CN109921658B - 一种智能电源适配器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能电源适配器，主要包括：设置于所述适配器内部的电源控制单元、wifi采集模块和MCU控制模块，所述电源控制单元经所述适配器的第一输出端与终端设备的电源端相连，所述wifi采集模块与所述电源控制单元相连，用于采集终端设备的MAC信息和运行状态信息，所述MCU控制模块分别与所述电源控制单元和wifi采集模块相连且经所述适配器的第二输出端与终端设备的数据端相连。本发明具备自动化设备运维功能与wifi采集功能，并且本发明适配器除在具备有传统DC电源的功能以外，加入了智能IC，通过数据IO口监控智能终端健康情况，如发现其运行不正常，即可自动为其做断电重启动作，很好地监控终端设备的运行状态。

Description

一种智能电源适配器

技术领域

本发明涉及智能终端与自动化运维领域，具体涉及一种智能电源适配器。

背景技术

目前，我们信息时代的生活出现了越来越多的无人值守机器，如无人售货、无人挂号、自助办证等这些智能机器。无人值守机器的发明与投入使用，大大减少了服务员的工作与投资人的人力资源投入。由于软硬件复杂程度高，需要使用到各类精密IC与复杂的软件系统，所以难免会出现一些运行故障。当系统出现故障时，就无法再进行远程运维了，此时就需要派专业技术人员到现场处理解决。

当系统出现故障需要运维时，需要对现场的移动终端设备进行断电或重启，目前主流方案有：终端设备使用DC电源供电，需要外加AC转DC电源，且电源与终端设备核心IC电路没有逻辑关联；终端设备在软硬件系统中加入了远程监控软件，可实时远程监控硬件健康状态。但是以上方案主要缺点是：终端设备分布比较分散，传统的远程监控加人力运维成本高。当再现情况时，需要安装专业人员到现场处理，响应速度也太慢，影响终端用户体验；传统单系统故障率高，且为了保证远程监控工作，系统需要24小时通电运行，响应设备寿命，浪费电力资源。此外，传统的远程运维配件安装复杂，要实现电源硬重启还需要对电源电路进行改装。由于设备多数是远程布置，现场无专业运营操作，此类情况对于运营数据的收集、客流分析工作造成了巨大困扰。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种智能电源适配器，其具备自动化设备运维功能与wifi采集功能，并且本发明适配器除在具备有传统DC电源的功能以外，加入了智能IC，通过数据IO口监控智能终端健康情况，如发现其运行不正常，即可自动为其做断电重启动作。整体方案安装简便、连接可靠、安全性能高且成本低廉。

为至少解决上述技术问题之一，本发明采取的技术方案为：

一种智能电源适配器，包括：设置于所述适配器内部的电源控制单元、wifi采集模块和MCU控制模块，其中，所述电源控制单元经所述适配器的第一输出端与终端设备的电源端相连，所述wifi采集模块与所述电源控制单元相连，用于采集终端设备的MAC信息和运行状态信息，所述MCU控制模块分别与所述电源控制单元和wifi采集模块相连且经所述适配器的第二输出端与终端设备的数据端相连，用于接收所述运行状态信息，并根据该运行状态信息控制所述电源控制单元对终端设备进行电源开关通断控制。

进一步的，所述适配器的内部还设有：定位模块、温度气压采集模块和nb-iot模块，其中，所述定位模块与所述MCU控制模块相连，用于获取终端设备的当前位置信息；所述温度气压采集模块与所述MCU控制模块相连，用于获取终端设备的环境信息；所述nb-iot模块与所述MCU控制模块相连，用于远程获取终端设备的采集与运行状态信息，同时也可远程对终端设备下发控制指令。

进一步的，所述电源控制单元包括：电源AC-DC转换模块、电源降压稳压模块及电源通断控制模块，所述电源AC-DC转换模块通过所述适配器的电源输入端与外部电源相连，所述电源降压稳压模块分别与所述电源AC-DC转换模块和wifi采集模块相连，所述电源通断控制模块的输入端分别与所述电源降压稳压模块和MCU控制模块相连，所述电源通断控制模块的输出端经所述第一输出端与终端设备的电源端相连。

进一步的，所述适配器的内部还设有：与所述MCU控制模块相连的串口通讯模块，所述串口通讯模块设有所述第二输出端。

进一步的，所述第二输出端为数据通讯IO端口。

进一步的，所述电源通断控制模块为：MOS管开关电路。

进一步的，所述定位模块为北斗/GPS芯片。

本发明的有益效果至少包括：本发明适配器具备自动化设备运维功能与wifi采集功能，并且本发明适配器除在具备有传统DC电源的功能以外，加入了智能IC，通过数据IO口监控智能终端健康情况，如发现其运行不正常，即可自动为其做断电重启动作；同时通过wifi嗅探采集等核心电路来完成客流数据采集、互联网数据交互等核心工作；此外，本发明还可搭配大数据平台与用户行为轨迹分析算法，提供客流数据的统计分析与画像管理功能。整体方案安装简便、连接可靠、安全性能高且成本低廉。

