本实用新型涉及一种路锥技术领域,具体为aiot智能路锥。
背景技术:
路锥又称路障,用于放置在道路中间、危险地区和道路施工地段等,设在需要临时分隔车流,引导交通,指引车辆绕过危险路段,保护施工现场设施和人员等场所周围或其它适当地点。一般常用于城市路口车道、高速公路养护、交警执法、路政执法、酒店、小区、体育场所、危险地区、道路施工等地段。
传统的路锥采用橡胶经蒸汽高温硫化整体模压而成,使用时人为摆放,不具备数据采集,人工智能,地图信息提示等功能,仅起到阻碍道路通行的作用。
随着物联网技术的发展,出现了各种类型的智能路锥,具有了数据采集,定位及报警功能,实现了一定的人工智能。
现有的智能路锥的实质是在传统的路锥上增加了一个大功率“报警”装置,使用时具有如下特点:需要人为安装、固定在传统路锥上;需要人为开启各项功能;采用lora,433mhz本地数据传输,与服务器的数据需要另外增加数据传输基站设备;撞击后报警功能只能通过在设备上的led闪动和喇叭声音;设备供电内部集成传统锂电池,具有反复充电,但设备工作能耗高,使用时间较短,一般不超过12小时。设备充电麻烦,户外不可充,多个设备同时充电需要大量的电源接口。设备在物联网技术上的应用仅仅只是与地图应用衔接,缺少大数据分析,大数据处理,仅仅起到信息提示。成本高,仅nb远程数据传输、本地无线自组网及定位电路模块成本已到100,高成本限制了应用的普及。
技术实现要素:
本实用新型的目的就在于为了解决现有的智能路锥需要人为安装、固定在传统路锥上;需要人为开启各项功能;采用lora,433mhz本地数据传输,与服务器的数据需要另外增加数据传输基站设备;撞击后报警功能只能通过在设备上的led闪动和喇叭声音;设备供电内部集成传统锂电池,具有反复充电,但设备工作能耗高的问题,而提出aiot智能路锥,本实用新型集成传感技术,无线数据传输技术,定位技术,新能源技术与一体,无需人员干涉操作,即放置即使用,超低功耗,超长工作时间。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现:aiot智能路锥,包括路锥本体,所述路锥本体的内部安装有传感器模块、数据处理模块、nb远程数据传输、本地无线自组网及定位电路模块和新能源供电模块;
所述传感器模块用于实时采集路锥本体的状态数据并将状态数据通过模数转换后发送至数据处理模块;所述状态数据包括路锥本体受到撞击、倾倒和移位的数据;
所述数据处理模块用于对传感器模块发送的状态数据进行分析并将分析的结果通过nb远程数据传输、本地无线自组网及定位电路模块发送到云服务器内,通过数据处理模块还用于接收云服务器下发的指令并根据指令执行对应的处理;
所述新能源供电模块用于为传感器模块、数据处理模块和nb远程数据传输、本地无线自组网及定位电路模块供电。
优选的,所述传感器模块包括加速度传感电路;
加速度传感电路包括芯片u30,芯片u30的12引脚与电阻r4的一端并接后接入微控制器u1的70引脚,芯片u30的8、9引脚接地,芯片u30的3、7、11引脚接入3.3v电源;芯片u30的2引脚与电阻r3的一端并接后接入芯片u1的69引脚;电阻r3的另一端和电阻r4的另一端并接后接入3.3v电源;
芯片u30的第5脚及第6脚分别与电阻r209、r210的另一端并接后接入到微控制器u1的第26、第27脚上,构成信号中断电路。
优选的,所述数据处理模块包括微控制器u1,微控制器u1的型号为msp430f5438a;
所述微控制器u1的9引脚与电容c3的一端连接,电容c3的另一端接地;
所述微控制器u1的11引脚、电容c2的一端和电容c62的一端并接后接入电阻r2的一端,电阻r2的另一端接入3.3v电源,电容c2的另一端和电容c62的另一端并接后接地;
所述微控制器u1的12引脚与15引脚并接后接地;
所述微控制器u1的13引脚与晶体振荡器y1的一端并接后接入电容c9的一端,电容c9的另一端接地;
所述微控制器u1的14引脚与晶体振荡器y1的另一端并接后接入电容c10的一端,电容c10的另一端接地;
所述微控制器u1的16引脚与电容c4的一端连接,电容c4的另一端接地;
所述微控制器u1的18引脚与插针j17的2引脚连接;微控制器u1的19引脚与插针j17的1引脚连接;插针j17的3引脚接地;
所述微控制器u1的22引脚与电阻r166的一端连接,用于nb远程数据传输、本地无线自组网及定位电路模块的开机控制;
所述微控制器u1的38引脚与电容c5的一端连接,电容c5的另一端与微控制器u1的37引脚并接后接地;
所述微控制器u1的39引脚与插针j1的2引脚连接,微控制器u1的40引脚与插针j1的1引脚连接,插针j1的3引脚接地;插针j1用于系统软件调试接口;
所述微控制器u1的49引脚与电阻r203的一端连接,电阻r203的另一端与开关三极管q16的基极连接;开关三极管q16的发射极接地;开关三极管q16的集电极与nb-iot芯片u11的53引脚连接;
所述微控制器u1的第52、53、54引脚分别于插针j2的第3、2、1脚连接,插针j2的第4脚与地连接,构成外部声光报警功能扩展电路;
