CN113567717B - 用于表箱终端的开门检测装置及开门检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于表箱终端的开门检测装置及开门检测方法，其中，开门检测装置包括基座、四个金属片和滚珠组件。基座安装于表箱终端内，基座上装设有控制器；四个金属片包括间隔预设距离并排装设于基座上并分别与控制器电性连接的第一金属片、第二金属片、第三金属片和第四金属片；滚珠组件包括依次套设的限位片、滚珠、弹簧和套筒，套筒装设于表箱终端的门内侧，滚珠与四个金属片中的一个或两个接触；滚珠依次经过四个金属片的三个缝隙时，滚珠依次两两导通四个金属片，以判定表箱终端的门被打开。本发明通过在门的状态不改变时电池没有负载放电，在小容量后备电池情况下可进行多次开门或者关门状态的检测和记录，有效降低检测装置耗电量。

Description

用于表箱终端的开门检测装置及开门检测方法

技术领域

本发明电子设备技术领域，尤其涉及一种用于表箱终端的开门检测装置及开门检测方法。

背景技术

表箱终端是用来检测交流电压和电流、功率因素区段统计、电压及电流不平衡度越线统计等功能的装置，同时能采集开关量、支持微功率无线等附加功能。为了防止表箱终端内部设备被盗或着设备参数被非法修改，需要对表箱终端门的状态进行检测并记录。

目前，市面上对表箱终端门的状态进行检测并记录多为一种具备开盖告警功能的智能电表，其包括主体、主控模块、以及位于主体的内部或外部的跳闸模块，还包括：开盖检测模块，包括与主体的至少两个压盖螺钉分别对应设置传感器或开关，用于检测压盖螺钉是否离开紧固位置；检测电路，用于将传感器或开关触发的信号转化为表征开启压盖螺钉数量的电信号；以及报警装置，用于报警，其中，主控模块用于根据检测电路提供的电信号判断压盖螺钉的拆卸数量，若判定一个以上的压盖螺钉被拆卸则控制报警装置进行报警，若判定两个以上的压盖螺钉被拆卸则控制跳闸模块进行断电操作。这种智能电表在无交流市电供电且后备电池为小容量的情况下，无法长时间监控装置门开关状态的改变。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于表箱终端的开门检测装置及开门检测方法，以解决现有技术中智能电表在无交流市电供电且后备电池为小容量的情况下，无法长时间监控装置门开关状态的改变的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于用于表箱终端的开门检测装置，所述开门检测装置包括：

基座，安装于所述表箱终端内，所述基座上装设有控制器；

四个金属片，包括间隔预设距离并排装设于所述基座上并分别与所述控制器电性连接的第一金属片、第二金属片、第三金属片和第四金属片；

滚珠组件，包括依次套设的限位片、滚珠、弹簧和套筒，所述套筒装设于所述表箱终端的门内侧，所述滚珠与所述四个金属片中的一个或两个接触；所述滚珠依次经过所述四个金属片的三个缝隙时，所述滚珠依次两两导通所述第一金属片、所述第二金属片、所述第三金属片、所述第四金属片，以致控制器依次获取到三个连通信号，并根据所述三个连通信号判定所述表箱终端的门被打开。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种用于表箱终端的开门检测方法，所述开门检测方法包括如下步骤：

