CN206480035U - 一种基于NB‑IoT的电信设备监管系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于NB‐IoT的电信设备监管系统，包括监管终端装置和IoT平台，所述监管终端装置包括主板以及设置在所述主板上的通信模块、信息采集模块和电池，所述监管终端装置安装在被监管的资产上；所述IoT平台包括位置追踪模块、资产盘点模块和报警模块；所述监管终端装置可拆卸地安装在资产上，所述资产在安装所述监管终端装置后从发货地直接运输到目的地。本实用新型提供的资产监管终端装置可广泛应用于资产的全方位、全流程的整个生命周期的监管，包括物流运输过程监控、机房/站点资产监管等，覆盖面广、连接能力强、功耗低，大大提高了资产监管的物流效率，降低了监管成本。

Description

一种基于NB-IoT的电信设备监管系统

技术领域

本实用新型涉及电信设备监管领域，具体涉及一种基于NB-IoT的电信设备监管系统。

背景技术

随着物联网技术的发展，固定电信设备的盘点和监管也逐步实现了自动化，最常见的技术就是利用RFID电子标签对电信设备进行监管。比如，CN201510995720.0公开了一种基于物联网的RFID电信设备监管系统，包括固定电信设备核心数据库，固定电信设备管理平台、RFID读写器、电子标签等，该系统改变了电信设备清查数据的采集方式，提高了清查效率。CN201010605169.1公开了一种基于物联网技术的输变电设备全生命周期管理系统，该系统由电子标签、现场监控测量装置和管理系统软件组成，电子标签安装在输变电设备上，现场监控测量装置集RFID识别、GPS全天候实时定位、无线通信、全状态测量、信息安全、工业控制等于一体，对输变电设备进行实时识别跟踪、运行数据采集，智能诊断和状态报警，现场监控测量装置与管理系统软件通过以太网等通讯方式进行实时数据交换，通过管理系统软件的各个模块实现对输变电设备的实时监控。CN201520510412.X公开了一种基于精确定位的物联网电信设备管理系统，包括主动式RFID电子标签、多个定位基站及3G中心基站构成，主动式RFID电子标签包括ZIGBEE收发器，其设置于被监管电信设备上，通过ZIGBEE收发器周期性地将电信设备信息发送给附近多个定位基站，定位基站包括ZIGBEE收发器，用于接收所述电信设备信息，并根据信号的强度获取电信设备到定位基站的距离，多个定位基站通过与其上的ZIGBEE收发器将获得的电信设备信息和距离发送给3G中心基站，3G中心基站获取电信设备相对于多个不同定位基站的相对位置，并通过已知的多个定位基站的位置，实现电信设备定位，将定位结果通过3G网络传输到互联网上。

然而，上述基于RFID对电信设备进行监管的技术方案，相对于传统的手工方式，虽能提高工作效率，但仅适用于大型仓库等密集固定区域；扫码方式并未本质上改变人工模式。采用RFID的方案需要在所有仓库、站点等安装读写器，部署WLAN/布线等，工作量大，成本高，同时RFID电子标签易损坏，使用寿命短。而NB-IoT刚好能弥补上述缺陷，现有技术中尚未发现采用基于NB-IoT的电信设备监管方案。基于蜂窝的窄带物联网(Narrow BandInternet of Things，NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWA)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。NB-IoT设备电池寿命可以提高至至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。NB-IoT具备四大特点：一是广覆盖，将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20dB，覆盖面积扩大100倍；二是具备支撑海量连接的能力，NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构；三是更低功耗，NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年；四是更低的模块成本，企业预期的单个接连模块不超过5美元。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种基于NB-IoT的电信设备监管系统，该系统可广泛应用于电信设备的全方位、全流程的整个生命周期的监管，大大提高了电信设备监管的物流效率，降低了监管成本。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种基于NB-IoT的电信设备监管系统，包括监管终端装置和IoT平台，所述监管终端装置包括主板以及设置在所述主板上的通信模块、信息采集模块和电池，所述监管终端装置安装在被监管的电信设备上，

所述IoT平台包括位置追踪模块、振动监控模块、电信设备盘点模块和报警模块；

所述信息采集模块用于采集被监管电信设备的各种监管信息，所述监管信息至少包括电信设备ID信息、定位信息和振动信息；

所述通信模块用于将上述监管信息通过NB-IoT网络传输到所述IoT平台；

所述位置追踪模块可通过结合LBS定位技术和所述监管信息中的定位信息来实时追踪电信设备的地理位置，并根据时间顺序形成电信设备的物流轨迹；

所述振动监控模块可监控所述电信设备的振动幅度和频率；

所述电信设备盘点模块可根据接收到的所述信息采集模块发送来的电信设备ID信息和定位信息自动生成被监管电信设备的清单，并依据所述IoT平台上预设的电信设备编码进行自动盘点；