所述微控制器u1的56引脚与电阻r202的一端连接,电阻r202的另一端与开关三极管q15的基极连接;开关三极管q15的发射极接地;开关三极管q15的集电极与nb-iot芯片u11的37引脚连接;
所述微控制器u1的62引脚与电容c7的一端连接,电容c7的另一端接地;
所述微控制器u1的64引脚与电容c6的一端连接,电容c6的另一端与微控制器u1的63引脚并接后接地;
所述微控制器u1的73引脚和72引脚分别与nb数据传输及定位电路连接;
所述微控制器u1的80引脚和81引脚分别与lora本地数据通讯电路连接;lora本地数据通讯电路包括芯片u29,芯片u29的1引脚与电阻r90的一端并接后接入3.3v电源;芯片u29的2引脚与微控制器u1的81引脚连接,芯片u29的4引脚与微控制器u1的80引脚连接,芯片u29的3、10引脚接地;芯片u29的5引脚与电阻r42的一端连接,电阻r42的另一端接入3.3v电源,芯片u29的6引脚与电阻r42的一端连接,电阻r42的另一端接地;芯片u29的8引脚与电阻r90的另一端并接后接入电容226的一端,电容226的另一端接地;芯片u29的9引脚与电容c228的一端并接后接入电阻r69的一端,电容c228的另一端接地,电阻r69的另一端与电容c227的一端并接后接入射频连接器jp8的1接口,电容c227的另一端接地;射频连接器jp8的2、3接口并接口接地;
所述微控制器u1的87引脚与电容c8的一端连接,电容c8的另一端与微控制器u1的88引脚并接后接地;
所述微控制器u1的89和90引脚与晶体电路连接;微控制器u1的91引脚与插针j4的2引脚连接;
所述微控制器u1的96引脚与电容c1的一端和电阻r1的一端连接后接入插针j4的1引脚;电容c1的另一端接地,电阻r1的另一端接入3.3v电源;插针j4的3引脚接地;
所述微控制器u1的97引脚与电池电量检测电路连接。
优选的,所述nb远程数据传输、本地无线自组网及定位电路模块包括nb-iot芯片u11;
所述nb-iot芯片u11的5引脚与开关三极管q12的集电极连接,电阻r166的另一端与电阻r165的一端并接后接入开关三极管q12的基极;电阻r165的另一端与开关三极管q12的发射极并接后接地;电阻r166的另一端与微控制器u1的22引脚连接;
所述nb-iot芯片u11的14引脚接地;nb-iot芯片u11的15引脚与电阻r33并接后接入电容c24的一端,电容c24的另一端接地,电阻r33的另一端与电容c23的一端并接后接入射频连接器j7的1引脚;电容c23的另一端接地;射频连接器j7的2引脚与3引脚并接后接地;
所述nb-iot芯片u11的16引脚分别与芯片u15的1引脚和芯片j10的1引脚连接,且芯片j10的1引脚还与电阻r40的一端连接,电阻r40的另一端接地;nb-iot芯片u11的18引脚分别与芯片u15的8引脚和芯片j10的2引脚连接;芯片j10的2引脚连接还与电阻r204的另一端并接后接入电容c31的一端,电容c31的另一端接地;nb-iot芯片u11的19引脚分别与芯片u15的6引脚和芯片j10的6引脚连接,且芯片j10的6引脚还接入电容c35的一端,电容c35的另一端接地;nb-iot芯片u11的20引脚分别与芯片u15的7引脚和芯片j10的4引脚连接,且芯片j10的4引脚与电容c33的一端连接,电容c33的另一端接地;nb-iot芯片u11的21引脚分别与芯片u15的3引脚和芯片j10的5引脚连接,且芯片j10的5引脚还与电容c34的一端连接,电容c34的另一端接地;
所述nb-iot芯片u11的33引脚和34引脚与电平转换电路连接;
所述nb-iot芯片u11的41引脚与电容c19的一端并接后接入电阻r34的一端,电容c19的另一端接地,电阻r34的另一端与电容c20的一端并接后接入射频连接器j8的1引脚;电容c20的另一端接地,射频连接器j8的2引脚和3引脚并接后接地;
所述nb-iot芯片u11的27、31、40、42、44、45、48和49引脚并接后接地;
所述nb-iot芯片u11的50和51引脚并接后接入vbat端口,vbat端口还与电容c29的一端、电容c28的一端、电容c27的一端、电容c30的一端和电阻r183的一端并接后接入电阻r184的一端;电容c29的另一端、电容c28的另一端、电容c27的另一端、电容c30的另一端并接后接地;电阻r183的另一端与电阻r184的另一端并接后接入3.3v电源。
优选的,所述电平转换电路包括芯片u27,芯片u27的1引脚与电阻r21的一端并接后接入微控制器u1的73引脚;
所述芯片u27的2引脚接地;芯片u27的3引脚与电阻r187的一端和电容c114的一端并接后接入nb-iot芯片u11的43引脚;电容c114的另一端接地;
所述芯片u27的4引脚与电阻r21的另一端和电阻r26的一端并接后接入nb-iot芯片u11的34引脚;电阻r26的另一端接地;
所述芯片u27的5引脚与电阻r168的一端和电阻r25的一端并接后接入nb-iot芯片u11的33引脚;电阻r168的另一端接地;
所述芯片u27的6引脚与电阻r187的另一端连接;
