CN112034758B - 一种低功耗多功能物联网安控监测装置及系统 - Google Patents

一种低功耗多功能物联网安控监测装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低功耗多功能物联网安控监测装置及系统，包括主控制器和服务器，主控制器设置有电池直流电供电和交流电转直流电适配器供电装置，主控制器设置有开关控制有本地报警器，主控制器设置有开关量传感器，主控制器上设置有管理平台，管理平台设置有管理员；管理平台与服务器网络连接，服务器设置有网络通信系统和智能终端、存储数据系统、搜索控制系统，服务器设置有监控节点分布系统，监控节点采取编号，并提供监控节点视频监控信息存储及搜索功能，提高抓获盗窃人员可能性，通过就地实现语音报警，报警装置与监测模块进行分离安装在隐蔽地方，可对偷盗人员起到震慑作用，大部分人员会知难而退。

Description

一种低功耗多功能物联网安控监测装置及系统
技术领域
本发明涉及物联网领域，尤其涉及一种低功耗多功能物联网安控监测装置及系统。
背景技术
近年来输电电缆主要采用隧道敷设方式，比例约占70％。目前，电力隧道通道防盗窃压力较大。因行政处罚力度不足，违法成本过低，部分隧道位于偏远郊区或为断头隧道，以成都市2016-2017年已发生110千伏及以上电缆和电缆接地线及低压电缆盗窃案件27起，事件中电力员工被报复2起。盗窃破坏已成为影响电缆网安全运行的最大因素。同时输电电缆及通道监控设备还未实现完全覆盖，整体防盗监控水平明显不足。
本发明将针对上述现状，研发一套用于输电在隧道风孔、检查井、出入口处的智能远程防盗监控系统，实现防区范围内人员出入感知功能，并将状态量上传云端开门后自动报警并通知管理员，可降低不法分子非法进入的风险，提高整体的防盗监控能力，降低防盗监控成本和盗窃事件发生率。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种低功耗多功能物联网安控监测装置及系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种低功耗多功能物联网安控监测装置及系统，包括主控制器和服务器，所述主控制器设置有电池直流电供电和交流电转直流电适配器供电装置，所述主控制器设置有开关控制有本地报警器，所述主控制器设置有开关量传感器，所述主控制器上设置有管理平台，所述管理平台设置有管理员；所述管理平台与服务器网络连接，所述服务器设置有网络通信系统和智能终端、存储数据系统、搜索控制系统，所述服务器设置有监控节点分布系统，监控节点采取编号，并提供监控节点视频监控信息存储及搜索功能。
进一步地，所述互联网通信系统包括NB-IOT、GPRS、4G、5G、北斗网络。
进一步地，所述智能终端装置包括移动手机、IPAD等可以可视化的移动终端设备。
进一步地，所述监控节点分布系统，根据监控实施地设置多个监控点，设置监控点方法在于根据实施地实施目标，以及网络通信系统信号强弱，采取300米，500米、或1km、3km或5km布置，监控点设置好距离后，通过所述搜索控制系统以此监控点为基准，与距离1km或3km、5km的天网监控实施联网，所述搜索控制系统从服务器获取盗窃嫌疑人清晰照片或清晰视频后执行，对于重复连接的天网，所述搜索控制系统根据天网视频位置进行删除，降低重复搜索范围，提高搜索效率，其中，盗窃嫌疑人清晰照片或清晰视频以清楚可分辨面部特征，以及身体特征为准；监控节点分布系统对监控点进行统一编号，编号方法如下：年份+依据省市、县、村镇等第一个拼音字母进行排序+数字序号，如：2019年四川省巴中市南江县高桥镇第10个监控点，编号为：2019Sbng10。
进一步地，服务器与天网连接方法，首先所述服务器通过搜索控制系统对于储存于服务器的盗窃嫌疑人视频或照片确定最终清晰照片或视频片段，其次对实施地天网通过网络连接，连接成功后进行周边天网的联网搜索，联网搜索通过盗窃发生日前后5天的天网视频进行搜索，确定盗窃嫌疑人的落脚点和经常出入地，提到盗窃案件侦破率。
进一步地，所述存储数据系统，根据监控点编号存储视频数据或照片数据的索引数据，索引数据为：监控节点分布系统序号+年份+监控点北斗位置+盗窃频次。