所述报警模块可在所述电信设备的定位信息异常时和/或所述振动幅度和/或频率超过阈值时发出报警信号。

优选地，所述LBS定位技术包括利用所述通信模块和NB-IoT网络进行定位。

优选地，所述信息采集模块包括GPS模块、振动传感器以及温度传感器、湿度传感器和压力传感器中的一个或多个，所述GPS模块用于获取电信设备的定位信息，所述振动传感器用于获取电信设备的振动信息，所述温度传感器、湿度传感器和压力传感器分别用于获取电信设备所处环境的温度、湿度和压力参数。

优选地，所述信息采集模块还包括振动传感器，所述IoT平台还包括振动监控模块，所述振动监控模块可监控所述电信设备的振动幅度和频率，当所述振动幅度和/或频率超过阈值时，所述振动监控模块可指令所述报警模块发出报警信号。

优选地，所述IoT平台还包括电子围栏模块，所述电子围栏模块可设定一虚拟安全区域，当所述信息采集模块采集到的电信设备定位信息超出上述安全区域时，所述报警模块发出报警信号。

优选地，所述虚拟安全区域的为球形区域，球形区域的半径范围是：1-3公里。

优选地，所述电池为聚合物锂离子电池。

优选地，所述监管终端装置通过可拆卸安装结构安装在被监管的电信设备上。

优选地，所述可拆卸安装结构包括螺丝式安装结构、夹具式安装结构、磁吸式安装结构、粘附式安装结构的任一种。

优选地，所述IoT平台是PC客户端或移动APP。

相对于现有的基于RFID的电信设备监管方案，本实用新型取得了有益的技术效果：基于NB-IoT的突出优势，本实用新型提供的电信设备监管系统可广泛应用于电信设备的全方位、全流程的整个生命周期的监管，包括物流运输过程监控、机房/站点电信设备监管等，覆盖面广、连接能力强、功耗低，大大提高了电信设备监管的物流效率，降低了监管成本。

附图说明

图1为基于NB-IoT的电信设备监管系统的原理结构框图。

图2为基于NB-IoT的电信设备监管终端装置功能模块示意图。

图3为信息采集模块功能示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本实用新型进行进一步详细说明，但本实用新型要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。

实施例1

如图1-图3所示，一种基于NB-IoT的电信设备监管系统，包括监管终端装置和IoT平台(物联网平台)，所述监管终端装置包括主板和MCU，以及设置在所述主板上的通信模块、信息采集模块和电池，所述电池为上述各模块提供电源。上述MCU即微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机。

所述MCU通过电信号与所述通信模块和信息采集模块相互连接，所述MCU可以集成在主板上，也可以外置在监管终端装置外部。所述MCU包括通讯MCU和主控MCU,所述通信MCU用于控制通讯模块，所述主控MCU用于信息的分析和处理，所述主控MCU采用ARM芯片，主要采用ARM芯片的M系列芯片。

所述监管终端装置可拆卸地安装在电信设备上，所述监管终端装置的可拆卸安装结构包括螺丝式安装结构、夹具式安装结构、磁吸式安装结构、粘附式安装结构的任一种。

所述电信设备安装到所述监管终端装置后从发货地直接运输到目的地，整个过程中，所述监管终端装置通过NB-IoT网络与IoT平台连接，主动采集电信设备的各种监管参数信息上报到IoT平台上，并在IoT平台上进行存储和处理。

所述IoT平台包括追踪模块、振动监控模块、电信设备盘点模块、报警模块、电子围栏模块和统计模块。

所述信息采集模块用于采集电信设备的各种监管参数信息，所述监管参数信息至少包括ID信息、定位信息、振动信息以及环境信息的一种或多种；所述信息采集模块包括GPS模块、振动传感器、温度传感器、湿度传感器和压力传感器中的一个或多个，所述GPS模块用于获取电信设备的定位信息，所述振动传感器用于获取电信设备的振动信息，所述温度传感器、湿度传感器和压力传感器分别用于获取电信设备所处环境的温度、湿度和压力参数。本实施例中，所述信息采集模块包括GPS模块和振动传感器，主要用于获取电信设备的ID信息，定位信息以及电信设备的振动信息。其中，GPS模块用于精确地获取资产的定位信息，并通过NB-IoT网络传输给IoT平台，另外，本系统还可以通过NB-IoT定位来获取基站的位置信息，并将该信息发送给IoT平台，当二者共同作用时，其优先级别是：优先使用GPS模块获取资产的定位信息，当信号不好GPS模块不能工作时则采用NB-IoT定位模块获取资产的定位信息。

