一种基于NB-IoT技术的智能运维机箱系统
技术领域
本发明涉及机箱技术领域，特别涉及一种基于NB-IoT技术的智能运维机箱系统。
背景技术
近年来，随着我国经济的快速发展，城市建设规模不断扩大，道路监控设施建设突飞猛进，设备保有量持续上升，由此带来维护工作量大、维护管理难度高、维护工作及时有效性差等问题。传统的交通管理模式和手段已不能更好地适应时代发展的要求。运维工作都单纯依靠传统人工作业方式来进行日常巡检和维护管理，定时定点到现场去做设备维护。随着新设备的增加和原有设备的老化，使得设备维护工作量大增，但由于运维人员数量和素质的限制，后期维护工作不能有效及时跟进，致使设备无法长时间连续稳定运行，系统整体可用率不高，已无法满足当前业务需求。基于有线网络传输可以做软件运维，只能发现设备不在线问题，无法进一步细分故障原因。
发明内容
本发明旨在至少一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种基于NB-IoT技术的智能运维机箱系统，能够通过有线和无线两种通讯方式将机箱内的温湿度信息、断电报警信息及箱门的状态信息传输至后台服务器，无线传输方式通过窄带无线传输模组的NB-IoT无线通讯芯片实现，该NB-IoT无线通讯芯片是一种覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优的窄带无线传输模组。
为达到上述目的，本发明实施例提出了一种基于NB-IoT技术的智能运维机箱系统，包括：机箱和后台服务器；其中，
所述机箱包括：
机箱本体；
温湿度传感器，用于检测所述机箱本体内的温湿度信息，并将所述温湿度信息通过I2C接口传输到控制器；
供配电器件，设置在所述机箱本体的上部，用于为机箱进行供电；
断电报警器件，用于检测所述供配电器件是否发生断电；
位移传感器，用于检测所述机箱本体的箱门的状态信息；
NB-IoT无线通讯芯片，设置在所述机箱本体中；
控制器，与所述温湿度传感器、供配电器件、断电报警器件、位移传感器、NB-IoT无线通讯芯片连接，用于：
接收所述温湿度传感器传输的温湿度信息，并通过有线传输或NB-IoT无线通讯芯片将所述温湿度信息传输至后台服务器；
接收所述断电报警器件发送的断电报警信息，并通过有线传输或NB-IoT无线通讯芯片将所述断电报警信息传输至后台服务器，完成断电报警；
接收所述位移传感器发送的箱门的状态信息，并通过有线传输或NB-IoT无线通讯芯片将所述箱门的状态信息传输至后台服务器，记录所述箱门的状态信息；
在有线传输异常时，通过NB-IoT无线通讯芯片将所述温湿度信息、断电报警信息及箱门的状态信息传输至后台服务器。
根据本发明的一些实施例，还包括：
二维码生成器，与所述控制器连接，用于接收所述控制器发送的第一机箱信息，并根据所述第一机箱信息生成点检二维码；所述第一机箱信息包括：机箱内的温湿度信息、机箱内各部件的工作状态信息；
手持终端，与后台服务器通过网络连接，用于：
扫描所述点检二维码向后台服务器发送点检请求信息；
接收所述后台服务器发送的验证成功信息并显示所述第一机箱信息，根据所述第一机箱信息判断所述机箱是否异常；在确定所述机箱异常时，发送机箱点检异常信息至所述后台服务器；在确定所述机箱正常时，发送机箱点检正常信息至所述后台服务器；
所述后台服务器，用于接收所述点检请求信息并判断所述手持终端发送的点检请求信息是否合法，得到验证结果信息；在确定验证结果信息为所述手持终端发送的点检请求信息合法时，发送验证成功信息至所述手持终端使所述手持终端获取所述第一机箱信息。
根据本发明的一些实施例，还包括：
开锁二维码，设置在所述机箱本体的表面，存储有所述机箱本体的开锁信息；
