定身份的手机号码发出随机验证码，云端服务器1通过检测客户端3录入验证码的正确性来完成身份与设备绑定，并依据身份服务客户端3相应的权限。

APP可以实现光交箱的安装、运维、变更、撤除等全部功能的管理与操作。

APP能够完成光交箱按照操作过程中的地理位置定位，能够通过码条扫描的方式实现光交箱ID获取与身份确定，以及光交箱内部光纤资源录入与箱体ID、光纤用户数据绑定等功能。

APP能够实时查询用户辖区权限范围内各个光交箱的工作状态，当光交箱出现非法开箱、强烈震动、水浸等应急情况时，可以接收到云端服务器1发出的推送信息，及时通知到维保人员。

APP可通过手机蓝牙接口连接到光交箱监控系统2，再通过手机移动网络连接服务器获得开锁授权，一旦授权成功光交箱自动开锁，开锁记录由光交箱监控系统2通过GPRS发送到云端服务器1。

APP可从云端服务器1接收工单派遣，并将工单执行过程中的光纤资源调配、施工环节重要图片等记录在案，可提交工单执行状态。

在云端服务器1信息充分的情况下，APP可以采用扫描、拍照、选择等手段实现工单执行的全过程操作，最大限度的减少现场施工人员手工输入的工作量，保证系统数据内容的一致性和完整性。

APP可以通过接口自动向地图软件发送光交箱位置数据，利用第三方地图软件进行导航。

APP上以图形化界面显示光交箱内部光纤资源利用情况，在扫描码条时显示纤芯用户的详细信息。在图形化界面下可完成纤芯的调配、故障溯源建议的其他功能。

在APP中添加关注热点光交箱信息，可以查询和浏览光交箱地理位置、箱体及嵌入式智能系统状态等其他信息。

可以将用户的配置信息保存到云端服务器1，保证用户更换设备或重装APP后具有相同的软件操作界面与习惯，当APP连接云端服务器1后自动检测并更新版本。

所述光交箱监控系统2包括设置在光交箱内的主控模块21、传感器模块22、电控锁模块23、蓝牙模块24和GSM模块25；所述主控模块21分别连接传感器模块22、电控锁模块23、蓝牙模块24和GSM模块25，所述传感器模块22包括用于检测震动的有源和无源震动传感器、用于检测温湿度的温湿度传感器，主控模块21采用定时轮询的方式给温湿度传感器间歇供电，所述电控锁模块23采用无源干簧管传感器，所述蓝牙模块24用于实现操作人员的客户端3与主控模块21的信息传输，所述GSM模块25通过GPRS服务将主控模块21通过互联网连接到云端服务器1。

以无源震动传感器作为突发状态触发载体，激活休眠中的系统，再以有源震动传感器检测和获得震动详细信息，供CPU做频谱分析，确定震动类型，这样既可以保证有效监测突发事件，又可以将系统功耗降到最低，有利于延迟电池的工作时间，降低系统的使用和维护成本。

通过温湿度传感器独立于主控模块21之外，将主控模块21和温湿度传感器通过导线连接，温湿度传感器在主控模块21之外对箱体的温湿度进行检测。在确保对环境、工况有效探测的基础上，还有利于对主控模块21和电池板的保护，延长使用寿命。

主控模块21按照2-5分钟一次给温湿度传感器间隙供电，并在供电期间读取传感器数据，降低整体功耗，确保电池供电有足够长的使用寿命。

本实施例采用无源干簧管传感器配合磁环检测光交箱门扇的开闭状态，降低成本，非法开门引起的干簧管传感器通断脉冲，可实时触发并激活系统，并用最短的时间启动GSM模块25，及时通过GPRS信道向云端服务器1汇报非法开锁事件，发出告警。

所述光交箱内有每个纤芯上都设有一个码条，每个光交箱赋予唯一一个ID号，将该ID号与主控模块21的唯一序列号进行绑定，作为纤芯上码条编号的前缀；所述码条上具有对应纤芯的相应信息，安装时扫描各个码条，将相应的纤芯信息传输到云端服务器1，维修或使用时通过客户端3打开光交箱，在客户端3通过图形化界面显示光交箱内的光纤资源利用信息，扫描码条显示对应纤芯用户的详细信息。这种编码方式，允许后缀编码在不同箱体内可以无限制重复，因此可以有效压缩纤芯资源码条的印刷版面数量。

所述主控模块21与操作人员的手机建立连接后，将主控模块21的身份信息发给手机，手机收到主控模块21的身份信息后通过自身移动网络发送给云端服务器1，然后从云端服务器1获得开锁授权信息，然后将授权信息发送给主控模块21，主控模块21将接受的授权信息和其与云端服务器1的授权信息进行比较，判断授权合法则打开光交箱门。

