CN107168124A - 基于窄带物联网的远程电源控制开关系统及方法 - Google Patents
基于窄带物联网的远程电源控制开关系统及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于窄带物联网的远程电源控制开关系统，包括电源输入总线、电源输出总线和远程控制电源开关装置，所述的远程控制电源开关装置包括核心控制单元、电源切换开关模块和窄带物联网通信模块，所述的核心控制单元包括加密/解密模块、状态检验模块、安全性检测模块和标准指令生产模块，所述的窄带物联网通信模块通过通信基站蜂窝网络连接有后台控制中心，所述的后台控制中心连接有操作终端。本发明还提供一种控制方法。本发明在应用领域方面、响应效率方面、设备能耗方面、覆盖能力方面、应用成本方面和安全性能方面都比传统的电源控制开关系统具有更好地优势。
Description
技术领域
本发明涉及电源控制开关技术领域，具体来说，涉及一种基于窄带物联网的远程电源控制开关系统及方法。
背景技术
伴随着近年来企业融资发展需求的不断发展变化，融资租赁在企业融资过程中发挥着越来越重要的作用。融资租赁业务通过以可移动固定资产为标的物，成为企业以传统不动产抵押实现贷款融资的重要替代方式，特别有助于中小企业在采购台套设备过程中获得金融机构的融资支持。近年来，融资租赁获得了国家及各级政府的鼓励和支持。
标的物在不同行业的对应实物有所不同，如医疗领域常常涉及CT、核磁共振、生化检验等大型诊疗设备，交通领域常常涉及乘用车辆、货运车辆等，施工领域常常涉及装载机、挖掘机、推土机等工程设备，科研企业常常涉及不同类型的加工、检验等台套设备，建筑领域常常涉及电梯、电表、燃气表等设备，电力领域常常涉及发电设备、变电设备等。整体上，不同行业领域的融资租赁标的物，大多数都具有分散、可移动的特点。
在融资租赁业务存续期内，融资租赁标的使用权归属企业，但是标的物的所有权归属于融资租赁企业。融资租赁公司如何实现对这些具有“分散、可移动”特点的金融资产进行有效管理，在正常情况下能够动态了解标的物工作状况，在出现债务违约情况下能够及时采取惩戒甚至保全资产，是融资租赁企业普遍面临的技术难题。
在已有行业尝试过程中，融资租赁企业在设备厂商配合下通过给设备、车辆等加装GPS模块、GPRS模块等，在一定程度上实现查找定位报送的功能，但是这种方法往往存在以下不足：（1）网络覆盖存在限制，特别是在地下室、地下停车场等环境中，现有通信信号覆盖不全或者信号强度不足，限制了此种场景下的使用；（2）无法实现对设备、车辆的电力供应实现远程操控，特别是无法实现对设备、车辆的电力供应进行启动、关停等操作；（3）依赖外部电源供电，现有监控模块所采用的的技术方案，需要连接外部电源或者较大体积的蓄电池才能实现持续工作，无法满足1年甚至更长独立运行时间的要求。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种基于窄带物联网的远程电源控制开关系统及控制方法，能够克服现有技术的上述不足。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于窄带物联网的远程电源控制开关系统，包括电源输入总线和电源输出总线，所述的电源输入总线和电源输出总线之间连接有远程控制电源开关装置，所述的远程控制电源开关装置包括核心控制单元、电源切换开关模块和窄带物联网通信模块，所述的核心控制单元包括加密/解密模块、状态检验模块、安全性检测模块和标准指令生产模块，所述的电源切换开关模块连接在电源输入总线和电源输出总线之间，所述的电源切换开关模块与状态检验模块连接，所述的加密/解密模块与安全性检测模块和窄带物联网通信模块连接，所述的安全性检测模块与标准指令生成模块连接，所述的标准指令生成模块与电源切换开关模块连接，所述的窄带物联网通信模块通过通信基站蜂窝网络连接有后台控制中心，所述的后台控制中心连接有操作终端。
