一种断电感应监控终端的制作方法

本发明属于电源监测领域,具体涉及一种断电感应监控终端。

背景技术：

近年来，随着物联网的科技发展，各种自动化设备和无人值守装置广泛应用于生产、生活当中，例如自动化无人机房和各类视频监控系统均需依赖电源才能正常运行。

现有技术中存在有对电源断电进行报警的断电感应自动报警系统，此类系统一般由电源监控模块、通讯模块、主控模块等组成。其中，电源监控模块用于监控市供电源或其他电源，一旦电源中断供电时，即由报警系统的主控模块发出指令并调用通讯模块，通讯模块即拨打预设的接警电话或发送短信至预设的接警手机，完成触发报警过程。

另外现有技术中还有一些断电感应自动报警系统，这类系统可以在电源中断供电时，将报警信息发送至用户的手机app软件，供用户查阅监控被监控设备的报警信息。

因此，现有技术中的断电感应自动报警系统存在以下几个问题：

1、断电感应报警系统仅在电源中断时报警，难以对被监控设备的多个状态数据进行分析，无法有效地判断被监控设备发生故障的原因；

2、现有技术中的报警系统多数不具备网络化监测能力，难以对监控的状态数据进行上、下行交互。

综上所述，目前的断电感应自动报警系统无法满足在大规模部署被监控设备的情况下，获取被监控设备的状态数据，无法对故障进行分析。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种断电感应监控终端，该终端可以在大规模部署被监控设备的情况下，能够获取被监控电源或被监控设备的状态数据并将所述状态数据发送至上端监测系统，根据上端监测系统的分析结果进行报警。

本发明的技术方案是：

一种断电感应监控终端，所述终端包括：外部电源监控器、信号隔离控制器、主控制器、定位控制器和网络通信控制器；

所述外部电源监控器与外部电源连接，所述外部电源控制器用于监控外部电源的状态数据并将外部电源输出的交流电转换为直流电；

所述外部电源监控器的输出端与所述信号隔离控制器的输入端连接，所述信号隔离控制器的输出端分别与所述主控制器、定位控制器和网络通信控制器连接；

所述定位控制器将定位数据传输给所述主控制器；

所述主控制器与网络通信控制器双向通信连接。

进一步的，所述终端还包括移动通信控制器，所述信号隔离控制器的输出端与所述移动通信控制器连接，所述主控制器与所述移动通信控制器双向通信连接。

进一步的，所述终端还包括内部电源控制器，所述外部电源监控器的输出端与所述内部电源控制器的输入端连接，以向所述内部电源控制器供电。

进一步的，当所述外部电源控制器停止工作时，所述内部电源控制器作为备用电源向所述终端供电。

进一步的，所述内部电源控制器的输出端分别与所述主控制器、定位控制器、网络通信控制器和移动通信控制器连接。

进一步的，所述信号隔离控制器用于隔离干扰信号，所述干扰信号是由外部电源控制器将外部电源输出的交流电转换为直流电时所产生的。

进一步的，所述主控制器将所述定位数据传输至上端监测系统。

进一步的，所述网络通信控制器根据所述主控制器的指令向上端监测系统传输所述终端的ip地址；

所述移动通信控制器根据所述主控制器的指令向上端监测系统传输就绪状态参数。

进一步的，所述状态数据包括以下参数中的一个或多个：信号隔离控制器输出的第一电压值、内部电压控制器输出的第二电压值、所述ip地址、定位数据和就绪状态参数。

进一步的，当所述状态数据中的一项或多项状态数据不满足预设条件时，所述主控制器控制报警模块进行报警。

本发明的断电感应监控终端能灵活适应不同的故障场景，能够获取被监控设备的状态数据，以供上端监测系统准确地判断分析被监控设备的故障原因。本发明的网络通信控制器的ip接口可以实现所述终端和上端监测系统之间上、下行的双向监控数据的交互，以便于在大规模部署被监控设备时，可以获取被监控设备的大量数据，从而判断被监控设备的故障原因。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种断电感应监控终端的模块示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

