一种物联监控设备及物联监控系统的制作方法

本实用新型涉及物联网技术领域，尤其涉及一种物联监控设备及物联监控系统。

背景技术：

目前，国家正在大力倡导平安城市建设，以为社会经济发展营造良好的环境。由于平安城市建设的规模一般比较大，覆盖面很广，需要在城市的主要街道、路口、企业、商场、学校、重要场所等地方都需要安装摄像头等视频监控设备，以实现对这些场所的全天候监控，以方便城市管理。

但是，现有视频监控设备所采集的视频数据远程传送至城市管理平台，以便于城市管理者通过城市管理平台了解每个视频监控设备所监控的信息，但这也使得城市管理者无法实时了解每个视频监控设备的工作状况，导致在视频监控设备出现故障时，需要快速派维修人员查看视频监控设备的故障类型，并对视频监控设备进行及时修复。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种物联监控设备及物联监控系统，以方便的监控视频监控设备的工作状态，使得在视频监控设备出现故障时，及时派维修人员对视频监控设备进行维修。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种物联监控设备，包括：

用于采集视频监控设备工作状态的采集模块；

用于与物联管理终端通信的通信模块；

用于控制通信模块上传视频监控设备异常信息的微控制器，所述微控制器分别与所述采集模块和所述通信模块连接。

与现有技术相比，本实用新型提供的物联监控设备中，微控制器分别与采集模块和通信模块连接，而采集模块可采集视频控制设备工作状态，通信模块可与物联管理终端通信，微控制器可控制通信模块上传视频监控设备异常信息，这使得在视频监控设备的工作状态出现问题时，微控制器可控制通信模块将视频监控设备异常信息上传至物联管理终端，使得管理者可通过物联管理终端及时了解视频监控设备的实际异常状态，以便根据实际异常状态及时安排特定维修人员维修视频监控设备，从而提高视频监控设备的维修效率。

本实用新型还提供了一种物联监控系统，包括物联管理终端和至少一个上述技术方案所述物联监控设备。

与现有技术相比，本实用新型提供的物联监控系统的有益效果与上述技术方案所述的物联监控设备的有益效果相同，在此不做赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的物联监控设备的结构分布示意图一；

图2为本实用新型实施例提供的物联监控设备的结构连接示意图；

图3为本实用新型实施例提供的物联监控设备的结构分布示意图二；

图4为本实用新型实施例提供的物联监控系统的示意图一；

图5为本实用新型实施例提供的物联监控系统的示意图二。

附图标记：

100-物联监控设备， 101-底层电路板；

110-采集模块， 111-电力故障检测单元；

1110-分压电路， 112-网络故障检测单元；

1120-以太网控制器， 120-微控制器；

121-第一处理器， 122-数据封装器；

123-存储器， 130-通信模块；

131-第一NB-IoT收发器， 140-供电模块；

141-第一储能电容， 142-第二储能电容；

143-电源接口， 200-物联管理终端；

210-第二NB-IoT收发器， 220-第二处理器；

230-显示器， 240-报警控制器；

300-NB-IoT基站， 400-交换机；

500-供电线路， 600-报警器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前，在城市的各个路口都安装有摄像头等视频监控设备，将各个路口的视频监控信息上传至管理平台，以实现对城市的各个路口的智能化看管，从而方便城市管理者的管理。但是由于技术的原因，如果视频监控终端出现故障，城市管理者无法通过管理平台了解视频监控终端的故障类型，需要先派人查看视频监控设备的故障类型，然后再根据故障类型派维修人员对视频监控设备进行维修，导致维修效率下降，

针对上述问题，如图1和图4所示，本实用新型实施例提供了一种物联监控设备100。该物联监控设备100的外壳为金属材质；防水等级：IP55；外形尺寸：为满足安装需求，外形尺寸根据实际需要设定，如为115mm×74mm ×29mm。

具体的，如图2和图3所示，该物联监控设备100包括用于采集视频监控设备工作状态的采集模块110；用于与物联管理终端200通信的通信模块 130；用于控制通信模块130上传视频监控设备异常信息的微控制器120；微控制器120分别与采集模块110和通信模块130连接。

具体实施时，利用采集模块110实时采集视频监控设备工作状态，微控制器120可在视频监控设备的工作状态异常时，控制通信模块130将视频监控设备异常信息上传至物联管理终端200，使得管理者可通过物联管理终端 200了解到视频监控设备的实际异常信息，以便根据实际异常状态及时安排特定维修人员维修视频监控设备，从而提高视频监控设备的维修效率。

针对现有视频监控设备所出现的电力故障和网络故障，如图2-图4所示，上述采集模块110包括电力故障检测单元111和网络故障检测单元112。电力故障检测单元111与视频监控设备的供电线路500连接，网络故障检测单元 112设在所述视频监控设备的交换机所包括的网络接口上，电力故障检测单元 111和网络故障检测单元112分别与微控制器120的输入端连接。

