CN108681280A - 多功能路口智能机箱系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多功能路口智能机箱系统，包括路口机箱、控制主机、管理平台、智能终端、应急供电模块；其中控制主机安装在路口机箱内；所述控制主机与管理平台进行通信；所述管理平台实现路口机箱的权限管理，并实现机箱数据的收集汇总、记录以及提示报警；所述控制主机实现路口机箱的控制管理，以及开锁监控，并将采集的机箱数据和报警信息向管理平台发送；所述智能终端通过移动通信网络连接管理平台。本发明能够加强对使用者和机箱本身的监控及管理，保证机箱及内部设备安全；对于机箱断电和非法开门等情况，能够及时反馈给监控中心，使得交警或维护人员能够及时作出反应，保证路口交通秩序和安全。

Description

多功能路口智能机箱系统

技术领域

本发明涉及交通控制技术领域，尤其是一种多功能路口智能机箱系统。

背景技术

随着国民经济的高速发展和城市化进程的加快，我国机动车拥有量及道路交通量急剧增加，尤其是在大城市，交通拥挤阻塞以及由此导致的交通事故也成比例增加。智能交通的建设变得十分重要。国家对治安要求的提高，也促进各个城市加快道路智能化进程。现在基本所有路口都建设有智能红绿灯系统，部分重要道路建设有各类违法抓拍系统，随着天眼工程、雪亮工程的推进，道路安防监控基本实现全覆盖。不管是智能交通建设，还是天眼工程、雪亮工程建设，都离不开路口机箱，所有设备的供电和网络管理都需要通过路口机箱进行汇总，再通过光纤连通监控中心，实现全天候路口监控和管理。

路口机箱能够安装各类设备，包括信号机，网管交换机，各类终端设备，设备总电源空气开关等，这些都是十分敏感的设备，机箱一旦被无关人员或犯罪分子利用，甚至威胁到整个城市的交通和网络安全；传统的路口机箱都是非智能的，仅能实现机箱本身简单的防护功能，缺少对内部设备监控和管理，对于机箱锁也是使用最普通的机械锁，很多时候为了方便维护人员和管理人员打开机箱，机箱钥匙基本都使用相同的万能钥匙，一把钥匙可以管理整个辖区机箱。这对使用者无法有效跟踪，普通机械钥匙一旦丢失将危害辖区内所有机箱的安全，甚至公安专网安全和城市道路安全。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种多功能路口智能机箱系统，能够加强对使用者和机箱本身的监控及管理，保证机箱及内部设备安全；对于机箱断电和非法开门等情况，能够及时反馈给监控中心，使得交警或维护人员能够及时作出反应，保证路口交通秩序和安全。本发明采用的技术方案是：

一种多功能路口智能机箱系统，包括路口机箱、控制主机、管理平台、智能终端；其中控制主机安装在路口机箱内；

所述控制主机与管理平台进行通信；

所述管理平台实现路口机箱的权限管理，并实现机箱数据的收集汇总、记录以及提示报警；

所述控制主机实现路口机箱的控制管理，以及开锁监控，并将采集的机箱数据和报警信息向管理平台发送；

所述智能终端通过移动通信网络连接管理平台。

进一步地，控制主机与管理平台之间设有正常模式下所使用的高速数据链路以及低功耗模式下使用的备份数据链路如NB-IoT。

具体地，控制主机包括机箱环控模块、门禁模块、供电监控模块、碰撞检测模块、MCU和网络通信模块；所述MCU分别连接所述机箱环控模块、门禁模块、供电监控模块、碰撞检测模块和网络通信模块。

进一步地，在路口机箱中设有温度传感器、湿度传感器、水位传感器这些环境传感器；水位传感器设置在路口机箱的底部；各环境传感器连接机箱环控模块，机箱环控模块连接路口机箱的通风装置；通过管理平台设定路口机箱的温度阈值和湿度阈值并发送给控制主机；当温度传感器检测到的温度或湿度传感器检测到的湿度超过相应预设阈值，MCU通过机箱环控模块驱动通风装置；温度传感器所检测的温度信号、湿度传感器检测的湿度信号、水位传感器所检测的水位信号以及相应的传感器数据报警信息被控制主机发送至管理平台。