进一步的，所述的操作终端包括固定操作终端和移动操作终端。
本发明还提供一种基于窄带物联网的远程电源控制开关方法，包括如下步骤：
S1：根据操作需要，在操作终端上选择需要启动/关停的电源切换开关模块，并下达相应的启动/关停操控指令；
S2：后台控制中心接收到相应的操作指令后，进行操作身份合规性认证，如果认证成功，则后台控制中心将该操控指令生成操控指令加密电文，并将其发送至通信基站蜂窝网络，如果认证失败，则后台控制中心终止对该操控指令的后续操作；
S3：通信基站蜂窝网络接收到操控指令加密电文后，将操控指令加密电文进行蜂窝内广播发送；
S4：窄带物联网通信模块接收到来自通信基站蜂窝网络广播发送的操控指令加密电文后，将其发送至核心控制单元；
S5：核心控制单元的加密/解密模块对接收到的操控指令加密电文进行解密，解密后的操控指令传送至安全性检测模块进行安全性检查，安全性检测模块将符合其自身安全策略的操控指令发送至标准指令生成模块生成控制指令，由电源切换开关模块执行该指令并将执行该指令后电源切换开关模块的工作状态信息反馈至状态检验模块；安全性检测模块对于不符合其自身安全策略的操控指令不予以执行，并直接向状态检验模块发送报错信息；
S6：状态检验模块将接收到的工作状态信息或报错信息发送至加密/解密模块生成加密电文，加密电文通过窄带物联网发送至通信基站蜂窝网络；
S7：通信基站蜂窝网络将接收到的加密电文反馈至后台控制中心，并通过控制终端对操控指令执行情况进行展示。
进一步的，步骤S1中，需要启动/关停的电源切换开关模块为一个或者多个。
优选的，需要启动/关停的电源切换开关模块的选择及相应启动/关停操控指令的下达是人工完成的，或者是系统基于相应决策策略自动完成的。
进一步的，步骤S3中，加密电文是根据电信运营商的通信协议和网络路由以及窄带物联网通信协议，通过覆盖电源切换开关模块的通信基站广播发送的。
进一步的，步骤S5中，标准指令生成模块生成的控制指令是符合电源切换开关模块输入/输出标准的控制指令。
进一步的，步骤S7中，加密电文是根据电信运营商的通信协议和网络路由反馈至后台控制中心的。
进一步的，步骤S7中，后台控制中心对整个远程电源控制开关系统的历史数据进行集中式存储管理。
优选的，操作终端向后台控制中心发起查询指令时，后台控制中心根据操作终端的要求对历史存档数据进行检索查询，并将查询结果以有线/无线的形式发送至操作终端。
本发明的有益效果：
（1）应用领域方面：以通用模块的形式，通过在设备电力输入总线和设备电力输出总线之间设置电源开关切换模块，适用于对所述电气设备电力供应的远程控制；
（2）响应效率方面：本发明采用窄带物联网通信模块，相较于传统GPRS通信模块具有更高的通信宽带，因此设备管理效率更高；
（3）设备能耗方面：相对于3G/4G等解决方案，窄带物联网的功耗较低，能够以更低的功耗实现更长的续航时间，降低控制设备的维护成本；
（4）覆盖能力方面：相对于LTE等解决方案，窄带物联网技术基于更强的网络通信强度，能够更好地克服空间环境限制，能够用于特种建筑、地下室和地下停车场等场所；
（5）应用成本方面：相对于wifi/BlueTooth/zigbee等现有常规物联网络，依托电信运营商的通信基站蜂窝网络，使用者能够以更低的网络布设成本（无须自建通信网络）实现更大的网络覆盖范围（室外、郊外等环境）；
（6）安全性能方面：通过采用电芯运营商授权频段，相较于LoRa等非授权频段具有更好的网络信息安全环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的一种基于窄带物联网的远程电源控制开关系统的结构示意图；
