CN209496466U - 一种低功耗通信基站防盗装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种低功耗通信基站防盗装置，所述防盗装置包括振动传感器、MCU芯片、GPS/GPRS模块和主供电电路，所述主供电电路包括锂电池组/太阳能板电池以及分别与所述锂电池组/太阳能板电池连接的第一稳压器和DC/DC降压电路，所述第一稳压器连接所述MCU芯片，所述DC/DC降压电路与所述GPS/GPRS模块连接；所述MCU芯片分别与所述DC/DC降压电路、所述振动传感器和所述GPS/GPRS模块连接。本实用新型还基于所述低功耗通信基站防盗装置构建了一种低功耗通信基站防盗系统。本实用新型通过降低低功耗通信基站防盗装置休眠状态下的电流值降低了设备功耗，且能够实时追踪设备的位置，具有设计科学、简单实用的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信基站防盗领域，具体的说，涉及了一种低功耗通信基站防盗装置及系统。
背景技术
近年来位于野外的通信基站经常被盗，给通信企业造成很大的财产损失，为此人们多采取摄像头等防盗装置来防盗。以往的防盗装置不能很好地起到防盗效果，基站锂电池、空调室外机、太阳能板等被盗后不容易找到，也严重威胁通信基站的安全。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供了一种低功耗通信基站防盗装置及系统，具有功耗低以及能够实时追踪设备的优点。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种低功耗通信基站防盗装置，该防盗装置包括振动传感器、MCU芯片、GPS/GPRS模块和主供电电路，
所述主供电电路包括锂电池组/太阳能板电池以及分别与所述锂电池组/太阳能板电池连接的第一稳压器和DC/DC降压电路，所述第一稳压器连接所述MCU芯片，以向所述MCU芯片提供工作电压；所述DC/DC降压电路与所述GPS/GPRS模块连接，以在导通时向所述GPS/GPRS模块提供工作电压；
所述振动传感器与所述MCU芯片连接，用于向所述MCU芯片上传振动信号；
所述MCU芯片与所述DC/DC降压电路连接，根据所述振动信号控制所述DC/DC降压电路导通；
所述GPS/GPRS模块还与所述MCU芯片连接，在所述MCU芯片的控制下完成位置数据的采集以及位置数据的上传。
基于上述，还包括备用供电电路，所述备用供电电路包括备用电池以及分别与所述备用电池连接的第二稳压器和MOS管开关电路，所述第二稳压器连接所述MCU芯片，在所述第一稳压器无输出电压时，向所述MCU芯片提供工作电压；所述MOS管开关电路连接所述GPS/GPRS模块，以在导通时向所述GPS/GPRS模块提供工作电压；
所述MCU芯片与所述MOS管开关电路连接，根据所述振动信号控制所述MOS管开关电路导通。
基于上述，还包括充电电路，所述DC/DC降压电路通过所述充电电路连接所述备用电池，以在导通时向所述备用电池充电。
本实用新型还提供一种低功耗通信基站防盗系统，该系统包括上述的低功耗通信基站防盗装置、后台监控平台以及移动终端，所述低功耗通信基站防盗装置被安装在通信基站的锂电池、空调室外机和太阳能板上；所述后台监控平台分别与所述低功耗通信基站防盗装置和所述移动终端连接；
在通信基站的锂电池、空调室外机和/或太阳能板有振动时，所述低功耗通信基站防盗装置获取通信基站的锂电池、空调室外机和/或太阳能板的位置数据，并将位置数据上传至所述后台监控平台；所述后台监控平台动态更新显示通信基站的锂电池、空调室外机和/或太阳能板的位置数据，并向所述移动终端发送报警信息；
在通信基站的锂电池、空调室外机和/或太阳能板被找回时，所述低功耗通信基站防盗装置根据所述后台监控平台发送的复位指令进行复位。
本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，1.本实用新型所构建的防盗装置，在所述振动传感器未检测到振动时为休眠状态，在所述振动传感器检测到振动时才进入工作状态，通过休眠状态和工作状态的切换能够节约该防盗装置的能耗；同时采用低功耗LDO和低功耗MCU能够进一步降低该防盗装置休眠状态下的电流值，变相降低了该防盗装置的功耗。
