CN106991776A - 一种基于nb‑iot无线协议的井盖倾斜报警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于NB‑IOT无线协议的井盖倾斜报警系统，包括依次双向传输井盖检测器、路由网关、GPRS基站、服务器和手持及PC终端，井盖检测器通过建立NB‑IOT无线协议传输与路由网关相连接，路由网关通过GPRS基站与服务器相连接，手持及PC终端与服务器相连接；井盖无线收发模块与路由网关无线收发模块均设置有NB‑IOT芯片，且通过之间通过NB‑IOT无线协议进行数据相互传输，GPRS模块与GPRS基站通过TCP协议进行数据传输。当井盖出现异常情况时，可以通过服务器、无线设备查看井盖分布情况，快速响应与迅捷地掌握情况，同时降低了有可能造成财产及人身安全危害的发生。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种基于NB-IOT无线协议的井盖倾斜报警系统。
背景技术
目前， 城市中的井盖包括有市政部门管理的污水、雨水和路灯的井盖，以及供电、通信等等井盖，大概分属15个单位来管辖，由于井盖多、分管部门多而出现井盖缺失而未及时修复或发出警示导致人员伤亡出现伤事件屡见不鲜；因此，如何有效的管理好路面的所有井盖，使之在发生缺失时能够在井盖四周弹出警示标志并闪光，及时的警示路人和车辆，尽量避免落井事故的发生成了各级政府各部门急需解决的问题；为此也有不少这方面的发明创造，但大多数功能单一，如：有的仅仅为单个被盗或缺失报警系统，也有不少仅仅发现被盗或缺失，而没有警示功能装置的等等，同时，由于现有的井盖缺少报警功能，导致井盖被非法打开后主管单位不能及时知道情况，从而经常出现铸铁井盖被盗的现象，不仅造成了一定的经济损失，更甚者小偷打开井盖后进入管网破坏偷盗电缆，会导致通信中断、供电中断、及电缆短路起火等重大事故，对财产及人身安全造成极大的危害。
在面临井盖异常情况时，主管单位通常是依靠人力调度的方式进行巡查和维修，某些急需维修的故障常常得不到有效的维修。例如，井盖失盗和非法打开井盖的情况，通常维修人员仅依据接到故障的时间和地点对故障进行维修，由此会造成效率的低下。也有采用人工巡检的方式，沿着线路进行排查，费时费力，容易漏检。窄带物联网是最近兴起的一种物联网通讯方式，其可以实现物与物之间的有效沟通，而且占用的带宽很低，一个GPRS基站即可同时接收数千个物联网芯片的数据。但目前其在井盖系统的应用并未所见。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于NB-IOT无线协议的井盖倾斜报警系统，以解决井盖出现异常情况时，掌握情况滞后，维修调度效率低，并极有可能造成财产及人身安全危害的问题。
本发明是这样实现的，一种基于NB-IOT无线协议的井盖倾斜报警系统，包括依次双向传输井盖检测器、路由网关、GPRS基站、服务器和手持及PC终端，所述井盖检测器通过建立NB-IOT无线协议传输与路由网关相连接，所述路由网关通过GPRS基站与服务器相连接，所述手持及PC终端与服务器相连接；所述井盖检测器安装在井盖下表面，井盖检测器包括井盖CPU、无线收发模块、倾斜角度传感器以及井盖电源；所述路由网关安装在井盖检测器附近，路由网关包括路由网关CPU、GPRS模块、路由网关无线收发模块、按键电路以及路由网关电源；所述井盖电源给井盖CPU供电，所述倾斜角度传感器用于测量井盖底面相对于水平位置的倾斜度数据信息，所述倾角传感器将测得的倾斜度数据信息传输给井盖CPU，所述井盖CPU依次与井盖无线收发模块、路由网关无线收发模块、路由网关CPU、GPRS模块及GPRS基站双向进行倾斜度数据信息传输，所述路由网关给路由网关供电，所述按键电路与路由网关CPU相连接；所述井盖无线收发模块与路由网关无线收发模块均设置有NB-IOT芯片，且通过之间通过NB-IOT无线协议进行数据相互传输，所述GPRS模块与GPRS基站通过TCP协议进行数据传输。