图中：1、电源输入总线；2、电源输出总线；3、远程控制电源开关装置；4、核心控制单元；41、加密/解密模块；42、状态检验模块；43、安全性检测模块；44、标准指令生成模块；5、电源切换开关模块；6、窄带物联网通信模块；7、通信基站蜂窝网络；8、后台控制中心；91、固定操作终端；92、移动操作终端。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，根据本发明实施例所述的一种基于窄带物联网的远程电源控制开关系统，包括电源输入总线1和电源输出总线2，所述的电源输入总线1和电源输出总线2之间连接有远程电源控制开关装置3，所述的远程电源控制开关装置3包括核心控制单元4、电源切换开关模块5和窄带物联网通信模块6，所述的核心控制单元4包括加密/解密模块41、状态检验模块42、安全性检测模块43和标准指令生成模块44，所述的电源切换开关模块5连接在电源输入总线1和电源输出总线2之间，所述的电源切换开关模块5与状态检验模块42连接，所述的加密/解密模块41与安全性检测模块43和窄带物联网通信模块6连接，所述的安全性检测模块43与标准指令生成模块44连接，所述的标准指令生成模块44与电源切换开关模块5连接，所述的窄带物联网通信模块6通过通信基站蜂窝网络7连接有后台控制中心8，所述的后台控制中心8连接有操作终端。
在一具体实施例中，所述的操作终端包括固定操作终端91和移动操作终端92。
本发明还提供一种基于窄带物联网的远程电源控制开关方法，包括如下步骤：
S1：根据操作需要，在操作终端上选择需要启动/关停的电源切换开关模块5，并下达相应的启动/关停操控指令；
S2：后台控制中心8接收到相应的操作指令后，进行操作身份合规性认证，如果认证成功，则后台控制中心8将该操控指令生成操控指令加密电文，并将其发送至通信基站蜂窝网络7，如果认证失败，则后台控制中心8终止对该操控指令的后续操作；
S3：通信基站蜂窝网络7接收到操控指令加密电文后，将操控指令加密电文进行蜂窝内广播发送；
S4：窄带物联网通信模块6接收到来自通信基站蜂窝网络7广播发送的操控指令加密电文后，将其发送至核心控制单元4；
S5：核心控制单元4的加密/解密模块41对接收到的操控指令加密电文进行解密，解密后的操控指令传送至安全性检测模块43进行安全性检查，安全性检测模块43将符合其自身安全策略的操控指令发送至标准指令生成模块44生成控制指令，由电源切换开关模块5执行该指令并将执行该指令后电源切换开关模块5的工作状态信息反馈至状态检验模块42；安全性检测模块43对于不符合其自身安全策略的操控指令不予以执行，并直接向状态检验模块42发送报错信息；
S6：状态检验模块42将接收到的工作状态信息或报错信息发送至加密/解密模块41生成加密电文，加密电文通过窄带物联网6发送至通信基站蜂窝网络7；
S7：通信基站蜂窝网络7将接收到的加密电文反馈至后台控制中心8，并通过控制终端对操控指令执行情况进行展示。
在一具体实施例中，步骤S1中，需要启动/关停的电源切换开关模块5为一个或者多个。
在一具体实施例中，需要启动/关停的电源切换开关模块5的选择及相应启动/关停操控指令的下达是人工完成的，或者是系统基于相应决策策略自动完成的。
在一具体实施例中，步骤S3中，加密电文是根据电信运营商的通信协议和网络路由以及窄带物联网通信协议，通过覆盖电源切换开关模块5的通信基站广播发送的。
在一具体实施例中，步骤S5中，标准指令生成模块44生成的控制指令是符合电源切换开关模块5输入/输出标准的控制指令。
在一具体实施例中，步骤S7中，加密电文是根据电信运营商的通信协议和网络路由反馈至后台控制中心8的。
在一具体实施例中，步骤S7中，后台控制中心对整个远程电源控制开关系统的历史数据进行集中式存储管理。
在一具体实施例中，操作终端向后台控制中心8发起查询指令时，后台控制中心8根据操作终端的要求对历史存档数据进行检索查询，并将查询结果以有线/无线的形式发送至操作终端。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