具体实施时，可利用电力故障检测单元111通过检测视频监控设备的供电线路500所传输的电压，验证视频监控设备是否出现电力故障；微控制器 120可控制通信模块130将电力信号上传至物联管理终端200，使得管理者可通过物联管理终端200迅速获得视频监控设备的电力信号是否发生故障。可利用网络故障检测单元112通过视频监控设备的交换机400所包括的网络接口间接的获取视频监控设备的网络信号，微控制器120可控制通信模块130 将视频监控设备的网络信号上传至物联管理终端200，使得管理者可通过物联管理终端200迅速获知视频监控设备的网络是否出现故障。

由上述电力故障和网络故障采集方式或上传方式可以发现，本实用新型实施例提供的物联监控设备100中不含有操作系统，使得物联监控设备100 不会成为黑客攻击的跳板机。而且，由于电力故障检测单元111与视频监控设备的供电线路500连接，网络故障检测单元112设在视频监控设备的交换机400所包括的网络接口上，无需将电力故障检测单元111和网络故障检测单元112接入视频传输专网，因此，在进行电力故障检测和网络故障采检测过程中无需专网地址等信息，只需通过物理层获取视频监控设备的在线信息 (如电力信号和网络信号)，这样物联监控设备100就不需要采集专网图像及其他涉密信息，从而保证了视频监控设备所监控的视频信息的安全性；也就是说，只需要利用现有视频监控设备的运行环境即可实现视频监控设备的电力信号和网络信号故障的采集，不需要再接入光缆与视频监控设备连接，也不需要分光，这样就能够省略不必要的硬件。而且，由于电力故障检测单元111与视频监控设备的供电线路500连接，网络故障检测单元112设在视频监控设备的交换机400所包括的网络接口上，因此，电力故障检测单元111 和网络故障检测单元112无需配备电池，从而降低了火灾等事故出现的机率。

在一些实施例中，如图1、图3和图4所示，上述物联监控设备100还包括供电模块140。供电模块140、采集模块110、微控制器120和通信模块130 设在底层电路板101上。该供电模块140包括电源接口143、第一储能电容 141和第二储能电容142。电力故障检测单元111包括分压电路1110；电源接口143与视频监控设备的供电线路500连接，电源接口143与分压电路1110 的一端连接，分压电路1110的另一端分别与网络故障检测单元112、微控制器120和通信模块130连接，微控制器120与第一储能电容141并联，通信模块130与第二储能电容并联。

上述视频监控设备正常工作时，视频监控设备的供电线路500通过电源接口143向分压电路1110提供的电压，分压电路1110分压后，向网络故障检测单元112、微控制器120和通信模块130供电，同时与微控制器120并连的第一储能电容141在这个过程中保持充电状态，与通信模块130并联的第二储能电容142同样保持充电状态，

上述视频监控设备出现电力故障时，视频监控设备的供电线路500通过电源接口143无法向分压电路1110提供电压，此时分压电路1110的端电压为0，此时与微控制器120并联的第一储能电容141和与通信模块130并联的第二储能电容142同时开始放电、以使得微控制器120有时间控制通信模块 130将出现故障的电力信号上传至管理平台。

具体的，在上述分压电路1110向微控制器120提供电压的同时，上述微控制器120还能够检测分压电路1110的电压大小，当微控制器120检测到分压电路1110的突然降低或突变为0时，说明视频监控设备出现电力故障，此时微控制器120控制通信模块130发送出现故障的电力信号。

从上述具体工作过程可以发现，电源接口与视频监控设备的供电线路500 连接，电源接口143与分压电路1110的一端连接，分压电路1110的另一端分别与网络故障检测单元112、微控制器120和通信模块130连接，使得在正常工作时，视频监控设备的供电线路500可以作为上述物联监控设备100的正常电源使用，且分压电路1110可作为网络故障检测单元112、微控制器120 和通信模块130的电源接口143。当出现电力故障时，微控制器120可以检测出分压电路1110所提供的电压变化，并第一储能电容141和第二储能电容142 放电效应，控制通信模块130上传出现故障的电力信号，因此，分压电路1110 还起到了电力故障探测的作用，而第一储能电容141和第二储能电容142在这电路故障的时候，还作为临时电源使用，此时供电模式为电容供电模式。

在一些实施例中，如图3所示，上述网络故障检测单元112包括以太网控制器1120，以太网控制器1120的信号接收端与交换机400的网络接口连接，以太网控制器1120的信号输出端与通信模块130连接。