所述芯片u27的7引脚接入3.3v电源;
所述芯片u27的8引脚与电阻r25的另一端并接后接入nb-iot芯片u11的72引脚。
优选的,所述晶体电路包括晶体y3,晶体y3的1引脚、3引脚以及电容c12的一端和电容c11的一端并接后接地,电容c11的另一端分别与晶体y3的2引脚和微控制器u1的90引脚连接,电容c12的另一端分别与晶体y3的4引脚和微控制器u1的89引脚连接。
优选的,所述电池电量检测电路包括电阻r15和电阻r16,电阻r15的一端和电阻r16的一端并接后接入微控制器u1的97引脚,电阻r16的另一端接地,电阻r15的另一端接入锂亚电池接口电路;
所述锂亚电池接口电路包括芯片u24,芯片u24的4引脚与电容c15的正极和电阻r17的一端并接后接入vin端口;vin端口与电阻r15的另一端连接,电容c15的负接地,电阻r17的另一端接入芯片u24的1引脚;芯片u24的2引脚接地,芯片u24的3引脚连接有电感l9的一端,电感l9的另一端与电容c16的一端、电阻r18的一端、电容c17的一端、电容c18一端和电容c21的一端并接后接入3.3v电源;芯片u24的5引脚与电容c16的另一端和电阻r18的另一端并接后接入电阻r19的一端,电阻r19的另一端、电容c17的另一端、电容c18的另一端和电容c21的另一端均接地;
锂亚电池过放保护电路包括连接器bat1和芯片u28;连接器bat1的1引脚与场效应管q10的3引脚并接后接入电阻r211的一端后接入芯片u31的第3脚;连接器bat1的2引脚与电容c231的一端并联后接入到芯片u31的第5脚;连接器bat1的第脚3脚与电阻r11的一段并接后接入芯片u28的第9脚,场效应管q10的2引脚与二极管d5的负极和电容c14的正极并接后接入vin端口,电容c14的负极接地,二极管d5的正极与电阻r22的一端和场效应管q10的1引脚并接后接入正负极保护电路内部的二极管桥堆pd2的3引脚,电阻r22的另一端接地;电阻r211与电容c231构成电池保护的滤波电路;
所述正负极保护电路用于电源输入正负极保护且正负极任意接;正负极保护电路包括二极管桥堆pd2的2引脚分别与电源输入正极弹片u2、u5、u7连接;二极管桥堆pd2的1引脚分别与电源输入负极弹片u4、u6、u8连接;二极管桥堆pd2的4引脚接地;
所述连接器bat1的3引脚接入备选锂电充电电路。
优选的,所述备选锂电充电电路包括芯片u28,芯片u28的1引脚与电容c13的一端的并接后接入正负极保护电路内部的二极管桥堆pd2的3引脚,电容c13的另一端与芯片u28的5引脚、芯片u28的11引脚、电阻r12的一端、电阻r13的一端、电容c225的一端和电阻r14的一端并接后接地;电阻r12的另一端与芯片u28的6引脚连接,电阻r13的另一单与电容c225的另一端和电阻r11的领域对岸并接后接入芯片u28的9引脚,电阻r14的另一端与芯片u28的8引脚连接。
优选的,所述新能源供电模块包括电池,电池上套接有pvc套管,电池的底端面安装有盖垫片,电池的顶部安装有电容,电容的安装连接片上,电池的内部安装有第一导线,第一导线与第二导线的一端连接,电池的上端面还连接有第三导线的一端,第三导线的另一端与第二导线的另一端安装在插头上。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:传感器模块实时采集路锥本体的状态数据并将状态数据通过模数转换后发送至数据处理模块,数据处理模块对传感器模块发送的状态数据进行分析并将分析的结果通过nb远程数据传输、本地无线自组网及定位电路模块发送到云服务器内,通过数据处理模块还用于接收云服务器下发的指令并根据指令执行对应的处理;新能源供电模块用于为传感器模块、数据处理模块和nb远程数据传输、本地无线自组网及定位电路模块供电,集成传感技术,无线数据传输技术,定位技术,新能源技术与一体,无需人员干涉操作,即放置即使用,超低功耗,超长工作时间。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解,下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型的路锥本体内部结构原理框图;
图2为本实用新型的路锥本体结构示意图;
图3为本实用新型数据处理模块的电路图;
图4为本实用新型的nb远程数据传输、本地无线自组网及定位电路模块的电路图;
图5为本实用新型电平转换电路的电路图;
图6为本实用新型的lora本地数据通讯电路的电路图;
图7为本实用新型的晶体电路电路图;
图8为本实用新型的发光二极管d7电路图;
图9为本实用新型的插针j17电路图;
图10为本实用新型的插针j4电路图;
图11为本实用新型的插针j1电路图;
图12为本实用新型的芯片j10电路图;
图13为本实用新型的芯片u15电路图;
图14为本实用新型的电池电量检测电路电路图;
图15为本实用新型的锂亚电池过放保护电路的电路图;
图16为本实用新型的锂亚电池接口电路电路的电路图;
图17为本实用新型的备选锂电充电电路电路图;
图18为本实用新型的新能源供电模块结构示意图;
