CN113034748A - 智能型道路综合设备箱 - Google Patents

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CN113034748A CN202110305694.XA CN202110305694A CN113034748A CN 113034748 A CN113034748 A CN 113034748A CN 202110305694 A CN202110305694 A CN 202110305694A CN 113034748 A CN113034748 A CN 113034748A
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Abstract

本发明公开了一种智能型道路综合设备箱，包括箱体，箱体的内部设置有公共服务舱和若干个用户分舱，公共服务舱设置有配电单元、监控管理单元，配电单元用于为用户分舱供电，监控管理单元用于监测箱体和用户分舱运行状态。本发明通过在箱体的内部设置公共服务舱和若干个用户分舱，公共服务舱设置有配电单元、监控管理单元，配电单元为用户分舱供电，监控管理单元监测箱体和用户分舱运行状态，实现了标准化和通用化，根据城市道路设备的需要，集中供电，各类道路通讯设备集中存放，分仓部署，最终可实现城市综管平台统一综合管理。

Description

智能型道路综合设备箱
技术领域
本发明属于道路综合设备箱技术领域，尤其涉及一种智能型道路综合设备箱。
背景技术
目前，城市道路各类设备箱种类繁多，市政、交警、运营商等多部门多单位各自设立，分散管理，线路交错；设备箱普遍存在控制不集中、外观不统一、供电不集中、通讯设备存放不集中、监控不智能等问题。
例如，各单位根据自身业务需要配置光交箱、路灯合杆的抱杆箱、电源箱、交通灯控制箱、道路设施箱等等。而且，一些功能接近的道路综合设备箱，也存在诸多缺陷，如缺少智能管理系统，或者存在因设备集中后箱体散热不良的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中设备箱管理分散、控制不集中的缺陷，提供一种智能型道路综合设备箱。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
本发明提供一种智能型道路综合设备箱，包括箱体；
箱体的内部设置有公共服务舱和若干个用户分舱，公共服务舱设置有配电单元、监控管理单元，配电单元用于为用户分舱供电，监控管理单元用于监测箱体和用户分舱运行状态。
较佳地，箱体内还设置有温度传感器以获取箱体的内部的温度，温度高于第一预设温度阈值时，监控管理单元还用于生成第一报警信号；
箱体内侧底部设置有漏水感应器以获取箱体内侧底部积水高度，当积水高度超过预设高度时，监控管理单元还用于生成第二报警信号；
箱体内还设置有门禁单元，门禁单元开启或关闭时，监控管理单元还用于生成第三报警信号；
当供电电压高于预设电压值时，监控管理单元还用于生成第四报警信号；
箱体内还设置有风扇，当风扇运行发生异常时，监控管理单元还用于生成第五报警信号。
较佳地，当温度高于第二预设温度阈值时，监控管理单元还用于开启风扇，第二预设温度阈值低于第一预设温度阈值。
较佳地，智能型道路综合设备箱还包括箱门，箱门上设置有电子锁；
电子锁接收远程指令以实现开锁或关锁。
较佳地，电子锁为基于CRC校验算法的电子锁。
较佳地，智能型道路综合设备箱还包括制冷系统，制冷系统包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器。
较佳地，箱体的外表面设置有反光涂层。
较佳地，监控管理单元包括命令字存储单元，命令字存储单元用于存储供监控管理单元执行的控制字。
较佳地，智能型道路综合设备箱与管理平台通讯连接，管理平台更新控制字。
