一种智慧杆智能网关装置的制作方法

1.本实用新型涉及电源管理技术领域，尤其涉及一种智慧杆智能网关装置。


背景技术：

2.智慧杆是以户外杆为载体，集成了智能照明系统、视频监控设备、无线基站、wi-fi、信息发布系统、一键报警系统、新能源汽车充电桩以及天气、环境等各种传感器。依托强大的综合管理平台，实现数据监控、车辆监控、安防监控、环保监测、地下管网监控、城市洪涝灾害预警、区域噪声监测、市民应急报警等应用，可与政府内部的交通系统、警务管理系统、财政管理系统和采购系统等进行交互，为智慧城市的大数据应用提供多种数据支持，实现城市及市政服务能力提升，是智慧城市的一个重要入口。
3.智能网关装置作为智慧杆最重要的部分，承担智慧杆的电源管理、网络管理、协议转换、设备接入、边缘计算等功能，具有采集监控网络数据，采集环境数据，智慧照明等功能。是户外杆智能化的最重要的一部分。
4.然而现有的智慧杆没有路由器，无法独立扩展子网，需要为网关下的每个设备分配ip；且没有非法设备接入控制，无法检测非法设备的接入。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本技术提供一种智慧杆智能网关装置，以提供一种带有路由器的智慧杆。
6.为实现上述目的，本技术提供了一种智慧杆智能网关装置，包括处理单元、以太网驱动电路、路由器模块、上位机、用户终端、通信电路以及视频驱动电路；
7.所述路由器模块上设置有wan接口和lan接口，所述wan接口为多个，所述lan接口为多个，所述wan接口与所述上位机连接，所述上位机用于接收讯息和发出指令；所述用户终端与所述lan接口连接；
8.柜体的外壁上设置摄像机，所述摄像机通过所述视频驱动电路与所述处理单元相连接，所述摄像机用于拍摄柜体画面；
9.所述通信电路与所述处理单元相连接，所述通信电路用于传输信息。
10.在一些实施例中，所述通信电路包括rs485电路；所述rs485电路与所述处理单元相连接，所述rs485电路具有rs485通信接口；
11.和/或：所述通信电路包括rs232电路；所述rs232电路与所述处理单元相连接，所述rs485电路具有rs232通信接口；
12.和/或：所述通信电路包括扩展通讯接口，所述扩展通讯接口与所述处理单元连接；
13.和/或：所述通信电路包括usb接口，所述usb接口与所述处理单元连接。
14.在一些实施例中，还包括音频驱动电路；
15.所述音频驱动电路上还设置有音频接口，所述音频接口用于连接话筒和/或听筒。
16.在一些实施例中，还包括：模拟量采集电路；
17.所述模拟量采集电路上还设置有模拟量采集接口，所述模拟量采集电路与所述处理单元相连接，所述模拟量采集电路用于采集智能交通检测装置的工作参数。
18.在一些实施例中，还包括显示模块，所述显示模块与所述处理单元相连接；
19.和/或：还包括定位模块，所述定位模块与所述处理单元相连接；
20.和/或：还包括4g模块，所述4g模块与所述处理单元相连接；
21.和/或：还包括指示灯模块，所述指示灯模块与所述处理单元相连接。
22.在一些实施例中，还包括干节点输入电路和/或干节点输出电路；
23.所述干节点输入电路与所述处理单元连接，所述干节点输入电路上还设置有干节点输入接口；
24.所述干节点输出电路与所述处理单元连接，所述干节点输出电路上还设置有干节点输出入接口。
25.在一些实施例中，还包括第一电源输出接头、ac220v电源单元与第一电源控制单元；
26.所述第一电源输出接头与所述ac220v电源单元连接，所述ac220v电源单元与所述第一电源控制单元连接，所述第一电源控制单元与所述处理单元相连接。
27.在一些实施例中，还包括第一电量采集单元；
28.所述ac220v电源单元与所述第一电量采集单元相连接，所述处理单元通过所述第一电量采集单元与所述第一电源控制单元相连接。
29.在一些实施例中，还包括第二电源输出接头、dc12v电源单元、后备电源与第二电源控制单元；
30.所述第二电源输出接头与所述dc12v电源单元连接，所述dc12v电源单元与所述第二电源控制单元连接，所述第二电源控制单元与所述处理单元相连接；
31.所述后备电源与所述dc12v电源单元连接，且所述后备电源与所述处理单元连接。
32.在一些实施例中，还包括第二电量采集单元；