通过双向验证的方式，可以最大限度的提高系统的安全性，实现手机客户端3用户身份的有效验证，防止系统被攻击可能造成一次性打开所有光交箱的问题。

还可以拓展互联网远程开锁功能，在云端服务器1制定远程开锁指令，待主控模块21连接云端服务器1，工作人员晃动光交箱，产生突发事件，嵌入式主控模块21向云端服务器1汇报突发事件状态，会主动发起与云端服务器1连接，一旦连接成功，云端服务器1将远程开锁指令的有效性，决定是否打开箱体，通过互联网实现远程控制开锁。

所述主控模块21自动巡检各个部件的功能状态，并生成日志通过GPRS数据连接发送到云端服务器1，云端服务器1进行存储并更新设备信息。

同时能够配置管理系统的心跳节律，实现时钟同步。同时控制能耗与监测电池电量。同时实现突发情况的汇报和短信通知。

所述云端服务器1中存储更新后的嵌入式软件，当主控模块21连接到云端服务器1后，自动下载更新固件，重启后完成新固件的应用。

可以降低光交箱的管理售后维护成本，可以将系统设计和应用风险降低最低，保证产品的健壮性和可维护性，极大提高产品的竞争力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种物联网光交箱的智能控制系统，其特征在于，包括云端服务器、光交箱监控系统和客户端，所述云端服务器采用服务器/浏览器构架，用户通过浏览器经互联网直接访问云端服务器，所述光交箱监控系统包括设置在光交箱内的主控模块、传感器模块、电控锁模块、蓝牙模块和GSM模块；所述主控模块分别连接传感器模块、电控锁模块、蓝牙模块和GSM模块，所述传感器模块包括用于检测震动的有源和无源震动传感器、用于检测温湿度的温湿度传感器，主控模块采用定时轮询的方式给温湿度传感器间歇供电，所述电控锁模块采用无源干簧管传感器，所述蓝牙模块用于实现操作人员的客户端与主控模块的信息传输，所述GSM模块通过GPRS服务将主控模块通过互联网连接到云端服务器。

2.根据权利要求1所述的一种物联网光交箱的智能控制系统，其特征在于，所述云端服务器，由光交箱监控系统的主控模块主动发起连接，连接成功后，主控模块回报自己的身份，云端服务器发出身份确认回复信息，收到确认回复信息后双方通过握手协议建立数据连接。

3.根据权利要求1所述的一种物联网光交箱的智能控制系统，其特征在于，所述云端服务器构建为多用户接入模式，计算机接入的客户端通过用户名和密码确定用户身份，并被赋予用户相应的权限；手机接入的客户端通过手机号码和客户端载体的标识ID确定用户身份并获得权限。

4.根据权利要求3所述的一种物联网光交箱的智能控制系统，其特征在于，所述手机接入的客户端中，当有新用户注册或变更客户端运行载体时，通过短信双向验证的方式，进行用户身份唯一性认证。

5.根据权利要求1所述的一种物联网光交箱的智能控制系统，其特征在于，所述客户端为基于Android的移动设备，客户端通过蓝牙连接光交箱监控系统，通过移动数据连接云端服务器。

6.根据权利要求5所述的一种物联网光交箱的智能控制系统，其特征在于，所述客户端通过操作人员身份与移动设备的同一性双向验证，以电话号码为依据，将移动设备唯一标识ID与操作人员的身份绑定，在初次注册、设备变更时，通过云端服务器向绑定身份的手机号码发出随机验证码，云端服务器通过检测客户端录入验证码的正确性来完成身份与设备绑定，并依据身份服务客户端相应的权限。

7.根据权利要求5所述的一种物联网光交箱的智能控制系统，其特征在于，所述光交箱内有每个纤芯上都设有一个码条，每个光交箱赋予唯一一个ID号，将该ID号与主控模块的唯一序列号进行绑定，作为纤芯上码条编号的前缀；所述码条上具有对应纤芯的相应信息，安装时扫描各个码条，将相应的纤芯信息传输到云端服务器，维修或使用时通过客户端打开光交箱，在客户端通过图形化界面显示光交箱内的光纤资源利用信息，扫描码条显示对应纤芯用户的详细信息。

8.根据权利要求1所述的一种物联网光交箱的智能控制系统，其特征在于，所述主控模块与操作人员的手机建立连接后，将主控模块的身份信息发给手机，手机收到主控模块的身份信息后通过自身移动网络发送给云端服务器，然后从云端服务器获得开锁授权信息，然后将授权信息发送给主控模块，主控模块将接受的授权信息和其与云端服务器的授权信息进行比较，判断授权合法则打开光交箱门。

9.根据权利要求1所述的一种物联网光交箱的智能控制系统，其特征在于，所述主控模块自动巡检各个部件的功能状态，并生成日志通过GPRS数据连接发送到云端服务器，云端服务器进行存储并更新设备信息。

10.根据权利要求1所述的一种物联网光交箱的智能控制系统，其特征在于，所述云端服务器中存储更新后的嵌入式软件，当主控模块连接到云端服务器后，自动下载更新固件，重启后完成新固件的应用。