CN107741739A - 智能设备箱及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种智能设备箱及其工作方法，智能设备箱包括室外设备箱、设备箱外接设备以及通过数据平台与室外设备箱相连的用户端，所述的设备箱包括主控板以及与主控板连接的网络接入设备（调制解调器、光电转换器、交换机、4G路由器等）、电源模块、门锁机构、散热装置、蓝牙模块以及若干外接传感器，所述的主控板与设备箱外接设备通过交替工作的两个网络接入设备与数据平台连接，外接传感器包括陀螺仪，门锁机构包括电子机械联动锁以及GPS定位装置，电源模块包括电源变压器、备用电源、自复式空气开关以及电路检测切换装置。本发明提高了设备箱的安全性能，使用寿命长，降低监控设备系统故障率，便于维修。
Description
技术领域
本发明涉及室外设备箱领域，具体是一种智能设备箱及其工作方法。
背景技术
室外监控系统中，除摄像头之外的前端设备（诸如：市电空气开关、网络接入设备、变压器、信号转换器），需要安装在前端设备汇聚箱（以下简称设备箱）当中，设备箱的主要作用是防雨、防盗、防尘。基本结构为铁制，少数使用不锈钢，箱体使用机械门锁开关，甚至不设门锁。
随着智慧城市的发展，城市道路安防监控也逐渐增多，长期暴露在室外，不可避免的会因为各种原因损坏，导致监控摄像头不能正常使用。在一些社会焦点事件中，因为事件现场的摄像头不能正常工作，导致公众对事件处理的公平公正产生了怀疑。要提升设备完好率，目前主要的办法是增加人工，定期巡检和维修。这就存在着诸如：人工成本攀升，休息日加班等现实问题。
目前出现的一些智能设备箱，加装了温度感应、摄像头、风扇、电子钥匙锁等装置，对设备箱的防盗有了一定提升，使用者也能远程获取到设备箱内一些信息。但对于提升设备完好率，减少人工成本有限，现有设备箱主要缺陷包括以下几点：
1、设备箱中的网络接入设备，在室外高温潮湿环境中不间断工作，容易损坏。目前已经有一些新型设备箱加装了风扇排风试图缓解这一问题，但因设备箱本身需要防雨，通风受到了限制，效果并不显著。
2、设备箱放置在路边，被过往车辆撞坏等情况在所难免。虽然有人提出加装震动报警模块，但是因为箱体位于路边，过往车辆产生震动，仅靠震动报警无法正确识别设备箱状态。
3、老式设备箱一般采用机械通开钥匙锁，安全性较差。目前出现了一些使用电子钥匙的设备箱，但是电子钥匙本身成本较高，不能如机械钥匙一般进行复制，在使用和管理中存在诸多不便。
4、现有设备箱中，因为电压不稳，跳闸、断电导致监控信号中断的情况较多，且故障发生后，难以及时维修。
5、现有设备箱中，虽然安装有断路器，可以通过跳闸的方式保护箱内设备，但断路器发生跳闸的条件固定，对箱内设备的保护缺乏灵活性。
发明内容
本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种智能设备箱及其工作方法，提高了设备箱的安全性能，使用寿命长，便于维修。
本发明提供的智能设备箱包括室外设备箱、设备箱外接设备（外接摄像头）以及通过数据平台与室外设备箱相连的用户端，所述的设备箱包括主控板以及与主控板连接的网络接入设备、电源模块、门锁机构、散热装置、蓝牙模块、移动无线通信模块以及若干外接传感器，所述的主控板和设备箱外接设备通过交替工作的两个网络接入设备与数据平台连接。采用2个网络接入设备，在主控板控制下交替工作。用户还可以通过运行中的大数据统计，确定网络接入设备的最佳工作时间，进行切换，达到1+1>2的效果。
进一步改进，所述的外接传感器包括陀螺仪。箱体因为碰撞或者螺丝脱落，发生倾斜，陀螺仪数值发生变化，使用者可以准确掌握，避免设备箱脱落伤人。
进一步改进，所述的门锁机构包括电子机械联动锁以及GPS定位装置。同时通过数据平台对比用户端GPS定位和设备箱的位置信息，避免了维修人员未到现场，误开锁的情况。同时开锁信息直接传递到数据平台，便于用户对维修人员的工作进行考核。在电子锁发生故障时候，可以用机械钥匙开锁。