智能锁，设置在所述箱门的一侧，用于锁定箱门；所述智能锁包括伺服电机，所述伺服电机与所述控制器连接，用于根据所述控制器发送的指令对所述箱门进行开锁或闭锁操作；
所述手持终端，还用于在确定所述机箱异常，在发送机箱点检异常信息至所述后台服务器之后，扫描所述开锁二维码发送开锁请求至后台服务器：
后台服务器，接收所述开锁请求并判断所述手持终端是否为合法用户端；后台服务器在确定所述手持终端为合法用户端后，发送授权信息至所述控制器，所述控制器根据所述授权信息发送开锁指令至所述伺服电机对所述箱门进行开锁操作以便获取第二机箱信息；
后台服务器还用于在所述第一机箱信息与所述第二机箱信息不一致时，接收所述手持终端发送的第二机箱信息。
根据本发明的一些实施例，所述机箱还包括定位器件，与所述控制器连接，用于获取所述机箱的位置信息；
所述后台服务器，用于：
接收若干个机箱的位置信息并生成机箱的位置分布图；
接收绑定终端发送的机箱位置信息的查询请求，并根据所述查询请求将所述位置分布图发送至绑定终端。
根据本发明的一些实施例，所述机箱还包括点检状态显示器件，与所述控制器连接，用于：
在所述手持终端未对所述机箱进行点检前，显示第一状态表示该机箱未进行点检；
在所述手持终端对所述机箱完成点检，点检结果为机箱点检异常时，显示第二状态表示该机箱点检异常；
在所述手持终端对所述机箱完成点检，点检结果为机箱点检正常时，显示第三状态表示该机箱点检正常。
根据本发明的一些实施例，还包括：
计时器件，用于获取手持终端传输点检请求信息至后台服务器的传输时刻与后台服务器传输验证结果信息到手持终端的传输时刻之间的时间差；
所述控制器，用于判断手持终端传输点检请求信息至后台服务器的传输时刻与后台服务器传输验证结果信息到手持终端的传输时刻之间的时间差是否小于预设时间差值；在确定小于预设时间差值时，将从手持终端上发送点检请求信息到后台服务器的传输时长与从后台服务器传输验证结果信息至手持终端的传输时长进行比较；根据点检请求信息的传输时长与验证结果信息的传输时长之间的比较结果，计算验证结果信息传输时的偏移量；根据所述偏移量校正传输到后台服务器的点检请求信息的传输时刻。
根据本发明的一些实施例，所述机箱内还设置有散热器件、除湿器件；
所述控制器分别与所述散热器件、除湿器件连接，用于：
在所述温湿度传感器发送的温度信息超过预设温度信息时，控制所述散热器件进行散热；
在所述温湿度传感器发送的湿度信息超过预设湿度信息时，控制所述除湿器件进行除湿。
在一实施例中，还包括若干路由器与若干局域网以实现通过NB-IoT无线通讯芯片将所述温湿度信息、断电报警信息及箱门的状态信息传输至后台服务器，确定路由器数量及局域网数量的方法包括：
S1、计算在局域网m的两路由器节点之间的距离Dm：
其中，Nm为在局域网m中路由器节点总数；
S2、计算在局域网m中一路由器节点与局域网h中一路由器节点之间的距离D(m，h)：
其中，Nh为局域网h中路由器节点总数；
S3、根据在局域网m的两路由器节点之间的距离Dm与在局域网m中一路由器节点与局域网h中一路由器节点之间的距离D(m，h)，计算最小距离比G，并根据最小距离比G确定路由器数量及局域网数量；
其中，Z为局域网的数量。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明一个实施例的一种基于NB-IoT技术的智能运维机箱系统的框图；
图2是根据本发明一个实施例的机箱的结构示意图。
附图标记：
机箱本体1、温湿度传感器2、供配电器件3、断电报警器件4、位移传感器5、NB-IoT无线通讯芯片6、控制器7。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参考图1至图2来描述本发明实施例提出的一种基于NB-IoT技术的智能运维机箱系统。