更进一步地，控制主机上还设有与MCU连接的空气开关驱动电路，空气开关驱动电路连接路口机箱上设置的智能空气开关；当管理平台获知路口机箱进水并向控制主机发出指令，控制主机通过MCU、空气开关驱动电路切断智能空气开关。

进一步地，所述路口机箱上设有与路口机箱唯一对应的标识码；门禁模块连接路口机箱的电控锁，以及防撬控制单元；通过智能终端对标识码扫码，由管理平台判断用户权限和发出开门指令，由门禁模块根据开门指令实施路口机箱的开门操作；

使用管理平台添加用户以及为用户分配路口机箱的权限；用户通过智能终端登录其上配置的终端APP后，该智能终端即能够对权限范围内的路口机箱进行扫码开锁；智能终端扫码后将扫码数据发送至管理平台，管理平台通过预先分配好的权限判断该用户是否具有在设定时段打开路口机箱电控锁的权限；如有开锁权限，即下发开门指令给对应路口机箱的控制主机，控制主机收到开门指令后通过门禁模块打开电控锁；如无开锁权限，管理平台回复智能终端无权限通知；无论是否拥有开锁权限，管理平台均记录该用户扫码事件；

对于无开锁权限用户，使用智能终端向管理平台进行临时开锁权限申请；管理平台的管理人员对申请通过认证后，平台自动修改该用户的开锁权限，并在用户扫码后由管理平台下发开门指令给对应路口机箱的控制主机；

对于电控锁无法打开的路口机箱，用户通过智能终端上报机箱故障，管理平台根据标识码确定故障机箱位置。

更进一步地，防撬控制单元包括一个限位开关，该限位开关安装在路口机箱上；控制主机实时检测限位开关状态，当控制主机未对电控锁发出开锁指令，或电控锁状态反馈实时状态为关闭，此时如限位开关被触发，则判定为破坏性撬开，控制主机向管理平台上传报警信息。

更进一步地，电控锁上设有蓝牙模块；智能终端扫描路口机箱上的标识码后，传输用户名、机箱编号、电控锁编号至管理平台，管理平台判断与控制主机之间是否断网，断网情况下直接发送开门指令至智能终端，智能终端收到开门指令后与电控锁进行蓝牙配对，配对成功后，发送开门指令给电控锁。

进一步地，在路口机箱内设置倾角传感器，所述倾角传感器连接碰撞检测模块；MCU通过采集的机箱倾角信号，能够检测路口机箱的异常晃动和/或倾倒情况，控制主机将路口机箱的异常晃动和/或倾倒报警信息及时上传至管理平台。

进一步地，在路口机箱内设有应急供电模块；当遇到路口断电情况，应急供电模块持续为控制主机供电；控制主机检测到路口机箱的供电异常和应急供电模块启动后，进入低功耗模式。

本发明的优点在于：本发明可以实现对使用者的管理和跟踪记录，能够监控记录应对多种路口突发情况，保证设备及人员安全，维护交通秩序，可对机箱及周边设备实现有效管理，有效保证机箱内敏感设备的安全。

附图说明

图1为本发明的系统组成示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明提供的一种多功能路口智能机箱系统，包括路口机箱、控制主机、管理平台、智能终端、应急供电模块；其中控制主机安装在路口机箱内；管理平台可以是一台服务器，通常设置在监控中心内；

所述控制主机与管理平台进行通信；控制主机与管理平台之间通过光纤等高速数据链路连接，更优地，为了防止网络中断时能够应急传输数据，控制主机与管理平台之间还设有备份数据链路，比如无线通信方式的NB-IoT（窄带物联网（Narrow Band Internet ofThings）；