图19为本实用新型的工作流程图;
图20为本实用新型的加速度传感电路的电路图;
图21为本实用新型的正负极保护电路的电路图;
图22为本实用新型的插针j2的电路图;
图23为本实用新型的场效应管q10的电路图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本实用新型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它实施例,都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-23所示,aiot智能路锥,aiot智能路锥,包括路锥本体,路锥本体的内部安装有传感器模块、数据处理模块、nb远程数据传输、本地无线自组网及定位电路模块和新能源供电模块;
传感器模块用于实时采集路锥本体的状态数据并将状态数据通过模数转换后发送至数据处理模块;状态数据包括路锥本体受到撞击、倾倒和移位的数据;
数据处理模块用于对传感器模块发送的状态数据进行分析并将分析的结果通过nb远程数据传输、本地无线自组网及定位电路模块发送到云服务器内,通过数据处理模块还用于接收云服务器下发的指令并根据指令执行对应的处理;
新能源供电模块用于为传感器模块、数据处理模块和nb远程数据传输、本地无线自组网及定位电路模块供电。
传感器模块包括加速度传感电路;
加速度传感电路包括芯片u30,芯片u30的12引脚与电阻r4的一端并接后接入微控制器u1的70引脚,芯片u30的8、9引脚接地,芯片u30的3、7、11引脚接入3.3v电源;芯片u30的2引脚与电阻r3的一端并接后接入芯片u1的69引脚;电阻r3的另一端和电阻r4的另一端并接后接入3.3v电源;
芯片u30的第5脚及第6脚分别与电阻r209、r210的另一端并接后接入到微控制器u1的第26、第27脚上,构成信号中断电路。
数据处理模块包括微控制器u1,微控制器u1的型号为msp430f5438a;
微控制器u1的9引脚与电容c3的一端连接,电容c3的另一端接地;
微控制器u1的11引脚、电容c2的一端和电容c62的一端并接后接入电阻r2的一端,电阻r2的另一端接入3.3v电源,电容c2的另一端和电容c62的另一端并接后接地;
微控制器u1的12引脚与15引脚并接后接地;
微控制器u1的13引脚与晶体振荡器y1的一端并接后接入电容c9的一端,电容c9的另一端接地;
微控制器u1的14引脚与晶体振荡器y1的另一端并接后接入电容c10的一端,电容c10的另一端接地;
微控制器u1的16引脚与电容c4的一端连接,电容c4的另一端接地;
微控制器u1的18引脚与插针j17的2引脚连接;微控制器u1的19引脚与插针j17的1引脚连接;插针j17的3引脚接地;
微控制器u1的22引脚与电阻r166的一端连接,用于nb远程数据传输、本地无线自组网及定位电路模块的开机控制;
微控制器u1的38引脚与电容c5的一端连接,电容c5的另一端与微控制器u1的37引脚并接后接地;
微控制器u1的39引脚与插针j1的2引脚连接,微控制器u1的40引脚与插针j1的1引脚连接,插针j1的3引脚接地;插针j1用于系统软件调试接口;
微控制器u1的49引脚与电阻r203的一端连接,电阻r203的另一端与开关三极管q16的基极连接;开关三极管q16的发射极接地;开关三极管q16的集电极与nb-iot芯片u11的53引脚连接;
微控制器u1的第52、53、54引脚分别于插针j2的第3、2、1脚连接,插针j2的第4脚与地连接,构成外部声光报警功能扩展电路;
微控制器u1的56引脚与电阻r202的一端连接,电阻r202的另一端与开关三极管q15的基极连接;开关三极管q15的发射极接地;开关三极管q15的集电极与nb-iot芯片u11的37引脚连接;
微控制器u1的62引脚与电容c7的一端连接,电容c7的另一端接地;
微控制器u1的64引脚与电容c6的一端连接,电容c6的另一端与微控制器u1的63引脚并接后接地;
微控制器u1的73引脚和72引脚分别与nb数据传输及定位电路连接;
微控制器u1的80引脚和81引脚分别与lora本地数据通讯电路连接;lora本地数据通讯电路包括芯片u29,芯片u29的1引脚与电阻r90的一端并接后接入3.3v电源;芯片u29的2引脚与微控制器u1的81引脚连接,芯片u29的4引脚与微控制器u1的80引脚连接,芯片u29的3、10引脚接地;芯片u29的5引脚与电阻r42的一端连接,电阻r42的另一端接入3.3v电源,芯片u29的6引脚与电阻r42的一端连接,电阻r42的另一端接地;芯片u29的8引脚与电阻r90的另一端并接后接入电容226的一端,电容226的另一端接地;芯片u29的9引脚与电容c228的一端并接后接入电阻r69的一端,电容c228的另一端接地,电阻r69的另一端与电容c227的一端并接后接入射频连接器jp8的1接口,电容c227的另一端接地;射频连接器jp8的2、3接口并接口接地;
微控制器u1的87引脚与电容c8的一端连接,电容c8的另一端与微控制器u1的88引脚并接后接地;