较佳地，监控管理单元控制配电单元以给对应的用户分舱供电或断电。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1、本发明通过在箱体的内部设置公共服务舱和若干个用户分舱，公共服务舱设置有配电单元、监控管理单元，配电单元为用户分舱供电，监控管理单元监测箱体和用户分舱运行状态，实现了标准化和通用化，根据城市道路设备的需要，集中供电，各类道路通讯设备集中存放，分仓部署，最终可实现城市综管平台统一综合管理。
2、设计了薄型一体式精密制冷系统，能够内嵌于箱体的门板上，通过智能温控，适应夏季道路有挑战性的高温高湿环境，有效解决综合箱的制冷和散热问题。
3、在监控管理单元内设计了命令字存储单元这一特制部件，用于存储外围传感设备的控制命令，可以适配restfulAPI、snmp和MODBUS多种硬件的北向接口。控制单元通过读取命令字存储单元中的预设值，进行自动告警。产品使用弱内核机制，所有的外围设备通过控制的单元管理模块和命令字存储单元合作实现半即插即用的工作机制，只要更换“命令字存储单元”中的命令字节，即可直接上线工作，使得本产品具有可快速更换、快速扩展和快速上线的有益效果。
4、设备设计了防雨水和积水措施，高反光涂层等技术；外观做防水和防晒设计，保障了通讯设备安全，减少了设备故障。
5、通过配置智能监控单元模块和感应器及控制器，采用点对点及一点对多点，监控系统对终端执行主从问答方式以及终端主动上传方式的通信方式，对各用户仓AC220V、AC24V、DC12V电源电压、电流、功率等参数实时监控，箱内温度、湿度、积水检测和控制，风扇功率检测和启停控制及声光报警，实现对设备综合箱运行状态的智能检测和远程控制。
6、设计进线遥控操作、用户舱遥控操作等远程控制模块，实现了系统可远程操控的功能，提高了设备箱的智能化程度。
7、基于循环冗余CRC校验算法的电子锁，提供相关编号和密码。通过出厂设备号(PA)和管理标识号(ID)区分和管理综合智能箱，实现远程授权、二维码开锁，固件升级，闭锁延时，延时时间内无人开锁则自动闭锁，超时报警等功能。
附图说明
图1为本发明的一较佳实施例的智能型道路综合设备箱的结构示意图。
图2为本发明的一较佳实施例的智能型道路综合设备箱的局部的示意图。
图3为本发明的一较佳实施例的智能型道路综合设备箱的监控管理单元与管理平台连接的示意图。
图4为本发明的一较佳实施例的智能型道路综合设备箱的制冷系统的结构示意图。
图5为本发明的一较佳实施例的智能型道路综合设备箱的制冷系统安装于箱门的爆炸图。
具体实施方式
下面通过一较佳实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
本实施例提供一种智能型道路综合设备箱。参照图1、图2、图3，该智能型道路综合设备箱包括箱体1。箱体1的内部设置有公共服务舱11和若干个用户分舱12，公共服务舱11设置有配电单元13、监控管理单元14，配电单元13用于为用户分舱12供电，监控管理单元14用于监测箱体1和用户分舱12运行状态。
具体实施时，公共服务舱11内安装配电单元13、监控管理单元14、接地防护、光缆配线架等器件，为用户分舱12提供供电、电源管理、报警、接地服务。配电单元13包括开关及保护模块、电源转换模块(DC12V)、电源转换模块(AC24V)、分路开关及保护模块(AC220V)，其中，开关及保护模块与AC220V电压电连接。用户分舱12包括DC12V接线端子、AC24V接线端子、AC220V开关/PDU，分别与配电单元13电连接。用户分舱12还设置有光纤终端盒118。
配电单元13还与监控管理单元14、制冷系统电连接，以提供电能。
作为一种可选的实施方式，用户分舱12之间设置有隔板112。用户分舱12总高度667mm(15U)，用户分舱12深度380mm，用户分舱12宽度482.6mm(19吋)，确保19吋插箱的安装。用户分舱12分隔宜采用镂空板材便于智能型道路综合设备箱整体通风散热。用户分舱12分隔可以上下调整位置，可根据设备的实际空间使用需求调整用户分舱12的高度。用户分舱12支持舱内设备的导轨、壁挂、盘式等多种安装方式。
箱体1内还设置有温度传感器以获取箱体1的内部的温度，温度高于第一预设温度阈值时，监控管理单元14还用于生成第一报警信号。