本发明实施例提供了一种基于NB-IoT技术的智能运维机箱系统，包括：机箱和后台服务器；其中，
所述机箱包括：
机箱本体1；
温湿度传感器2，用于检测所述机箱本体1内的温湿度信息，并将所述温湿度信息通过I2C接口传输到控制器7；
供配电器件3，设置在所述机箱本体1的上部，用于为机箱进行供电；
断电报警器件4，用于检测所述供配电器件3是否发生断电；
位移传感器5，用于检测所述机箱本体1的箱门的状态信息；
NB-IoT无线通讯芯片6，设置在所述机箱本体1中；
控制器7，与所述温湿度传感器2、供配电器件3、断电报警器件4、位移传感器5、NB-IoT无线通讯芯片6连接，用于：
接收所述温湿度传感器2传输的温湿度信息，并通过有线传输或NB-IoT无线通讯芯片6将所述温湿度信息传输至后台服务器；
接收所述断电报警器件4发送的断电报警信息，并通过有线传输或NB-IoT无线通讯芯片6将所述断电报警信息传输至后台服务器，完成断电报警；
接收所述位移传感器5发送的箱门的状态信息，并通过有线传输或NB-IoT无线通讯芯片6将所述箱门的状态信息传输至后台服务器，记录所述箱门的状态信息；
在有线传输异常时，通过NB-IoT无线通讯芯片6将所述温湿度信息、断电报警信息及箱门的状态信息传输至后台服务器。
上述技术方案的工作原理：温湿度传感器2安装在控制器7内部，将测试温湿度探头悬空设置在机箱中，通讯线路在控制器7内部分布；控制器7和NB-IoT无线通讯芯片6安装在机箱本体1内，通过专用模块安装支架相连，通讯线路模块之间相连；供配电器件3安装在机箱本体1的上部，通过专用的安装支架相连；断电报警器件4安装在供配电器件3的附近，检测线路与供配电器件3相连，信号传输线路与控制器7相连；位移传感器5安装在机箱本体1的左上角，通过专用的安装支架相连，通讯线路与控制器7相连。正常通电工作后，供配电器件3给机箱内模块供电，同时给其他用电设备供电；当供电异常时，断电报警器件4检测到断电，将断电报警信息传输到控制器7；控制器7通过NB-IoT无线通讯芯片6将断电报警信息回传后台服务器，完成故障报警；温湿度传感器2将获取到的实时机箱内温度和湿度数据值通过I2C接口传输到控制器7，控制器7通过有线传输或者NB-IoT无线通讯芯片6将温湿度信息回传后台服务器，完成温湿度监测；位移传感器5将获取到的箱门状态变化情况传输到控制器7，控制器7通过有线传输或者NB-IoT无线通讯芯片6将箱门的状态信息回传后台服务器，完成箱门状态报警；当有线网络故障时，控制器7通过NB-IoT无线通讯芯片6将温湿度信息、断电报警信息及箱门的状态信息传输至后台服务器，完成状态监测和故障报警。
上述技术方案的有益效果：通过NB-IoT无线通讯芯片6实现无线传输，具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优的特点，通过有线传输与无线传输结合的方式，可以保证信息传输的可靠性。在有线传输异常时，可以通过无线传输数据，保证数据传输的连续性，提高用户体验。
根据本发明的一些实施例，还包括：
二维码生成器，与所述控制器7连接，用于接收所述控制器7发送的第一机箱信息，并根据所述第一机箱信息生成点检二维码；所述第一机箱信息包括：机箱内的温湿度信息、机箱内各部件的工作状态信息；
手持终端，与后台服务器通过网络连接，用于：
扫描所述点检二维码向后台服务器发送点检请求信息；
接收所述后台服务器发送的验证成功信息并显示所述第一机箱信息，根据所述第一机箱信息判断所述机箱是否异常；在确定所述机箱异常时，发送机箱点检异常信息至所述后台服务器；在确定所述机箱正常时，发送机箱点检正常信息至所述后台服务器；
