CN212060904U - 一种用于田野石质文物的安防监测终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于田野石质文物的安防监测终端，包括终端壳体，其特征在于，所述壳体内部设置有电源构件和集成电路板，所述集成电路板上依次罗列固定焊接有MCU、振动传感器、存储器、北斗+GPS、GPRS和RTC,所述振动传感器、存储器、GPS、GPRS和RTC电性连接，所述电源构件包括电池和充电电路。本实用新型通过振动传感器进行实时监测，并将位置信息通过GPRS采用MQTT协议发送至云服务器。采用MQTT协议节省了网关，更适合在远离市电的野外环境使用。

Description

一种用于田野石质文物的安防监测终端

技术领域

本实用新型属于文物监测技术领域，尤其涉及一种用于田野石质文物的安防监测终端。

背景技术

文物是古代文明的象征，是人类历史的见证。中国历史纵横五千年，中华文明源远流长。在其成长过程中，所产生的文物古迹数不胜数，其中的石质文物更是独具一格，默默地刻画和记录着人类发展中所经历的一些阶段和所发生的事情。从石器时代人们所使用的石质器具到封建时代的石碑石刻，以及全国各地分布的石窟寺等等都具有极高的艺术价值。但是石质文物大多分布在遗址区或田野间等远离市电的地方，因此给石质文物的监测和保护带来很大的困难。

目前石质文物的保护主要体现在两方面，一种是防止因为周边环境的恶化导致文物被侵蚀，一种是防止人为的破坏，这两种方法都需要对石质文物进行监测，但是目前市面上还没有没有针对野外石质文物低功耗的安防监测终端，因此提供一种用于田野石质文物的安防监测终端是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种用于田野石质文物的安防监测终端,包括终端壳体，其特征在于，所述壳体内部设置有电源构件和集成电路板，所述集成电路板上依次罗列固定焊接有MCU、振动传感器、存储器、北斗+GPS、GPRS和RTC,所述振动传感器、存储器、GPS、GPRS和RTC电性连接，所述电源构件包括电池和充电电路。

进一步的方案为：所述终端壳体为IP66防护等级的防护材料结构。

进一步的方案为：电池为锂离子充电电池，所述电池与集成电路板之间设置有低压差线性稳压器，所述低压差线性稳压器型号为ADP161AUJZ-R7。

进一步的方案为：振动传感器型号为ADXL362BCCZ，采用3mm×3.25mm×1.06mm封装，存储器型号为AT24CM01-SSHM-T，北斗+GPS型号为L76B模块，RTC型号为DS3231MZ+，GPRS型号为SIM800C模块，尺寸为17.6mm×15.7mm×2.3mm。

进一步的方案为：监测终端与石质文物本体通过双面胶无损连接。

本实用新型的有益效果为：

(1)本监测终端采用L76B-M33模块集成GPS和BeiDou多定位系统的并发接收型模块，尺寸小，在封装上兼容移远通信L76GPS模块，支持GPS和BeiDouL1频段同步接收功能，定位精准。

(2)通过振动传感器实时获取本体振动信号进行对石质文物实时监测，能在文物收到破坏后第一时间进行修复。

(3)本监测装备的电源为锂离子充电电池，适用于远离市区的野外田野使用。

(4)终端外壳防护等级：IP66，适用于户外恶劣环境。

(5)采用芯片级的振动传感器、存储器、GPS、GPRS和RTC，尺寸小，并且全部焊接到集成电路板上，使得整个监测终端结构紧凑，体积小，与石质文物粘接时更能做到无损连接。