2.在工作状态下，所述防盗装置通过所述GPS/GPRS模块完成位置数据的采集以及位置数据的上传，为后续设备的追踪提供了数据支持；
3.本实用新型还基于所述防盗装置构建了低功耗通信基站防盗系统，当通信基站的锂电池、空调室外机和/或太阳能板被盗后，该防盗装置启动工作并向后台监控平台上传通信基站锂电池、空调室外机、太阳能的位置数据（经纬度），后台监控平台实时显示被盗设备的位置，并及时通知移动终端，方便被盗设备的找回。
附图说明
图1是本实用新型的工作原理示意图。
图2是本实用新型实施例1所述的低压差线性稳压器LDO的外围电路示意图。
图3是本实用新型实施例1所述DC/DC降压电路的电路示意图。
图4是本实用新型实施例1所述GPS/GPRS模块的电路示意图。
图5是本实用新型实施例1所述MCU芯片的外围电路示意图。
图6是本实用新型实施例2的工作原理示意图。
图7是本实用新型实施例2所述备用供电电路的电路示意图。
图8是本实用新型实施例3的工作原理示意图。
图9是本实用新型实施例3所述充电电路的电路示意图。
图10是本实用新型实施例4所述的防盗系统的工作原理示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
如图1所示，本实用新型提供一种低功耗通信基站防盗装置，一种低功耗通信基站防盗装置，该防盗装置包括振动传感器、MCU芯片、GPS/GPRS模块和主供电电路。
所述主供电电路包括锂电池组/太阳能板电池以及分别与所述锂电池组/太阳能板电池连接的第一稳压器和DC/DC降压电路，所述第一稳压器连接所述MCU芯片，以向所述MCU芯片提供工作电压；所述DC/DC降压电路与所述GPS/GPRS模块连接，以在导通时向所述GPS/GPRS模块提供工作电压；
所述振动传感器与所述MCU芯片连接，用于向所述MCU芯片上传振动信号；
所述MCU芯片与所述DC/DC降压电路连接，根据所述振动信号控制所述DC/DC降压电路导通；
所述GPS/GPRS模块还与所述MCU芯片连接，在所述MCU芯片的控制下完成位置数据的采集以及位置数据的上传。
本实施例中低功耗通信基站防盗装置的工作原理为：
正常状态即所述振动传感器未检测到振动时，所述DC/DC降压电路断开，所述GPS/GPRS模块未上电，所述MCU芯片处于休眠状态。此时所述MCU芯片由所述主供电电路供电；具体的，当所述低功耗通信基站防盗装置安装在通信基站的锂电池组上时，通信基站的锂电池组通过所述第一稳压器向所述MCU芯片供电；当所述低功耗通信基站防盗装置安装在通信基站的太阳能板上时，通信基站的太阳能板电池通过所述第一稳压器向所述MCU芯片供电。
振动状态下，所述振动传感器检测到振动信号并上传至所述MCU芯片，所述MCU芯片接收所述振动信号后进入工作状态，控制所述DC/DC降压电路导通，此时所述锂电池组/太阳能板电池通过所述DC/DC降压电路向所述GPS/GPRS模块提供工作电压，以激活所述GPS/GPRS模块完成位置数据的采集以及位置数据的上传。
具体实现时，所述第一稳压器为低压差线性稳压器LDO芯片TPS7A4001,所述MCU芯片为STM8L151G6。
图2所示为所述低压差线性稳压器LDO芯片TPS7A4001的具体应用实例，在该应用实施例中，所述低功耗通信基站防盗装置安装在通信基站的锂电池组上，且所述锂电池组为输出+8～80V高电压的锂电池组；所述锂电池组输出的+8～80V高电压经过所述TPS7A4001芯片后转换为+2.5V工作电压，供所述MCU芯片使用。
具体的，所述DC/DC降压电路包括DC/DC降压芯片、采样电阻和二极管组，图3所示为所述DC/DC降压电路的具体应用实例，该应用实例中所述DC/DC降压芯片为SC71002芯片,所述DC/DC降压芯片SC71002的使能引脚EN与所述MCU芯片的控制信号输出引脚连接，当所述MCU芯片向所述DC/DC降压芯片SC71002的使能引脚EN输出的控制信号MPOW为高电平时，所述DC/DC降压芯片导通，向外提供1.2安培的持续输出电流，该电流经采样电阻R19和采样电阻R21后采样后转换为+4.5V供电电压，+4.5V供电电压经二极管D8和二极管D10组合降压后输出+4V供电电压供所述GPS/GPRS模块使用。