一、断电感应监控终端

本发明的实施例提供一种断电感应监控终端，该终端位于断电感应报警监控系统的下端，与被监控电源及被监控设备一同部署安装，用于监控电源及被监控设备的状态数据，所述终端可与上端监测系统通过ip网络或移动通信网络交互监测数据。

图1是本发明实施例提供的一种断电感应监控终端的模块示意图；参见图1，所述终端包括：外部电源监控器、信号隔离控制器、主控制器、定位控制器和网络通信控制器；

所述外部电源监控器与外部电源连接，所述外部电源控制器用于监控外部电源的状态数据并将外部电源输出的交流电转换为直流电；

所述外部电源监控器的输出端与所述信号隔离控制器的输入端连接，所述信号隔离控制器的输出端分别与所述主控制器、定位控制器和网络通信控制器连接；

所述定位控制器将定位数据传输给所述主控制器；

所述主控制器与网络通信控制器双向通信连接。

优选的，所述终端还包括移动通信控制器，所述信号隔离控制器的输出端与所述移动通信控制器连接，所述主控制器与所述移动通信控制器双向通信连接。

优选的，所述终端还包括内部电源控制器，所述外部电源监控器的输出端与所述内部电源控制器的输入端连接，以向所述内部电源控制器供电；当所述外部电源中断后该内部电源控制器向所述终端输送电能；其中，所述内部电源控制器可以集成在所述终端内部。

优选的，所述信号隔离控制器用于隔离干扰信号，以使所述主控制器、定位控制器、网络通信控制器和/或移动通信控制器等可以正常工作；其中，所述干扰信号主要产生于外部电源控制器将外部电源产生的交流电转换为直流电的过程中，所述干扰信号主要包括外部电源产生的过载电压或电磁干扰信号等。

二、断电感应监控终端的工作过程

本发明的一个实施例的断电感应监控终端的主要工作过程如下：

首先，外部电源监控器接通被监控的外部电源，获取被监控电源的状态数据；另外，所述外部电源监控器将外部电源的交流电转化为该终端所需的内部直流电。

其次，外部电源监控器输出的内部直流电分为两路，分别输出至内部电源控制器和信号隔离控制器中，具体的：

1、当内部电源控制器监测到其内部的电池电量低于预设电量值时，所述外部电源监控器将内部直流电输出至该内部电源控制器中；

2、所述外部电源监控器将内部直流电输出至信号隔离控制器中，所述信号隔离控制器将所述内部直流电信号进行过滤，将过滤后的电流分别传输至主控制器、定位控制器、网络通信控制器和移动通信控制器；其中，所述信号隔离控制器用于隔离外部电源控制器将外部电源输出的交流电转换为直流电时所产生的干扰信号，而且也可以确保外部电源控制器所提供的工作电压不超过预设的安全电压值。

在本实施例中，当外部电源能够正常供电时，将所述信号隔离控制器输出的电流作为主用电源，将内部电源控制器输出的电流作为备用电源；当外部电源中断时，所述内部电源控制器可以作为备用电源持续地向所述终端供电。

再次，主控制器与定位控制器、网络通信控制器、移动通信控制器同步启动；网络通信控制器包括ip网络接口，以实现所述终端与上端监测系统的上、下行的双向监控数据交互；其中，所述主控制器提取以下数据：定位控制器获取的定位数据、网络通信控制器获取的ip值和移动通信控制器获取的就绪状态参数，所述就绪状态参数例如可以表示为ready，说明该移动通信控制器准备就绪，可以正常工作。

最后，主控制器将所述定位数据、ip值和就绪状态参数传输至上端监测系统，另外，所述网络通信控制器可以接收所述上端监测系统发送的周期性的测试指令(例如：ping测指令等)，移动通信控制器可以接收所述上端监测系统发送的就绪状态查询指令；所述主控制器还可以根据所述定位数据、ip值和就绪状态参数判断所述终端是否断电，以进行报警并选择相应的通信信道向上端监测系统报警，即：网络通信控制器可以正常工作时，主控制器控制网络通信控制器采用网络方式向上端监测系统发送报警信息；当网络通信控制器不能正常工作时，则主控制器控制移动通信控制器向上端监测系统发送短信进行报警。

