CN106351265B - 一种智能井盖防盗系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能井盖防盗系统，包括井盖、防盗探测器、信号接收节点以及后台服务器；所述井盖靠近边缘的位置开设有排水孔，井盖背面、排水孔一侧设置有防盗探测器安装位，所述防盗探测器安装位四周开设有固定孔，所述井盖上还设置有天线槽，所述天线槽自防盗探测器安装位一侧起始、通过排水孔侧壁延伸至井盖上表面；所述防盗探测器包括外壳及封装在外壳内部的三轴陀螺仪、433发射模块、单片机模块、电源模块，所述防盗探测器通过433发射模块连接信号接收节点；所述信号接收节点连接后台服务器。本发明误报警率低、功耗低、后台服务器压力小、信息采集效率高。
Description
技术领域
本发明涉及路政设施技术领域，尤其涉及一种智能井盖防盗系统。
背景技术
现今小区中布有为数不少的城市排给水、雨水、污水、中水、燃气、热力、电力、电信等各类地下管线检查井、阀门井等的井盖。由于井盖被盗、被恶意搬移、井盖检查人员工作疏忽忘记盖好等原因造成的井盖丢失，会导致行人或车辆陷入其中，危害社区群众的安全。因此，在日常的井盖维护中需要及时获取井盖的安全信息。
目前已提出的井盖防盗系统大多使用限位开关作为防止井盖移动的触发传感器，并通过GSM通信模块将报警信息上传给远端平台，同时加入GPS模块对井盖的位置信息进行跟踪。目前方案可利用GSM运营商网络，无需另外添加传输设备，并加入GPS模块，可实时在线获取井盖位置信息。但对井盖用电量要求较高，增加更换电池成本。采用GSM模块通信会产生一系列的通信流量费用，增加运营成本。所有井盖数据同时传送给中心平台，对后台数据和算法要求较高。并且使用限位开关作为触发开关在安装时需要找到合适的临界位置，施工难度较大。在长时间使用过程中若井盖出现松动，较容易产生误触发现象。
发明内容
为了解决上述技术问题，提供一种对电量要求低、误触发率低、数据收发成本低、可靠性高的智能化防盗系统，本发明提供以下技术方案：
一种智能井盖防盗系统，包括井盖、防盗探测器、天线、信号接收节点以及后台服务器；所述井盖靠近边缘的位置开设有排水孔，井盖背面、排水孔一侧设置有防盗探测器安装位，所述防盗探测器安装位四周开设有固定孔，所述井盖上还设置有天线槽，所述天线槽自防盗探测器安装位一侧起始、通过排水孔侧壁延伸至井盖上表面；所述防盗探测器包括外壳及封装在外壳内部的三轴陀螺仪、433发射模块、单片机模块、电源模块，所述三轴陀螺仪通过I2C信号与单片机模块通信，所述433发射模块通过串口与单片机模块连接，所述电源模块用于防盗探测器的供电；所述单片机采用普通51内核单片机即可，主要进行防盗探测器数据的采集和转发；所述外壳形状与防盗探测器安装位形状对应，所述外壳上表面向外延伸并形成与固定孔位置对应的固定耳；所述防盗探测器与防盗探测器安装位通过螺栓依次旋入固定耳、固定孔实现连接；所述外壳侧壁还设置有与天线槽形状匹配的天线接口，所述天线通过天线接口连接防盗探测器并设置于天线槽内；所述信号接收节点包括433接收模块，所述防盗探测器通过433发射模块连接信号接收节点；所述信号接收节点连接后台服务器。