微控制器u1的89和90引脚与晶体电路连接;微控制器u1的91引脚与插针j4的2引脚连接;
微控制器u1的96引脚与电容c1的一端和电阻r1的一端连接后接入插针j4的1引脚;电容c1的另一端接地,电阻r1的另一端接入3.3v电源;插针j4的3引脚接地;
微控制器u1的97引脚与电池电量检测电路连接。
nb远程数据传输、本地无线自组网及定位电路模块包括nb-iot芯片u11;
nb-iot芯片u11的5引脚与开关三极管q12的集电极连接,电阻r166的另一端与电阻r165的一端并接后接入开关三极管q12的基极;电阻r165的另一端与开关三极管q12的发射极并接后接地;电阻r166的另一端与微控制器u1的22引脚连接;
nb-iot芯片u11的14引脚接地;nb-iot芯片u11的15引脚与电阻r33并接后接入电容c24的一端,电容c24的另一端接地,电阻r33的另一端与电容c23的一端并接后接入射频连接器j7的1引脚;电容c23的另一端接地;射频连接器j7的2引脚与3引脚并接后接地;
nb-iot芯片u11的16引脚分别与芯片u15的1引脚和芯片j10的1引脚连接,且芯片j10的1引脚还与电阻r40的一端连接,电阻r40的另一端接地;nb-iot芯片u11的18引脚分别与芯片u15的8引脚和芯片j10的2引脚连接;芯片j10的2引脚连接还与电阻r204的另一端并接后接入电容c31的一端,电容c31的另一端接地;nb-iot芯片u11的19引脚分别与芯片u15的6引脚和芯片j10的6引脚连接,且芯片j10的6引脚还接入电容c35的一端,电容c35的另一端接地;nb-iot芯片u11的20引脚分别与芯片u15的7引脚和芯片j10的4引脚连接,且芯片j10的4引脚与电容c33的一端连接,电容c33的另一端接地;nb-iot芯片u11的21引脚分别与芯片u15的3引脚和芯片j10的5引脚连接,且芯片j10的5引脚还与电容c34的一端连接,电容c34的另一端接地;
nb-iot芯片u11的33引脚和34引脚与电平转换电路连接;
nb-iot芯片u11的41引脚与电容c19的一端并接后接入电阻r34的一端,电容c19的另一端接地,电阻r34的另一端与电容c20的一端并接后接入射频连接器j8的1引脚;电容c20的另一端接地,射频连接器j8的2引脚和3引脚并接后接地;
nb-iot芯片u11的27、31、40、42、44、45、48和49引脚并接后接地;
nb-iot芯片u11的50和51引脚并接后接入vbat端口,vbat端口还与电容c29的一端、电容c28的一端、电容c27的一端、电容c30的一端和电阻r183的一端并接后接入电阻r184的一端;电容c29的另一端、电容c28的另一端、电容c27的另一端、电容c30的另一端并接后接地;电阻r183的另一端与电阻r184的另一端并接后接入3.3v电源。
电平转换电路包括芯片u27,芯片u27的1引脚与电阻r21的一端并接后接入微控制器u1的73引脚;
芯片u27的2引脚接地;芯片u27的3引脚与电阻r187的一端和电容c114的一端并接后接入nb-iot芯片u11的43引脚;电容c114的另一端接地;
芯片u27的4引脚与电阻r21的另一端和电阻r26的一端并接后接入nb-iot芯片u11的34引脚;电阻r26的另一端接地;
芯片u27的5引脚与电阻r168的一端和电阻r25的一端并接后接入nb-iot芯片u11的33引脚;电阻r168的另一端接地;
芯片u27的6引脚与电阻r187的另一端连接;
芯片u27的7引脚接入3.3v电源;
芯片u27的8引脚与电阻r25的另一端并接后接入nb-iot芯片u11的72引脚。
晶体电路包括晶体y3,晶体y3的1引脚、3引脚以及电容c12的一端和电容c11的一端并接后接地,电容c11的另一端分别与晶体y3的2引脚和微控制器u1的90引脚连接,电容c12的另一端分别与晶体y3的4引脚和微控制器u1的89引脚连接。
电池电量检测电路包括电阻r15和电阻r16,电阻r15的一端和电阻r16的一端并接后接入微控制器u1的97引脚,电阻r16的另一端接地,电阻r15的另一端接入锂亚电池接口电路;
锂亚电池接口电路包括芯片u24,芯片u24的4引脚与电容c15的正极和电阻r17的一端并接后接入vin端口;vin端口与电阻r15的另一端连接,电容c15的负接地,电阻r17的另一端接入芯片u24的1引脚;芯片u24的2引脚接地,芯片u24的3引脚连接有电感l9的一端,电感l9的另一端与电容c16的一端、电阻r18的一端、电容c17的一端、电容c18一端和电容c21的一端并接后接入3.3v电源;芯片u24的5引脚与电容c16的另一端和电阻r18的另一端并接后接入电阻r19的一端,电阻r19的另一端、电容c17的另一端、电容c18的另一端和电容c21的另一端均接地;