系统上电，程序进入Bootloader；

检测表箱终端的门状态，获取当前的RTC系统时钟，将所述门状态和所述RTC系统时钟存储至预设FLASH分区；

第一次检测交流上掉电信号，若AC信号为高电平，则所述系统由AC-DC供电，Bootloader程序跳转至Kernel，初始化进程1；

所述进程1检测所述门状态是否变位，若是，则判定所述表箱终端的门发生改变，获取当前的RTC系统时钟，将所述门状态和所述RTC系统时钟存储到指定的FLASH分区；

第二次检测交流上掉电信号，若AC信号为低电平，则所述系统由后备电池BAT供电，执行C_OFF引脚拉高系统关机操作,所述系统自然掉电复归。

作为本发明的进一步改进，所述第一次检测交流上掉电信号的步骤之后，还包括如下步骤：

若AC信号为低电平，则系统由后备电池BAT供电；

拉高C_OFF引脚，检测所述系统是否自然掉电复归，若所述系统没有掉电，则判定所述系统已切换至AC_DC供电；

延时预设时长后执行复位操作，所述程序进入BootLoader。

作为本发明的进一步改进，所述进程1检测所述门状态是否变位的步骤之后，还包括如下步骤：

若所述门状态无变位，则判定所述表箱终端的门没有发生改变，所述程序复位。

作为本发明的进一步改进，所述第二次检测交流上掉电信号的步骤之后，还包括如下步骤：

若AC信号为高电平，则系统由AC-DC供电。

所述进程1检测所述门状态是否变位，若是，则判定所述表箱终端的门发生改变，获取当前的RTC系统时钟，将所述门状态和所述RTC系统时钟存储到指定的FLASH分区；

第三次检测交流上掉电信号，若AC信号为低电平，则所述系统由后备电池BAT供电，执行C_OFF引脚拉高系统关机操作,所述系统自然掉电复归。

本发明通过滚珠依次经过所述四个金属片的三个缝隙时，所述滚珠依次两两导通所述第一金属片、所述第二金属片、所述第三金属片、所述第四金属片，以致控制器依次获取到三个连通信号，并根据所述三个连通信号判定所述表箱终端的门被打开。在滚珠不移动时，金属片之间不会连通，即门的状态不改变时电池没有负载放电，在只有小容量后备电池的情况下可进行多次开门或者关门状态的检测和记录，有效降低了检测装置的耗电量。避免了无交流市电供电且后备电池为小容量的情况下，无法长时间监控装置门开关状态的改变的问题。

附图说明

图1为本发明用于表箱终端的开门检测装置一个实施例的结构示意图；

图2为本发明用于表箱终端的开门检测装置一个实施例的电路原理示意图；

图3为本发明用于表箱终端的开门检测方法一个实施例的流程示意图；

图4为本发明用于表箱终端的开门检测方法一个实施例的流程示意图；

图5为本发明用于表箱终端的开门检测方法一个实施例的流程示意图；

图6为本发明用于表箱终端的开门检测方法一个实施例的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用来限定本发明。

图1和图2展示了本发明用于用于表箱终端的开门检测装置的一个实施例，参见图1，在本实施例中，所述开门检测装置包括基座1、四个金属片2和滚珠组件3。

其中，基座1安装于表箱终端内，基座1上装设有控制器；四个金属片2包括间隔预设距离并排装设于基座1上并分别与控制器(未示出)电性连接的第一金属片21、第二金属片22、第三金属片23和第四金属片24；滚珠组件3包括依次套设的限位片31、滚珠32、弹簧33和套筒34，套筒34装设于表箱终端的门内侧，滚珠32与四个金属片2中的一个或两个接触；滚珠32依次经过四个金属片2的三个缝隙时，滚珠依次两两导通第一金属片21、第二金属片22、第三金属片23、第四金属片24，以致控制器依次获取到三个连通信号，并根据三个连通信号判定表箱终端的门被打开。

具体地，当开门或关门时，滚珠32压缩弹簧33，弹簧33反向推动滚珠32，当滚珠32依次经过第一金属片21、第二金属片22位置缝隙处时，第一金属片21、第二金属片22连通；当滚珠32经过第二金属片22、第三金属片23位置缝隙处时第二金属片22、第三金属片23连通；当滚珠32经过金属片第三金属片23、第四金属片24位置缝隙处时，第三金属片23、第四金属片24连通。

为了方便说明，本实施例使用了第一金属片21、第二金属片22连通和第三金属片23、第四金属片24连通两种状态进行说明。第一金属片21、第二金属片22的连通状态记为K1，第三金属片23、第四金属片24的连通状态记为K2。

具体地，参见图2，系统电源供电电路由D1、D2、R4、R5、R7、R8、R9、R10、R11、Q2、Q3、Q4组成；开关门状态检测及保持电路由BAT1、RL1、D3、D4、D5、D6、GZ组成；门状态输出电路由R1、R2、继电器RL1一组开出节点组成。

进一步地，交流失电后，主处理系统在短时间内将终端门的状态信息保存并上送后将C_OFF电平拉高，Q3导通，Q4的控制极被拉到低电平，Q4关闭，Q2的1脚和3脚变成等电位，Q2关闭，系统VCC失电，系统掉电关闭，电池处于空载保电状态。RL1为磁保持继电器、继电器左边的线圈得电，开出节点4与6连通和13与11连通，继电器右边的线圈得电，开出节点的9与13连通和4与8连通。