箱体1内侧底部设置有漏水感应器以获取箱体1内侧底部积水高度，当积水高度超过预设高度时，监控管理单元14还用于生成第二报警信号。
箱体1内还设置有门禁单元，门禁单元开启或关闭时，监控管理单元14还用于生成第三报警信号。
当供电电压高于预设电压值时，监控管理单元14还用于生成第四报警信号。
箱体1内还设置有风扇，当风扇运行发生异常时，监控管理单元14还用于生成第五报警信号。
为防止过载发生安全问题，当功率过高，超出设定范围时，监控管理单元14还发出第六报警信号。
作为一种可选的实施方式，温度上限值：默认55.00℃；温度越上限恢复限值：默认50.00℃。湿度上限值：默认75.00％；湿度越上限恢复限值：默认74.00％。AC220V电压上限值：默认236.0V(+7％)；AC220V电压越上限恢复限值：默认229.0V。AC220V电压下限值：默认198.0V(-10％)；AC220V电压越下限恢复限值：默认204.0V。AC24V电压上限值：默认25.6V(+7％)；AC24V电压越上限恢复限值：默认24.9V。AC24V电压下限值：默认22.3V(-7％)；AC24V电压越下限恢复限值：默认23.0V。DC12V电压上限值：默认12.8V(+7％)；DC12V电压越上限恢复限值：默认12.5V。DC12V电压下限值：默认11.2V(-7％)；DC12V电压越下限恢复限值：默认11.5V。用户分舱12功率越上限值：默认500W；用户分舱12功率越上限恢复限值：默认上限值*0.97。
作为一种可选的实施方式，风扇功率异常系数：默认75％；当监控管理单元14检测到风扇功率＜风扇额定功率*功率异常系数，即可判定风扇工作异常。风扇额定功率由生产厂家出厂前内置，或开机后自行测量取得风扇额定功率理论值。
作为一种可选的实施方式，越限持续时间：指被监测值越限后，保持越限状态所持续的时间，默认5分钟。
根据用户分舱12使用计划，监控管理单元14分别控制若干个用户分舱12的总电源，远程开启或关闭任意用户分舱12的电源，减少能耗。
监控管理单元14可发送指令来启动、关闭风扇，当温度高于第二预设温度阈值时，监控管理单元14开启风扇，第二预设温度阈值低于第一预设温度阈值。
监控管理单元14具备远程通信接口，支持无线、有线通信方式，与管理平台双向通信。监控管理单元14通过通讯网络与移动终端通信。监控管理单元14还与本地计算机通讯连接。
监控管理单元14包括命令字存储单元，命令字存储单元用于存储供监控管理单元14执行的控制字。控制字包括外围传感设备的控制命令。命令字存储单元可以适配restfulAPI、snmp和MODBUS多种硬件的北向接口。命令字存储单元还存储第一预设温度阈值、预设高度、预设电压值、第二预设温度阈值等预设值。监控管理单元14通过命令字存储单元，可以读取命令字存储单元部件中的预设值，进行自动告警。具体实施时，监控管理单元14读取漏水感应器检测的积水高度，监控管理单元14从命令字存储单元读取预设高度，并将积水高度与预设高度进行比较，如果有命令字单元中有相关的命令，驱动设备控制单元，控制外部设备。如果没有相关的命令，则重新读取。
同市面上的同类产品比较，本实施例的智能型道路综合设备箱可快速更换，快速扩展和快速上线。本实施例的智能型道路综合设备箱使用弱内核机制，所有的外围设备通过控制的单元管理模块和“命令字存储”合作实现半即插即用的工作机制(只要更换“命令字存储”中的命令字节)即可直接上线工作。
同类产品需要独立设备控制这个硬件控制设备，本实施例的智能型道路综合设备箱自身集成管理模块，可直接进行管理交互。
管理平台可向监控管理单元14下达控制命令、下发参数和更新应用程序；监控管理单元14可向管理平台发送智能型道路综合设备箱运行状态、用户分舱12运行状态和告警信息。
该智能型道路综合设备箱与管理平台通讯以《道路照明设施监控系统技术标准》中的《附录A区域控制器和终端控制器接口通信协议》为基础，加以引用和扩展形成通信协议。采用点对点及一点对多点，管理平台对监控管理单元14执行主从问答方式以及终端主动上传方式的通信方式。