所述后台服务器，用于接收所述点检请求信息并判断所述手持终端发送的点检请求信息是否合法，得到验证结果信息；在确定验证结果信息为所述手持终端发送的点检请求信息合法时，发送验证成功信息至所述手持终端使所述手持终端获取所述第一机箱信息。
上述技术方案的工作原理及有益效果：二维码生成器会根据控制器7发送的第一机箱信息，生成点检二维码。手持终端可以是智能手机等。点检工人在运用智能手机进行对机箱的点检工作，用智能手机扫描点检二维码向后台服务器发送点检请求信息，后台服务器进行判断手持终端发送的点检请求信息是否合法，得到验证结果信息，在确定验证结果信息为所述手持终端发送的点检请求信息合法时，发送验证成功信息至所述手持终端使所述手持终端获取所述第一机箱信息，这样可以实现对机箱设备信息的保密性，由专人对机箱进行点检工作，保证点检工作的安全性及可靠性，点检工人根据第一机箱信息判断你所述机箱是否异常，在确定所述机箱异常时，发送机箱点检异常信息至所述后台服务器；在确定所述机箱正常时，发送机箱点检正常信息至所述后台服务器。后台服务器可以记录哪些机箱已经进行了点检工作，哪些机箱没有进行点检工作，哪些机箱在点检时出现异常需要及时维修等信息，实现对机箱的有效管理，提高管理效率，省时省力。
根据本发明的一些实施例，还包括：
开锁二维码，设置在所述机箱本体1的表面，存储有所述机箱本体1的开锁信息；
智能锁，设置在所述箱门的一侧，用于锁定箱门；所述智能锁包括伺服电机，所述伺服电机与所述控制器7连接，用于根据所述控制器7发送的指令对所述箱门进行开锁或闭锁操作；
所述手持终端，还用于在确定所述机箱异常，在发送机箱点检异常信息至所述后台服务器之后，扫描所述开锁二维码发送开锁请求至后台服务器：
后台服务器，接收所述开锁请求并判断所述手持终端是否为合法用户端；后台服务器在确定所述手持终端为合法用户端后，发送授权信息至所述控制器7，所述控制器7根据所述授权信息发送开锁指令至所述伺服电机对所述箱门进行开锁操作以便获取第二机箱信息；
后台服务器还用于在所述第一机箱信息与所述第二机箱信息不一致时，接收所述手持终端发送的第二机箱信息。
上述技术方案的工作原理及有益效果：在机箱本体1上还设置在开锁二维码，在确定机箱异常时，点检工人扫描开锁二维码，进行再次点检，查看机箱内的具体情况，对第一次点检时的异常信息进行确认，保证对机箱异常信息的准确性。在第一机箱信息与所述第二机箱信息不一致时，接收所述手持终端发送的第二机箱信息，以点检工人第二次的点检结果为最终点检结果，提高对机箱点检结果的准确性，针对机箱异常进行相对应的维修，提高维修效率。同时后台服务器中记录机箱更准确性的点检异常信息。
根据本发明的一些实施例，所述机箱还包括定位器件，与所述控制器7连接，用于获取所述机箱的位置信息；
所述后台服务器，用于：
接收若干个机箱的位置信息并生成机箱的位置分布图；
接收绑定终端发送的机箱位置信息的查询请求，并根据所述查询请求将所述位置分布图发送至绑定终端。
上述技术方案的工作原理及有益效果：定位器件可以是GPS定位器件，获取机箱的位置信息。后台服务器接收若干个机箱的位置信息并生成机箱的位置分布图。绑定终端可以是与后台服务器具有绑定关系的智能手机，通过智能手机发送查询请求至后台服务器，后台服务器接收绑定终端发送的机箱位置信息的查询请求，并根据所述查询请求将所述位置分布图发送至绑定终端。实现用户对机箱位置的查询，便于方便用户去到机箱前为机箱进行点检工作，提高用户体验。
根据本发明的一些实施例，所述机箱还包括点检状态显示器件，与所述控制器7连接，用于：
在所述手持终端未对所述机箱进行点检前，显示第一状态表示该机箱未进行点检；