在具体使用时，根据本发明所述的一种基于窄带物联网的远程电源控制开关系统，包括窄带物联网通信模块、核心控制单元、电源切换开关模块、通信基站蜂窝网络、后台控制中心和操作终端；所述后台控制中心用于记录存储整个系统内所有电源切换开关模块的工作状态，以及后台控制中心所有历史上发送过的控制指令及其状态反馈信息，另外，所述后台控制中心接收操作终端的指令后，向通信基站蜂窝网络发送对电源切换开关模块的控制指令，并接受通信基站蜂窝网络反馈的指令执行状态。所述通信基站蜂窝网络用于将来自于后台控制中心的操作指令电文，发送给窄带物联网通信模块，同时，接收来自于窄带物联网通信模块的指令执行状态反馈信息电文，并将其发送给后台控制中心，所述通信基站蜂窝网络发送操作指令电文和反馈信息电文过程中，支持“单点对单点”、“单点对多点”的工作模式；所述窄带物联网通信模块用于从通信基站蜂窝网络接收操作指令电文，并将操作指令电文发送给核心控制单元；窄带物联网通信模块接收到来自核心控制单元的反馈信息电文后，将状态反馈信息发送至通信基站蜂窝网络；所述核心控制单元收到操作指令电文后，经过对指令电文进行解密，生成控制开关标准指令，并将标准指令发送给电源切换开关模块执行开关动作；核心控制单元收到来自于电源切换开关模块的工作状态信息后，经过对工作状态信息进行加密，生成指令执行状态反馈信息电文，并发送给窄带物联网通信模块；电源切换开关模块接收到控制标准指令后，根据标准指令，在电力输入总线与输出总线之间完成开/关切换动作，并将执行后的开关状态信息发送给核心控制单元。
其中，操作终端作为系统的操作输入平台，体现为固定操作终端、移动操作终端等形式，以有线/无线的方式，负责完成对远程启停操控指令的下达、历史执行任务的查询展示、系统所管控的所有电源控制开关工作状态以及历史状态查询展示，兼容基于表格的数据展示与基于GIS的空间展示功能。
后台控制中心作为系统的运行管理核心，通过有线或无线的方式，将固定操作终端、移动操作终端所发来的各类执行发送给通信基站蜂窝网络，同时接收来自于通信基站蜂窝网络的反馈信息，在指令发送、信息接收过程中完成安全性检测、数据加/解密等工作，并对系统所有操作、运行等数据进行集中式管理与存储。
通信基站蜂窝网络作为整个系统的信息传输中继环节，以无线传输的方式，将后台控制中心发来操控指令电文，以点对点/点对多等方式，发送给电源切换开关模块；同时负责将电源切换开关模块执行指令后的状态反馈信息汇集发送给后台控制中心。
远程控制电源开关装置，是部署于被管控目标（如设备、车辆等）的独立装置，通过在电源总线的嵌入式部署，实现对管控目标的电源管控，电源控制开关装置包括窄带物联网通信模块、核心控制单元、电源切换开关模块三部分组成；窄带物联网通信模块作为远程控制电源开关装置的数据传输部件，具体包括窄带物联网通信卡、数据传输天线等，负责从通信基站蜂窝网络接收控制指令电文，并将指令执行状态反馈信息发送至通信基站蜂窝网络。
核心控制单元作为电源控制开关装置的核心数据处理部件，具备通信数据进行加解密（相当于安全防火墙）、指令安全性检测、标准控制指令生成、执行状态复核等功能；电源切换开关模块作为的执行部件，根据经核心控制单元生成的标准控制指令，对远程控制电源开关装置的输出电源，进行启动/关停的操作，同时将执行操作指令后开关的工作状态反馈至核心控制单元。
综上所述，本发明在应用领域方面、响应效率方面、设备能耗方面、覆盖能力方面、应用成本方面和安全性能方面都比传统的电源控制开关系统具有更好地优势。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于窄带物联网的系统，包括电源输入总线（1）和电源输出总线（2），其特征在于，所述的电源输入总线（1）和电源输出总线（2）之间连接有远程控制电源开关装置（3），所述的远程控制电源开关装置（3）包括核心控制单元（4）、电源切换开关模块（5）和窄带物联网通信模块（6），所述的核心控制单元（4）包括加密/解密模块（41）、状态检验模块（42）、安全性检测模块（43）和标准指令生成模块（44），所述的电源切换开关模块（5）连接在电源输入总线（1）和电源输出总线（2）之间，所述的电源切换开关模块（5）与状态检验模块（42）连接，所述的加密/解密模块（41）与安全性检测模块（43）和窄带物联网通信模块（6）连接，所述的安全性检测模块（43）与标准指令生成模块（44）连接，所述的标准指令生成模块（44）与电源切换开关模块（5）连接，所述的窄带物联网通信模块（6）通过通信基站蜂窝网络（7）连接有后台控制中心（8），所述的后台控制中心（8）连接有操作终端。
