基于NB技术的光缆接头盒监测装置的制作方法

本实用新型涉及电力系统自动化监测技术领域，具体涉及一种基于nb技术的光缆接头盒监测装置。

背景技术：

电力通信的可靠是电网系统安全、稳定、高效的保障，电力通信业务的特殊性决定了通信必须具备时效性、准确性和可靠性，电力通信直接关系到了电网的安全运行。通信光缆中断是影响电力通信的主要问题，在光缆连接中，光缆出现问题中断时，80％的情况均为接头盒固定问题或受外力破坏导致光缆故障，尤其是在光缆t接位置及三跨位置的接头盒出现问题，会造成光缆中断的严重后果。

现在面临的主要问题有：巡视难，若接头盒出现上述问题很难发现及处理；数量众多，通信网络中光缆接头盒数量众多，分布广泛，运行维护人员很难做到对接头盒的全面巡视；利用4g+gps通信方式将接头盒进行监测，成本高，功耗高，难以满足户外设备长期运行，将给设备维护带来巨大困难。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，通过监测接头盒内部温湿度与光强度，监测接头盒的水平倾角变化，通过多个状态量综合分析判断，实现提前预警，在光缆中断前将故障排除，同时提供一种既能保证信号传输稳定，又无需铺设通讯线路的基于nb技术的光缆接头盒监测装置，满足低功耗，低成本需求。

本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案为：基于nb技术的光缆接头盒监测装置，包括电源电路、通信模组、看门狗、温湿度传感器、光敏传感器、三轴重力加速度传感器。所述电源为功率型锂亚电池及其外围电路，模组为支持opencpu模式和gnss定位系统的nb-iot模组，所述看门狗、温湿度传感器、三轴重力加速度传感器及光敏传感器均与模组连接，模组还设置有sim卡，模组通过网络平台与终端设备通信连接。

本实用新型通过温湿度传感器进行温湿度采集，通过光敏传感器进行光强度监测，通过模拟开关进行选通采样将数据传输给模组，三轴重力加速度传感器能监测x、y、z轴坐标，通过iic通信与模组进行数据交互；模组是支持opencpu模式且内置gnss定位系统，实现在模组中直接进行编程，无需额外配置cpu和gnss定位模块，降低功耗及成本。模组通过rtc定时唤醒，输出喂狗信号并进行联网，联网成功后将接收的检测数据上传至网络平台，检测数据经过网络平台发送至用户使用的终端设备，进而向用户展示数据信息。

所述电源电路包括电源及供电电路，所述电源为6.5ah的锂-亚硫酸酰氯电池，电源标称电压为3.6v，所述供电电路包括开关及并联的瞬态抑制二极管和若干电容。

所述模组为支持opencpu模式和gnss定位系统的nb-iot模组。

所述温湿度传感器为模拟量传感器，通过信号调理电路与模拟开关相连，所述光敏传感器，通过信号调理电路与模拟开关相连。

所述模拟开关与模组adc端口相连，通过选通不同通道进行采样。

所述三轴重力加速度传感器与模组io口连接，并通过模拟iic方式进行通讯。

所述模组连接有调试模块。

所述网络平台包括onenet平台，onenet平台通过主站与终端设备通信连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1)nb-iot具有信号强、广覆盖、低功耗、低成本等优势，解决现有技术无线通信不稳定，联网机制复杂、易掉线等问题；

2)无线通信可解决有线通信施工麻烦问题；

3)直接使用锂电池供电，无需外部取电，解决现场取电困难问题；

4)低功耗设计，使用寿命长，无需定期维护，减少维护成本；

5)内置gnss定位，可快速定位故障隐患；

6)通过用户终端设备推送信息，快捷方便。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图。

图2是本实用新型电源供电电路电路图。

图3是本实用新型传感器电源控制电路。

图4是本实用新型温湿度传感器、光敏传感器连接电路图。

图5是本实用新型模拟量选通电路。

图6是本实用新型三轴重力加速度传感器连接电路图。

图7是本实用新型看门狗的连接电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例做进一步描述：

实施例

如图1至图7所示，基于nb技术的光缆接头盒监测装置，包括电源电路、通信模组、看门狗、温湿度传感器、光敏传感器、三轴重力加速度传感器。所述电源为功率型锂亚电池及其外围电路，模组为支持opencpu模式和gnss定位系统的nb-iot模组，所述看门狗、温湿度传感器、三轴重力加速度传感器及光敏传感器均与模组连接，模组还设置有sim卡，模组通过网络平台与终端设备通信连接。

