一种低功耗的通信设备环境监控系统的制作方法

本实用新型涉及环境监控环境领域，具体涉及一种低功耗的通信设备环境监控系统。

背景技术：

通信设施环境监控系统用于对分布的各个独立的设备和机房环境、机房安保监控对象进行遥测、遥信等采集，实时监视系统和设备、安保的运行状态，记录和处理相关数据，及时侦测故障，并作必要的遥控、遥调操作，适时通知人员处理。

传统环境监控系统，一般应用在通信机房、机站等有源环境，必须有专门的供电线路，需要损耗大量的电能。由于户外配线箱等无源设施位置分散，建设供电线路将耗费大量人力物力，且投资成本过大，因此传统环境监控系统无法移植到户外配线箱等无源设施使用。

因此有待对现有的的环境监控系统进行进一步地改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种可以应用到户外配线箱等无源设施中，架构简单，功耗低的环境监控系统。

为达到上述目的，本实用新型是这样实现的：一种低功耗的通信设备环境监控系统，包括电路主板，所述电路主板上设置有单片机和通信模块，还包括报警信息采集模块，门禁模块，电源电路和远程服务器和外置开关按钮，其中：

所述报警信息采集模块安装于监控环境的内部，用于采集监控环境的环境参数信息，所述环境参数信息包括温度，振动，倾斜和水浸信息的一种或者多种；

所述通信模块用于将所述报警信息采集模块采集到的环境参数信息传输给所述远程服务器；

所述门禁模块安装在门锁内，所述门禁模块通过电信号与所述单片机连接，所述门禁模块通过通信模块与所述远程服务器连接；

所述外置开关按钮设置在监控环境外部，打开所述外置开关按钮后接通电源电路，所述电源电路与电源接通，所述电源为所述单片机和通信模块供电此时所述单片机和通信模块启动工作；

所述报警信息采集模块采集到的环境参数信息超过相应的环境参数阈值时，则触发单片机模块的电源电路接通，所述单片机和通信模块启动，所述通信模块将超出阈值的参数信息传输给远程服务器，远程服务器接收信息后作出警告信息，并将警告信息通知移动终端；

移动终端接收到信息后通知维修人员赶往监控环境，打开外置开关按钮同时发出开锁指令，所述远程服务器接收到开锁指令后通过所述通信模块将开锁指令传输给所述单片机，所述单片机接收到开锁指令后控制所述门禁模块开启门锁。

优选地，所述报警信息采集模块包括温度，振动，倾斜和水浸传感器的一种或者多种。

优选地，所述信息采集模块包括温度，振动和倾斜传感器，所述温度传感器的阈值为85度，振动传感器的阈值为振动振幅大于30mm，所述倾斜传感器的阈值为倾斜角度为10度。

优选地，所述倾斜传感器具有延时触发功能，单次触发时间达到1分钟以上才会触发倾斜传感器。

优选地，所述通信模块采用中国电信，中国移动或者中国联通2/3/4G制式。

优选地，所述电源电路中设置有长闭开关，所述电源电路被触发接通后，经过2-5分钟后，所述长闭开关自动开启，电源电路又处于关闭状态。

优选地，所述电源采用太阳能电池组。

优选地，还包括摄像头，所述摄像头与所述门禁模块以及单片机连接，当门禁模块未接收到开锁指令而开启门锁后，立即接通摄像头和单片机电源。

优选地，所述摄像头预设每30秒拍照一张，连拍5张照片后通过通信模块传送到所述远程服务器进行保存。

本实用新型的有益效果：本实用新型主要是针对通信行业等无源设施设计的一整套门禁与环境监测系统，包括单片机、通信模块，报警信息采集模块，门禁模块，电源电路、远程服务器和外置开关按钮。当所述报警信息采集模块采集到的环境参数信息超过相应的环境参数阈值时，则触发单片机模块的电源电路接通，所述单片机和通信模块启动，其他时间单片机处理未工作状态，这种低功耗设计，保证无源环境下电源正常工作，同时电源采用太阳能电池组，可利用太阳能充电，保证电池组的超长续航能力，做到在电池生命周期内无须维护。