33.所述处理单元通过所述第二电量采集单元与所述第二电源控制单元相连接。
34.区别于现有技术，上述技术方案通过所述处理单元、以太网驱动电路、路由器模块、上位机、用户终端、通信电路以及视频驱动电路的设置使得装置具有路由器模块，可独立扩展子网；并使得装置根据实际需求划分lan接口和wan接口；进一步使得装置可以关闭指定冗余的网络接口，物理限制非法设备接入。
35.上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。
附图说明
36.通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
37.图1为所述一种智慧杆智能网关装置示意图之一；
38.图2为所述一种智慧杆智能网关装置示意图之二；
39.图3为所述一种智慧杆智能网关装置示意图之三；
40.图4为所述一种智慧杆智能网关装置示意图之四；
41.图5为所述wan接口和lan接口结构图。
具体实施方式
42.下面将结合附图对本技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。
43.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
44.在本技术实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
45.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
46.在本技术实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
47.在本技术实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
48.在本技术实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”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技术实施例和简化描述，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，因此不能理解为对本技术实施例的限制。
49.在本技术实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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在本技术实施例中的具体含义。
50.请参阅图1至图5，本技术公开了一种智慧杆智能网关装置，包括处理单元、以太网驱动电路、路由器模块、上位机、用户终端、通信电路以及视频驱动电路；所述路由器模块上设置有wan接口和lan接口，所述wan接口为多个，所述lan接口为多个，所述wan接口与所述上位机连接，所述上位机用于接收讯息和发出指令；所述用户终端与所述lan接口连接；柜
体的外壁上设置摄像机，所述摄像机通过所述视频驱动电路与所述处理单元相连接，所述摄像机用于拍摄柜体画面；所述通信电路与所述处理单元相连接，所述通信电路用于传输信息。
51.需要说明的是，所述以太网驱动电路为两个，两个所述以太网驱动电路的一端均与所述路由器模块连接，两个所述以太网驱动电路的另一端均与所述处理单元连接。
52.在本实施例中，所述处理单元为微处理单元(microcontroller unit，mcu)、嵌入式微处理器(embedded microprocessor unit,empu)、中央处理器(central processing unit，cpu)等具有数据处理功能的电子元件。处理单元可以收集装置的各个单元的数据，然后进行分析数据、整理数据和上传数据至上位机。
53.所述用户终端为多个，所述用户终端可以为摄像机、信息屏或一件报警，且多个所述用户终端分别与多个所述lan接口连接。摄像机用于安防监控，与网关通过网线连接，由网关管理其网络和供电；信息屏用于信息发布，与网关通过网线连接，由网关管理其网络和供电；一键报警用于应急报警，与网关通过网线连接，由网关管理其网络和供电。
