[发明专利]基于NB-IoT智能柜锁系统

权利要求书

1.基于NB-IoT智能柜锁系统，其特征在于：包括主控板和锁控板；

所述主控板包括单片机核心系统模块、门磁检测模块、温度监测模块、照明控制模块、NB-IoT核心系统模块、主控板电源模块；

所述单片机核心系统模块包括单片机芯片外围电路、单片机外部晶振电路、单片机按键复位电路、单片机下载电路和单片机串口通信电路；

单片机芯片外围电路包括单片机芯片U1，第四、第五、第六电容C4、C5、C6和接线底座P1；芯片U1的型号为STM32L151C8T6；其中第四、第五、第六电容C4、C5、C6的一端连接到正3.3V电源，第四电容C4的另一端连接芯片U1的第23引脚，第五电容C5的另一端连接芯片U1的第35引脚，第六电容C6的另一端连接芯片U1的第47引脚；芯片U1的第8、20、23、35、44、47引脚连接到GND，第9、24、36、48引脚连接到正3.3V电源；接线底座P1第1、2、3、4引脚分别与芯片U1的第27、15、28、26引脚相连，第5引脚接正12V电源，第6引脚连接到GND；

所述单片机外部晶振电路包括第二电阻R2，第一晶振Y1和第二、第三电容C2、C3；其中第二电阻R2、第一晶振Y1和第二电容C2的一端与芯片U1的第5引脚相连；第二电阻R2、第一晶振Y1的另一端和第三电容C3的一端与芯片U1的第6引脚相连；第二电容C2的另一端和第三电容C3的另一端与GND相连；

所述单片机按键复位电路包括第一电阻R1，第一电容C1和按键Key；第一电阻R1的一端与正3.3V电源相连，另一端接芯片U1的第7引脚、第一电容C1的一端和按键Key的一端；第一电容C1与按键Key的另一端连接到GND；

所述单片机下载电路包括单排针SWD，其中单排针SWD的第1引脚连接正3.3V电源，单排针SWD的第2引脚接芯片U1的第37引脚，单排针SWD的第3引脚接芯片U1的第34引脚，单排针SWD的第4引脚接GND；

所述单片机串口通信电路包含第十八、第十九电阻R18、R19，第二排针、第三排针J2、J3；第十八电阻R18的一端接芯片U1的第46引脚，第十九电阻R19的一端接芯片U1的第21引脚，第二、第三排针J2、J3的第1引脚与正3.3V电源连接、第4引脚连接到GND；第二排针J2的第2引脚、第3引脚分别与芯片U1的第29引脚、第30引脚相连；第三排针J3的第2引脚、第3引脚分别与芯片U1的第12引脚、第13引脚相连；

所述门磁检测模块包括两线常开型门磁模块和底座J1；常开型门磁模块的两个引脚分别与底座J1的两个引脚相连，J1的两个引脚分别与芯片U1的第29、30引脚相连；

所述温度监测模块包括一个温度传感器U5和第八电阻R8；传感器U5的型号为DS18B20；传感器U5的第3引脚接正3.3V电源，第2引脚接芯片U1的第25引脚和第八电阻R8的一端；第八电阻R8的另一端接3.3V；传感器U5的第1引脚接GND；

所述照明控制模块包括第九、第十电阻R9、R10，发光二极管LED，三极管Q7，继电器M1，二极管D2和接线端子J5；第九、第十电阻R9、R10的一端接芯片U1的第43引脚，芯片U1其余引脚置空；第九电阻R9的另一端接三极管Q7的基极，第十电阻R10的另一端接发光二极管正极；发光二极管LED的负极接三极管Q7的发射极和GND；三极管Q7的集电极接继电器M1的第3引脚和二极管D2的正极；二极管D2的负极接继电器M1的第2引脚和正12V电源；接线端子J5的第1、2引脚分别与继电器M1的第4、第1引脚相连；接线端子J5的两个引脚连接接触器的其中一个控制线的两端，继电器通过控制这根接触器的控制线控制连接在接触器上的照明灯；

所述NB-IoT核心系统模块包括NB-IoT外围电路、外置天线电路、VBAT输入端滤波电路和外部USIM卡座电路；

所述NB-IoT外围电路包括NB-IoT芯片BC95-01，第二十电阻R20；芯片BC95-01的型号为BC-95；芯片BC95-01的第2、43、47、48、51、52、54引脚与GND相连，第15引脚与芯片U1的第7引脚相连，第45引脚与第46引脚相连命名为VBAT端口，第29脚连接到第十八电阻R18的另一端，第30脚连接到第十九电阻R19的另一端；第二十电阻R20的一端连接VBAT，另一端连接芯片BC95-01的第29引脚；

所述外置天线电路包括ipex底座U7、第四电阻R4；第四电阻R4的一端与芯片BC95-01的第53引脚连接，另一端与底座U7的第3引脚连接；底座U7的第1、第2引脚连接到GND；