电源电路包括电源开关及供电电路，电源开关用于将电源接通和关机后电容电量的泄放。如图2所示，由于射频发射时瞬间电流大，需要在供电电路并联大电容。由于设备低功耗运行，当设备关机后，电容电量无法消耗，因此需要关闭电源后将回路通过电阻r5接地，泄放电能。电源为6.5ah的功率型锂-亚硫酰氯电池，电源的标称电压为3.6v。工作电压在整个使用寿命期间都能保持明显的平稳性，可以直接供电，无需进行电平转换，功率型电池能满足射频连接的瞬间大电流供电。

供电电路包括并联的瞬态二极管及若干电容。如图2所示，本实施例的供电电路采用并联的瞬态二极管及4个电容，电容c6起到储能作用，在设备联网、发送数据时保证电源稳定性，电容c7、c8、c9用于滤掉高频杂波，瞬态二极管用于防止静电进入电路，造成损坏。

传感器电源控制电路用于控制传感器的电源，在使用时供电，满足低功耗需求，如图3所示，控制电路为通过npn型三极管控制pmos管实现，当io输出低电平时，三极管导通，mos管vgs<0，mos管导通给传感器供电；基准源电路由tl431及其外围电路组成，通过r24、c19、c20搭配，输出稳定的2.5v，用于给温度传感器、光敏传感器提供基准，实现精确测量。

温湿度传感器为模拟量传感器，光敏传感器为光敏二极管，如图4所示，湿度采样经过r30、r31分压后，通过r32、c21的rc滤波电路进入u7运放，经过跟随后，进入模拟开关；温度采样同理，温度传感器为ntc热敏电阻，基准源电压经过温度传感器，经过分压、滤波、跟随后，进入模拟开关；基准源电压经过光敏传感器，经过r27、r28分压，进入模拟开关。

模拟量选通电路使用模拟开关实现，该芯片为双通道四路模拟开关，如图5所示，c26为芯片电源的滤波电容，芯片一端连接模拟量输入，一端连接模组的adc采样端口，ad0、ad1连接至模组io口，通过不同电平状态切换输入通道，实现多路模拟信号的采样。

三轴重力加速度传感器与模组io口连接并通过模拟iic方式进行通讯。如图6所示，本实施例中温度传感器的信号为adxl345，传感器的scl引脚连接有5.1kω的上拉电阻r25，sda引脚连接有5.1kω的上拉电阻r26，传感器不工作是处于休眠状态，工作时被唤醒进行温湿度采集，采集完成将数据发送到模组后进入休眠状态。

模组连接有调试模块。如图7所示，本实施例采用型号为tpl5010的看门狗，本实用新型最长休眠时间为99min，看门狗连接有160kω的标准电阻r16,喂狗最大时间设置为105min，r16并联电阻r17，用于对装置系统进行调试时使用。

网络平台包括onenet平台，onenet平台通过主站与终端设备通信连接。模组冷启动时，进行喂狗和联网操作，联网成功后，将进行温湿度、光强度采集的模拟量采集，采集完成后通过iic读取三轴重力加速度传感器的数据，然后进行相关告警判断，最后将检测的数据上传至onenet平台，数据发送成功后，模组进入休眠状态，等待唤醒，唤醒后设置时间，接收的检测数据无需联网操作可直接发送至onenet平台，发送成功后，模组再次进入休眠状态，等待唤醒。onenet接收检测数据后，通知主站进行数据更新，主站从平台获取数据后，将数据推动至用户的终端设备，向用户进行数据展示。

本实用新型功能实现所依赖的计算机程序属于本领域技术人员公知技术，不涉及程序的改进。