通信模块：用于将所述监管参数信息通过NB-IoT网络传输到所述IoT平台。

位置追踪模块：所述LBS定位技术包括利用所述通信模块和NB-IoT网络进行定位，主要包括上面的NB-IoT定位和GPS定位模块的任一一种或者组合均可。LBS定位技术是基于位置的服务，它是通过电信移动运营商的无线电通讯网络或外部定位方式获取移动终端用户的位置信息，在地理信息系统平台的支持下，为用户提供相应服务的一种增值业务。通过结合LBS定位技术和所述监管参数信息中的定位信息来实时追踪电信设备的地理位置，并根据时间顺序形成电信设备的物流轨迹；根据监管终端装置发送过来的定位信息，可以在IoT平台上看到对应电信设备的运动轨迹，所述电信设备的当前位置以红点或者其他表示性图案表示，走过的轨迹形成在地图上形成可视的实线轨迹。根据位置追踪模块还可以实时监控电信设备运输过程中的延迟情况，以便于后续合理地调整电信设备入库和安装等计划；通过地图和电信设备运动轨迹可以实现电信设备在途、在库或者在位证明，防止电信设备丢失挪用；同时可以辅助收货交割，优化加速实施流程。

所述振动监控模块可监控所述电信设备的振动幅度和频率，当所述振动幅度和/或频率超过阈值时，所述振动监控模块可指令所述报警模块发出报警信号；通过振动信息可以判定电信设备的被盗情况以及质量情况：当电信设备运输过程中检测到电信设备的振动幅度大于振动阈值时则将该振动信息传输给报警模块进行报警同时当电信设备到达目的地后对该电信设备质量进行检查；当电信设备已到达目的地后检测到电信设备的振动幅度大于振动阈值时则将该振动信息传输给报警模块进行报警同时主动上报电信设备ID和位置信息并结合位置追踪模块进行位置追踪。其中，所述振动阈值范围为：3mm-10mm，在运输过程中，当检测到电信设备振动的幅度大于3mm时，则根据电信设备的运行轨迹来判定电信设备是否被盗，若电信设备为被盗，则可认为电信设备在运输过程中颠簸严重，因此当到达目的地后需要对电信设备进行质量检测；当到达目的地后，检测到电信设备的振幅大于10mm，则电信设备疑似被搬动盗用，因此需要上报ID和位置来判定电信设备是否被盗。

所述电信设备盘点模块可根据接收到的所述信息采集模块发送来的电信设备ID信息(ID信息采用IMEI:International Mobile Equipment Identity,国际移动设备身份码的缩写，国际移动装备辨识码，是由15位数字组成的"电子串号"，它与每台移动电话机一一对应，而且该码是全世界唯一的,每一只移动电话机在组装完成后都将被赋予一个全球唯一的一组号码，这个号码从生产到交付使用都将被制造生产的厂商所记录)和定位信息自动生成被监管电信设备的清单，并依据所述IoT平台上预设的电信设备编码进行自动盘点；

自动盘点的方式有：所述监管终端装置通过NB-IoT网络定时发送所述电信设备的ID和位置信息到电信设备盘点模块，并在所述IoT平台上匹配预设的电信设备编码，进行电信设备盘点；所述IoT平台通过NB-IoT网络主动发送电信设备盘点指令给所述监管终端装置，所述监管终端装置接收到盘点指令后再将所述电信设备的ID和位置信息通过NB-IoT网络发送到所述IoT平台上匹配预设的电信设备编码，进行电信设备盘点。这里所说的定时指每周，每个月，每两个月或者每一个季度，具体周期根据具体需要设定。

资产盘点后的结果在IoT平台上进行统计和报表输出，并根据报表进行盈亏分析：当盘点的资产与IoT平台上预设的资产比对之后比IoT平台上预设的资产多，则统计为盘盈；当盘点的资产少于IoT平台上预设的资产时，则统计为盘亏；结合盘盈和盘亏状态生产相应的报表，根据报表和盈亏分析报告对资产可以进行调整，以降低成本。

所述报警模块可在所述电信设备的定位信息异常时和/或所述振动幅度和/或频率超过阈值时发出报警信号。

所述电子围栏模块可设定一虚拟安全区域，当所述信息采集模块采集到的电信设备定位信息超出上述安全区域时，所述报警模块发出报警信号。所述虚拟安全区域的为球形区域，球形区域的半径范围是：1-3公里。

具体地，当电信设备到达目的地后对电信设备形成以目的地为球心的虚拟安全区域范围，当电信设备的位置超出安全区域范围后，所述监管终端装置发送指令给所述报警系统进行报警；所述电子围栏模块通过所述通信模块分别与IoT平台以及所述报警模块连接。这里安全区域范围为：以目的地为球心的1-3公里之内，本实施例中选优选值1.85公里。当检测到电信设备不在电子围栏范围内则证明电信设备被异常搬动，电子围栏模块通过通信模块主动报告电信设备的ID，位置进行位置追踪。