锂亚电池过放保护电路包括连接器bat1和芯片u28;连接器bat1的1引脚与场效应管q10的3引脚并接后接入电阻r211的一端后接入芯片u31的第3脚;连接器bat1的2引脚与电容c231的一端并联后接入到芯片u31的第5脚;连接器bat1的第脚3脚与电阻r11的一段并接后接入芯片u28的第9脚,场效应管q10的2引脚与二极管d5的负极和电容c14的正极并接后接入vin端口,电容c14的负极接地,二极管d5的正极与电阻r22的一端和场效应管q10的1引脚并接后接入正负极保护电路内部的二极管桥堆pd2的3引脚,电阻r22的另一端接地;电阻r211与电容c231构成电池保护的滤波电路;
正负极保护电路用于电源输入正负极保护且正负极任意接;正负极保护电路包括二极管桥堆pd2的2引脚分别与电源输入正极弹片u2、u5、u7连接;二极管桥堆pd2的1引脚分别与电源输入负极弹片u4、u6、u8连接;二极管桥堆pd2的4引脚接地;
连接器bat1的3引脚接入备选锂电充电电路。
备选锂电充电电路包括芯片u28,芯片u28的1引脚与电容c13的一端的并接后接入正负极保护电路内部的二极管桥堆pd2的3引脚,电容c13的另一端与芯片u28的5引脚、芯片u28的11引脚、电阻r12的一端、电阻r13的一端、电容c225的一端和电阻r14的一端并接后接地;电阻r12的另一端与芯片u28的6引脚连接,电阻r13的另一单与电容c225的另一端和电阻r11的领域对岸并接后接入芯片u28的9引脚,电阻r14的另一端与芯片u28的8引脚连接。
新能源供电模块包括电池1,电池1上套接有pvc套管9,电池1的底端面安装有盖垫片8,电池1的顶部安装有电容5,电容5的安装连接片6上,电池1的内部安装有第一导线7,第一导线7与第二导线3的一端连接,电池1的上端面还连接有第三导线2的一端,第三导线2的另一端与第二导线3的另一端安装在插头4上;新能源供电模块负责提供智能路锥工作,待机,休眠状态的能源供应;
智能路锥上电后完成初始化工作,进入时事件状态侦听,突发的事件获得的数据经内部算法分析进行状态的诊断,并将结果照与服务器约定的通讯协议上报到服务器,智能路锥接收服务器下发的指令或者根据事件状态紧程度自动启动本地预警报警功能;
本实用新型集成传感技术,无线数据传输技术,定位技术,新能源技术与一体,无需人员干涉操作,即放置即使用,超低功耗,超长工作时间,云服务器大数据分析、处理的完全ai的新型智能路锥;采用nb-not或nb-cat14glte技术的远程无线数据通讯,设备数据无需经过额外基站直接传输到云平台;内部集成新能源高功率电池,设备工作电路为超低功耗,待机工作电流微安,云服务器进行大数据分析,针对事件状态下发各项预警策略启动设备报警功能,导航地图提前信息提示,现场工作人员的佩带设备或手持设备提前预警,现场设备实时报警,提升安全程度;
本实用新型在使用时,传感器模块实时采集路锥本体的状态数据并将状态数据通过模数转换后发送至数据处理模块,数据处理模块对传感器模块发送的状态数据进行分析并将分析的结果通过nb远程数据传输、本地无线自组网及定位电路模块发送到云服务器内,通过数据处理模块还用于接收云服务器下发的指令并根据指令执行对应的处理;新能源供电模块用于为传感器模块、数据处理模块和nb远程数据传输、本地无线自组网及定位电路模块供电,集成传感技术,无线数据传输技术,定位技术,新能源技术与一体,无需人员干涉操作,即放置即使用,超低功耗,超长工作时间。
以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该实用新型仅为的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
1.aiot智能路锥,包括路锥本体,其特征在于,所述路锥本体的内部安装有传感器模块、数据处理模块、nb远程数据传输、本地无线自组网及定位电路模块和新能源供电模块;
所述传感器模块用于实时采集路锥本体的状态数据并将状态数据通过模数转换后发送至数据处理模块;所述状态数据包括路锥本体受到撞击、倾倒和移位的数据;
所述数据处理模块用于对传感器模块发送的状态数据进行分析并将分析的结果通过nb远程数据传输、本地无线自组网及定位电路模块发送到云服务器内,通过数据处理模块还用于接收云服务器下发的指令并根据指令执行对应的处理;
所述新能源供电模块用于为传感器模块、数据处理模块和nb远程数据传输、本地无线自组网及定位电路模块供电。
2.根据权利要求1所述的aiot智能路锥,其特征在于,所述传感器模块包括加速度传感电路;加速度传感电路包括芯片u30,芯片u30的12引脚与电阻r4的一端并接后接入微控制器u1的70引脚,芯片u30的8、9引脚接地,芯片u30的3、7、11引脚接入3.3v电源;芯片u30的2引脚与电阻r3的一端并接后接入芯片u1的69引脚;电阻r3的另一端和电阻r4的另一端并接后接入3.3v电源;芯片u30的第5脚及第6脚分别与电阻r209、r210的另一端并接后接入到微控制器u1的第26、第27脚上,构成信号中断电路。
3.根据权利要求1所述的aiot智能路锥,其特征在于,所述数据处理模块包括微控制器u1,微控制器u1的型号为msp430f5438a;
所述微控制器u1的9引脚与电容c3的一端连接,电容c3的另一端接地;
所述微控制器u1的11引脚、电容c2的一端和电容c62的一端并接后接入电阻r2的一端,电阻r2的另一端接入3.3v电源,电容c2的另一端和电容c62的另一端并接后接地;