图4所示为所述GPS/GPRS模块的具体应用实例，该应用实例中，所述GPS/GPRS模块中的GPRS芯片的型号为MC20，所述GPS/GPRS模块在所述MCU芯片的控制下完成位置数据的采集以及位置数据的上传。
需要注意的是，还可以通过更换不同的定位芯片来更换位置数据的类型，通过更换不同的网络传输芯片来更换数据传输使用的网络类型，如将GPS定位芯片更换为北斗定位芯片，将GPRS芯片更换为NB-IOT物联网芯片，优选的，所述NB-IOT物联网芯片的型号为BC20。
图5所示为所述MCU芯片的具体应用实例，所述振动传感器连接所述STM8L151G6芯片，所述STM8L151G6芯片向所述DC/DC降压芯片SC71002输出控制信号MPOW，具体的，当所述STM8L151G6芯片接收到振动信号后，其向所述DC/DC降压芯片SC71002输出的控制信号MPOW为高电平；当所述STM8L151G6芯片未接收到振动信号后，其向所述DC/DC降压芯片SC71002输出的控制信号MPOW为低电平；由于所述STM8L151G6芯片为低电压超低功耗单片机，可以有效降低系统静态工作电流，大大降低待机功耗。
所述主供电电路包括锂电池组/太阳能板电池以及分别与所述锂电池组/太阳能板电池连接的第一稳压器和DC/DC降压电路，所述第一稳压器连接所述MCU芯片，以向所述MCU芯片提供工作电压；所述DC/DC降压电路与所述GPS/GPRS模块连接，以在导通时向所述GPS/GPRS模块提供工作电压。
实施例2
本实施例与实施例1的区别之处在于：如图6所示，所述低功耗通信基站防盗装置还包括备用供电电路，所述备用供电电路包括备用电池以及分别与所述备用电池连接的第二稳压器和MOS管开关电路，所述第二稳压器连接所述MCU芯片，在所述第一稳压器无输出电压时，向所述MCU芯片提供工作电压；所述MOS管开关电路连接所述GPS/GPRS模块，以在导通时向所述GPS/GPRS模块提供工作电压；
所述MCU芯片与所述MOS管开关电路连接，根据所述振动信号控制所述MOS管开关电路导通。
通信基站中空调室外机也容易被盗，且空调室外机是由通信基站的锂电池组供电的，因而也可以将实施例1所述的低功耗通信基站防盗装置安装在通信基站的空调室外机上，由通信基站的锂电池组向所述低功耗通信基站防盗装置供电，实现通信基站空调室外机的防盗；然而当通信基站的空调室外机被盗走时，空调室外机上安装的低功耗通信基站防盗装置就会与通信基站的锂电池组断开连接，从而因为没有供电电源而无法工作；同理，当通信基站的锂电池组被盗走时，即使通信基站的空调室外机没有被盗，其上安装的低功耗通信基站防盗装置同样会由于没有锂电池组的供电而无法工作，同样还是起不到防盗作用。
究其原因，还是因为实施例1所述的低功耗通信基站防盗装置是由外界电源供电，当外接电源无法供电时，所述低功耗通信基站防盗装置就会因为无电源而无法工作，本实施例中所提供的备用供电电路就是为解决这个问题而设计的。
本实施例中所述低功耗通信基站防盗装置的工作原理为：
正常状态即所述振动传感器未检测到振动时，所述DC/DC降压电路断开，所述GPS/GPRS模块未上电，所述MCU芯片处于休眠状态，此时所述MCU芯片由所述主供电电路供电；具体的，当所述低功耗通信基站防盗装置安装在通信基站的锂电池组上时，通信基站的锂电池组通过所述第一稳压器向所述MCU芯片供电。
振动状态下且空调室外机无位移时，所述振动传感器检测到振动信号并上传至所述MCU芯片，所述MCU芯片接收所述振动信号后进入工作状态，控制所述DC/DC降压电路导通，此时所述锂电池组通过所述DC/DC降压电路向所述GPS/GPRS模块提供工作电压，以激活所述GPS/GPRS模块完成位置数据的采集以及位置数据的上传。