进一步改进，所述的电源模块包括电源变压器、备用电源（备用充电电池、太阳能）、逆变器、断路器、继电器、电路保护装置以及电路检测切换装置，增加了设备箱的自愈功能，在主控板或断路器检测到电流不稳时，自动切断或者远程控制关闭市电，切换至主控板控制下的备用电源，保证监控设备正常工作。检测到市电恢复正常后，再切换回市电。设备箱内断路器跳闸后，可以自动检测市电是否正常，发现市电正常，自动或远程控制由主控板合上电闸，无需人工现场合上电闸。通过及时切换至备用电源，保证了监控设备持续使用不中断。
进一步改进，所述的用户端包括移动用户端、PC用户端和云端。
所述的主控板连接有蜂鸣器，现场开锁时，若GPS定位不准确找不到设备箱的具体位置，主控板控制蜂鸣器发出提示音方便准确定位。
本发明还提供了一种智能设备箱的工作方法，包括以下步骤：
1）监控流程，通过外接传感器以及主控板，采集以下设备数据，包括温度、震动、门磁、湿度、烟雾感应、水浸感应、经纬度、偏转度、摄像头、风扇转速、当前市电电压电流、移动通信网络信号强弱、备用电源电量、网络连接状态，数据收集后传递至主控板，由主控板计算模块进行判断，通过数据对比，发现有一个或一个以上存在异常的，发送至数据平台；
2）诊断流程，数据平台收到系统监控流程发现的异常告警后，进行诊断；
2.1）识别为：网络连接状态中断的，若发现用户事先授权，数据平台在发现网络连接状态中断后，自行重启；若没有发现用户事先授权，则数据平台向用户发出警报，用户通过用户端远程操作，发送指令至数据平台校验权限，传送至设备主控板，由主控板重新启动网络接入设备和外接摄像头；经过若干次重启后网络通信依然没有恢复正常的，诊断为设备故障，自动或经过授权校验后，远程切换到另外一个网络接入设备工作，仍然不能恢复的，发出信息至用户端，通知用户现场维修；
2.2）识别为：蓝牙设备遭遇破解的，若发现用户事先授权，传送至设备主控板，自行关闭蓝牙模块；若没有发现用户事先授权，则用户通过用户端远程操作，发送指令至数据平台校验权限，传送至设备主控板，关闭蓝牙模块；
2.3）识别为：温度过高，若发现用户事先授权，数据平台发送指令至主控板，打开机箱内风扇进行散热，关闭正在工作的网络接入设备，切换另一个网络接入设备工作，若没有发现用户事先授权，数据平台向用户端发出报警，提示用户是否关闭当前网络接入设备降温；这里设有一个以上告警等级，夏季白天日照下为初级，打开风扇散热；温度达到中级后，提高风扇转速；温度达到高级，并且持续一段时间后，切换网络接入设备。同时为了连续性和稳定性，用户也可不选择切换，直致设备损坏，再换用另一个。
2.4）识别为：柜门未关闭、箱内进水、电线起火、柜门异常、风扇异常的，数据平台向用户报警，用户收到报警，结合监控探头传来信息，远程判断报警是否存在误判；判断属实，现场维修。柜门异常开启，即门磁检测到柜门打开，但是电磁锁没有发出过电信号，此时如果不是在维修模式下，并使用备用钥匙打开，可推定为被撬；
2.5）识别为：市电电流不稳时，自动切断或者远程控制关闭市电，切换至备用电源，数据平台向用户端发出报警；检测到市电恢复正常后，再切换回市电；市电电流不稳包括电压不稳，电流不稳，这几种情况会切换到备用电源；
2.6）识别为：市电中断时，数据平台向用户端发出报警，主控板在市电和备用电源之间切换，保证市电中断后、故障排除前，设备持续工作；设备箱同时自动检测市电是否回复正常，如市电中断是断路器跳闸造成，市电正常后，断路器自动合闸，主控板关闭备用电源，切回市电；
2.7）识别为：备用电源电量不足的，自动进行充电；不能充电时，则关闭其他设备，保持门锁机构和移动无线通讯模块的供电，数据平台向用户端发出报警，提示用户现场维修。关闭其他设备具体顺序如下：逆变器、风扇、各种传感器、网络。
在一些规模较小的场景，或简化模式下，上述诊断流程，可以不通过数据平台的识别判断，而由主控板经网络向用户端的用户发出报警，用户通过用户端对主控板进行人工远程控制；此处也包括用户采用其他方式发现设备箱故障，在没有收到任何报警时，直接对主控板进行远程控制。