所述微控制器u1的12引脚与15引脚并接后接地;
所述微控制器u1的13引脚与晶体振荡器y1的一端并接后接入电容c9的一端,电容c9的另一端接地;
所述微控制器u1的14引脚与晶体振荡器y1的另一端并接后接入电容c10的一端,电容c10的另一端接地;
所述微控制器u1的16引脚与电容c4的一端连接,电容c4的另一端接地;
所述微控制器u1的18引脚与插针j17的2引脚连接;微控制器u1的19引脚与插针j17的1引脚连接;插针j17的3引脚接地;
所述微控制器u1的22引脚与电阻r166的一端连接,用于nb远程数据传输、本地无线自组网及定位电路模块的开机控制;
所述微控制器u1的38引脚与电容c5的一端连接,电容c5的另一端与微控制器u1的37引脚并接后接地;
所述微控制器u1的39引脚与插针j1的2引脚连接,微控制器u1的40引脚与插针j1的1引脚连接,插针j1的3引脚接地;插针j1用于系统软件调试接口;
所述微控制器u1的49引脚与电阻r203的一端连接,电阻r203的另一端与开关三极管q16的基极连接;开关三极管q16的发射极接地;开关三极管q16的集电极与nb-iot芯片u11的53引脚连接;
所述微控制器u1的第52、53、54引脚分别于插针j2的第3、2、1脚连接,插针j2的第4脚与地连接,构成外部声光报警功能扩展电路;
所述微控制器u1的56引脚与电阻r202的一端连接,电阻r202的另一端与开关三极管q15的基极连接;开关三极管q15的发射极接地;开关三极管q15的集电极与nb-iot芯片u11的37引脚连接;
所述微控制器u1的62引脚与电容c7的一端连接,电容c7的另一端接地;
所述微控制器u1的64引脚与电容c6的一端连接,电容c6的另一端与微控制器u1的63引脚并接后接地;
所述微控制器u1的73引脚和72引脚分别与nb数据传输及定位电路连接;
所述微控制器u1的80引脚和81引脚分别与lora本地数据通讯电路连接;lora本地数据通讯电路包括芯片u29,芯片u29的1引脚与电阻r90的一端并接后接入3.3v电源;芯片u29的2引脚与微控制器u1的81引脚连接,芯片u29的4引脚与微控制器u1的80引脚连接,芯片u29的3、10引脚接地;芯片u29的5引脚与电阻r42的一端连接,电阻r42的另一端接入3.3v电源,芯片u29的6引脚与电阻r42的一端连接,电阻r42的另一端接地;芯片u29的8引脚与电阻r90的另一端并接后接入电容226的一端,电容226的另一端接地;芯片u29的9引脚与电容c228的一端并接后接入电阻r69的一端,电容c228的另一端接地,电阻r69的另一端与电容c227的一端并接后接入射频连接器jp8的1接口,电容c227的另一端接地;射频连接器jp8的2、3接口并接口接地;
所述微控制器u1的87引脚与电容c8的一端连接,电容c8的另一端与微控制器u1的88引脚并接后接地;
所述微控制器u1的89和90引脚与晶体电路连接;微控制器u1的91引脚与插针j4的2引脚连接;
所述微控制器u1的96引脚与电容c1的一端和电阻r1的一端连接后接入插针j4的1引脚;电容c1的另一端接地,电阻r1的另一端接入3.3v电源;插针j4的3引脚接地;
所述微控制器u1的97引脚与电池电量检测电路连接。
4.根据权利要求1所述的aiot智能路锥,其特征在于,所述nb远程数据传输、本地无线自组网及定位电路模块包括nb-iot芯片u11;所述nb-iot芯片u11的5引脚与开关三极管q12的集电极连接,电阻r166的另一端与电阻r165的一端并接后接入开关三极管q12的基极;电阻r165的另一端与开关三极管q12的发射极并接后接地;电阻r166的另一端与微控制器u1的22引脚连接;
所述nb-iot芯片u11的14引脚接地;nb-iot芯片u11的15引脚与电阻r33并接后接入电容c24的一端,电容c24的另一端接地,电阻r33的另一端与电容c23的一端并接后接入射频连接器j7的1引脚;电容c23的另一端接地;射频连接器j7的2引脚与3引脚并接后接地;
所述nb-iot芯片u11的16引脚分别与芯片u15的1引脚和芯片j10的1引脚连接,且芯片j10的1引脚还与电阻r40的一端连接,电阻r40的另一端接地;nb-iot芯片u11的18引脚分别与芯片u15的8引脚和芯片j10的2引脚连接;芯片j10的2引脚连接还与电阻r204的另一端并接后接入电容c31的一端,电容c31的另一端接地;nb-iot芯片u11的19引脚分别与芯片u15的6引脚和芯片j10的6引脚连接,且芯片j10的6引脚还接入电容c35的一端,电容c35的另一端接地;nb-iot芯片u11的20引脚分别与芯片u15的7引脚和芯片j10的4引脚连接,且芯片j10的4引脚与电容c33的一端连接,电容c33的另一端接地;nb-iot芯片u11的21引脚分别与芯片u15的3引脚和芯片j10的5引脚连接,且芯片j10的5引脚还与电容c34的一端连接,电容c34的另一端接地;
所述nb-iot芯片u11的33引脚和34引脚与电平转换电路连接;