三、断电感应监控终端的应用场景

下面将通过一个具体应用场景来说明本发明的一个实施例的断电感应监控终端。本实施例中的断电感应监控终端可监控以下设备：例如路灯杆摄像头、商铺防盗报警器、智能家电配电箱、车辆等其他设备。

由于上述工作场景一般是从单一的外部电源进行取电，所述外部电源通常使用交流市电。

本实施例中，在室外工作环境时断电感应监控终端可采用gps定位控制器；在室内工作环境时所述终端可采用wifi定位控制器，可以理解的是，所述终端在室内和/或室外工作环境时，也可以采用其他类型的定位控制器，在此不做限制。

优选的，本实施例中的网络通信控制器可采用rj-45的以太网接口，移动通信控制器可采用gsm/cdma/gprs/3g/4g/nb-iot任一制式或多制式的终端卡。

本实施例中的断电感应监控终端的具体工作过程包括以下步骤：

s100:将外部电源的交流电转换为第一直流电；

本实施例中，可以采取并联方式将所述终端连接到被监控设备的配电箱或配电面板上，所述外部电源的电源为交流电，其电压为u1_out1，其中被监控设备的电压与所述外部电源的电压相同；外部电源监控器将电压为u1_out1的外部电源的交流电转换为电压为u1_in1的第一直流电，本实施例中可选用型号为nf03-a05h、nf03-a05l等的外部电源监控器。

s200:信号隔离控制器将第一直流电转换为第二直流电；

即信号隔离控制器将电压为u1_in1的第一直流电转换为所述终端内部工作的所需的主用直流电(即第二直流电)，该第二直流电的电压为u1_in2a,本实施例中可选用型号为lm7805等的信号隔离控制器。

s300:调整内部电源控制器的跳线开关，将内部电源控制器的电池接通并输出第三直流电；

本实施例中，可以将该第三直流电的电压记为u1_in2b；优选的，所述电池为可充电电池，该充电电池在所述终端开启时已提前完成充电，本实施例中可选用型号为tp-5100、tp-5000、tp-4056等的内部电源控制器。

s400:主控制器通过获得以下数据来判断所述终端是否处于正常状态：

s401:主控制器获取第二直流电的电压值u1_in2a和第三直流电的电压值u1_in2b；

s402:主控制器读取所述终端的定位数据，所述定位数据(例如经纬度数值)通过定位控制器获得；

s403:主控制器读取所述终端的ip地址ip_add，所述ip地址ip_add通过网络控制器获得，该ip地址是由上端监测系统的dhcp协议分配给所述终端的；

s404:主控制器读取移动通信控制器的就绪结果参数sim_stat。

本实施例中的主控制器可以选用以下型号的mcu主控制器，例如：r5f100aadsp芯片或其他同类dsp芯片；或者选用adruino系列nano、uno、meg、leronardo或其他同类主控板；或者选用stm32f103zet6或其他同类主控板等。

当上述u1_in2a值、u1_in2b值、ip_add值、定位数据、sim_stat值满足预设的条件时(例如，在一个实施例中，u1_in2a对应的预设数值为5v，u1_in2b对应的预设数值为4.7v，ip_add值对应的网址为192.168.1.10，定位数据对应的预设数据为：$gprmc,092427.604,v,4002.1531,n,11618.3097,e,0.000,0.00,280814,e,n*08，sim_stat值对应的预设数据ready)，则说明所述终端处于待机正常状态，所述主控制器将这些数据发送至预设的上端监测系统的消息接口；

当上述u1_in2a值、u1_in2b值、ip_add值、定位数据、sim_stat值中的一项或多项数值不满足预设条件时，则说明所述终端处于待机异常状态，所述主控制器发送报警指令到报警模块，所述报警模块进行报警；