振动状态下且空调室外机有位移时，所述MCU芯片与所述主供电电路断开连接，所述备用供电电路向所述MCU芯片供电；具体的，所述备用电池通过所述第二稳压器向所述MCU芯片提供工作电压；所述振动传感器将检测到的振动信号上传至所述MCU芯片，所述MCU芯片接收所述振动信号后进入工作状态，控制所述MOS管开关电路导通，此时所述备用电池通过所述MOS管开关电路向所述GPS/GPRS模块提供工作电压，以激活所述GPS/GPRS模块完成位置数据的采集以及位置数据的上传。
从上述工作原理中可以看出，所述备用供电电路的存在使得所述低功耗通信基站防盗装置能够适应外界供电和内部供电两种形式，在没有外界电源供电的情况下仍然能够工作，从而起到防盗的作用。
具体的，所述MOS管开关电路包括三极管、MOS管和二极管，所述备用电池通过上拉电阻连接所述三极管的集电极，所述三极管的基极连接所述MCU芯片的控制信号输出引脚，所述MOS管的源极连接所述三极管的集电极，所述MOS管的漏极连接所述备用电池，所述MOS管的栅极通过所述二极管向所述GPS/GPRS模块提供工作电压。
图7所示为所述备用供电电路的具体应用实例，所述第二稳压器为低压差电压稳压器ME6206A25M3芯片，当所述锂电池组/太阳能板电池停止供电时，所述备用电池通过所述低压差电压稳压器ME6206A25M3芯片向所述MCU芯片提供2.5V工作电压。
所述MOS管开关电路中的MOS管为MOS管2301，所述三极管为三极管DTC144EE，当所述STM8L151G6芯片未接收到振动信号后，其向所述三极管DTC144EE的基极输出的控制信号MPOW为低电平，所述三极管DTC144EE不导通；当所述STM8L151G6芯片接收到振动信号后，其向所述三极管DTC144EE的基极输出的控制信号MPOW为高电平，所述MOS管2301和所述三极管DTC144EE导通，此时所述备用电池通过所述MOS管2301和二极管D5向所述GPS/GPRS模块提供4V工作电压。
实施例3
本实施例与实施例2的区别之处在于：如图8所示，所述低功耗通信基站防盗装置还包括充电电路，所述DC/DC降压电路通过所述充电电路连接所述备用电池，以在导通时向所述备用电池充电。
由于实施例2中所述备用供电电路是由备用电池供电的，若所述备用电池的电量不足或无电时，所述低功耗通信基站防盗装置仍然无法起到防盗功能，为了确保所述低功耗通信基站防盗装置起到防盗功能，所述备用电池的电量应该在不用时保持充满状态。本实施例中的所述充电电路就是为了解决这个问题而设计的，当所述低功耗通信基站防盗装置由所述主供电电路供电时，所述锂电池组也通过所述DC/DC降压电路和所述充电电路向所述备用电池充电。
图9所示为所述充电电路的具体应用实例，所述充电电路包括锂电池充电管理芯片TP4055，所述锂电池充电管理芯片TP4055的电源引脚连接所述DC/DC降压电路的+4.5V供电电压输出端；当所述DC/DC降压芯片SC71002启动导通后，+4.5V供电电压输出端向所述锂电池充电管理芯片TP4055输出+4.5V供电电压，所述锂电池充电管理芯片TP4055得电后开始工作，检测所述备用电池的电压并自动进行充电，直至所述备用电池的电量被充满。
实施例4
本实施例提供一种低功耗通信基站防盗系统，如图10所示，该系统包括实施例1或实施例2或实施例3中所述的低功耗通信基站防盗装置，后台监控平台以及移动终端，所述低功耗通信基站防盗装置通过螺钉被安装在通信基站的锂电池、空调室外机和太阳能板上，形成一体结构；所述后台监控平台分别与所述低功耗通信基站防盗装置和所述移动终端连接。
在通信基站的锂电池、空调室外机和/或太阳能板有振动时，所述低功耗通信基站防盗装置的振动传感器检测到轻微振动或位移时，激活该装置的MCU芯片以控制所述DC/DC降压电路或所述MOS管开关电路导通，为所述GPS/GPRS模块提供工作电压；所述GPS/GPRS模块获取通信基站的锂电池、空调室外机和/或太阳能板的位置数据，并将位置数据上传至所述后台监控平台；所述后台监控平台向所述移动终端如监管人的手机或平板上发送报警信息，报警信息的发送可以以微信信息形式发送也可以以手机短信形式发送，并动态更新显示通信基站的锂电池、空调室外机和/或太阳能板的位置数据，最终找到被盗设备。