所述nb-iot芯片u11的41引脚与电容c19的一端并接后接入电阻r34的一端,电容c19的另一端接地,电阻r34的另一端与电容c20的一端并接后接入射频连接器j8的1引脚;电容c20的另一端接地,射频连接器j8的2引脚和3引脚并接后接地;
所述nb-iot芯片u11的27、31、40、42、44、45、48和49引脚并接后接地;
所述nb-iot芯片u11的50和51引脚并接后接入vbat端口,vbat端口还与电容c29的一端、电容c28的一端、电容c27的一端、电容c30的一端和电阻r183的一端并接后接入电阻r184的一端;电容c29的另一端、电容c28的另一端、电容c27的另一端、电容c30的另一端并接后接地;电阻r183的另一端与电阻r184的另一端并接后接入3.3v电源。
5.根据权利要求4所述的aiot智能路锥,其特征在于,所述电平转换电路包括芯片u27,芯片u27的1引脚与电阻r21的一端并接后接入微控制器u1的73引脚;
所述芯片u27的2引脚接地;芯片u27的3引脚与电阻r187的一端和电容c114的一端并接后接入nb-iot芯片u11的43引脚;电容c114的另一端接地;
所述芯片u27的4引脚与电阻r21的另一端和电阻r26的一端并接后接入nb-iot芯片u11的34引脚;电阻r26的另一端接地;
所述芯片u27的5引脚与电阻r168的一端和电阻r25的一端并接后接入nb-iot芯片u11的33引脚;电阻r168的另一端接地;
所述芯片u27的6引脚与电阻r187的另一端连接;
所述芯片u27的7引脚接入3.3v电源;
所述芯片u27的8引脚与电阻r25的另一端并接后接入nb-iot芯片u11的72引脚。
6.根据权利要求3所述的aiot智能路锥,其特征在于,所述晶体电路包括晶体y3,晶体y3的1引脚、3引脚以及电容c12的一端和电容c11的一端并接后接地,电容c11的另一端分别与晶体y3的2引脚和微控制器u1的90引脚连接,电容c12的另一端分别与晶体y3的4引脚和微控制器u1的89引脚连接。
7.根据权利要求3所述的aiot智能路锥,其特征在于,所述电池电量检测电路包括电阻r15和电阻r16,电阻r15的一端和电阻r16的一端并接后接入微控制器u1的97引脚,电阻r16的另一端接地,电阻r15的另一端接入锂亚电池接口电路;
所述锂亚电池接口电路包括芯片u24,芯片u24的4引脚与电容c15的正极和电阻r17的一端并接后接入vin端口;vin端口与电阻r15的另一端连接,电容c15的负接地,电阻r17的另一端接入芯片u24的1引脚;芯片u24的2引脚接地,芯片u24的3引脚连接有电感l9的一端,电感l9的另一端与电容c16的一端、电阻r18的一端、电容c17的一端、电容c18一端和电容c21的一端并接后接入3.3v电源;芯片u24的5引脚与电容c16的另一端和电阻r18的另一端并接后接入电阻r19的一端,电阻r19的另一端、电容c17的另一端、电容c18的另一端和电容c21的另一端均接地;
锂亚电池过放保护电路包括连接器bat1和芯片u28;连接器bat1的1引脚与场效应管q10的3引脚并接后接入电阻r211的一端后接入芯片u31的第3脚;连接器bat1的2引脚与电容c231的一端并联后接入到芯片u31的第5脚;连接器bat1的第脚3脚与电阻r11的一段并接后接入芯片u28的第9脚,场效应管q10的2引脚与二极管d5的负极和电容c14的正极并接后接入vin端口,电容c14的负极接地,二极管d5的正极与电阻r22的一端和场效应管q10的1引脚并接后接入正负极保护电路内部的二极管桥堆pd2的3引脚,电阻r22的另一端接地;电阻r211与电容c231构成电池保护的滤波电路;
所述正负极保护电路用于电源输入正负极保护且正负极任意接;正负极保护电路包括二极管桥堆pd2的2引脚分别与电源输入正极弹片u2、u5、u7连接;二极管桥堆pd2的1引脚分别与电源输入负极弹片u4、u6、u8连接;二极管桥堆pd2的4引脚接地;
所述连接器bat1的3引脚接入备选锂电充电电路。
8.根据权利要求7所述的aiot智能路锥,其特征在于,所述备选锂电充电电路包括芯片u28,芯片u28的1引脚与电容c13的一端的并接后接入正负极保护电路内部的二极管桥堆pd2的3引脚,电容c13的另一端与芯片u28的5引脚、芯片u28的11引脚、电阻r12的一端、电阻r13的一端、电容c225的一端和电阻r14的一端并接后接地;电阻r12的另一端与芯片u28的6引脚连接,电阻r13的另一单与电容c225的另一端和电阻r11的领域对岸并接后接入芯片u28的9引脚,电阻r14的另一端与芯片u28的8引脚连接。
9.根据权利要求1所述的aiot智能路锥,其特征在于,所述新能源供电模块包括电池(1),电池(1)上套接有pvc套管(9),电池(1)的底端面安装有盖垫片(8),电池(1)的顶部安装有电容(5),电容(5)的安装连接片(6)上,电池(1)的内部安装有第一导线(7),第一导线(7)与第二导线(3)的一端连接,电池(1)的上端面还连接有第三导线(2)的一端,第三导线(2)的另一端与第二导线(3)的另一端安装在插头(4)上。
技术总结