优选的，所述主控制器可以选择ip网络或短信方式将上述数据发送至预设的上端监测系统的消息接口；可以理解的是，若所述消息接口不可用，则仅启动所述报警模块；

其中，所述报警模块可以通过声、光、电等方式进行报警。

在实际过程中，可以对本实施例中的断电感应监控终端先进行调试，所述调试过程可包括以下步骤：

s500:确认被监控设备是否处于正常工作状态；

具体的，所述终端将待机正常状态的数据发送至上端监测系统的消息接口后，所述上端监测系统自动存储待机正常状态的数据并记录待机正常状态时各数据的到达顺序，其中，所述上端监测系统的问询模块根据预设的时间顺序列表逐一下达ip网络来问询报文，以便确认被监控设备是否处于正常工作状态。

s600:模拟外部电源发生故障，获取第一模拟故障数据；

在待机正常状态下，关闭外部电源模拟断电故障，使第二直流电的电压值从u1_in2a变为u1_in2a′，其中，u1_in2a′的数值低于u1_in2a，所述内部电源控制器(即备用电源)自动接替外部电源(即主用电源)，以保证所述终端可以继续工作。

同时，第二直流电的电压发生变化时将触发主控制器，当主控制器判断变化后的电压u1_in2a′的持续时间大于预设的时间阈值delay2a，且u1_in2a′仍然低于预设的电压阈值时，则表明该终端处于待机异常状态，主控制器将获取的第一模拟故障数据(例如发生的故障代码、ip地址、终端号码等)传输给上端监测系统，直至电压数值u1_in2a′恢复到正常电压数值u1_in2a，所述终端执行待机正常状态步骤，并向上端监测系统发送恢复正常时的状态数据；或在终端处于待机异常状态时，返回步骤400中处理待机异常的步骤直至内部电源控制器的电池电量耗尽。

s700:根据第一模拟故障数据，更新被监控设备的状态数据；

首先，上端监测系统在接收到所述终端的第一模拟故障数据后更新被监控设备的状态数据；

然后，上端监测系统将第一模拟故障数据与上端监测系统的配置管理库(cmdb)的参考数据进行比对，以分析发生故障的原因；

接着，上端监测系统然后下达故障修复指令到其他监控管理系统，例如机房报警系统、故障管理电子派工单系统、智慧城市管理系统，综合治安管理系统等。

最后，待排除故障完成后，所述上端监测系统接收到所述终端的状态恢复数据并更新被监控设备的状态，从而完成故障处理。

s800:模拟内部电源控制器发生故障，获取第二模拟故障数据；

调整内部电源控制器的跳线开关，将内部电源控制器的电池断开，使第三直流电的电压值u1_in2b变为u1_in2b′，其中，u1_in2b′数值低于u1_in2b，当主控制器判断变化后的电压u1_in2b′的持续时间大于预设的时间阈值delay2b，且u1_in2b′仍低于预设的电压阈值时，则表明该终端处于待机异常状态，将获取的第二模拟故障数据(例如发生的故障代码、ip地址、终端号码等)传输给上端监测系统；所述终端停留在待机异常状态直至其电压从u1_in2b′恢复到正常电压数值u1_in2b时，所述终端执行待机正常状态步骤，并向上端监测系统发送恢复正常时的状态数据。

s900:根据第二模拟故障数据，更新被监控设备的状态数据；

首先，上端监测系统在接收到所述终端的第二模拟故障数据后更新被监控设备的状态数据；

然后，上端监测系统将第二模拟故障数据与上端监测系统的配置管理库(cmdb)的参考数据进行比对，以分析发生故障的原因；

接着上端监测系统然后下达故障修复指令到其他管理系统，例如机房报警系统、故障管理电子派工单系统、智慧城市管理系统，综合治安管理系统等。

最后，待排除故障完成后，所述上端监测系统接收到所述终端的状态恢复数据并更新被监控设备的状态，从而完成故障处理。

通过上述调试过程，在确定该终端处于待机正常状态后，可以将该终端启动，从而该终端可以监控被监控电源和/或被监控设备的状态数据，本实施例中的被监控电源包括外部电源和/或内部电源控制器。

本发明的有益效果：

本发明的断电感应监控终端能灵活适应不同的故障场景，能够获取被监控设备的状态数据，以供上端监测系统准确地判断分析被监控设备的故障原因。本发明的网络通信控制器的ip接口可以实现所述终端和上端监测系统之间上、下行的双向监控数据的交互，以便于在大规模部署被监控设备时，可以获取被监控设备的大量数据，从而判断被监控设备的故障原因。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。