所述VBAT输入端滤波电路包括稳压二极管D1、第七、第八、第九、第十电容C7、C8、C9、C10，其中稳压二极管D1的负极与第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9和第十电容C10的一端连接到VBAT，稳压二极管D1的正极与第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9和第十电容C10的另一端连接到GND；

所述外部USIM卡座电路包括Micro SIM卡槽U3，集成TVS二极管芯片U4，第五、第六、第七电阻R5、R6、R7和第十一、第十二、第十三、第十四电容C11、C12、C13、C14；第十一电容C11的一端与芯片U4的第1引脚和卡槽U3的第1引脚相连，另一端与卡槽U3的第4引脚相连；第十二电容C12的一端与卡槽U3的第2引脚、芯片U4的第6引脚相连，另一端与GND相连；第十三电容C13的一端与卡槽U3的第3引脚、芯片U4的第5引脚相连，另一端与GND相连；第十四电容C14的一端与卡槽U3的第6引脚、芯片U4的第4引脚相连，另一端与GND相连；芯片U4的第2引脚与GND相连，第3引脚悬空；卡槽U3的第1引脚与芯片BC95-01的第38引脚相连，第2、3、6引脚分别连接到第六、七、五电阻R6、R7、R5的一端，第4引脚与芯片BC95-01的第42引脚相连，第5引脚悬空；第六、七、五电阻R6、R7、R5的另一端分别与芯片BC95-01的第39、41、40引脚相连；芯片BC95-01的其余引脚悬空；

主控板电源模块包括稳压芯片U2，电容C1-1、C1-2、C1-3,电阻R1-1、R1-2、R1-5、R1-6，稳压二极管D3，第一电感L1，12V接线端子J4；芯片U2的型号为TPS5430；芯片U2的第7引脚与电阻R1-1、电容C1-2的正极以及接线端子J4的第1引脚相连，第5引脚与电阻R1-1的另一端、电阻R1-2的一端相连，第1引脚与电容C1-1的一端相连，第8引脚与电容C1-1的另一端、稳压二极管D3的负极相连，第2、3引脚悬空，第4引脚与电阻R1-5、R1-6的一端相连，第6、第9引脚与GND相连；电容C1-2的负极、电阻R1-2、R1-6的另一端与GND相连；第一电感L1的一端与稳压二极管D3的负极相连，另一端与电容C1-3的正极、电阻R1-5的另一端、VBAT以及正3.3V电源相连；稳压二极管D3的正极与电容C1-3的负极与GND相连；J4的第1引脚与接线底座P1的第5引脚相连，第2引脚与GND相连,J4的底座上接入12V的电源适配器；

所述锁控板包括柜锁控制模块和GPS定位模块；

所述柜锁控制模块包括工作指示灯电路、12V转3.3V电路、柜锁门把手状态监测电路、柜锁门把手控制电路和接线底座P3；

所述工作指示灯电路包括双色LED灯LED1和第二、第三电阻R2、R3；LED1的第1引脚与第二电阻R2的一端相连，第2引脚与正3.3V电源相连，第3引脚与第三电阻R3的一端相连；第二电阻R2和第三电阻R3的另一端分别与接线底座P3的第1、3引脚相连；

所述12V转3.3V电路包括稳压芯片Power_Suply1和第一、第二电容C1、C2；Power_Suply1的第1引脚与第一电容C1的一端以及接线底座P3的第5引脚相连，第2引脚与第一电容C1的另一端、GND相连，第3、4引脚悬空，第5引脚与第二电容C2的一端以及正3.3V电源相连；第二电容C2的另一端与GND相连；

所述柜锁门把手状态监测电路包括干簧管A1和第四电阻R4；干簧管A1的一端与正3.3V电源相连，另一端与第四电阻R4的一端以及接线底座P3的第2引脚相连；第四电阻R4的另一端与GND相连；

所述柜锁门把手控制电路包括接线柱P2，二极管D1，第一电阻R1，三极管Q1；三极管Q1的型号为2N5551；接线柱P2的第1引脚与二极管D1的负极以及接线底座P3的第5引脚相连，第2引脚与二极管D1的正极以及三极管Q1的发射极相连；三极管Q1的集电极与GND相连，基极与第一电阻R1的一端相连；第一电阻R1的另一端和接线底座P3的第4引脚相连；P2接线柱通过两个引线与门锁的电磁阀相连接，控制门锁把手的开关；

所述接线底座P3的第1、2、3、4、5、6引脚通过排线分别与主控板上的接线底座P1的第1、2、3、4、5、6引脚相连；

所述GPS定位模块包括GPS定位模组；GPS模块的vcc连接J3的第1引脚，GPS模块的RX连接J3的第2引脚，GPS模块的TX连接J3的第3引脚，GPS模块的gnd连接J3的第4引脚。

2.如权利要求1所述基于NB-IoT智能柜锁系统，其特征在于：系统采用电子芯片锁芯，当系统异常无法控制柜锁打开时，可以使用绑定了该锁芯的电子钥匙打开柜锁。