1、当关门时K1导通后K2导通，K1导通时不能使左边的线圈得电，因此继电器不动作，K2导通时使右边的继电器线圈得电，开出节点的9与13连通和4与8连通。与此同时D4的K极被拉低，Q2导通，R4、R10得电，Q4导通，Q2的栅极被拉低，Q2保持导通，Q4保持导通，如此循环保持自锁状态。系统得电，启动门状态检测程序，记录关门状态后拉高C_OFF,Q3导通，Q4关闭，Q2关闭，系统掉电关闭，电池进入空载保电状态。

2、当开门时K2导通后K1导通，K2导通时不能使右边的线圈得电，因此继电器不动作，K1导通时使左边边的继电器线圈得电(即在关门后，开出节点的9与13连通和4与8连通)，开出节点4与6连通和13与11连通。与此同时D3的K极被拉低，Q2导通，R4、R10得电，Q4导通，Q2的栅极被拉低，Q2保持导通，Q4保持导通，如此循环保持自锁状态。系统得电，启动门状态检测程序，记录开门状态后拉高C_OFF,Q3导通，Q4关闭，Q2关闭，系统掉电关闭，电池进入空载保电状态。

其中，S1:S2＝1:0为关门状态，S1:S2＝0:1为开门状态。

本实施例通过滚珠依次经过所述四个金属片的三个缝隙时，所述滚珠依次两两导通所述第一金属片、所述第二金属片、所述第三金属片、所述第四金属片，以致控制器依次获取到三个连通信号，并根据所述三个连通信号判定所述表箱终端的门被打开。在滚珠不移动时，金属片之间不会连通，即门的状态不改变时电池没有负载放电，在只有小容量后备电池的情况下可进行多次开门或者关门状态的检测和记录，有效降低了检测装置的耗电量。避免了无交流市电供电且后备电池为小容量的情况下，无法长时间监控装置门开关状态的改变的问题。

图3展示了本发明用于表箱终端的开门检测方法的一个实施例，参见图3，在本实施例中，所述开门检测方法包括如下步骤：

步骤S1，系统上电，程序进入Bootloader.

步骤S2，检测表箱终端的门状态，获取当前的RTC系统时钟，将门状态和RTC系统时钟存储至预设FLASH分区。

步骤S3，第一次检测交流上掉电信号，若AC信号为高电平，执行步骤S4。

步骤S4，系统由AC-DC供电，Bootloader程序跳转至Kernel，初始化进程1。

步骤S5，进程1检测门状态是否变位，若是，则执行步骤S6。

步骤S6，判定表箱终端的门发生改变，获取当前的RTC系统时钟，将门状态和RTC系统时钟存储到指定的FLASH分区。

步骤S7，第二次检测交流上掉电信号，若AC信号为低电平，则执行步骤S8。

步骤S8，系统由后备电池BAT供电，执行C_OFF引脚拉高系统关机操作,系统自然掉电复归。

进一步地，参见图4，步骤S3之后，还包括如下步骤：

步骤S31，若AC信号为低电平，则执行步骤S32。

步骤S32，系统由后备电池BAT供电。

步骤S33，拉高C_OFF引脚，检测系统是否自然掉电复归，若系统没有掉电，则执行步骤S34。

步骤S34，判定系统已切换至AC_DC供电。

步骤S35，延时预设时长后执行复位操作，程序进入BootLoader。

进一步地，参见图5，步骤S5之后，还包括如下步骤：

步骤S51，若门状态无变位，则判定表箱终端的门没有发生改变，程序复位。

进一步地，参见图6，步骤S7之后，还包括如下步骤：

步骤S71，若AC信号为高电平，则系统由AC-DC供电。

步骤S72，进程1检测门状态是否变位，若是，则执行步骤S73。

步骤S73，判定表箱终端的门发生改变，获取当前的RTC系统时钟，将门状态和RTC系统时钟存储到指定的FLASH分区。

步骤S74，第三次检测交流上掉电信号，若AC信号为低电平，则执行步骤S75。

步骤S75，系统由后备电池BAT供电，执行C_OFF引脚拉高系统关机操作,系统自然掉电复归。

本实施例通过开关门检测电路配合特有的终端检测逻辑能够完成终端的开关门状态检测与判断，从而加强了终端资产的管理功能。电路方案简单合理，成本低。

以上对发明的具体实施方式进行了详细说明，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施方式。对于本领域的技术人员而言，任何对该发明进行的等同修改或替代也都在本发明的范畴之中，因此，在不脱离本发明的精神和原则范围下所作的均等变换和修改、改进等，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (5)

