基于磁感应的末端设备业务恢复装置的制作方法

1.本实用新型涉及设备供电控制技术领域，具体涉及一种基于磁感应的末端设备业务恢复装置。


背景技术：

2.公共服务领域的智能设备(比如由红绿灯、红绿灯控制器、摄像头、交换机等组成的红绿灯控制及道路监控设备)在维护过程中面临的主要问题包括供电故障与设备软件吊死。绝大部分智能设备仅采用单一市电供电，少部分设备采用市电主供，蓄电池备用的供电方式，供电保障比较薄弱，所以可能出现供电故障。这些智能设备的内置mcu在长时间运行后，往往无法保证100％的可靠性，但大部分智能设备又仅具备有线通讯能力且通常处于网络通信的末端，一旦出现软件吊死或者通讯故障，业务后台将无法控制这些设备进行故障修复。
3.目前，在设备软件吊死情况下，故障修复的主要手段为下电上电这类硬重启。通过技术手段了解处于通信末端的智能设备的供电是否中断，并通过对供电线路的开关控制来实现对末端设备的硬重启是一个优选的做法。譬如在末端供电线路中安装智能空开，智能空开是在传统空开的基础上增加独立控制单元，能对市电数据进行采集，云端可对智能空开下达控制指令，对空开的开关量加以控制，实现硬件重启的目的。但存在以下问题：
4.1、智能空开只能在有电接入的情况下进行数据统计与开关量的控制，无法在没有电的情况下采集数据和控制开关量；
5.2、智能空开内部也有mcu，增加mcu器件后，考虑到mcu必然存在软件吊死的风险，给供电线路带来了额外的故障点。


