一种基于NB-IoT的智能地锁系统的制作方法

本实用新型涉及物联网领域应用领域，特别涉及一种基于NB-IoT的智能充电车位地锁系统。

背景技术：

电动汽车现已走进千家万户，各大充电设施运营商也建设了众多的充电桩以满足其充电需求，但是目前充电车位被非充电车辆占用的问题非常普遍，造成电动汽车充电难的问题，在部分地区甚至于酿成电动出租车司机的群体性事件。

目前市场主要使用机械手动式车锁，汽车进出停车位时需要下车把车位锁的撑杆撑起或放下，然后再上锁，使用非常不便，如果是露天车位又碰到下雨天等突发状况，情况更为复杂。手动车位锁没有防撞功能，车子容易撞到车位锁，车子和车位锁都容易损坏。还有一种地锁为通过电机带动地锁的上锁和解锁，其通过控制电机的运行正反状态来控制地锁的解锁。

如何将地锁和NB-IoT物联网技术集合到一起，设计一种基于NB-IoT技术的智能地锁，用户可远程自动控制地锁的下降，提高地锁的智能化程度以及方便用户使用，对于车位地锁控制来说至关重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于NB-IoT智能地锁系统，用于远程自动的控制自锁解锁。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于NB-IoT的智能地锁系统，包括通过电机控制的升降的地锁机构，还包括微处理器、NB-IoT通信模块，所述微处理器通过NB-IoT通信模块接收外部控制信号，所述微处理器与电机连接用于控制电机的正转和反转。

所述外部控制信号为手机或车载终端发出的电机控制信号，所述手机通过NB-IoT基站与NB-IoT通信模块连接；所述车载终端包括车载NB-IoT通信模块，所述车载NB-IoT通信模块与车身控制器连接，所述车身控制器与车载显示屏或触控按钮连接。

所述微处理器与车辆检测模块连接，所述车辆检测模块用于检测车位处是否存在车辆。

所述车辆检测模块为地磁车辆检测器或环形线圈检测器、微波检测器、超声波车辆检测器。

还包括继电器KM3，所述继电器KM3的常闭触点K3串接设置在电源与电机之间。

所述微处理分别与正转继电器KM1、反转继电器KM2连接，所述正转继电器KM1、反转继电器KM2分别控制电机的正转回路、反转回路的通断电。

本实用新型的优点在于：通过NB-IoT通讯技术可以远程的控制地锁的解锁，解锁的控制采用手机或者车载触控屏或车载触控按钮，方便控制，当需要控制时，根据不用下车可以操作按钮控制地锁的解锁或闭锁。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型地锁系统结构原理图；

图2为本实用新型的电控示意图；

图3为本实用新型电路原理图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

NB-IoT(Narrow Band Internet of Things,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(LPWAN)。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，相当于提升了100倍覆盖区域的能力；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。

本申请就是利用NB-IoT通讯单元特点来实现一种基于NB-IoT通讯模块的智能地锁系统，该系统包括通过电机控制的升降的地锁机构、微处理器、NB-IoT通信模块，微处理器采用51单片机来实现，微处理器通过NB-IoT通信模块接收外部控制信号，微处理器与电机连接用于控制电机的正转和反转，微处理器根据NB-IoT通讯模块接收到的外部信号来控制电机的正转和反转，从而来控制地锁机构的升起和下降，升起对应车位地锁上锁，此时车辆无法停在车位。

外部信号有两种传递方式，一种采用手机、另一种采集车载终端发出。当采用手机时，手机通过移动网络连接NB-IoT基站，然后由NB-IoT基站与NB-IoT通信模块连接，将手机的控制信号转发给微处理器。这里基站相当于NB-IoT中继，用于转发信号。手机输入的电机控制信号经过NB-IoT传递至微处理器，由微处理器控制电机的正转和反转来匹配控制信号。

当采用车载终端时，车载终端包括车载NB-IoT通信模块，车载NB-IoT通信模块与车身控制器连接，车身控制器与车载显示屏或触控按钮连接。通过触控按钮、车载显示屏来输入地锁解锁信号，然后由车身控制器通过车载NB-IoT通信模块将信号发送给微处理器，由微处理器控制电机的正反转。当车辆接近车位时，通过触控屏或设置在车上的解锁触控按钮按下后，将解锁控制信号通过NB-IoT通信方式传递至微处理器中，由微处理器控制电机的转反正。

微处理器与车辆检测模块连接，车辆检测模块用于检测车位处是否存在车辆。检测车辆是否停在车位处，当车辆离开车位后，微处理器通过车辆检测模块检测到信号后，控制电机转动，使得电机带动地锁机构升起，从而上锁车位。车辆检测模块可以采用多种方式来检测，包括地磁车辆检测器或环形线圈检测器、微波检测器、超声波车辆检测器。以地磁车辆检测器为例，由于车辆在车位和不在车位两种状态下，车位处的地磁信号是不同的，根据这个信号来判断车辆是否在车位。在电源和电机之间串接继电器KM3的常闭触点K3，继电器KM3的线圈由微处理器驱动通断电。当通过地磁检测车位上有车辆时，为了防止误触发造成的车位锁的误动作，此时微处理器控制继电器线圈通电，此时常闭触点K3断开，也就是电源无法给电机供电，此时无法操控电机正反转，也就是避免车辆停在车位上后，由于没有开出来误触碰造成地锁升起来刮蹭车辆的事故。当车辆开出后，微处理器可以停止驱动KM3继电器通电，常闭触点又接通电机供电，此时可以通过手机、车载触控屏来控制车位锁上锁。配置地磁检测，确保地锁不会误动作，划伤车身。

至于电机的正反转，其中一种实现方式为通过正转继电器KM1、反转继电器KM2来实现，对于三相电，由于接线不同、输入的U、V、W三相电的不同，对应的就会产生正传和反转两种状态，此时可以通过继电器来实现，将电源输出沿着常闭触点K3引出后，分别根据连线不同分为正转回路、反转回路，在正转回路和反转回路中分别对应串接设置正传继电器KM1常开触点K1、反转继电器KM2常开触点K2，然后KM1、KM2的线圈由微处理器驱动通断电。从而来控制正转回路介入电机或反转回路介入电机，从而实现电机的正反转。

本申请中，NB-IoT通讯模块、微处理器、继电器等电路集成在控制板上形成一个控制单元，通过电源为微处理器、NB-IoT通讯模块供电，微处理器的输出端分别连接继电器KM1的线圈、KM2的线圈、KM3的线圈，用于驱动继电器线圈的通电；NB-IoT通讯模块是基于NB-IoT物联网通讯技术的智能地锁的核心，用户数据的接收及上传。

基于NB-IoT物联网通讯技术的智能地锁的工作流程如下，用户通过手机APP或操作按钮下发地锁下降的控制指令，NB-IoT通讯模块接收到平台的数字量信号后，由单片机处理数字量信号后，将发出DC12V+的模拟量信号至继电器的控制线圈，继电器控制线圈带电从而引起触点闭合，从而实现主回路闭合，最终实现地锁内电机正转或者反转。同时电磁检测通过地磁场磁通量变化识别车辆位置，当车辆离开车位时，控制电机自动升起，完成整个工作流程。当车辆处于车位上时，继电器KM3的常闭触点断开，避免误操作造成的地锁的误上升造车给车辆误划破。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。