3）开锁流程，经过步骤2）诊断流程，发现无法远程治愈，需要现场维护的，数据平台根据客户指令，将设备状态切换至维修模式，在维修模式下，机箱不再发出柜门未关闭、柜门异常开启报警，用户到达现场后，优先通过电子锁打开柜门，紧急情况下或电子锁损坏时通过备用机械钥匙打开柜门，检修完毕后关闭柜门，关闭维修模式。
进一步改进，步骤3）所述的电子锁打开柜门包括以下两种方式：
1）蓝牙模块开门，用户打开用户端，与机箱内的蓝牙模块建立连接，同时用户端向数据平台传送校验信息，数据平台将密钥发送至用户端，用户端通过蓝牙传送至主控板，主控板控制门锁打开。因手机型号版本不同，部分用户端建立连接时需要输入PIN码配对，此时，需要设置不少于5秒的时间，供用户输入配对PIN码，否则移动设备会反复提示类似连接超时等信息。
2）数据平台远程开门，用户通过用户端向数据平台传送校验信息，数据平台检测用户端的GPS信息以及智能设备箱的GPS信息，经过对比，确认用户在设备箱附近后，向主控板发出开锁指令。数据平台检测用户端的GPS信息，并对比智能设备箱的地理位置信息。该位置信息可通过在设备箱内安装GPS模块采集，发送至数据平台；也可在安装箱体时人工采集位置信息，存储到数据平台，采用此方式无需安装GPS设备，可降低成本。
附图说明
图1为本发明模块示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
本发明提供了一种智能设备箱，模块结构如图1所示，包括室外设备箱、设备箱外接设备（外接摄像头）以及通过数据平台与室外设备箱相连的用户端，所述的设备箱包括主控板以及与主控板连接的网络接入设备、电源模块、门锁机构、散热装置、蓝牙模块、移动无线通信模块以及若干外接传感器，所述的主控板和设备箱外接设备通过交替工作的两个网络接入设备与数据平台连接。采用2个网络接入设备，在主控板控制下交替工作。用户还可以通过运行中的大数据统计，确定网络接入设备的最佳工作时间，进行切换，达到1+1>2的效果。
所述的外接传感器包括陀螺仪。箱体因为碰撞或者螺丝脱落，发生倾斜，陀螺仪数值发生变化，使用者可以准确掌握，避免设备箱脱落伤人。
所述的门锁机构包括电子机械联动锁以及GPS定位装置。同时通过数据平台对比用户端GPS定位和设备箱的位置信息，避免了维修人员未到现场，误开锁的情况。使用和开锁信息直接传递到数据平台，便于用户对维修人员的工作进行考核。在电子锁发生故障时候，可以用机械钥匙开锁。
所述的电源模块包括电源变压器、备用电源（备用充电电池、太阳能）、空气开关以及电路检测切换装置，增加了设备箱的自愈功能，在主控板或断路器检测到电流不稳时，自动切断或者远程控制关闭市电，切换至主控板控制下的备用电源，保证监控设备正常工作。检测到市电恢复正常后，再切换回市电。设备箱内断路器跳闸后，可以自动检测市电是否正常，发现市电正常，自动或远程控制由主控板合上电闸，无需人工现场合上电闸。通过及时切换至备用电源，保证了监控设备持续使用不中断。
所述的用户端包括移动用户端、PC用户端和云端。
所述的主控板连接有蜂鸣器，现场开锁时，若GPS定位不能准确指向设备箱的具体位置，或在现场附近发现多个设备箱，主控板控制蜂鸣器发出提示音方便准确定位。
本发明还提供了一种智能设备箱的工作方法，包括以下步骤：
1）监控流程，通过外接传感器，采集以下设备数据，包括温度、震动、门磁、湿度、烟雾感应、水浸感应、经纬度、偏转度、摄像头、当前市电电压电流、移动通信网络信号强弱、备用电源电量，数据收集后传递至主控板，由主控板计算模块进行判断，通过数据对比，发现有一个以上存在异常的，发送至数据平台；
2）诊断流程，数据平台收到系统监控流程发现的异常情况后，进行诊断；
2.1）识别为：网络连接状态中断的，若发现用户事先授权，数据平台在发现网络连接状态中断后，自行重启；若没有发现用户事先授权，则数据平台向用户发出警报，用户通过用户端远程操作，发送指令至数据平台校验权限，传送至设备主控板，由主控板重新启动网络接入设备和外接摄像头；经过若干次重启后网络通信依然没有恢复正常的，诊断为设备故障，自动或经过授权校验后，远程切换到另外一个网络接入设备工作，仍然不能恢复的，发出信号至用户端，通知用户现场维修；
