基于NB-IoT物联网智能界桩

本发明涉及一种智能界桩，尤其涉及一种基于NB-IoT物联网智能界桩，对重要的、 需要实时动态监管的界桩，提供省时省力的无线远程管理方法。

一些重要设施、线缆、和保护地，需要设立界桩。可是界桩设立后，只能通过人工巡 查，来判断其是否还存在，是否还在发挥着界桩的作用。当一些被保护的设施、保护地遭到 破坏后，管理者也无法第一时间知道，给社会造成的损失可谓巨大。NB-IoT无线远程智能界 桩可以有效解决这个问题，NB-IoT低功耗广覆盖（LPWA）物联网（IoT），是一种可在全球范围 内广泛应用的新兴技术，具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优、与现有网络 共存等特点。智能界桩具有每天自动上报数据的功能，也就是说，它告诉管理者，它还存在， 发挥着界桩的作用。如果没有和管理者联系了，它很可能是被破坏了，需要管理者第一时间 赶到现场，查看界桩和被保护的设施，把损失降低到最小。智能界桩包括电源系统、中心控 制模块、传感器模组、NB-IoT传输模块。本发明的有益效果为：在重要的地域上安装智能界 桩，安装维护方便且运行可靠，同时装置采用一体化设计，体积小，功耗低，保证界桩的使用 期长；采用锂电池和太阳能供电，无需市电；智能界桩同步检测多个传感信息，定时自行上 传数据，反应灵敏；通过NB-IoT技术进行全天候无缝覆盖界桩位置服务；NB-IoT物联网的应 用成本低、覆盖广、连接多，为智能界桩的大面积应用提供了保证。

为了解决上述问题，本发明提供了基于NB-IoT物联网智能界桩，其目的在于，提供 物联网应用的无线远程智能界桩，克服、改进现有产品中上述方面的不足。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现 ：

智能界桩包括控制管理装置和界桩本体，控制管理装置由电源系统、低功耗管理单元、 传感器模组、NB-IoT传输模块组成；电源系统包括一个太阳能板和锂电池组，高效的电源管 理为界桩提供长久的工作电源；低功耗管理单元包括处理器、数据采集器和存储器, 低功 耗管理单元分别与传感器模组、NB-IoT传输模块连接；传感器模组包括接近传感器、图像传 感器、加速度传感器，传感器模组的信号经过整理，输出数字信号到低功耗管理单元；通过 NB-IoT技术进行全天候无缝覆盖界桩位置服务；NB-IoT传输模块负责数据的发送和命令的 接受，是智能界桩和管理中心联系的通道。

所述低功耗管理单元包括处理器、数据采集器和存储器。

所述传感器为传感器模组包括接近传感器、图像传感器、加速度传感器，传感器模 组的信号经过整理，输出数字信号到中心控制模块。

所述NB-IoT传输模块负责数据的发送和命令的接受，是智能界桩和管理中心联系 的通道。

所述电源系统包括一个太阳能板和锂电池组。

本发明实现的有益效果为 ：

智能界桩的本体与控制管理装置既分离又有机的结合在一起，施工、安装、维护方便； 同时控制管理装置的电源系统、低功耗管理单元、传感器模组、NB-IoT通讯模块采用一体化 设计，结构简洁体积小；采用太阳能和锂电池供电，无需市电，可以在任何地域安装使用；低 功耗管理单元，使界桩的使用期较长 ；传感器模组反应灵敏，提供多个预警信息给低功耗 管理单元；通过NB-IoT技术进行全天候无缝覆盖界桩位置服务；低功耗管理单元通过NB- IoT通讯模块把预警信息发送到管理中心，实现了界桩管理的智能化，节省大量的人力物 力，社会效益巨大。

附图1是本发明外观示意图，其中1控制管理装置，2界桩本体。

附图2是1控制管理装置结构示意图，其中101太阳能板，102控制管理系统，103不 锈钢盒体。

附图3是102控制管理系统框图，其中102-1低功耗管理单元，102-2电源系统，102- 3传感器模组，102-4NB-IoT通讯模块。

如图1所示，本发明的优选实施方式是基于NB-IoT物联网智能界桩,包括界桩本体 (2)和安装在界桩本体(2)顶部的控制管理装置(1)。

如图2所示，本发明的优选实施方式是所述控制管理装置(1)包括不锈钢盒体 (103)、控制管理系统(102)、太阳能板 (101)。不锈钢盒体(103)与界桩实体(2)安装方便， 连接牢固，分体式设计有利于设备的维修和维护管理；控制管理系统(102)密封在不锈钢盒 体(103)中，太阳能板 (101) 安装在不锈钢盒体(103)的顶部，三个部分有机的结合在一 起，保证了控制管理装置(1)的完整性。

如图3所示，本发明的优选实施方式是控制管理系统(102)由低功耗管理单元 （102-1）、电源系统（102-2）、传感器模组(102-3)和NB-IoT通讯模块（102-4）组成。

本发明的工作原理与工作过程如下：

低功耗管理单元（102-1）是控制管理系统(102)的指挥中心，采用低功耗、多接口的单 片机，自带A/D数字转换器，能够方便的采集模拟量和数字量信号，精密的时钟系统保证单 片机按时通过NB-IoT通讯模块（102-4）把信息发送给管理中心，完成数据发送后，低功耗管 理单元（102-1）把整个系统配置成休眠模式，节约电源的消耗。当时钟系统定时中断信号、 传感器传感器模组(102-3)或NB-IoT通讯模块（102-4）中断信号到达时，唤醒低功耗管理单 元（102-1）进入工作模式，这样使控制管理系统(102) 全智能模式运行；

电源系统（102-2）为控制管理系统(102)提供能量，采用多功能的电源管理芯片，对太 阳能板、锂电池进行充放电管理，达到高效利用，通过精细、优化的电源管理，保证控制管理 系统(102)长时间运行；

传感器模组(102-3)有接近传感器、图像传感器、加速度传感器，接近传感器能检测对 象的移动信息和存在信息转换为电气信号，加速度传感器输出与振动量成正比的电压信 号，信号经过整理后由低功耗管理器（102-1）进行采集、判断，是否启动图像传感器拍照，并 且保存图片数据，向管理中心发送预警信息；

NB-IoT通讯模块（102-4）是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术，具有覆盖广、连 接多、速率低、成本低、功耗低、架构优、与现有网络共存等特点；通过NB-IoT技术进行全天 候无缝覆盖界桩位置服务；NB-IOT通讯模块（102-4）使控制管理装置(1)与监控管理中心保 持联络，使界桩的管理变得方便。

基于NB-IoT物联网智能界桩应用新型的物联网络NB-IoT技术，在使用时不受流域 的影响，全区域覆盖，将预警信息传输到监控管理中心；监控管理中心实时动态管理界桩， 做到监管一体化。