54.请参阅图5，装置集成了一个两光八电路由器，并将两个光口定义为所述wan接口，八个电口定义为所述lan接口，所述wan接口是网线和上一级路由器的连接口，所述lan接口是下级设备与本路由器连接口。8个所述lan接口处于同一网段，可以作为交换机使用。所述wan接口连接上级交换机后，所述lan接口所接的设备能够通过所述wan接口联网，所述lan接口下所有设备对外呈现的ip为所述wan接口的ip，这样在ip资源紧张的情况下，只需要给网关分配一个ip，由网关自身扩展网段使得网关下的所述lan接口能够联网
55.还需要进一步说明的是，所述lan接口的wan口的定义可以由实际需求重新划分，比如将其中一个电口(lan接口)划分为wan。内置的所述路由器模块同样具有路由器的基本功能，如dhcp、dns、路由、防火墙、端口转发、nat、接口状态、接口流量等功能。通过采集每个网络接口上的设备ip和mac，并根据设置规则将ip和mac地址设置到白名单或者黑名单，被设置到黑名单的mac将不能通过检测装置连接网络，实现非法接入控制。同时白名单中的mac指定了网络接口序号，这个mac只能通过这个网络接口序号连接网络，实现mac和接口绑定；进一步的，可以关闭指定冗余的网络接口，物理限制非法设备接入。所述lan接口支持poe供电。
56.柜体的外壁上设置摄像机，所述摄像机通过所述视频驱动电路与所述处理单元相连接，所述摄像机用于拍摄柜体的画面。当柜体出现异常时，摄像机可以抓拍或者录像，将图像存储到本地或者发送给终端。
57.所述通信电路与所述处理单元相连接，所述处理单元用于通过通信电路连接终端，操作人员通过终端监控柜体内的部件的工作状况。
58.上述技术方案通过所述处理单元、以太网驱动电路、路由器模块、上位机、用户终端、通信电路以及视频驱动电路的设置使得装置具有路由器模块，可独立扩展子网；并使得装置根据实际需求划分lan接口和wan接口；进一步使得装置可以关闭指定冗余的网络接口，物理限制非法设备接入。
59.根据本技术的一些实施例，参照图1，所述通信电路包括rs485电路；所述rs485电路与所述处理单元相连接，所述rs485电路具有rs485通信接口；和/或：所述通信电路包括rs232电路；所述rs232电路与所述处理单元相连接，所述rs485电路具有rs232通信接口；
和/或：所述通信电路包括扩展通讯接口，所述扩展通讯接口与所述处理单元连接；和/或：所述通信电路包括usb接口，所述usb接口与所述处理单元连接。
60.所述通信电路包括rs485电路。所述rs485电路与所述处理单元相连接，所述rs485电路具备rs485通信接口，外部的部件也设置一个rs485电路，外部的部件上的rs485电路具有rs485通信接口，处理单元上的rs485通信接口通过线路与外部的部件上的rs485通信接口相连接，使得处理单元通过两个rs485电路与外部的部件进行数据传输。
61.具体的，外部部件可为环境监测模块和/或智慧照明模块；环境监测模块通过所述rs485通信接口与所述rs485电路连接，智慧照明模块通过所述rs485通信接口与所述rs485电路连接。
62.在本实施例中，所述通信电路包括rs232电路。所述rs232电路与所述处理单元相连接，所述rs485电路设置rs232通信接口，外部的部件也设置一个rs232电路，外部的部件上的rs232电路具有rs232通信接口，处理单元上的rs232通信接口通过线路与外部的部件上的rs232通信接口相连接，使得处理单元通过两个rs232电路与外部的部件进行数据传输。
63.所述usb接口用于对接usb通信设备，可以用于现场数据拷贝、升级等操作。
64.所述扩展通讯接口包括mii接口、rmii接口、rs233接口、rs485接口、can总线、mdobus、i2c总线、spi接口、蓝牙、lora无线模块、zigbee中的一种或者多种。具体的，当柜体现有的通讯接口不足以满足实际需求时，可在所述扩展通讯接口上连接其他通讯设备的接口，便于其他通讯设备与装置连接通讯。