2.2）识别为：蓝牙设备遭遇破解的，若发现用户事先授权，传送至设备主控板，自行关闭蓝牙模块；若没有发现用户事先授权，则用户通过用户端远程操作，发送指令至数据平台校验权限，传送至设备主控板，关闭蓝牙模块；
2.3）识别为：温度过高，若发现用户事先授权，数据平台发送指令至主控板，打开机箱内风扇进行散热，关闭正在工作的网络接入设备，切换另一个网络接入设备工作，若没有发现用户事先授权，数据平台向用户端发出报警，提示用户是否关闭当前网络接入设备降温；这里设有一个以上告警等级，夏季白天日照下为初级，打开风扇散热；温度达到中级后，提高风扇转速；温度达到高级，并且持续一段时间后，切换网络接入设备。同时为了连续性和稳定性，用户也可不选择切换，直致设备损坏，再换用另一个。
2.4）识别为：柜门未关闭、箱内进水、电线起火、柜门异常、风扇异常的，数据平台向用户报警，用户收到报警，结合监控探头传来信息，远程判断报警是否存在误判；判断属实，现场维修。柜门异常开启，即门磁检测到柜门打开，但是电磁锁没有发出过电信号，此时如果不是在维修模式下，并使用备用钥匙打开，可推定为被撬；
2.5）识别为：市电电流不稳时，自动切断或者远程控制关闭市电，切换至备用电源，数据平台向用户端发出报警；检测到市电恢复正常后，再切换回市电；市电电流不稳包括电压不稳，电流不稳，这几种情况会切换到备用电源；
2.6）识别为；市电中断时，数据平台向用户端发出报警，主控板在市电和备用电源之间切换，保证市电中断后、故障排除前，设备持续工作；设备箱同时自动检测市电是否回复正常，如市电中断是断路器跳闸造成，市电正常后，断路器自动合闸，主控板关闭备用电源，切回市电；
2.7）识别为：备用电源不足的，自动进行充电；不能充电时，则关闭其他设备，保持门锁机构和移动无线通讯模块的供电，数据平台向用户端发出报警，提示用户现场维修。关闭其他设备具体顺序如下：逆变器、风扇、各种传感器、网络。
在一些规模较小的场景，或简化模式下，上述诊断流程，可以不通过数据平台的识别判断，而由主控板经网络向用户端的用户发出报警，用户通过用户端对主控板进行人工远程控制；此处也包括用户采用其他方式发现设备箱故障，在没有收到任何报警时，直接对主控板进行远程控制。
3）开锁流程，经过步骤2）诊断流程，发现无法远程治愈，需要现场维护的，数据平台根据客户指令，将设备状态切换至维修模式，在维修模式下，机箱不再发出柜门未关闭、柜门异常开启报警，用户到达现场后，优先通过电子锁打开柜门，紧急情况下或电子锁损坏时通过备用机械钥匙打开柜门，检修完毕后关闭柜门，关闭维修模式。
进一步改进，步骤3）所述的电子锁打开柜门包括以下两种方式：
1）蓝牙模块开门，用户打开用户端，与机箱内的蓝牙模块建立连接，同时用户端向数据平台传送校验信息，数据平台将密钥发送至用户端，用户端通过蓝牙传送至主控板，主控板控制门锁打开。因手机型号版本不同，部分用户端建立连接时需要输入PIN码配对，此时，需要设置不少于5秒的时间，供用户输入配对PIN码，否则移动设备会反复提示类似连接超时等信息。
2）数据平台远程开门，用户通过用户端向数据平台传送校验信息，数据平台检测用户端的GPS信息以及智能设备箱的GPS信息，经过对比，确认用户在设备箱附近后，向主控板发出开锁指令。数据平台检测用户端的GPS信息，并对比智能设备箱的地理位置信息。该位置信息可通过在设备箱内安装GPS模块采集，发送至数据平台；也可在安装箱体时人工采集位置信息，存储到数据平台，采用此方式无需安装GPS设备，可降低成本。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种智能设备箱，包括室外设备箱、设备箱外接设备以及通过数据平台与室外设备箱相连的用户端，所述的设备箱包括主控板以及与主控板连接的网络接入设备、电源模块、门锁机构、散热装置、蓝牙模块、移动无线通信模块以及若干外接传感器，其特征在于：所述的主控板和设备箱外接设备通过交替工作的两个网络接入设备与数据平台连接。