采用三轴陀螺仪配合433通信，并加入简单的控制处理系统，有效解决了已有方案的一些不足。三轴陀螺仪可通过测量角速度，以判别物体的运动状态，所以也称为运动传感器，目前已在导航设备、智能手机等设备上广泛使用。使用三轴陀螺仪可以有效避免使用限位开关造成的不必要的麻烦，例如长期使用造成的井盖位移和震动产生所产生的误报警等问题。目前手机上的三轴陀螺仪芯片普遍可以做到低功耗，使用成熟，对电量要求低。并且设备直接集成在井盖中，无需另外选择位置安装，为施工带来便利。当井盖被翘起或移动时，触发陀螺仪状态产生改变，将数据传输给单片机模块后产生报警信息。采用远距离433通信模块，可实现范围2公里内无线通信，在小区内布设好信号接收节点设备后可将范围内所有井盖信息汇总到此，通过信号接收节点将数据打包处理后通过网络上传到远端平台，减少平台压力，提高效率。通过433传输可有效节省流量费用，并且信号接收节点可利用已有网络设施进行布设，例如物业办公室等。
进一步的，所述天线半埋于天线槽内，防止外界碾压造成破坏，由于井盖大多由金属制成而金属会阻碍433模块的信号传播，因此需要将天线伸出井盖，而半埋式的设计既保证了433信号的正常输出，又保护了天线。
进一步的，所述外壳自内而外依次包括橡胶层、塑料层、纳米防水防尘膜，所述塑料层靠近纳米防水防尘膜侧内部设置空腔，所述空腔内填充干燥剂。最内层选用橡胶层，能够起到缓冲的作用，用于对防盗探测器进行振动保护，塑料层本身主要用于防水，而在其中设置干燥剂夹层则是为了进一步确保防水性能，保证探测器在长时间使用过程中仍然具备优异的防水性能；所述纳米防水防尘膜则能够避免灰尘、污水等粘滞在探测器表面，从而避免上述杂质对三轴陀螺仪的灵敏度及433发射模块的通信性能的不利影响。
进一步的，所述天线及天线与天线接口的连接处均采用线圈密封，防止水分通过天线与天线接口的连接处进入放大探测器内部。
本发明的有益效果在于：
(1)、功耗低，耗电量低，能够保证系统的长时间稳定运行；
(2)、使用三轴陀螺仪可以有效避免使用限位开关造成的因井盖轻微移动或震动所产生的误报警；
(3)、采用433发射模块进行井盖信息的发送，再通过信号接收节点打包后一并传到后台服务器，减少了通信平台的压力、节省了传统的使用GSM通信的流量费用。
附图说明
图1、本发明的系统框图。
图2、本发明的井盖背面结构示意图。
图3、本发明的井盖正面结构示意图。
图4、本发明的防盗探测器外壳与天线连接的结构示意图。
图中；1、井盖，11、排水孔，12、防盗探测器安装位，13、固定孔，14、天线槽，21、外壳，211、固定耳，212、天线接口，3、天线。
具体实施方式
如图1-4所示的一种智能井盖防盗系统，包括井盖1、防盗探测器、天线3、信号接收节点以及后台服务器；所述井盖1靠近边缘的位置开设有排水孔11，井盖1背面、排水孔11一侧设置有防盗探测器安装位12，所述防盗探测器安装位12四周开设有固定孔13，所述井盖1上还设置有天线槽14，所述天线槽14 自防盗探测器安装位12一侧起始、通过排水孔11侧壁延伸至井盖1上表面；所述防盗探测器包括外壳21及封装在外壳21内部的三轴陀螺仪、433发射模块、单片机模块、电源模块，所述三轴陀螺仪通过I2C信号与单片机模块通信，所述433发射模块通过串口与单片机模块连接，所述电源模块用于防盗探测器的供电；所述单片机采用普通51内核单片机即可，主要进行防盗探测器数据的采集和转发；所述外壳21形状与防盗探测器安装位12形状对应，所述外壳21上表面向外延伸并形成与固定孔13位置对应的固定耳211；所述防盗探测器与防盗探测器安装位12通过螺栓依次旋入固定耳211、固定孔13实现连接；所述外壳21侧壁还设置有与天线槽14形状匹配的天线接口212，所述天线3通过天线接口212连接防盗探测器并设置于天线槽14内；所述信号接收节点包括433接收模块，所述防盗探测器通过433发射模块连接信号接收节点；所述信号接收节点连接后台服务器。