所述管理平台实现路口机箱的权限管理，并实现机箱数据的收集汇总、记录以及提示报警；

所述控制主机实现路口机箱的控制管理，以及开锁监控，并将采集的机箱数据和报警信息向管理平台发送；

所述智能终端通过移动通信网络，比如4G、3G网络连接管理平台；

如图1所示，控制主机包括机箱环控模块、门禁模块、供电监控模块、碰撞检测模块、MCU和网络通信模块；所述MCU分别连接所述机箱环控模块、门禁模块、供电监控模块、碰撞检测模块和网络通信模块；

在路口机箱中设有温度传感器、湿度传感器、水位传感器等环境传感器；其中温度传感器、湿度传感器可设置于控制主机内，或者路口机箱中；水位传感器设置在路口机箱的底部；各环境传感器连接机箱环控模块，机箱环控模块连接路口机箱的通风装置；机箱环控模块包括各环境传感器的检测电路以及通风装置的风扇驱动电路等；通过管理平台可设定路口机箱的温度阈值和湿度阈值并发送给控制主机；当温度传感器检测到的温度或湿度传感器检测到的湿度超过相应预设阈值，MCU可通过机箱环控模块驱动通风装置，以保护机箱内设备；水位传感器可检测路口机箱是否遭遇水淹；温度传感器所检测的温度信号、湿度传感器检测的湿度信号、水位传感器所检测的水位信号以及相应的传感器数据报警信息被控制主机发送至管理平台；更优地，控制主机上还设有与MCU连接的空气开关驱动电路，空气开关驱动电路连接路口机箱上设置的智能空气开关；当管理平台获知路口机箱进水严重时，可向控制主机发出指令，控制主机通过MCU、空气开关驱动电路切断智能空气开关；具体是MCU发出TTL电平以控制智能空气开关断开；

所述路口机箱上设有与路口机箱唯一对应的标识码，供手机等智能终端扫描；标识码可采用二维码、条形码等；门禁模块连接路口机箱的电控锁，以及防撬控制单元；通过智能终端对标识码扫码，由管理平台判断用户权限和发出开门指令，由门禁模块根据开门指令实施路口机箱的开门操作；

使用管理平台添加用户以及为用户分配路口机箱的权限；用户通过智能终端登录其上配置的终端APP后，该智能终端即可对权限范围内的路口机箱进行扫码开锁；智能终端扫码后将扫码数据发送至管理平台，管理平台通过预先分配好的权限判断该用户是否具有在设定时段打开路口机箱电控锁的权限；如有开锁权限，即下发开门指令给对应路口机箱的控制主机，控制主机收到开门指令后通过门禁模块打开电控锁；如无开锁权限，管理平台回复智能终端无权限通知；无论是否拥有开锁权限，管理平台均记录该用户扫码事件；

对于无开锁权限用户，可以使用智能终端向管理平台进行临时开锁权限申请；管理平台的管理人员对申请通过认证后，平台自动修改该用户的开锁权限，并在用户扫码后下发开门指令给对应路口机箱的控制主机；

对于电控锁无法打开的路口机箱，用户通过智能终端上报机箱故障，管理平台根据标识码确定故障机箱位置；并下发该故障信息给对应维护人员；

防撬控制的原理为：防撬控制单元包括一个限位开关，该限位开关安装在路口机箱上；控制主机实时检测限位开关状态，当控制主机未对电控锁发出开锁指令，或电控锁状态反馈实时状态为关闭，此时如限位开关被触发，则判定为破坏性撬开，控制主机向管理平台上传报警信息；

如遇到路口断网情况，可通过智能终端与电控锁的蓝牙连接进行开锁；本发明中电控锁上设有蓝牙模块，与智能终端可通过蓝牙配对连接；智能终端扫描路口机箱上的标识码后，传输用户名、机箱编号、电控锁编号至管理平台，管理平台判断与控制主机之间是否断网，断网情况下直接发送开门指令至智能终端，智能终端收到开门指令后与电控锁进行蓝牙配对，配对成功后，发送开门指令给电控锁，实现开门；