2.根据权利要求1所述的智能设备箱，其特征在于：所述的外接传感器包括陀螺仪。
3.根据权利要求1所述的智能设备箱，其特征在于：所述的门锁机构包括电子机械联动锁以及GPS定位装置。
4.根据权利要求1所述的智能设备箱，其特征在于：所述的电源模块包括电源变压器、备用电源、逆变器、断路器、继电器、电路保护装置以及电路检测切换装置。
5.根据权利要求1所述的智能设备箱，其特征在于：所述的用户端包括移动用户端、PC用户端和云端。
6.根据权利要求1所述的智能设备箱，其特征在于：所述的主控板连接有蜂鸣器。
7.一种以上任意一项权利要求所述的智能设备箱的工作方法，其特征在于包括以下步骤：
1）监控流程，通过外接传感器以及主控板，采集以下设备数据，包括温度、震动、门磁、湿度、烟雾感应、水浸感应、经纬度、偏转度、摄像头、风扇转速、当前市电电压电流、移动通信网络信号强弱、备用电源电量、网络连接状态，数据收集后传递至主控板，由主控板计算模块进行判断，通过数据对比，发现有一个或一个以上存在异常的，发送至数据平台；
2）诊断流程，数据平台收到系统监控流程发现的异常告警后，进行诊断；
2.1）识别为：网络连接状态中断的，若发现用户事先授权，数据平台在发现网络连接状态中断后，自行重启；若没有发现用户事先授权，则数据平台向用户发出警报，用户通过用户端远程操作，发送指令至数据平台校验权限，传送至设备主控板，由主控板重新启动网络接入设备和外接摄像头；经过若干次重启后网络通信依然没有恢复正常的，诊断为设备故障，自动或经过授权校验后，远程切换到另外一个网络接入设备工作，仍然不能恢复的，发出信息至用户端，通知用户现场维修；
2.2）识别为：蓝牙模块遭遇破解的，若发现用户事先授权，传送至设备主控板，自行关闭蓝牙模块；若没有发现用户事先授权，则数据平台向用户发出警报，用户通过用户端远程操作，发送指令至数据平台校验权限，传送至设备主控板，关闭蓝牙模块；
2.3）识别为：温度过高，若发现用户事先授权，数据平台发送指令至主控板，打开机箱内风扇进行散热，关闭正在工作的网络接入设备，切换另一个网络接入设备工作，若没有发现用户事先授权，数据平台向用户端发出报警，提示用户是否关闭当前网络接入设备降温；
2.4）识别为：柜门未关闭、箱内进水、电线起火、柜门异常、风扇异常的，数据平台向用户报警，用户通过监控探头，远程判断报警是否存在误判；判断属实，现场维修；
2.5）识别为：市电电流不稳时，自动切断或者远程控制关闭市电，切换至备用电源，数据平台向用户端发出报警；检测到市电恢复正常后，再切换回市电；
2.6）识别为；市电中断的，数据平台向用户端发出报警；检测市电是否正常，若市电正常，则自动合上电闸；
2.7）识别为：备用电源电量不足的，自动进行充电；不能充电时，则关闭其他设备，保持门锁机构和移动无线通讯模块的供电，数据平台向用户端发出报警，提示用户现场维修；
3）开锁流程，经过步骤2）诊断流程，发现无法远程治愈，需要现场维护的，数据平台根据客户指令，将设备状态切换至维修模式，在维修模式下，机箱不再发出柜门未关闭、柜门异常开启报警，用户到达现场后，优先通过电子锁打开柜门，紧急情况下或电子锁损坏时通过备用机械钥匙打开柜门，检修完毕后关闭柜门，关闭维修模式。
8.根据权利要求7所述的智能设备箱的工作方法，其特征在于步骤3）所述的电子锁打开柜门包括以下两种方式：
1）蓝牙模块开门，用户打开用户端，与机箱内的蓝牙模块建立连接，同时用户端向数据平台传送校验信息，数据平台将密钥发送至用户端，用户端通过蓝牙传送至主控板，主控板控制门锁打开；
2）数据平台远程开门，用户通过用户端向数据平台传送权限校验信息，数据平台检测用户端的GPS信息以及智能设备箱的GPS信息，确认用户在设备箱附近后，向主控板发出开锁指令。
9.根据权利要求7所述的智能设备箱的工作方法，其特征在于步骤2.7）所述电量不足时关闭其他设备具体顺序如下：逆变器、风扇、各种传感器、网络。
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