2.根据权利要求1所述的一种基于窄带物联网的远程电源控制开关系统，其特征在于，所述的操作终端包括固定操作终端（91）和移动操作终端（92）。
3.根据权利要求1-2任一所述的一种基于窄带物联网的远程电源控制开关方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：根据操作需要，在操作终端上选择需要启动/关停的电源切换开关模块（5），并下达相应的启动/关停操控指令；
S2：后台控制中心（8）接收到相应的操作指令后，进行操作身份合规性认证，如果认证成功，则后台控制中心（8）将该操控指令生成操控指令加密电文，并将其发送至通信基站蜂窝网络（7），如果认证失败，则后台控制中心（8）终止对该操控指令的后续操作；
S3：通信基站蜂窝网络（7）接收到操控指令加密电文后，将操控指令加密电文进行蜂窝内广播发送；
S4：窄带物联网通信模块（6）接收到来自通信基站蜂窝网络（7）广播发送的操控指令加密电文后，将其发送至核心控制单元（4）；
S5：核心控制单元（4）的加密/解密模块（41）对接收到的操控指令加密电文进行解密，解密后的操控指令传送至安全性检测模块（43）进行安全性检查，安全性检测模块（43）将符合其自身安全策略的操控指令发送至标准指令生成模块（44）生成控制指令，由电源切换开关模块（5）执行该指令并将执行该指令后电源切换开关模块（5）的工作状态信息反馈至状态检验模块（42）；安全性检测模块（43）对于不符合其自身安全策略的操控指令不予以执行，并直接向状态检验模块（42）发送报错信息；
S6：状态检验模块（42）将接收到的工作状态信息或报错信息发送至加密/解密模块（41）生成加密电文，加密电文通过窄带物联网（6）发送至通信基站蜂窝网络（7）；
S7：通信基站蜂窝网络（7）将接收到的加密电文反馈至后台控制中心（8），并通过控制终端对操控指令执行情况进行展示。
4.根据权利要求3所述的一种基于窄带物联网的远程电源控制开关方法，其特征在于，步骤S1中，需要启动/关停的电源切换开关模块（5）为一个或者多个。
5.根据权利要求4所述的一种基于窄带物联网的远程电源控制开关方法，其特征在于，需要启动/关停的电源切换开关模块（5）的选择及相应启动/关停操控指令的下达是人工完成的，或者是系统基于相应决策策略自动完成的。
6.根据权利要求3所述的一种基于窄带物联网的远程电源控制开关方法，其特征在于，步骤S3中，加密电文是根据电信运营商的通信协议和网络路由以及窄带物联网通信协议，通过覆盖电源切换开关模块（5）的通信基站广播发送的。
7.根据权利要求3所述的一种基于窄带物联网的远程电源控制开关方法，其特征在于，步骤S5中，标准指令生成模块（44）生成的控制指令是符合电源切换开关模块（5）输入/输出标准的控制指令。
8.根据权利要求3所述的一种基于窄带物联网的远程电源控制开关方法，其特征在于，步骤S7中，加密电文是根据电信运营商的通信协议和网络路由反馈至后台控制中心（8）的。
9.根据权利要求3所述的一种基于窄带物联网的远程电源控制开关方法，其特征在于，步骤S7中，后台控制中心对整个远程电源控制开关系统的历史数据进行集中式存储管理。
10.根据权利要求9所述的一种基于窄带物联网的远程电源控制开关方法，其特征在于，操作终端向后台控制中心（8）发起查询指令时，后台控制中心（8）根据操作终端的要求对历史存档数据进行检索查询，并将查询结果以有线/无线的形式发送至操作终端。
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