智能型道路综合设备箱还包括箱门2，箱门2上设置有电子锁201。智能型道路综合设备箱可接受管理平台的命令对箱门2电子锁201实施管理，支持以下三种开锁方式：
1)远程开锁：管理中心人员远程下达命令由智能设备箱监控管理单元14开锁。
2)远程授权：维护人员在现场用授权后的智能手机开锁。
3)运维开锁：维护人员在任何情况下都可以用授权后的电子钥匙开锁。
作为一种可选的实施方式，电子锁201为基于CRC校验算法的电子锁。
具体实施时，电子锁通讯机制：采用基于Modbus协议的工业自动化网络规范的Modbus协议。字节格式:帧的基本单元为8位字节。链路层传输顺序为低位在前，高位在后；低字节在前，高字节在后。帧格式：参考Modbus协议，每帧数据都包含地址域、功能码域、数据域和校验域。其中，校验域：帧校验码(CRC)是地址域、功能域和数据域的CRC校验值。传输方式：终端与电子锁之间采用RS485通信方式，通信速率9600bps。字节传输按异步方式进行，包含8个数据位、1个起始位“0”和1个停止位“1”。
CRC校验算法，循环冗余校验域占用两个字节，包含了一个16位的二进制值。CRC值由传送设备计算出来，然后附加到数据帧上，接收设备在接收数据时重新计算CRC值，然后与接收到的CRC域中的值进行比较，如果这两个值不相等，就发生了错误。
CRC运算时，首先将一个16位的寄存器预置为全l，然后连续把数据帧中的每个字节中的8位与该寄存器的当前值进行运算，仅仅每个字节的8个数据位参与生成CRC，起始位和终止位以及可能使用的奇偶位都不影响CRC。
在生成CRC时，每个字节的8位与寄存器中的内容进行异或，然后将结果向低位移位，高位则用“0”补充，最低位(LSB)移出并检测，如果是1，该寄存器就与一个预设的固定值(OAOOlH)进行一次异或运算，如果最低位为O，不作任何处理。
上述处理重复进行，直到执行完了8次移位操作，当最后一位〈第8位〉移完以后，下一个8位字节与寄存器的当前值进行异或运算，同样进行上述的另一个8次移位异或操作，当数据帧中的所有字节都作了处理，生成的最终值就是CRC值。
生成一个CRC的流程为：
1)预置一个16位寄存器为OFFFFH(全1)，称之为CRC寄存器。
2)把数据帧中的第一个字节的8位与CRC寄存器中的低字节进行异或运算，结果存回CRC寄存器。
3)将CRC寄存器向右移一位，最高位填以0，最低位移出并检测。
4)如果最低位为0：重复第三步(下一次移位)。
如果最低位为1：将CRC寄存器与一个预设的固定值(OAOOlH)进行异或运算。1)重复第三步和第四步直到8次移位。这样处理完了一个完整的八位。
5)重复第2步到第5步来处理下一个八位，直到所有的字节处理结束。
6)最终CRC寄存器得值就是CRC的值。
箱体1的外表面设置有反光涂层。具体实施时，智能型道路综合设备箱箱体1表面喷涂黑色涂料，颜色：RAL9011(石墨黑哑光)。涂料的近红外光反射比不小于0.45，可见光反射比应不小于0.25，涂层厚度不小于120μm。涂层应确保5年内失光等级不大于3级。减少阳光照射的热量传导至箱体1内部。
智能型道路综合设备箱的控制电路机构采用无操作系统机制，配合8051芯片及外围电路设计机制，采用过电保护、防渗水、防倾斜、对于大规模强电有扩充功能。整体电路低功耗低散热，易替换，外围电路可相对独立控制。电路采用继电器和可控硅结合机制，防止继电器在多次使用后经产生失灵。继电器安装采用插拔模式快速替换，防止替换电路会影响应用功能。通过电路主板的优化设计，主板尺寸可缩小至300mm*200mm，节省综合箱公共仓的空间。
为了适应夏季道路有挑战性的高温环境，有效解决综合箱的制冷和散热问题。智能型道路综合设备箱还包括制冷系统。参照图4，制冷系统302包括压缩机311、冷凝器312、节流装置313、蒸发器314。参照图5，制冷系统302通过安装螺钉301、密封圈303安装在箱门2上，箱门2上还设置有外罩305罩在制冷系统302上。