路口机箱除了存在被不法分子破坏的情况，还存在被车辆碰撞出现倾斜变形的情况；一旦路口机箱出现倾斜或者变形，雨天容易导致机箱内部进水，机箱内设备存在损坏，电路存在短路的危险；为应对这种情况，在路口机箱内设置倾角传感器，所述倾角传感器连接碰撞检测模块；碰撞检测模块包括倾角传感器的信号采样、放大和整形等电路；MCU通过采集的机箱倾角信号，能够检测路口机箱的异常晃动和/或倾倒情况，控制主机将路口机箱的异常晃动和/或倾倒报警信息及时上传至管理平台；管理平台的管理人员可以根据报警信息通知维护人员及时对机箱进行巡查；

由于路口情况多变，很多时候路口市电电压都不稳定，所以感知路口电压以及获得机箱主供电线的电流情况十分重要；在路口机箱内的主电源线上套设电流传感器，通过电流传感器监测主电源线的电流信号并向供电监测模块反馈；控制主机通过市电供电，因此在控制主机内设置电压传感器，以检测路口机箱的供电电压并向供电监控模块反馈；供电监控模块包括电流传感器、电压传感器的信号放大、整形等电路；当监控到供电电压或主供电线电流异常，则控制主机将供电报警信息发送至管理平台；管理平台的管理人员可以通知维护人员进行巡查，或者通过管理平台向控制主机发出指令，控制主机通过MCU、空气开关驱动电路切断路口机箱的智能空气开关；

在路口机箱内设有应急供电模块，具体是可循环充电锂电池供电模块；当遇到路口断电等情况，应急供电模块持续为控制主机供电；控制主机检测到路口机箱的供电异常和应急供电模块启动后，进入低功耗模式，关闭高速数据链路、显示屏等，保持低速数据链路，以节约电能；

在路口机箱内的控制主机上设有一显示屏，主要用于监控信息显示，实时显示机箱报警信息和当前机箱环境参数；通过折线图展现该路口机箱功耗情况及市电电压；方便维护检修人员了解内部情况；

在路口机箱内顶部设有一个节能照明灯，当路口机箱的电控锁被开启时，根据光照强度，控制照明灯亮起；用于辅助维护人员检查机箱内部情况；路口机箱的电控锁关闭时，照明灯关闭；

路口机箱内通常会安装多种交通管理设备，比如信号灯控制器、违法抓拍设备的主机、机架式网管交换机等；在控制主机上设置网管交换机接口，用于读取网管交换机内部数据，实现网络监控；网管交换机接口可采用RS232\R485\以太网口等。

在智能终端上实现机箱状态显示，扫码开锁，路口机箱查找，临时权限申请，故障列表等功能。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种多功能路口智能机箱系统，包括路口机箱、控制主机、管理平台、智能终端；其中控制主机安装在路口机箱内；

所述控制主机与管理平台进行通信；

所述管理平台实现路口机箱的权限管理，并实现机箱数据的收集汇总、记录以及提示报警；

所述控制主机实现路口机箱的控制管理，以及开锁监控，并将采集的机箱数据和报警信息向管理平台发送；

所述智能终端通过移动通信网络连接管理平台。

2.如权利要求1所述的多功能路口智能机箱系统，其特征在于，

控制主机与管理平台之间设有正常模式下所使用的高速数据链路以及低功耗模式下使用的备份数据链路。

3.如权利要求1或2所述的多功能路口智能机箱系统，其特征在于，

控制主机包括机箱环控模块、门禁模块、供电监控模块、碰撞检测模块、MCU和网络通信模块；所述MCU分别连接所述机箱环控模块、门禁模块、供电监控模块、碰撞检测模块和网络通信模块。