示例性的，以太网控制器1120为W5500型以太网控制器，W5500型以太网控制器通过RJ45网口与交换机400的网络接口连接。W5500型以太网控制器可以为W5500芯片，其是一款全硬件TCP/IP嵌入式以太网控制器，为嵌入式系统提供了更加简易的互联网连接方案。

可选的，上述微控制器120为STM32微控制器，STM32微控制器通过 spi接口与W5500型以太网控制器连接，STM32微控制器通过IO接口与分压电路1110的端口连接，STM32微控制器通过ttl电平接口与通信模块130连接。

其中，上述STM32微控制器可以进行断电高低电平数据采集。spi接口可与W5500型以太网控制器所提供的网络数据进行数据交互。ttl电平接口可实现STM32微控制器与通信模块130进行数据交互，还具有信息存储的功能，以利于数据采集和整理，从而实现无线远传。

由于W5500型以太网控制器通过RJ45网口与交换机400的网络接口连接，STM32微控制器通过spi接口与W5500型以太网控制器交互连接，STM32 微控制器通过ttl电平接口与通信模块130交互连接，因此，W5500型以太网控制器可利用RJ45网口对交换机400的网络接口进行巡检，此时W5500型以太网控制器可根据巡检结果判断交换机400的网络接口是否畅通，并将所判断结果发送给STM32微控制器，以使得STM32微控制器将该判断结果上传至管理平台的目的。

现有摄像头所在的监控杆无法进行地理定位，使得在一个监控杆断电或断网，城市管理者无法立即判断监控杆的实时位置。而各个路口所安装的摄像头数量众多，导致维修人员无法在短时间内快速确定故障摄像头所在位置。

基于上述原因，如图5所示，上述微控制器120包括第一处理器121、存储器123和数据封装器122，所述存储器123内存储有视频监控设备的物理标识，第一处理器121和存储器123分别与数据封装器122连接，数据封装器 122与通信模块130连接。由于存储器123内存储有视频监控设备的物理标识，使得数据封装器122在封装视频监控设备的电力信号或网络信号时，可将视频监控设备的物理标识一起封装在这些数据所在的数据包中，然后通过通信模块130上传至物联管理终端200，使得管理者可通过物联管理终端200精确定位视频监控设备的断电故障或网络故障发生位置。

在一些实施例中，上述通信模块130的通信方式多种多样，例如，可通 NB-IoT(Narrow Band Internet of Things，缩写为NB-IoT)网络通信。具体的，上述通信模块130包括与NB-IoT(Narrow Band Internet of Things，缩写为 NB-IoT)基站通信的第一NB-IoT收发器131。NB-IoT基站300与物联管理终端200连接。此时第一NB-IoT收发器131可通过NB-IoT基站300通信，使得NB-IoT基站300将所需上传的信息传输至物联管理终端200。第一 NB-IoT收发器131可通过IO接口与分压电路连接。

NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM 网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。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(LPWA)。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设备电池寿命可以提高至至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。因此，当采用NB-IoT网络通信时，可有效降低上述物联监控设备100的能耗，并可保持10s一次的双向心跳连接，双向通讯，心跳连接时间可人工调整，保证实时监测到系统的各项指标情况。

如图4所示，本实用新型实施例还提供了一种物联监控系统，该物联监控系统包括物联管理终端200和至少一个上述物联监控设备100。其中，物联管理终端200可以为手机、服务器等终端设备。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的物联监控系统的有益效果与上述实施例提供的物联监控设备100的有益效果相同，在此不做赘述。

进一步，如图2-图5所示，当物联监控设备100中的通信模块130包括与NB-IoT基站300通信的第一NB-IoT收发器131时，上述物联管理终端200 包括第二NB-IoT收发器210、第二处理器220、显示屏230和报警控制器240。第二NB-IoT收发器210与NB-IoT基站300通信，第二NB-IoT收发器210 与所述第二处理器220的信号输入端连接，第二处理器220的信号输出端分别与显示屏230的信号输入端和报警控制器240的信号输入端连接，报警控制器240的信号输出端与报警器600连接。

具体工作时，第二NB-IoT收发器210与NB-IoT基站300通信，使得第二NB-IoT收发器210获取视频监控设备的电力信号或网络信号，第二NB-IoT 收发器210将视频监控设备的电力信号或网络信号发送给第二处理器220，第二处理器220可识别视频监控设备的电力信号或网络信号，以判断视频监控设备的电力信号或网络信号是否出现故障，并在出现故障时，通过报警控制器240控制报警器600报警。同时第二处理器220还可以将出现故障的频监控设备的电力信号或网络信号传输至显示屏230，利用显示屏230进行显示。

另外，上述物联管理终端200还可以包括存储器，以存储至少一个物联监控设备100所监控的视频监控设备的物理标识，以在视频监控设备出现故障时，可根据视频监控设备的物理标识准确判断视频监控设备的位置。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。