附图说明

图1为本发明适配器外观示意图。

图2为本发明适配器内部结构框图一。

图3为本发明适配器内部结构框图二。

其中，电源输入端1，适配器2，第一输出端3，第二输出端4。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

根据本发明的实施例，图1为本发明适配器外观示意图，本发明所述智能电源适配器设有：电源输入端，第一输出端和第二输出端，其中，所述电源输入端为220V市电插头，与外部220V交流电源相连；采用二合一输出线，所述第一输出端为DC电源输出端，与外接的移动终端设备的电源端相连，用于供电；所述第二输出端为数据通讯IO端口，可以是任何一种能接收数据的IO硬件端口，本发明优选为USB串口或RJ45端口，与外接的移动终端设备的数据端相连，本发明在原来传统单一的DC电源输出端口再另外引出一个串口端，用于和移动终端设备的数据交互，主要接收终端设备的MAC信息和运行状态信息，根据该运行状态信息监控移动设备的设备运行状态。

根据本发明的实施例，图2为本发明适配器内部结构框图一，图3为本发明适配器内部结构框图二，参照图2和3所示，本发明所述智能电源适配器的内部主要设有：电源控制单元、wifi采集模块和MCU控制模块，其中，所述电源控制单元包括：电源AC-DC转换模块、电源降压稳压模块及电源通断控制模块，所述电源AC-DC转换模块通过所述适配器的电源输入端与外部电源相连，可以直接接入220V交流电转换成直流电输出，适用于各种标配的电子设备产品。

根据本发明的实施例，所述电源降压稳压模块分别与所述电源AC-DC转换模块和wifi采集模块相连，用于把通过AC-DC转换模块得到的电压再进行降压稳压供电；所述电源通断控制模块的输入端分别与所述电源降压稳压模块和MCU控制模块相连，所述电源通断控制模块的输出端经所述DC电源输出端与终端设备的电源端相连，更具体的，本发明所述电源通断控制模块优选为MOS管开关电路，采用MOS管结合单片机MCU控制的IO实现直流电源的开关通断控制，是实现设备自动恢复的关键部分。

根据本发明的实施例，所述wifi采集模块经所述MCU控制模块再通过所述适配器的串口通讯IO端口与终端设备的数据端相连，用于采集终端设备的MAC信息和运行状态信息，所述MCU控制模块与所述wifi采集模块通过导线连接，用于接收所述运行状态信息，并根据该运行状态信息控制所述电源通断控制模块对终端设备进行电源开关通断控制。更具体的，所述适配器的内部还设有：与所述MCU控制模块相连的串口通讯模块，所述串口通讯模块设有所述第二输出端，即所述MCU控制模块通过所述串口通讯模块的数据通讯IO端口与外接的移动终端设备的数据端相连。

根据本发明的一些实施例，当接收到运行异常的信息时，单片机MCU通过IO的电平变化控制MOS管电路通断，进行电源开关通断的控制以达到断电重启的效果。

根据本发明的实施例，本发明所述wifi采集模块采集周边无线设备的MAC信息，然后上传至大数据后台，后台可使用数据关联、筛选等技术手段，提供出相对应客流群体的用户画像，可以更好的了解客流情况，为商务决策做数据基础，提高运营效率。

更具体的，本发明所述wifi采集模块通过外接的通讯IO端口与移动终端设备连接实现数据通信，交互的数据主要包括：wifi嗅探得到的MAC数据，还有来自单片机MCU的温度气压数据和有效的定位数据，移动终端设备也会返回接收完成的应答指令数据给wifi采集模块。

根据本发明的一些实施例，外接的移动终端设备接收到wifi采集模块的数据后，可上传到远端的服务器，主要采用通过串口输入输出模块与通信设备实现。

根据本发明的实施例，所述适配器的内部还设有：定位模块、温度气压采集模块和nb-iot模块，其中，所述定位模块与所述MCU控制模块相连，用于获取终端设备的当前位置信息；所述温度气压采集模块与所述MCU控制模块相连，用于获取终端设备的环境信息；所述nb-iot模块与所述MCU控制模块相连，nb-iot模块能够提供非常自由的通讯实施，只要移动网络覆盖范围，都可简便安装，通过nb-iot除了可远程获得终端设备的采集与运行状态信息，同时也可以通过远程下发控制指令，如控制机器的开关机、配置核心参数等。可以理解的是，终端设备的采集信息为与wifi采集模块交互的数据。