技术实现要素：

6.本实用新型以非接入式方式、配置独立电池的方式实现对供电信息的采集。通过非接入方式对末端智能设备的控制，不额外增加供电线路故障点为目的，提供一种基于磁感应的末端设备业务恢复装置。
7.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
8.提供一种基于磁感应的末端设备业务恢复装置，所述业务恢复装置包括靠近交流供电线路设置的用于感应交流电的感应电势的磁感应半导体、电连接所述磁感应半导体的控制器以及安装在开关设备上的用于控制所述开关设备的开关状态的电动机械装置，所述电动机械装置与所述控制器电连接，所述开关设备安装在所述磁感应半导体与所述智能设备之间的所述交流供电线路上。
9.作为本实用新型的一种优选方案，所述控制器内部包括mcu微控制单元、电连接所述mcu微控制单元的无线通信模块和看门狗电路以及为所述mcu微控制单元、所述无线通信模块、所述控制器提供临时供电的电池。
10.作为本实用新型的一种优选方案，所述mcu微控制单元为stm32型微控制器。
11.作为本实用新型的一种优选方案，所述mcu微控制单元为支持opencpu开发方式的通信模块，所述通信模块同时作为mcu微控制单元的所述无线通信模块。
12.作为本实用新型的一种优选方案，所述开关设备为非智能的空气开关。
13.作为本实用新型的一种优选方案，所述业务恢复装置还包括与所述控制器电连接的智能终端，所述智能终端为计算机、手机、平板电脑、工控机中的任意一种。
14.本实用新型以磁感应半导体采集供电信息，控制器或者与控制器通信连接的智能终端根据供电信息判断是否出现供电故障，提供维护支撑。并在出现软件吊死或者通讯故障后通过控制器向电动机械装置发送开关控制指令，电动机械装置根据指令控制开关设备的通断，实现了对处于通讯网络末端的智能设备的硬重启。本实用新型在不额外增加供电线路故障点的前提下，以非接入方式实现了对交流供电线路的供电信息采集以及对末端智能设备的控制。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是本实用新型一实施例提供的基于磁感应的末端设备业务恢复装置的结构示意图；
17.图2是控制器与智能终端的连接示意图；
18.图3是开关设备连接在智能设备与磁感应半导体之间的交流供电线路上的示意图；
19.图4是磁感应半导体产生感应电势的示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
21.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
22.本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
23.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接
相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
24.在阐述本实用新型实施例提供的基于磁感应的末端设备业务恢复装置的具体结构之前，首先结合图4对霍尔效应的定义进行解释：
25.霍尔效应是指，当电流垂直于外磁场通过磁感应半导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在磁感应半导体的两端产生电势差(即图4中标注的霍尔电压)，本实用新型提供的业务恢复装置根据这个电势差去判断交流供电线路是否产生故障，若感应不到电势差则表明交流供电线路出现故障，若能够持续感应到电势差，则表明交流供电线路正常。
26.如图1-图3所示，本实施例提供的基于磁感应的末端设备业务恢复装置，包括靠近交流供电线路设置的用于感应交流电的感应电势的磁感应半导体1、电连接磁感应半导体1的控制器4以及安装在开关设备3上的用于控制开关设备3的开关状态(导通或断开)的电动机械装置5(电动机械装置5与开关设备3之间属于机械连接，无电连接)，开关设备3安装在磁感应半导体1与智能设备2之间的交流供电线路上。当磁感应半导体1持续感应到感应电势时，控制器4判定交流供电线路正常，不控制电动机械装置执行对开关设备的开关控制动作。当磁感应半导体1感应不到感应电势时，控制器4直接反馈交流供电线路出现故障，转由现场人员维护。
27.当业务方从远端发现智能设备2没有数据反馈，而磁感应半导体1能感应到电势，控制器4反馈交流供电线路没有故障，云端软件判定需要对设备进行硬重启，此时控制器4生成驱动信号驱动电动机械装置执行开关控制动作，以控制开关设备的下电上电，实现对智能设备2的硬重启。
28.作为一种优选方案，本实施例提供的业务恢复装置还包括与控制器4电连接的智能终端，智能终端为计算机、手机、平板电脑、工控机中的任意一种。智能终端上运行有云端软件，控制器4将磁感应半导体1感应到的感应电势形成为供电信息发送给智能终端，智能终端通过云端软件根据磁感应半导体1采集的供电信息判断交流供电线路是否出现故障，若出现故障，转由现场人员维护。
29.当业务方从远端发现智能设备2没有数据反馈，而磁感应半导体1能感应到电势，控制器4反馈交流供电线路没有故障，云端软件判定需要对设备进行硬重启，智能终端向控制器4发送硬重启指令，控制器4接收到硬重启指令后生成驱动信号驱动电动机械装置执行开关控制动作，以控制开关设备3的下电上电，实现对智能设备2的硬重启。
30.如图1所示，本实施例中，控制器4内部包括mcu微控制单元41，电连接mcu微控制单元41的无线通信模块42和看门狗电路43以及为mcu微控制单元41、无线通信模块42和为控制器4提供工作电压的电池44。无线通信模块42实现了mcu微控制单元41与电动机械装置5以及远程端的智能终端的通信连接。在控制器4内部设置看门狗电路可有效防止内嵌在mcu微控制单元41中的软件程序运行出错，保证整个业务恢复装置运行的稳定性和可靠性。
31.更优选地，mcu微控制单元41采用stm32型微控制器，比如stm32f101r6、stm32f101c8等stm32型微控制器。另外，mcu微控制单元41还可采用支持opencpu开发方式的通信模块，opencpu开发方式的通信模块同时作为mcu微控制单元的无线通信模块。
32.由于智能空气开关中具有mcu，mcu长时间运行会出现软件吊死，额外增加了交流
供电线路的故障点，所以本实施例中，开关设备3优选采用内部不具有mcu的非智能的空气开关(即图1和图3中标注的标准空开)。
33.以上所述的处于通讯网络末端的智能设备比如包括由安装在公共场所的公共摄像头、红绿灯、为多个公共摄像头提供poe供电和信号源的交换机、为多个红绿灯提供poe供电和信号源的红绿灯总控制器组成的智能设备。
34.以下对本实施例提供的业务恢复装置排除末端智能设备供电故障或软件吊死故障的方法进行简要阐述：
35.1)当出现过载、漏电这些常规线路故障时，空气开关会自行关闭，从而压迫电动机械装置。控制器4感知到电动机械装置(电动机械装置被压迫后会向控制器4发送一个被压迫信号)被压迫后，会根据内嵌的软件程序去判断交流供电线路是否出现故障，或者将感知到的被压迫信号发送给后端的智能终端，转人工去进行线路故障诊断。
36.2)当交流供电线路供电正常时，电流流经磁感应半导体，半导体会持续感应到电势差，半导体将感应到的感应电势发送给控制器4，由内嵌在控制器4中的软件程序判定线路供电正常，或者由控制器4将感应电势转发给后端的智能终端，由运行在智能终端上的云端软件去判断供电是否正常。而一旦交流电线路出现故障或者智能设备离线(断电)，磁感应半导体将无法感应到电势差，控制器4无法接收到感应信息时，内嵌的软件程序将判定线路供电出现故障，或者当控制器4无法持续向后端的智能终端发送感应信息时，由运行在智能终端上的云端软件去判断线路是否出现故障，以便于及时安排维修人员前往现场进行线路与智能设备故障排查。
37.3)当智能设备2出现软件吊死的情况，交流供电线路仍能产生持续磁场，磁感应半导体还可持续向控制器4发送感应信息，而通信连接智能设备的后端智能终端由于无法正常接收到智能设备产生的业务信息会判定智能设备出现软件吊死，此时智能终端向控制器4发送智能设备硬重启指令，控制器4接收到硬重启指令后驱动电动机械装置控制关闭空气开关后再打开，实现对智能设备的硬重启。
38.本实用新型以磁感应半导体采集供电信息，控制器或后端智能终端根据半导体采集的供电信息判断是否出现供电故障，并在出现供电故障后通过控制器驱动电动机械装置控制开关设备的下电上电，实现对处于通讯网络末端的智能设备的硬重启。本实用新型在不额外增加供电线路故障点的前提下，以非接入方式实现了对交流供电线路的供电信息采集以及对末端智能设备的硬重启，解决了末端的智能设备因软件吊死难以重启的问题。
39.需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本实用新型做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本实用新型的精神，都应在本实用新型的保护范围之内。另外，本技术说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。