该制冷系统具有以下特点：制冷系统采用高效节能风扇和高效压缩机，延长空调使用寿命，降低电力消耗，高效环保。风道短、出风均匀。紧凑型—体机，即插即用，方便安装。法兰设计，直接安装于智能道路设备综合箱用户仓后侧板，防护等级IP55。封闭的制冷循环，保护空调系统免受恶劣环境影响。运行温度范围-40℃～+55℃。智能控制，自带RS485接口，可接入管理平台，具备多功能干接点告警输出，实时系统监控，方便快捷的人机界面，使操控更加简单。
制冷系统工作原理：制冷系统通电后，制冷系统内制冷剂的低压蒸汽被压缩机吸入并压缩为高压蒸汽后排至冷凝器，同时智能型道路综合设备箱外风扇吸入的空气流经冷凝器，带走制冷剂放出的热量，使高压制冷剂蒸汽凝结为高压液体。高压液体经过节流装置后喷入蒸发器，并在相应的低压下蒸发，吸取周围的热量。同时智能型道路综合设备箱内风扇使空气不断通过蒸发器的翅片进行热交换，并将放热后变冷的空气送向智能型道路综合设备箱内。智能型道路综合设备箱内空气如此不断循环流动，达到降低温度的目的。
本实施例的智能型道路综合设备箱可解决城市道路设备箱数量多，规格不统一，线路复杂，管理混乱的现状，道路综合设备箱可实现智能化、标准化和通用化，最终可实现城市综管平台统一综合管理。本实施例的智能型道路综合设备箱可减少道路设备箱数量、可结合道路景观进行美化和“隐形化”设计。本实施例的智能型道路综合设备箱通过对设备综合箱运行状态的智能检测和远程控制，结合良好的防水和反光设计，可以提高设备箱的稳定性和可靠性，可以保障设备箱内通讯设备和监控设备的安全可靠运行，提高城市运行效率。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能型道路综合设备箱，其特征在于，包括箱体；
所述箱体的内部设置有公共服务舱和若干个用户分舱，所述公共服务舱设置有配电单元、监控管理单元，所述配电单元用于为所述用户分舱供电，所述监控管理单元用于监测所述箱体和所述用户分舱运行状态。
2.如权利要求1所述的智能型道路综合设备箱，其特征在于，所述箱体内还设置有温度传感器以获取所述箱体的内部的温度，所述温度高于第一预设温度阈值时，所述监控管理单元还用于生成第一报警信号；
所述箱体内侧底部设置有漏水感应器以获取所述箱体内侧底部积水高度，当所述积水高度超过预设高度时，所述监控管理单元还用于生成第二报警信号；
所述箱体内还设置有门禁单元，所述门禁单元开启或关闭时，所述监控管理单元还用于生成第三报警信号；
当供电电压高于预设电压值时，所述监控管理单元还用于生成第四报警信号；
所述箱体内还设置有风扇，当所述风扇运行发生异常时，所述监控管理单元还用于生成第五报警信号。
3.如权利要求2所述的智能型道路综合设备箱，其特征在于，当所述温度高于第二预设温度阈值时，所述监控管理单元还用于开启所述风扇，所述第二预设温度阈值低于所述第一预设温度阈值。
4.如权利要求1所述的智能型道路综合设备箱，其特征在于，所述智能型道路综合设备箱还包括箱门，所述箱门上设置有电子锁；
所述电子锁接收远程指令以实现开锁或关锁。
5.如权利要求4所述的智能型道路综合设备箱，其特征在于，所述电子锁为基于CRC校验算法的电子锁。
6.如权利要求1所述的智能型道路综合设备箱，其特征在于，所述智能型道路综合设备箱还包括制冷系统，所述制冷系统包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器。
7.如权利要求1所述的智能型道路综合设备箱，其特征在于，所述箱体的外表面设置有反光涂层。
8.如权利要求2所述的智能型道路综合设备箱，其特征在于，所述监控管理单元包括命令字存储单元，所述命令字存储单元用于存储供所述监控管理单元执行的控制字。
9.如权利要求8所述的智能型道路综合设备箱，其特征在于，所述智能型道路综合设备箱与管理平台通讯连接，所述管理平台更新所述控制字。
10.如权利要求1所述的智能型道路综合设备箱，其特征在于，所述监控管理单元控制所述配电单元以给对应的所述用户分舱供电或断电。
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