进一步的，所述倾斜角度传感器通过倾斜滤波电路与井盖CPU相连接。
进一步的，所述倾斜度数据信息包括井盖检测器的编号、故障代码和故障时间。
进一步的，所述路由网关设置有与路由网关CPU相连接的GPS模块，所述GPS模块读取该路由网关的经纬度数据。
进一步的，所述路由网关设置有显示屏，所述显示屏可显示各井盖检测器的倾斜度数据信息。
进一步的，所述服务器根据各路由网关范围内的倾斜度数据信息以及GPS信息生成井盖检测器巡检路线规划，并发送给所述手持及PC终端，所述手持及PC终端还用于将维修后的井盖检测器的状态反馈给所述服务器。
进一步的，所述井盖电源包括有电源开关和指示灯以及3.6V电池和电池电路，所述路由网关电源设置有市电与太阳能供电电池充电电路。
进一步的，所述井盖检测器设置有分别与井盖电源以及井盖CPU相连接的井盖报警控制处理单元和报警器，所述井盖报警控制处理单元接收井盖CPU传输过来的倾斜度过大的数据信息，并控制与之相连接的报警器工作。
进一步的，所述路由网关设置有分别与路由网关电源以及路由网关CPU相连接的路由网关报警控制处理单元和报警器，所述路由网关报警控制处理单元接收路由网关CPU传输过来的倾斜度过大的数据信息，并控制与之相连接的报警器工作。
进一步的，所述报警器为闪光报警器、蜂鸣器和喇叭中的任一种或两者兼有。
工作原理：倾斜角度传感器将井盖的倾斜角度信息采集后输入井盖CPU进行分析处理，如果出现异常则井盖报警控制单元输出报警信息，设置报警器处于报警状态，同时将设备编号，井盖倾斜角度，采集时间等信息依次通过井盖无线收发模块发送到路由网关，路由网关将收到的信息进行确认后，设置路由网关的报警器进行报警，同时将井盖检测器反馈的信息进行处理后报送服务器，服务器将收集的报警信息进行存储并分析，并通知手持及PC终端，通知工作人员进行及时排查井盖故障，工作人员也能通过手持及PC终端主动查询指定井盖的状态。
将井盖检测器安装在井盖下面平放角度小于30°，开启井盖电源，井盖检测器进入正常工作状态，当井盖倾斜大于30°（通过算法将车辆挤压产生大于30°的干扰信号滤出掉）或者是井盖被移动，报警器开始工作，同时倾斜角度信息通过RF发送异常状态给路由网关，路由网关收到倾斜角度信息后产生应答信号给井盖检测器，同时通过GPRS将发送过来的信息发送给服务器，井盖检测器等待井盖被正确安装；如果井盖被正常安装，井盖检测器又会发送数据给路由网关，通知路由网关井盖处于正常状态了；然后井盖进入休眠状态，等待井盖下次出现故障时在工作。
本发明的有益效果是，当井盖出现异常情况时，可以通过服务器、无线设备查看井盖分布情况，快速响应与迅捷地掌握情况，提高了调度维修的效率，极大地降低人力成本，同时降低了有可能造成财产及人身安全危害的发生。
附图说明
图1是本发明的框架图；
图2是井盖检测器框架图；
图3是路由网关框架图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细说明：
如图1、图2和图3所示，一种基于NB-IOT无线协议的井盖倾斜报警系统，包括依次双向传输井盖检测器、路由网关、GPRS基站、服务器和手持及PC终端，井盖检测器通过建立NB-IOT无线协议传输与路由网关相连接，路由网关通过GPRS基站与服务器相连接，手持及PC终端与服务器相连接；井盖检测器安装在井盖下表面，井盖检测器包括井盖CPU、无线收发模块、倾斜角度传感器以及井盖电源；井盖电源给井盖CPU供电，井盖电源包括有电源开关和指示灯以及3.6V电池和电池电路，倾斜角度传感器用于测量井盖底面相对于水平位置的倾斜度数据信息，倾角传感器将测得的倾斜度数据信息传输给井盖CPU，井盖CPU依次与井盖无线收发模块、路由网关无线收发模块、路由网关CPU、GPRS模块及GPRS基站双向进行倾斜度数据信息传输，倾斜角度传感器通过倾斜滤波电路与井盖CPU相连接；倾斜度数据信息包括井盖检测器的编号、故障代码和故障时间；井盖检测器设置有分别与井盖电源以及井盖CPU相连接的井盖报警控制处理单元和报警器，井盖报警控制处理单元接收井盖CPU传输过来的倾斜度过大的数据信息，并控制与之相连接的报警器工作，报警器为蜂鸣器