附图说明

图1是本实用新型一种低功耗的通信设备环境监控系统的原理结构框图；

图2是本实用新型报警信息采集模块结构框图；

图3是本实用新型报警信息采集模块的部分电路原理图；

图4是本实用新型报警信息采集模块的部分电路原理图；

图5是本实用新型摄像头电源电路原理图；

图6是本实用新型通信模块电源电路原理图；

图7是本实用新型本实用新型电池接入防反接及待机5V电源电路原理图；

图8是本实用新型电池输出通断控制电路原理图；

图9是本实用新型本实用新型供外置12V电源升压产生电路原理图；

图10是本实用新型供外置12V通断控制电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。

如图1-4所示，一种低功耗的通信设备环境监控系统，包括电路主板，所述电路主板上设置有单片机和通信模块，还包括报警信息采集模块，门禁模块，电源电路和远程服务器和外置开关按钮，其中：

所述报警信息采集模块安装于监控环境的内部，用于采集监控环境的环境参数信息，所述环境参数信息包括温度，振动，倾斜和水浸信息的一种或者多种，所述报警信息采集模块包括温度，振动，倾斜和水浸传感器的一种或者多种；

所述通信模块用于将所述报警信息采集模块采集到的环境参数信息传输给所述远程服务器；

所述门禁模块安装在门锁内，所述门禁模块通过电信号与所述单片机连接，所述门禁模块通过通信模块与所述远程服务器连接；

所述外置开关按钮设置在监控环境外部，打开所述外置开关按钮后接通电源电路，所述电源电路与电源接通，所述电源为所述单片机和通信模块供电此时所述单片机和通信模块启动工作，所述电源采用太阳能电池组，可利用太阳能充电，保证电池组的超长续航能力，做到在电池生命周期内无须维护；

所述报警信息采集模块采集到的环境参数信息超过相应的环境参数阈值时，则触发单片机模块的电源电路接通，所述单片机和通信模块启动，所述通信模块将超出阈值的参数信息传输给远程服务器，远程服务器接收信息后作出警告信息，并将警告信息通知移动终端；

移动终端接收到信息后通知维修人员赶往监控环境，打开外置开关按钮同时发出开锁指令，所述远程服务器接收到开锁指令后通过所述通信模块将开锁指令传输给所述单片机，所述单片机接收到开锁指令后控制所述门禁模块开启门锁。

本实施例中，所述信息采集模块包括温度，振动和倾斜传感器，所述温度传感器的阈值为85度，振动传感器的阈值为振动振幅大于30mm，所述倾斜传感器的阈值为倾斜角度为10度；当温度监控环境的温度大于85度，振动传感器的阈值为振动振幅大于30mm以及倾斜角度大于10度三者条件至少满足一条时，此时，则触发单片机模块的电源电路接通，所述单片机和通信模块启动，所述通信模块将超出阈值的参数信息传输给远程服务器，远程服务器接收信息后作出警告信息，并将警告信息通知移动终端。

另外，所述倾斜传感器具有延时触发功能，单次触发时间达到1分钟以上才会触发倾斜传感器。所述通信模块采用中国电信，中国移动或者中国联通2/3/4G制式。所述电源电路中设置有长闭开关，所述电源电路被触发接通后，经过2-5分钟后，所述长闭开关自动开启，电源电路又处于关闭状态，即系统平时处于全休眠状态，当各类传感器超出阀值或启动外置按扭才可激活系统，系统从休眠到正常状态，激活时间不大于2分钟；若启动外置按扭激活系统后，系统延时5分钟进入半休眠状态，此时系统将关闭通信模块，但仍定时扫描传感器状态，直到所有传感器复位，再次激活系统发送消息后，系统切换回全休眠状态。

本实用新型还包括摄像头，所述摄像头与所述门禁模块以及单片机连接，当门禁模块未接收到开锁指令而开启门锁后(即非正常开启)，立即接通摄像头和单片机电源。所述摄像头预设每30秒拍照一张，连拍5张照片后通过通信模块传送到所述远程服务器进行保存。