附图说明

图1：监测终端结构示意图；

图2：集成电路板各元器件连接示意图；

图3：集成电路板集成示意图；

图4：电源部分连接示意图；

附图标记说明：1终端壳体、2电池、3集成电路板。

具体实施方式

下面将结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明，

(6)如图1和图2所示，本实用新型提供一种用于田野石质文物的安防监测终端，包括终端壳体，壳体内部设置有电源构件和集成电路板，集成电路板上依次罗列固定焊接有MCU、振动传感器、存储器、北斗+GPS、GPRS和RTC,振动传感器、存储器、GPS、GPRS和RTC电性连接，电源构件包括电池和充电电路，其中，终端壳体为IP66防护等级的防护材料结构，适用于户外恶劣环境；如图3所示，USB为CP2014-F03-GM是一个全速USB总线的转接芯片，兼容USB2.0，支持波特率最大可达2Mbps。进行串口配置及Bootloader下载功能，电池为锂离子充电电池，所述电池与集成电路板之间设置有低压差线性稳压器，所述低压差线性稳压器型号为ADP161AUJZ-R7，适用于远离市区的野外田野使用，选用SIMCOM科技的SIM800C模块，已通过无委会认证，SIM800C是一款四频GSM/GPRS模块，工作频段为：850/900/1800/1900MHz；为城堡孔封装；尺寸为17.6mm×15.7mm×2.3mm，发送振动传感器参数、GPS/北斗位置坐标信息，同时接收下达的反控命令，CAT823ZTDI-GT3是一款集系统监控电压复位与看门狗和手动复位芯片，看门狗超时时间1.6S；工作电压为1.2V～5.5V。ADXL362BCCZ是一款超低功耗、3轴MEMS加速度计，输出数据速率为100Hz时功耗低于2uA，在运动触发唤醒模式下功耗为270nA，采用3mm×3.25mm×1.06mm封装，监测文物本体振动，触发GPS、GPRS工作，AT24CM01-SSHM-T是一款1Mbit，串行EEPROM，DS3231MZ+是一款低成本、高精度I2C实时时钟(RTC)，集成微机电系统(MEMS)谐振器提高了器件的长期精确度，并减少了生产线的元件数量。如图4所示，ADP161AUJZ-R7为超低静态电流、低压差线性调节器，工作电压为2.2V～5.5V，输出电流最高可达150mA。在150mA负载下压差仅为195mV，不仅可提高效率，而且能使器件在很宽的输入电压范围内工作。还包括一个开关电阻，当LDO禁用时，该电阻自动使输出放电。锂电池电压经ADP161稳压到2.8V，给ADXL362提供能源。NCP583为超低静态电流、低压差线性调节器，工作电压为1.7V～6.0V，输出电流最高可达150mA。在150mA负载下压差仅为250mV。锂电池电压一路经NCP583SQ33T1G稳压到3.3V，给L76B提供能源；一路经NCP583SQ28T1G稳压到2.8V，分别给MCU、RTC、EEPROM、看门狗、L76B备用电源提供能源。SY7066AQMC是一个单片的同步升压芯片，1.8V～5.5V宽输入工作电压，输出从2.5V～5.5V可调，固定500kHz频率，6A输出电流。锂电池电压经SY7066同步升压到4.0V，给SIM800C提供能源。TP4056是一款完整的单节锂离子电池采用恒定电流/恒定电压线性充电器。其底部带有散热片的SOP8封装。由于采用了内部PMOSFET架构，加上防倒充电路，所以不需要外部隔离二极管。充电电压固定于4.2V，充电电流可通过一个电阻器进行外部设置，1000mA的可编程充电电流。当充电电流在达到最终浮充电压之后降至设定值1/10时，TP4056将自动终止充电循环。TYPE-CUSB口通过5V能源，通过TP4056给内部锂电池充电。本装置采用芯片级的振动传感器、存储器、GPS、GPRS和RTC，尺寸小，并且全部焊接到集成电路板上，使得整个监测终端结构紧凑，体积小，与石质文物粘接时更能做到无损连接。

需要强调的是GPS/北斗+GPRS技术已非常成熟，广泛被应用于工业，民用等各个领域，因此，本实用新型中所提到的北斗+GPS、GPRS和MQTT协议属于现有技术，并非本实用新型解决技术问题的必要技术手段。本申请提供一种用于田野石质文物的安防监测终端，终端壳体内部设置集成电路板和电源构件，集成电路板上依次罗列固定焊接有MCU、振动传感器、存储器、北斗+GPS、GPRS和RTC，并且集成电路和电池通过电性连接，这种新的设备终端填补了市场没有针对野外石质文物实时监测终端的空白。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于田野石质文物的安防监测终端，包括终端壳体，其特征在于，所述壳体内部设置有电源构件和集成电路板，所述集成电路板上依次罗列固定焊接有MCU、振动传感器、存储器、北斗+GPS、GPRS和RTC,所述振动传感器、存储器、GPS、GPRS和RTC电性连接，所述电源构件包括电池和充电电路。

2.根据权利要求1所述的一种用于田野石质文物的安防监测终端，其特征在于，所述终端壳体为IP66防护等级的防护材料结构。

3.根据权利要求2所述的一种用于田野石质文物的安防监测终端，其特征在于，电池为锂离子充电电池，所述电池与集成电路板之间设置有低压差线性稳压器，所述低压差线性稳压器型号为ADP161AUJZ-R7。

4.根据权利要求3所述的一种用于田野石质文物的安防监测终端，其特征在于，振动传感器型号为ADXL362BCCZ，采用3mm×3.25mm×1.06mm封装，存储器型号为AT24CM01-SSHM-T，北斗+GPS型号为L76B模块，RTC型号为DS3231MZ+，GPRS型号为SIM800C模块，尺寸为17.6mm×15.7mm×2.3mm。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种用于田野石质文物的安防监测终端，其特征在于，监测终端与石质文物本体通过双面胶无损连接。

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