根据本发明的具体实施例，本发明所述定位模块得到的原始定位数据，通过单向串口传输给单片机MCU，单片机MCU接收和提取原始定位数据中的有效部分输出，定位模块可输出当前地理位置坐标、当前时间等数据，并且通过坐标与MAC信息数据的碰撞，可以画出每个用户个人的行为轨迹，为用户分析提供必要的数据支撑，也为设备的安装提供便捷，不需要手工设置设备的地理位置，采用定位芯片数据更加方便准确。

根据本发明的一些实施例，本发明所述单片机MCU控制模块与定位模块之间交换数据的类型是采用单向串口通讯的方法，接收和处理定位模块的数据，提取准确的定位信息。

根据本发明的实施例，所述定位模块优选为北斗/GPS芯片。

根据本发明的具体实施例，本发明所述温度气压采集模块用于感知设备周围环境的信息，气压数据对于精准定位有着极大的辅助作用，如在二维的地理坐标中加上气压数据就可以构成三维的空间坐标，使得定位信息更加精准；温度数据对于设备的运行监控有着极大的作用，温度过高预警等功能可以为设备的运行工作状态提供管理策略使得设备的工作寿命更长，维护成本更低；所述 MCU控制模块通过I2C协议的方式进行读取采集到的温度气压数据。

根据本发明的一些实施例，本发明所述单片机MCU控制模块与温度气压模块之间交换数据的类型是采用I2C协议，单片机MCU通过软件控制IO引脚模拟I2C协议读取温度气压模块的数据，并且进行温度和气压数据的校正计算功能。

可以理解的是，本发明所述MCU控制模块，用于获取温度气压数据和定位数据，直流电源开关通断控制，并且与wifi采集模块进行数据交互，交互的数据主要包括：温度气压模块校正后得到的数据，定位模块得到的原始数据经过处理提取得到的有效数据，同时单片机MCU还会接收到来自wifi采集模块接收完上述数据后的应答指令数据。

根据本发明的一些实施例，本发明所述MCU控制模块与wifi采集模块之间交换数据的类型是通过在串口通讯的基础上增加自定义协议，实现数据传输的问答机制，确保数据传输的完整性和有效性。

综上所述，本发明适配器具备自动化设备运维功能与wifi采集功能，并且本发明适配器除在具备有传统DC电源的功能以外，加入了智能IC，通过数据IO口监控智能终端健康情况，如发现其运行不正常，即可自动为其做断电重启动作；同时通过wifi嗅探采集等核心电路来完成客流数据采集、互联网数据交互等核心工作；此外，本发明还可搭配大数据平台与用户行为轨迹分析算法，提供客流数据的统计分析与画像管理功能。整体方案安装简便、连接可靠、安全性能高且成本低廉。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。

Claims (6)

1.一种智能电源适配器，其特征在于，包括：设置于所述适配器内部的电源控制单元、wifi采集模块和MCU控制模块，其中，所述电源控制单元经所述适配器的第一输出端与终端设备的电源端相连，所述wifi采集模块与所述电源控制单元相连，用于采集终端设备的MAC信息和运行状态信息，所述MCU控制模块分别与所述电源控制单元和wifi采集模块相连且经所述适配器的第二输出端与终端设备的数据端相连，用于接收所述运行状态信息，并根据该运行状态信息控制所述电源控制单元对终端设备进行电源开关通断控制；

所述适配器的内部还设有：定位模块、温度气压采集模块和nb-iot模块，所述定位模块与所述MCU控制模块相连，用于获取终端设备的当前位置信息；所述温度气压采集模块与所述MCU控制模块相连，用于获取终端设备的环境信息；所述nb-iot模块与所述MCU控制模块相连，用于远程获取终端设备的采集与运行状态信息，同时也可远程对终端设备下发控制指令。

2.根据权利要求1所述的智能电源适配器，其特征在于，所述电源控制单元包括：电源AC-DC转换模块、电源降压稳压模块及电源通断控制模块，所述电源AC-DC转换模块通过所述适配器的电源输入端与外部电源相连，所述电源降压稳压模块分别与所述电源AC-DC转换模块和wifi采集模块相连，所述电源通断控制模块的输入端分别与所述电源降压稳压模块和MCU控制模块相连，所述电源通断控制模块的输出端经所述第一输出端与终端设备的电源端相连。

3.根据权利要求1所述的智能电源适配器，其特征在于，所述适配器的内部还设有：与所述MCU控制模块相连的串口通讯模块，所述串口通讯模块设有所述第二输出端。

4.根据权利要求3所述的智能电源适配器，其特征在于，所述第二输出端为数据通讯IO端口。

5.根据权利要求2所述的智能电源适配器，其特征在于，所述电源通断控制模块为：MOS管开关电路。

6.根据权利要求1所述的智能电源适配器，其特征在于，所述定位模块为北斗/GPS芯片。

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