存储数据装置可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。
进一步地，所述视频监控，当系统电池直流电模式时，视频监控才开启采集盗窃嫌疑人视频信息，当系统交流电模式时可以实施采集监控现场视频。
进一步地，所述开关量传感器监测开关量无变化时，主控制器进入休眠状态实现低功耗，所述开关量传感器监测开关量有变化时，主控制器由休眠状态切换为工作状态，主控制器连接网络通信系统并向所有开关量传感器发送咨询状态命令，开关量传感器将开状态发送至主控器，主控器通过网络通信系统将开状态发送至管理平台，触发本地报警输出端为闭合状态，管理平台将开状态通知给管理员。
进一步地，所述交流电转直流电供电，是主控制器监测到交流电供电电压为零时供电模式切换为电池供电，交流电掉电报警，所述主控制器接收信号并控制本地报警和远程报警。
进一步地，所述直流电转交流电供电，是主控制器监测到交流电供电电压不为零时供电模式切换为交流电模式，交流电来通知，所述主控制器接收信号并进行远程通知。
进一步地，所述电池直流电供电监测电池电压为低电压时，电池低电压报警，所述主控制器接收信号并远程报警。
进一步地，所述监控节点部署在隧道内，外界传感器，对出入口门、检修井盖、通风口等需要布防的设施进行监控；当不妨设施发生状态改变时，通过NB-IOT、GPRS、4G、5G、北斗网络发送报警信息，且根据实施地网络条件选择合适网络通信，优先选择NB-IOT网络；当布防设施发生状态改变时，通过开关量输出控制附近的声光报警，间隔持续十五秒一次，一共三次，报警器与模块距离最少达到十米或300米以上；告警信息通过运营商基站传输网络信号到达服务器，服务器进行存储、处理后，转为短信或微信信息发送至工作手机。
进一步地，所述状态改变包括开关状态变化和防破线被破环断路，所述声光报警的策略为开关变化或线路断线，则报警一次，之后在开关未复位的情况下，一分钟后再报警一次，一小时后再报警一次，之后每一天报警一次。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明能够快速监测并进行通知并报警，提高抓获盗窃人员可能性，通过就地实现语音报警，报警装置与监测模块进行分离安装在隐蔽地方，可对偷盗人员起到震慑作用，大部分人员会知难而退，对于破坏力大，影响恶劣的盗窃嫌疑人实施抓捕。
2、本发明中只有开门时才通电，耗电量低，具体实现网络过程让NB和GPRS网络自动切换，支持单通道和多通道两种模式，同时实现开门和破线监测，远程和本地两种模式输出进行报警，并实施视频监控，以及天网联网搜索，实现对开关量、破线和交流电掉电的监测。
附图说明
图1为本发明提出的一种低功耗多功能物联网安控监测装置及系统的系统示意图；
图2为本发明提出的一种低功耗多功能物联网安控监测装置及系统的状态检测控制流程示意图；
图3为本发明提出的一种低功耗多功能物联网安控监测装置及系统的交变电掉电报警流程示意图；
图4为本发明提出的一种低功耗多功能物联网安控监测装置及系统的交变电电来通知流程示意图；
图5为本发明提出的一种低功耗多功能物联网安控监测装置及系统的电池低电压报警流程示意图；
图6为本发明提出的一种低功耗多功能物联网安控监测装置及系统的系统组成示意图；
图7为本发明提出的一种低功耗多功能物联网安控监测装置及系统的电路示意图；
图8为本发明提出的一种低功耗多功能物联网安控监测装置及系统的硬件结构示意图；
图9为本发明提出的一种低功耗多功能物联网安控监测装置及系统的布线示意图；
图10为本发明提出的一种低功耗多功能物联网安控监测装置及系统的井盖布线示意图；
图11为本发明提出的一种低功耗多功能物联网安控监测装置及系统的服务器系统组成示意图。
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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