4.如权利要求3所述的多功能路口智能机箱系统，其特征在于，

在路口机箱中设有温度传感器、湿度传感器、水位传感器这些环境传感器；水位传感器设置在路口机箱的底部；各环境传感器连接机箱环控模块，机箱环控模块连接路口机箱的通风装置；通过管理平台设定路口机箱的温度阈值和湿度阈值并发送给控制主机；当温度传感器检测到的温度或湿度传感器检测到的湿度超过相应预设阈值，MCU通过机箱环控模块驱动通风装置；温度传感器所检测的温度信号、湿度传感器检测的湿度信号、水位传感器所检测的水位信号以及相应的传感器数据报警信息被控制主机发送至管理平台。

5.如权利要求4所述的多功能路口智能机箱系统，其特征在于，

控制主机上还设有与MCU连接的空气开关驱动电路，空气开关驱动电路连接路口机箱上设置的智能空气开关；当管理平台获知路口机箱进水并向控制主机发出指令，控制主机通过MCU、空气开关驱动电路切断智能空气开关。

6.如权利要求3所述的多功能路口智能机箱系统，其特征在于，

所述路口机箱上设有与路口机箱唯一对应的标识码；门禁模块连接路口机箱的电控锁，以及防撬控制单元；通过智能终端对标识码扫码，由管理平台判断用户权限和发出开门指令，由门禁模块根据开门指令实施路口机箱的开门操作；

使用管理平台添加用户以及为用户分配路口机箱的权限；用户通过智能终端登录其上配置的终端APP后，该智能终端即能够对权限范围内的路口机箱进行扫码开锁；智能终端扫码后将扫码数据发送至管理平台，管理平台通过预先分配好的权限判断该用户是否具有在设定时段打开路口机箱电控锁的权限；如有开锁权限，即下发开门指令给对应路口机箱的控制主机，控制主机收到开门指令后通过门禁模块打开电控锁；如无开锁权限，管理平台回复智能终端无权限通知；无论是否拥有开锁权限，管理平台均记录该用户扫码事件；

对于无开锁权限用户，使用智能终端向管理平台进行临时开锁权限申请；管理平台的管理人员对申请通过认证后，平台自动修改该用户的开锁权限，并在用户扫码后由管理平台下发开门指令给对应路口机箱的控制主机；

对于电控锁无法打开的路口机箱，用户通过智能终端上报机箱故障，管理平台根据标识码确定故障机箱位置。

7.如权利要求6所述的多功能路口智能机箱系统，其特征在于，

防撬控制单元包括一个限位开关，该限位开关安装在路口机箱上；控制主机实时检测限位开关状态，当控制主机未对电控锁发出开锁指令，或电控锁状态反馈实时状态为关闭，此时如限位开关被触发，则判定为破坏性撬开，控制主机向管理平台上传报警信息。

8.如权利要求6所述的多功能路口智能机箱系统，其特征在于，

电控锁上设有蓝牙模块；智能终端扫描路口机箱上的标识码后，传输用户名、机箱编号、电控锁编号至管理平台，管理平台判断与控制主机之间是否断网，断网情况下直接发送开门指令至智能终端，智能终端收到开门指令后与电控锁进行蓝牙配对，配对成功后，发送开门指令给电控锁。

9.如权利要求3所述的多功能路口智能机箱系统，其特征在于，

在路口机箱内设置倾角传感器，所述倾角传感器连接碰撞检测模块；MCU通过采集的机箱倾角信号，能够检测路口机箱的异常晃动和/或倾倒情况，控制主机将路口机箱的异常晃动和/或倾倒报警信息及时上传至管理平台。

10.如权利要求3所述的多功能路口智能机箱系统，其特征在于，

在路口机箱内设有应急供电模块；当遇到路口断电情况，应急供电模块持续为控制主机供电；控制主机检测到路口机箱的供电异常和应急供电模块启动后，进入低功耗模式。