[發明專利]一種基于太陽能的撞擊檢測裝置和方法

在審

• 申請號: 202010218208.6
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111292512A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 李春光;鄒波
• 申請（專利權）人: 江蘇順達交通設施有限公司
• 主分類號: G08B21/18
• 分類號: G08B21/18;E01F15/02;G01M7/08;H02J7/00;H02J7/35;H04B1/3816
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 王昊

本發明公開了一種基于太陽能的撞擊檢測裝置和方法，由太陽能供電充電，三軸傳感器檢測到撞擊，采集加速度矢量值，超過預設閾值，產生中斷信號，發送至單片機，單片機讀取加速度或角度并確認，發送指令至NBIOT經SIM卡和天線報警。本發明針對交通護欄的露天使用的特點，利用太陽能和充電電池，無需接電，既節省了能源，又無需鋪設電纜施工；采用三軸傳感器感應加速度和角度變化的原理，適合全方位的撞擊檢測；采用單片機，能耗低運算快，不占用空間，安裝方便；采用NBIOT和SIM卡，無線通信，發送報警，實現遠程監控的功能。

技術領域

本發明屬于自動化技術領域，具體涉及一種傳感檢測技術。

背景技術

交通護欄在道路交通中起到隔離、防護、警示的作用，在發生交通事故和非正常使用的情況下會遭受撞擊，或者受到天氣原因發生移動傾倒，影響正常使用，起不到應有的功能，甚至造成交通阻塞。

為了防止交通護欄的副作用，需要經常排查異常，采用傳統的方案，如人工巡視、攝像頭監控，由于路段長，導致工作量巨大，巡視車輛占用道路，耗費人力和物資，且容易遺漏，交通護欄多，輕微的異常又難以發現，不可能做到實時、精確的定位，帶來安全隱患。

為了消除交通護欄在使用中遇到的問題，需要一種能檢測位移、撞擊的裝置，具有實際應用的價值。

發明內容

本發明為了解決現有技術存在的問題，提出了一種基于太陽能的撞擊檢測裝置和方法，發明采用了以下技術方案。

裝置包括供電模塊、單片機模塊、NBIOT模塊、傳感器模塊、SIM卡模塊、控制電路、轉換電路。

單片機通過SPI口片選三軸傳感器，設置加速度閾值，讀取加速度數值，三軸傳感器發送中斷信號至單片機；單片機通過控制電路啟動、喚醒、復位NBIOT模塊，單片機和NBIOT模塊通過轉換電路實現串口通信，發送AT指令集并接收反饋；太陽能板通過充電芯片向可充電電池充電，經過二極管降壓和供電分配向單片機模塊、傳感器模塊、NBIOT模塊供電。

太陽能板將光能轉化為電能，經充電芯片和二極管降壓，向NBIOT、單片機、傳感器供電，并向可充電電池充電；若電池未充滿，充電芯片使紅色發光二極管導通，表示正在充電；若電池充滿，充電芯片使綠色發光二極管導通，表示充電完成。

單片機由SWIM口燒錄程序，由RST口復位狀態，分別由REST_EN口、PSM_EN口、PWKEY_EN口輸出電平，經過控制電路，調整NBIOT芯片的REST口、PSM_EINT口、PWKEY口的電平輸入，復位、喚醒、啟動NBIOT芯片，由SPI_CS口片選三軸傳感器，由SCK口發送時鐘，由MOSI口設置三軸傳感器的加速度閾值，由MISO口讀取三軸傳感器的加速度和角度，由INT1口和INT2口讀取三軸傳感器的中斷信號，由TX1口和RX1口經過轉換電路調整電平，向NBIOT芯片的RX口和TX口發送指令和接收反饋。

單片機上電，復位重置，完成初始化，啟動NBIOT芯片，復位重置，發送指令，初始化NBIOT芯片，進入待機模式；片選三軸傳感器，設置時鐘，初始化三軸傳感器，寫入加速度閾值；向單片機燒錄定時程序，開啟中斷響應并讀取數據功能，進入待機模式。

NBIOT芯片由SIMVCC口、SIMRST口、SIMCLK口、SIMDATA口向SIM卡模塊供電、復位、發送時鐘、發送數據，由VCC_EXT口向轉換電路供電，由NB_RF_ANT口向天線連接器發送數據。

三軸傳感器由MOSI口設置加速度閾值，由MISO口輸出加速度值，感應撞擊，檢測到三維加速度，采集三維加速度矢量，若加速度或角度大于閾值，則產生中斷信號，由INT1口和INT2口發送至U2單片機。

SIM卡模塊包括SIM卡座、ESIM芯片、保護電路，由SIMVCC口、SIMRST口、SIMCLK口、SIMDATA口接收NBIOT芯片的供電、復位、發送時鐘、發送數據。