参照图1-6，本发明提供的一种低功耗多功能物联网安控监测装置及系统，包括主控制器和服务器，主控制器设置有电池直流电供电和交流电转直流电适配器供电装置，主控制器设置有开关控制有本地报警器，主控制器设置有开关量传感器，主控制器上设置有管理平台，管理平台设置有管理员；管理平台与服务器网络连接，服务器设置有网络通信系统和智能终端、存储数据系统、搜索控制系统，服务器设置有监控节点分布系统，监控节点采取编号，并提供监控节点视频监控信息存储及搜索功能，
互联网通信系统包括NB-IOT、GPRS、4G、5G、北斗网络。
智能终端装置包括移动手机、IPAD等可以可视化的移动终端设备。
监控节点分布系统，根据监控实施地设置多个监控点，设置监控点方法在于根据实施地实施目标，以及网络通信系统信号强弱，采取300米，500米、或1km、3km或5km布置，监控点设置好距离后，通过搜索控制系统以此监控点为基准，与距离1km或3km、5km的天网监控实施联网，搜索控制系统从服务器获取盗窃嫌疑人清晰照片或清晰视频后执行，对于重复连接的天网，搜索控制系统根据天网视频位置进行删除，降低重复搜索范围，提高搜索效率。
盗窃嫌疑人清晰照片或清晰视频以清楚可分辨面部特征，以及身体特征为没准。
服务器与天网连接方法，首先服务器通过搜索控制系统对于储存于服务器的盗窃嫌疑人视频或照片确定最终清晰照片或视频片段，其次对实施地天网通过网络连接，连接成功后进行周边天网的联网搜索，联网搜索通过盗窃发生日前后5天的天网视频进行搜索，确定盗窃嫌疑人的落脚点和经常出入地，提到盗窃案件侦破率。
监控节点分布系统对监控点进行统一编号。
编号方法如下：年份+依据省市、县、村镇等第一个拼音字母进行排序+数字序号，如：2019年四川省巴中市南江县高桥镇第10个监控点，编号为：2019Sbng10。
存储数据系统，根据监控点编号存储视频数据或照片数据的索引数据，索引数据为：监控节点分布系统序号+年份+监控点北斗位置+盗窃频次。
存储数据装置可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。
开关量传感器监测开关量无变化时，主控制器进入休眠状态实现低功耗，开关量传感器监测开关量有变化时，主控制器由休眠状态切换为工作状态，主控制器连接网络通信系统并向所有开关量传感器发送咨询状态命令，开关量传感器将开状态发送至主控器，主控器通过网络通信系统将开状态发送至管理平台，触发本地报警输出端为闭合状态，管理平台将开状态通知给管理员。
视频监控，当系统电池直流电模式时，视频监控才开启采集盗窃嫌疑人视频信息，当系统交流电模式时可以实施采集监控现场视频。
交流电转直流电供电，是主控制器监测到交流电供电电压为零时供电模式切换为电池供电，交流电掉电报警，主控制器接收信号并控制本地报警和远程报警。
直流电转交流电供电，是主控制器监测到交流电供电电压不为零时供电模式切换为交流电模式，交流电来通知，主控制器接收信号并进行远程通知。
电池直流电供电监测电池电压为低电压时，电池低电压报警，主控制器接收信号并远程报警。
监控节点由监控节点分布系统部署在隧道内，外界传感器，对出入口门、检修井盖、通风口等需要布防的设施进行监控；当不妨设施发生状态改变时，通过NB-IOT、GPRS、4G、5G、北斗网络发送报警信息，且根据实施地网络条件选择合适网络通信，优先选择NB-IOT网络；当布防设施发生状态改变时，通过开关量输出控制附近的声光报警，间隔持续十五秒一次，一共三次，报警器与模块距离最少达到十米或300米以上；告警信息通过运营商基站传输网络信号到达服务器，服务器进行存储、处理后，转为短信或微信信息发送至智能终端。
状态改变包括开关状态变化和防破线被破环断路，声光报警的策略为开关变化或线路断线，则报警一次，之后在开关未复位的情况下，一分钟后再报警一次，一小时后再报警一次，之后每一天报警一次。
实施例二
参照图7，本申请中，电路控制流程为：
a)S1\S2\S3为常闭开关，对于常闭开关来说，中间连线被破坏＝常闭变为常开，这两种状态不加区分，都表示异常状态发生，需要报警；
b)常闭状态时，OR门输出为低，系统电源DC-DC Enable未使能，系统不上电；
c)任何一路常闭变为常开时，OR门输出为高，系统电源DC-DC enable使能，系统上电；
d)上电后，MCU的3个ADC采集口检测线上电压，可判断是哪一路常闭变为常开；
e)具体的ADC电压阈值可由R1、R2、R3阻值调整；
f)此ADC方式同时亦可检测电池电压。
实施例三