在所述手持终端对所述机箱完成点检，点检结果为机箱点检异常时，显示第二状态表示该机箱点检异常；
在所述手持终端对所述机箱完成点检，点检结果为机箱点检正常时，显示第三状态表示该机箱点检正常。
上述技术方案的工作原理及有益效果：点检状态显示器件可以是指示灯，具体的，指示灯显示颜色为红色时，表示机箱点检异常；在指示灯显示颜色为绿色时，表示机箱点检正常；在指示灯显示颜色为黄色时，表示机箱还未进行点检工作，这样可以使点检工人清楚的了解各个机箱的点检情况，提高点检效率。在机箱异常时，及时对点检异常的机箱进行维修，提高维修效率。
根据本发明的一些实施例，还包括：
计时器件，用于获取手持终端传输点检请求信息至后台服务器的传输时刻与后台服务器传输验证结果信息到手持终端的传输时刻之间的时间差；
所述控制器，用于判断手持终端传输点检请求信息至后台服务器的传输时刻与后台服务器传输验证结果信息到手持终端的传输时刻之间的时间差是否小于预设时间差值；在确定小于预设时间差值时，将从手持终端上发送点检请求信息到后台服务器的传输时长与从后台服务器传输验证结果信息至手持终端的传输时长进行比较；根据点检请求信息的传输时长与验证结果信息的传输时长之间的比较结果，计算验证结果信息传输时的偏移量；根据所述偏移量校正传输到后台服务器的点检请求信息的传输时刻。
上述技术方案的工作原理及有益效果：通过比较手持终端传输点检请求信息至后台服务器的传输时刻与后台服务器传输验证结果信息到手持终端的传输时刻之间的时间差及将从手持终端上发送点检请求信息到后台服务器的传输时长与从后台服务器传输验证结果信息至手持终端的传输时长进行比较，获取验证结果信息传输时的偏移量，根据所述偏移量校正传输到后台服务器的点检请求信息的传输时刻，可以对点检请求信息传输至后台服务器的传输时刻进行校正，提高对通过网络传输的可靠性及稳定性。
根据本发明的一些实施例，所述机箱内还设置有散热器件、除湿器件；
所述控制器7分别与所述散热器件、除湿器件连接，用于：
在所述温湿度传感器2发送的温度信息超过预设温度信息时，控制所述散热器件进行散热；
在所述温湿度传感器2发送的湿度信息超过预设湿度信息时，控制所述除湿器件进行除湿。
上述技术方案的有益效果：将机箱内的温度信息和湿度信息稳定在一个预设的温度范围内，可以保证机箱内各部件在良好的环境下进行工作，延长各部件的使用寿命，降低成本。
在一实施例中，还包括若干路由器与若干局域网以实现通过NB-IoT无线通讯芯片将所述温湿度信息、断电报警信息及箱门的状态信息传输至后台服务器，确定路由器数量及局域网数量的方法包括：
S1、计算在局域网m的两路由器节点之间的距离Dm：
其中，Nm为在局域网m中路由器节点总数；
S2、计算在局域网m中一路由器节点与局域网h中一路由器节点之间的距离D(m，h)：
其中，Nh为局域网h中路由器节点总数；
S3、根据在局域网m的两路由器节点之间的距离Dm与在局域网m中一路由器节点与局域网h中一路由器节点之间的距离D(m，h)，计算最小距离比G，并根据最小距离比G确定路由器数量及局域网数量；
其中，Z为局域网的数量。
上述技术方案的工作原理及有益效果：为保证通过NB-IoT无线通讯芯片将所述温湿度信息、断电报警信息及箱门的状态信息传输至后台服务器时的网络连接质量，提高数据传输的稳定性及传输效率，设置若干路由器与若干局域网以实现无线通讯。确定路由器数量及局域网数量，对路由器配置及局域网建设提供便利，在保证无线通讯质量的同时，选用合适数量的路由器，建立合适数量的局域网，可以节约成本，提高用户体验。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