65.为了实现远程对讲功能，根据本技术的一些实施例，参照图2，还包括音频驱动电路；所述音频驱动电路上还设置有音频接口，所述音频接口用于连接话筒和/或听筒。话筒与听筒分别通过所述音频驱动电路与所述处理单元相连接，所述音频驱动电路、所述话筒与所述听筒分别位于柜体内。具体的，音频驱动电路具有音频接口，所述音频接口与话筒、听筒相连接。另外，终端也连接有另一个的话筒与听筒，位于终端旁的工作人员可以与柜体旁的维修人员进行远程对讲，以及支持远程播放音频片段。工作人员通过终端来检测数据并排查故障原因，然后再通知维修人员，有效的解决前端设备故障发现不及时、故障处理滞后的问题，可以降低整体维护成本，提高维护工作效率，而且有利于维护工作的系统化和规范化管理。
66.根据本技术的一些实施例，参照图3，还包括：模拟量采集电路；所述模拟量采集电路上还设置有模拟量采集接口，所述模拟量采集电路与所述处理单元相连接，所述模拟量采集电路用于采集智能交通检测装置的工作参数。具体的，模拟量采集接口连接电流型传感器，电流型传感器定时采集、实时显示并存储数据，支持告警输入状态检测，可外接水浸、门磁、防雷状态检测等模块，电流型传感器可配置告警布防时间段、告警常开、常闭类型指定、告警时可设置触发声音报警、上传中心、存储日志、发送短信以及联动告警输出等功能。优选的，所述电流型传感器为多个，每个的所述电流型传感器分别连接到一个模拟量采集接口上。
67.所述模拟量采集电路与所述处理单元相连接，所述模拟量采集电路用于采集智能交通检测装置的工作参数，所述工作参数包括温度、湿度、水浸、角度、震动、亮度等，所述处理单元可以根据所述工作参数获取智能交通检测装置的工作状况，并判断是否出现异常情
况。
68.根据本技术的一些实施例，参照图4，还包括显示模块，所述显示模块与所述处理单元相连接；和/或：还包括定位模块，所述定位模块与所述处理单元相连接；和/或：还包括4g模块，所述4g模块与所述处理单元相连接；和/或：还包括指示灯模块，所述指示灯模块与所述处理单元相连接。
69.为了提高装置的通讯速度，在所述装置上还设置有所述4g模块。
70.所述指示灯模块在装置出现异常时发出亮光，具体的，当设备发生故障时，维修人员可通过所述指示灯模块的指示，快速判断出具体哪个元件出现故障。
71.所述定位模块与所述处理单元相连接。定位模块可以同时与多颗卫星同时通讯，自动定位经纬度坐标，以获取自身的位置，进而精确定位故障监控箱的位置。所述定位模块可以为gps模块、北斗模块等。
72.为了让维修人员可以快速地获取到信息，智能交通检测装置还包括显示模块，所述显示模块与所述处理单元相连接。所述显示模块可以为lcd液晶显示屏、oled液晶显示屏、tft液晶显示屏、数码管、led点阵等。模拟量采集电路采集电源控制单元的工作参数、第一电量采集单元采集的电量参数、第二电量采集单元采集的电量参数发生给处理单元，处理单元通过显示模块显示上述参数信息，并标注出异常的数据，维修人员看到显示模块的显示信息便能获知到事故原因。
73.根据本技术的一些实施例，参照图4，所述处理单元通过dc-dc电路与ups(uninterruptible power supply，译为不间断电源)电路相连接，不间断电源(ups)是将蓄电池与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的部件。所述处理单元连接有dc-dc电路，dc-dc电路是一种在直流电路中将一个电压值的电能变为另一个电压值的电能的部件，用于对整个处理单元的各个电路提供工作电源。
74.根据本技术的一些实施例，参照图4，还包括干节点输入电路和/或干节点输出电路；所述干节点输入电路与所述处理单元连接，所述干节点输入电路上还设置有干节点输入接口；所述干节点输出电路与所述处理单元连接，所述干节点输出电路上还设置有干节点输出入接口。
75.所述处理单元连接有干节点输入电路，所述干节点输入电路用于检测外设设备的开断状态。另外，所述处理单元连接有干节点输出电路，所述干节点输出电路用于对外设设备进行开断控制。
76.根据本技术的一些实施例，参照图4，还包括第一电源输出接头、ac220v电源单元与第一电源控制单元；所述第一电源输出接头与所述ac220v电源单元连接，所述ac220v电源单元与所述第一电源控制单元连接，所述第一电源控制单元与所述处理单元相连接。
77.在另一些实施例中，还包括第一电量采集单元；所述ac220v电源单元与所述第一电量采集单元相连接，所述处理单元通过所述第一电量采集单元与所述第一电源控制单元相连接。