参照图8，本申请中，硬件结构采用常闭开关，配合MOS管H桥式电路实现。当门或井盖正常闭合时，桥电路将进入低功耗休眠状态，并关断单片机的电源；当(A)门或井盖打开，磁吸开关变为常开，或者当(B)防破线被破坏时，桥电路都将进入工作状态，打开单片机的电源，此时单片机上电快速联网报警。
实施例四
参照图9和图10，本申请中，破线方案采用将常闭开关和连接线组合构成防破线部署，每路只需1对导线，在门板内侧或井盖中间部署。导线采用线径较细的漆包线或胶包线，在被监控物体被破坏的时候能够保证同时破坏线缆支持10米长。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (8)

1.一种低功耗多功能物联网安控监测装置及系统，包括主控制器和服务器，其特征在于：所述主控制器设置有电池直流电供电和交流电转直流电适配器供电装置，所述主控制器设置有开关控制和本地报警器，所述主控制器设置有开关量传感器，所述主控制器上设置有管理平台，所述管理平台设置有管理员；所述管理平台与服务器网络连接，所述服务器设置有网络通信系统和智能终端、存储数据系统、搜索控制系统，所述服务器设置有监控节点分布系统，监控节点采取编号，并提供监控节点视频监控信息存储及搜索功能；
所述监控节点分布系统，根据监控实施地设置多个监控点，设置监控点方法在于根据实施地实施目标，以及网络通信系统信号强弱，采取300米，500米、或1km、3km或5km 布置，监控点设置好距离后，通过所述搜索控制系统以此监控点为基准，与距离1km或3km、5km的天网监控实施联网，所述搜索控制系统从服务器获取盗窃嫌疑人清晰照片或清晰视频后执行，对于重复连接的天网，所述搜索控制系统根据天网视频位置进行删除，降低重复搜索范围，提高搜索效率。
2.根据权利要求1所述的一种低功耗多功能物联网安控监测装置及系统，其特征在于：所述监控节点分布系统对监控点进行统一编号。
3.根据权利要求1所述的一种低功耗多功能物联网安控监测装置及系统，其特征在于：所述存储数据系统，根据监控点编号存储视频数据或照片数据的索引数据，索引数据为，监控节点分布系统序号+年份+监控点北斗位置+盗窃频次。
4.根据权利要求1所述的一种低功耗多功能物联网安控监测装置及系统，其特征在于：所述开关量传感器监测开关量无变化时，主控制器进入休眠状态实现低功耗，所述开关量传感器监测开关量有变化时，主控制器由休眠状态切换为工作状态，主控制器连接网络通信系统并向所有开关量传感器发送咨询状态命令，开关量传感器将开状态发送至主控器，主控器通过网络通信系统将开状态发送至管理平台，触发本地报警输出端为闭合状态，管理平台将开状态通知给管理员。
5.根据权利要求1所述的一种低功耗多功能物联网安控监测装置及系统，其特征在于：所述交流电转直流电供电，是主控制器监测到交流电供电电压为零时供电模式切换为电池供电，交流电掉电报警，所述主控制器接收信号并控制本地报警和远程报警。
6.根据权利要求1所述的一种低功耗多功能物联网安控监测装置及系统，其特征在于：所述电池直流电供电监测电池电压为低电压时，电池低电压报警，所述主控制器接收信号并远程报警。
7.根据权利要求1所述的一种低功耗多功能物联网安控监测装置及系统，其特征在于：所述监控节点部署在隧道内，外界传感器，对出入口门、检修井盖、通风口需要布防的设施进行监控；当布防设施发生状态改变时，通过NB-IOT、GPRS、4G、5G、北斗网络发送报警信息，且根据实施地网络条件选择相应网络通信，优先选择NB-IOT网络；当布防设施发生状态改变时，通过开关量传感器输出控制附近的声光报警，间隔持续十五秒一次，一共三次，报警器与模块之间距离最少达到十米或300米以上，告警信息通过运营商基站传输网络信号到达服务器，服务器进行存储、处理后，转为短信或微信信息发送至智能终端。
8.根据权利要求7所述的一种低功耗多功能物联网安控监测装置及系统，其特征在于：所述状态改变包括开关状态变化和防破线被破坏断路，所述报警的策略为开关变化或线路断线，则报警一次，之后在开关未复位的情况下，一分钟后再报警一次，一小时后再报警一次，之后每一天报警一次。
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