在通信基站的锂电池、空调室外机和/或太阳能板被找回时，所述低功耗通信基站防盗装置根据所述后台监控平台发送的复位指令进行复位。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
Claims (7)
1.一种低功耗通信基站防盗装置，其特征在于：包括振动传感器、MCU芯片、GPS/GPRS模块和主供电电路，
所述主供电电路包括锂电池组/太阳能板电池以及分别与所述锂电池组/太阳能板电池连接的第一稳压器和DC/DC降压电路，所述第一稳压器连接所述MCU芯片，以向所述MCU芯片提供工作电压；所述DC/DC降压电路与所述GPS/GPRS模块连接，以在导通时向所述GPS/GPRS模块提供工作电压；
所述振动传感器与所述MCU芯片连接，用于向所述MCU芯片上传振动信号；
所述MCU芯片与所述DC/DC降压电路连接，根据所述振动信号控制所述DC/DC降压电路导通；
所述GPS/GPRS模块还与所述MCU芯片连接，在所述MCU芯片的控制下完成位置数据的采集以及位置数据的上传。
2.根据权利要求1所述的低功耗通信基站防盗装置，其特征在于，还包括备用供电电路，所述备用供电电路包括备用电池以及分别与所述备用电池连接的第二稳压器和MOS管开关电路，所述第二稳压器连接所述MCU芯片，在所述第一稳压器无输出电压时，向所述MCU芯片提供工作电压；所述MOS管开关电路连接所述GPS/GPRS模块，以在导通时向所述GPS/GPRS模块提供工作电压；
所述MCU芯片与所述MOS管开关电路连接，根据所述振动信号控制所述MOS管开关电路导通。
3.根据权利要求2所述的低功耗通信基站防盗装置，其特征在于：还包括充电电路，所述DC/DC降压电路通过所述充电电路连接所述备用电池，以在导通时向所述备用电池充电。
4.根据权利要求1或2所述的低功耗通信基站防盗装置，其特征在于：所述DC/DC降压电路包括DC/DC降压芯片、采样电阻和二极管组，所述锂电池组/太阳能板电池连接所述DC/DC降压芯片的输入引脚，所述MCU芯片的控制信号输出引脚连接所述DC/DC降压芯片的使能引脚，所述DC/DC降压芯片的输出引脚连接所述采样电阻；当所述MCU芯片的控制信号输出引脚输出高电平时，所述DC/DC降压芯片导通，所述采样电阻将所述DC/DC降压芯片输出的电流转换为电压，并经所述二极管组降压后向所述GPS/GPRS模块提供工作电压。
5.根据权利要求2或3所述的低功耗通信基站防盗装置，其特征在于：所述MOS管开关电路包括三极管、MOS管和二极管，所述备用电池通过上拉电阻连接所述三极管的集电极，所述三极管的基极连接所述MCU芯片的控制信号输出引脚，所述MOS管的源极连接所述三极管的集电极，所述MOS管的漏极连接所述备用电池，所述MOS管的栅极通过所述二极管向所述GPS/GPRS模块提供工作电压。
6.根据权利要求1或2所述的低功耗通信基站防盗装置，其特征在于：所述第一稳压器为低压差线性稳压器LDO芯片TPS7A4001,所述MCU芯片为STM8L151G6。
7.一种低功耗通信基站防盗系统，其特征在于：包括权利要求1-5任一项所述的低功耗通信基站防盗装置、后台监控平台以及移动终端，所述低功耗通信基站防盗装置被安装在通信基站的锂电池、空调室外机和太阳能板上；所述后台监控平台分别与所述低功耗通信基站防盗装置和所述移动终端无线连接；
在通信基站的锂电池、空调室外机和/或太阳能板有振动时，所述低功耗通信基站防盗装置获取通信基站的锂电池、空调室外机和/或太阳能板的位置数据，并将位置数据上传至所述后台监控平台；所述后台监控平台动态更新显示通信基站的锂电池、空调室外机和/或太阳能板的位置数据，并向所述移动终端发送报警信息；
在通信基站的锂电池、空调室外机和/或太阳能板被找回时，所述低功耗通信基站防盗装置根据所述后台监控平台发送的复位指令进行复位。
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