1.一种用于表箱终端的开门检测装置，其特征在于，所述开门检测装置包括：

基座，安装于所述表箱终端内，所述基座上装设有控制器；

四个金属片，包括间隔预设距离并排装设于所述基座上并分别与所述控制器电性连接的第一金属片、第二金属片、第三金属片和第四金属片；

滚珠组件，包括依次套设的限位片、滚珠、弹簧和套筒，所述套筒装设于所述表箱终端的门内侧，所述滚珠与所述四个金属片中的一个或两个接触；所述滚珠依次经过所述四个金属片的三个缝隙时，所述滚珠依次两两导通所述第一金属片、所述第二金属片、所述第三金属片、所述第四金属片，以致控制器依次获取到三个连通信号，并根据所述三个连通信号判定所述表箱终端的门被打开；

所述第一金属片、所述第二金属片的连通状态记为K1，所述第三金属片、所述第四金属片的连通状态记为K2；

系统电源供电电路由二极管D1、二极管D2、电阻R4、电阻R5、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、PMOS管Q2、NMOS管Q3、NMOS管Q4组成；开关门状态检测及保持电路由电池BAT1、继电器RL1、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、控制器GZ组成；门状态输出电路由电阻R1、电阻R2、继电器RL1一组开出节点组成；

当关门时K1导通后K2导通，系统得电，启动门状态检测程序，记录关门状态后拉高C_OFF，系统掉电关闭，电池进入空载保电状态；

当开门时K2导通后K1导通，系统得电，启动门状态检测程序，记录开门状态后拉高端口C_OFF,系统掉电关闭，电池进入空载保电状态。

2.一种基于权利要求1的用于表箱终端的开门检测方法，其特征在于，所述开门检测方法包括如下步骤：

系统上电，程序进入Bootloader；

检测表箱终端的门状态，获取当前的RTC系统时钟，将所述门状态和所述RTC系统时钟存储至预设FLASH分区；

第一次检测交流上掉电信号，若AC信号为高电平，则所述系统由AC-DC供电，Bootloader程序跳转至Kernel，初始化进程1；

所述进程1检测所述门状态是否变位，若是，则判定所述表箱终端的门发生改变，获取当前的RTC系统时钟，将所述门状态和所述RTC系统时钟存储到指定的FLASH分区；

第二次检测交流上掉电信号，若AC信号为低电平，则所述系统由后备电池BAT供电，执行C_OFF引脚拉高系统关机操作,所述系统自然掉电复归。

3.根据权利要求2所述的开门检测方法，其特征在于，所述第一次检测交流上掉电信号的步骤之后，还包括如下步骤：

若AC信号为低电平，则系统由后备电池BAT供电；

拉高C_OFF引脚，检测所述系统是否自然掉电复归，若所述系统没有掉电，则判定所述系统已切换至AC_DC供电；

延时预设时长后执行复位操作，所述程序进入BootLoader。

4.根据权利要求2所述的开门检测方法，其特征在于，所述进程1检测所述门状态是否变位的步骤之后，还包括如下步骤：

若所述门状态无变位，则判定所述表箱终端的门没有发生改变，所述程序复位。

5.根据权利要求2所述的开门检测方法，其特征在于，所述第二次检测交流上掉电信号的步骤之后，还包括如下步骤：

若AC信号为高电平，则系统由AC-DC供电；

所述进程1检测所述门状态是否变位，若是，则判定所述表箱终端的门发生改变，获取当前的RTC系统时钟，将所述门状态和所述RTC系统时钟存储到指定的FLASH分区；

第三次检测交流上掉电信号，若AC信号为低电平，则所述系统由后备电池BAT供电，执行C_OFF引脚拉高系统关机操作,所述系统自然掉电复归。