78.第一电源单元设置一个或者多个的电压输出模块，每个电压输出模块可以提供ac(alternating current，译为交流电)220v(伏特)电压、ac230v电压、ac110v电压或者dc(direct current，译为直流)310v电压。所述第一电源输出接头通过所述第一电源单元与所述处理单元相连接，所述第一电源输出接头用于连接外部部件，第一电源单元的电能经
由第一电源输出接头供给外部部件。所述第一电源单元、所述处理单元与所述第一电源控制单元相连接，第一电源控制单元可以为继电器电路、mos管电路、可控硅电路等，起到控制第一电源单元的开启或者关闭的功能，也可切换第一电源单元的各个电压输出模块。
79.请参阅图1，在本实施例中，为了检测第一电源单元的电路，装置还包括第一电量采集单元。所述第一电源单元与所述第一电量采集单元相连接，所述第一电量采集单元用于采集第一电源单元的电量参数并将其传输至处理单元，所述处理单元通过所述第一电量采集单元与所述第一电源控制单元相连接。其中，所述电量参数包括电压、电流、有功功率、无功功率中的一种或者多种。第一电量采集单元根据自身获取的电量参数来判断这些电量参数是否符合预设要求，若不符合预设要求则生成警报并发送至处理单元。
80.根据本技术的一些实施例，参照图4，还包括第二电源输出接头、dc12v电源单元、后备电源与第二电源控制单元；所述第二电源输出接头与所述dc12v电源单元连接，所述dc12v电源单元与所述第二电源控制单元连接，所述第二电源控制单元与所述处理单元相连接；所述后备电源与所述dc12v电源单元连接，且所述后备电源与所述处理单元连接。
81.在另一些实施例中，还包括第二电量采集单元；所述处理单元通过所述第二电量采集单元与所述第二电源控制单元相连接。
82.在本实施例中，装置还包括第二电源输出接头、dc12v电源单元、后备电源与第二电源控制单元。第二电源控制单元设置一个或者多个的电压输出模块，每个电压输出模块可以提供dc(direct current，译为直流)12v电压等。所述后备电源可以为铅蓄电池或者锂电池这类可以将化学能转化成电能的装置，所述后备电源可以输出12v或者24v的电压。所述第二电源输出接头依次通过所述dc12v电源单元、后备电源与所述处理单元相连接。所述第二电源输出接头用于连接外部部件，dc12v电源单元的电能经由第二电源输出接头供给外部部件。所述dc12v电源单元、所述处理单元分别与所述第二电源控制单元相连接。所述第二电源控制单元可以为继电器电路、mos管电路、可控硅电路等，起到控制dc12v电源单元的开启或者关闭的功能，也可切换dc12v电源单元的各个电压输出模块。后备电源在第一电源单元停止工作后可自启动，为整个智能交通检测装置内的部件提供工作所需要的电源，以及智能交通检测装置内的其他部件可以通过第二电源输出接头取电。
83.需要说明的是，dc12v电源单元，在有市电输入时将市电输入转换为dc12v输出，市电输入断开时使用后备电源，将后备电源转换为dc12v输出。dc12v电源单元可以输出dc12v的电压，dc12v电源单元在有市电输入时对市电输入进行处理转为dc12v，市电输入断开时对后备电源进行处理，后备电源可以让智能交通检测装置继续工作一段时间(例如30秒、50秒、2分钟等)，可提供总功率不小于20w(瓦)的dc 310v电源输出。
84.请参阅图1，在本实施例中，智能交通检测装置还包括第二电量采集单元。所述处理单元通过所述第二电量采集单元与所述第二电源控制单元相连接。其中，所述电量参数包括电压、电流、有功功率、无功功率中的一种或者多种。第二电量采集单元根据自身获取的电量参数来判断这些电量参数是否符合预设要求，若不符合预设要求则生成警报并发送至处理单元。
85.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进
行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本技术的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本技术并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。