本实用新型的具体原理如下：

常态只有RTC(实时时钟)工作，除传感器上拉电阻以外其他上拉电阻都不带电。

所述传感器、外置开关按钮和RTC可以短时激活单片机电源(连到待机电源上)，对于稳态的外部开关量，闭合跳变时产生0.5秒脉冲信号用于导通单片机电源，单片机上电时IO控制自供电，完成扫描和存取EEPROM工作，需要通信则开启外部电源，完成后释放供电进入休眠，下次扫描将由RTC触发。

对于脉冲量的传感器，会使触发信号保持0.5秒让单片机有足够时间扫描到。扫描端口为开漏结构，供电由单片机管脚给出，单片机掉电时，传感器无论处于什么状态，都不会有电流灌入IO。

参见图3，5VSB为常在待机电源，5VMCU为单片机供电电源。J1，J6为外接常开型传感器，其中J8为弹簧式震动传感器，内置于电路板中，J7为备用外接压电式震动传感器，可安装到需要检测的地方。以上4路触发源的状态改变都会使R12的下端产生一个长约1秒的低脉冲，从而使Q3导通，给单片机供电，单片机上电后通过控制图片007.png的电路图里的Q2，使自己供电持续，然后检查各路传感器的状态，处理流程跑完后，同过Q2给自己关闭电源，恢复常态。

参见图4，J2和J3为外接常闭形传感器，由闭合变开路的情况下，会在R17的下端产生一个长约1秒的低脉冲，从而使Q4导通，给单片机供电。SW180L为倾斜传感器，板上安装不同角度的两个，通过开关S1切换以适应不同的安装方式。

参见图5：摄像头和通讯模块的电源都使用同步整流方案，通过调整FB和AAM端的电阻以及电感的值，使电源输出符合需求。

参见图6：J9外接超低自放电的锂亚电池，Q19的mos管用于电池防反接，J10为常闭型温度开关，用于温度过高时切断设备供电，U10为LDO芯片，用于5V待机电源输出。Q20为电池给其他用电设备的总开关MOS管，由单片机通过PWON+和PWON-来控制通断。

参见图7和图8：JP4为外接的电控锁接头，12VCC1为锁供电。LOCK_CTRL为控制信号，低电平开锁。

参见图9和图10：本实用新型板载一个12V电源，输出经PMOS分3路给不同设备，通过IO开启任意设备电源。

任意一路开启都会使能电源工作，U11为DC/DC升压芯片，VBATO为电池供电输入，12VOUT为升压电源输出。单片机通过控制脚12VC1和12VC2使能U11，同时控制Q6和Q7的通断，12VCC1为给电控锁供电，12VCC2为摄像头的红外供电。

本实用新型还具有以下功能：

电池电压采样：单片机每次进行上传，在等待3G模块连接的间隙里，接入电池分压电阻，采集电压，和数据一起上传，远程服务器识别电量报警。

板载温度检测，使用LM75A(共用I2C)在高温报警时可检测到主板温度，如果温度过高则强制进入休眠直到温度降低(要内置一个温度较低的温控开关)

可外接蜂鸣器，报警机制通过远程设置。

电池低损耗防反接保护，整机工作电压范围5V-12V。

PCB防水(微小的凝露漏电即可能导致传感器误动作，因为电流太小)。

整机能长时间在80℃下工作。

本实用新型采用超低功耗设计，休眠状态事件激活机制，待机状态几乎不消耗电能；太阳能供电系统，节能环保，可实现设备免维护长期待机；环境监控，门禁管理等集成于一台控制器进行控制管理；无须佩带钥匙，远程网管或手机软件鉴权开锁；摄像头与告警信息采集传感器联动，对异常情况进行拍摄取证，实现无源设施可视化管理。

本实用新型可实现7*24小时无间断监控，实时故障报警及提示，解决无源设施无管无控的问题；具有分级，分组授权管理，权限变更方便；可对设施开锁情况进行查询和统计，实现科学管理。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。