所述天线3半埋于天线槽14内，防止外界碾压造成破坏，由于井盖1大多由金属制成而金属会阻碍433模块的信号传播，因此需要将天线3伸出井盖1，而半埋式的设计既保证了433信号的正常输出，又保护了天线3。
所述外壳21自内而外依次包括橡胶层、塑料层、纳米防水防尘膜，所述塑料层靠近纳米防水防尘膜侧内部设置空腔，所述空腔内填充干燥剂。最内层选用橡胶层，能够起到缓冲的作用，用于对防盗探测器进行振动保护，塑料层本身主要用于防水，而在其中设置干燥剂夹层则是为了进一步确保防水性能，保证探测器在长时间使用过程中仍然具备优异的防水性能；所述纳米防水防尘膜则能够避免灰尘、污水等粘滞在探测器表面，从而避免上述杂质对三轴陀螺仪的灵敏度及433发射模块的通信性能的不利影响。
所述天线3及天线3与天线接口212的连接处均采用线圈密封，防止水分通过天线3与天线接口212的连接处进入放大探测器内部。
采用三轴陀螺仪配合433通信，并加入简单的控制处理系统，有效解决了已有方案的一些不足。三轴陀螺仪可通过测量角速度，以判别物体的运动状态，所以也称为运动传感器，目前已在导航设备、智能手机等设备上广泛使用。使用三轴陀螺仪可以有效避免使用限位开关造成的不必要的麻烦，例如长期使用造成的井盖1位移和震动产生所产生的误报警等问题。目前手机上的三轴陀螺仪芯片普遍可以做到低功耗，使用成熟，对电量要求低。并且设备直接集成在井盖1中，无需另外选择位置安装，为施工带来便利。当井盖1被翘起或移动时，触发陀螺仪状态产生改变，将数据传输给单片机模块后产生报警信息。采用远距离433通信模块，可实现范围2公里内无线通信，在小区内布设好信号接收节点设备后可将范围内所有井盖1信息汇总到此，通过信号接收节点将数据打包处理后通过网络上传到远端平台，减少平台压力，提高效率。通过433 传输可有效节省流量费用，并且信号接收节点可利用已有网络设施进行布设，例如物业办公室等。
Claims (4)
1.一种智能井盖防盗系统，其特征在于：包括井盖、防盗探测器、天线、信号接收节点以及后台服务器；所述井盖靠近边缘的位置开设有排水孔，井盖背面、排水孔一侧设置有防盗探测器安装位，所述防盗探测器安装位四周开设有固定孔，所述井盖上还设置有天线槽，所述天线槽自防盗探测器安装位一侧起始、通过排水孔侧壁延伸至井盖上表面；所述防盗探测器包括外壳及封装在外壳内部的三轴陀螺仪、433发射模块、单片机模块、电源模块，所述三轴陀螺仪通过I2C信号与单片机模块通信，所述433发射模块通过串口与单片机模块连接，所述电源模块用于防盗探测器的供电；所述外壳形状与防盗探测器安装位形状对应，所述外壳上表面向外延伸并形成与固定孔位置对应的固定耳；所述防盗探测器与防盗探测器安装位通过螺栓依次旋入固定耳、固定孔实现连接；所述外壳侧壁还设置有与天线槽形状匹配的天线接口，所述天线通过天线接口连接防盗探测器并设置于天线槽内；所述信号接收节点包括433接收模块，所述防盗探测器通过433发射模块连接信号接收节点；所述信号接收节点连接后台服务器。
2.如权利要求1所述的一种智能井盖防盗系统，其特征在于：所述天线半埋于天线槽内。
3.如权利要求1所述的一种智能井盖防盗系统，其特征在于：所述外壳自内而外依次包括橡胶层、塑料层、纳米防水防尘膜，所述塑料层靠近纳米防水防尘膜侧内部设置空腔，所述空腔内填充干燥剂。
4.如权利要求1所述的一种智能井盖防盗系统，其特征在于：所述天线及天线与天线接口的连接处均采用线圈密封。
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