本系统工作时，将监管终端装置安装在资产上，可以对资产运输过程中以及到达目的地后甚至是安装完成以后整个使用过程中，进行ID、位置、使用状态以及被盗等情况的监控，进行实时资产位置展示；同时可以对资产进行远程盘点，生成盘点报表，通过报表进行计划/延期，资产在位的情况的统计，避免了现场盘点的浪费大量人力物力以及时间，大大提高了资产监管的物流效率，降低了监管成本；另外本系统可以监控资产的工作状态，及时进行资产跟新和维护。

本实施例中的监管终端装置的IoT平台可嵌入到现有的电信设备管理系统中，所述IoT平台可为PC的用户端或移动APP。上述主板包括外围电路、SIM卡槽和物理开关等。作为优选，所述监管终端装置还包括外设接口。

本实施例中的电信设备有机柜、载频、天馈、空调和UPS等设备，监管场景可涉及发货运输环节、分拨/分包仓库、站点、机房等全生命周期的管理。

上述监管终端装置可应用于-30～70℃的环境中，并具有一定的防震动、防碰撞、防爆等功能。为满足寿命、工业性、转换效率、安全等需求，对电池的性能要求较高。作为优选，该实施例采用聚合物锂离子电池(LPB)。该电池容量需求在3000mAH以上，可实现10天运输(10％)、10年静止(60％)、5天紧急追踪(30％)。

实施例2

该实施例仅描述与实施例1不同的技术特征，其他技术特征可与上述实施例1相同。本实施例公开了一种基于NB-IoT的电信设备监管终端装置，该监管终端装置可不另设通信MCU，而集成在芯片上，海思Boudica150芯片+LiteOS。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对实用新型构成任何限制。

Claims (7)

1.一种基于NB-IoT的电信设备监管系统，其特征在于，包括监管终端装置和IoT平台，所述监管终端装置包括主板以及设置在所述主板上的通信模块、信息采集模块和电池，所述电池为聚合物锂离子电池，所述监管终端装置安装在被监管的电信设备上，所述IoT平台包括位置追踪模块、振动监控模块、电信设备盘点模块和报警模块；

所述信息采集模块用于采集被监管电信设备的各种监管信息，所述监管信息至少包括电信设备ID信息、定位信息和振动信息；

所述通信模块用于将上述监管信息通过NB-IoT网络传输到所述IoT平台；

所述位置追踪模块可通过结合LBS定位技术和所述监管信息中的定位信息来实时追踪电信设备的地理位置，并根据时间顺序形成电信设备的物流轨迹；

所述振动监控模块可监控所述电信设备的振动幅度和频率；

所述电信设备盘点模块可根据接收到的所述信息采集模块发送来的电信设备ID信息和定位信息自动生成被监管电信设备的清单，并依据所述IoT平台上预设的电信设备编码进行自动盘点；

所述报警模块可在所述电信设备的定位信息异常时和/或所述振动幅度和/或频率超过阈值时发出报警信号。

2.一种根据权利要求1所述的电信设备监管系统，其特征在于，所述LBS定位技术包括利用所述通信模块和NB-IoT网络进行定位。

3.一种根据权利要求1或2所述的电信设备监管系统，其特征在于，所述信息采集模块包括GPS模块、振动传感器以及温度传感器、湿度传感器和压力传感器中的一个或多个，所述GPS模块用于获取电信设备的定位信息，所述振动传感器用于获取电信设备的振动信息，所述温度传感器、湿度传感器和压力传感器分别用于获取电信设备所处环境的温度、湿度和压力参数。

4.一种根据权利要求3所述的电信设备监管系统，其特征在于，所述信息采集模块还包括振动传感器，所述IoT平台还包括振动监控模块，所述振动监控模块可监控所述电信设备的振动幅度和频率，当所述振动幅度和/或频率超过阈值时，所述振动监控模块可指令所述报警模块发出报警信号。

5.一种根据权利要求1所述的电信设备监管系统，其特征在于，所述IoT平台还包括电子围栏模块，所述电子围栏模块可设定一虚拟安全区域，当所述信息采集模块采集到的电信设备定位信息超出上述安全区域时，所述报警模块发出报警信号。

6.一种根据权利要求1所述的电信设备监管系统，其特征在于，所述监管终端装置通过可拆卸安装结构安装在被监管的电信设备上。

7.一种根据权利要求6所述的电信设备监管系统，其特征在于，所述可拆卸安装结构包括螺丝式安装结构、夹具式安装结构、磁吸式安装结构、粘附式安装结构的任一种。