井盖检测器设置为：工作电压：3.6V，工作电流：<=30mA，待机电流：3.5uA电池容量：8000mA/H，发送功率：10mW，倾斜角度：30°。
路由网关安装在井盖检测器附近，路由网关包括路由网关CPU、GPRS模块、路由网关无线收发模块、按键电路以及路由网关电源；路由网关给路由网关供电，路由网关电源设置有市电与太阳能供电电池充电电路；按键电路与路由网关CPU相连接；井盖无线收发模块与路由网关无线收发模块均设置有NB-IOT芯片，且通过之间通过NB-IOT无线协议进行数据相互传输，GPRS模块与GPRS基站通过TCP协议进行数据传输；路由网关设置有与路由网关CPU相连接的GPS模块，GPS模块读取该路由网关的经纬度数据。路由网关设置有显示屏，显示屏可显示各井盖检测器的倾斜度数据信息；路由网关设置有分别与路由网关电源以及路由网关CPU相连接的路由网关报警控制处理单元和报警器，路由网关报警控制处理单元接收路由网关CPU传输过来的倾斜度过大的数据信息，并控制与之相连接的报警器工作，报警器为蜂鸣器。
路由网关设置为：工作电压为12V，工作电流：>=170mA，待机电流：<=170mA，电池容量：8800mA/H，发送功率：10mW，输入功率：9V~30VDC 2A，太阳能输入功率：9V~30V >=100W。
服务器根据各路由网关范围内的倾斜度数据信息以及GPS信息生成井盖检测器巡检路线规划，并发送给手持及PC终端，手持及PC终端还用于将维修后的井盖检测器的状态反馈给服务器。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应当视为在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于NB-IOT无线协议的井盖倾斜报警系统，其特征在于，包括依次双向传输井盖检测器、路由网关、GPRS基站、服务器和手持及PC终端，所述井盖检测器通过建立NB-IOT无线协议传输与路由网关相连接，所述路由网关通过GPRS基站与服务器相连接，所述手持及PC终端与服务器相连接；所述井盖检测器安装在井盖下表面，井盖检测器包括井盖CPU、无线收发模块、倾斜角度传感器以及井盖电源；所述路由网关安装在井盖检测器附近，路由网关包括路由网关CPU、GPRS模块、路由网关无线收发模块、按键电路以及路由网关电源；所述井盖电源给井盖CPU供电，所述倾斜角度传感器用于测量井盖底面相对于水平位置的倾斜度数据信息，所述倾角传感器将测得的倾斜度数据信息传输给井盖CPU，所述井盖CPU依次与井盖无线收发模块、路由网关无线收发模块、路由网关CPU、GPRS模块及GPRS基站双向进行倾斜度数据信息传输，所述路由网关给路由网关供电，所述按键电路与路由网关CPU相连接；所述井盖无线收发模块与路由网关无线收发模块均设置有NB-IOT芯片，且通过之间通过NB-IOT无线协议进行数据相互传输，所述GPRS模块与GPRS基站通过TCP协议进行数据传输。
2.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT无线协议的井盖倾斜报警系统，其特征在于，所述倾斜角度传感器通过倾斜滤波电路与井盖CPU相连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT无线协议的井盖倾斜报警系统，其特征在于，所述倾斜度数据信息包括井盖检测器的编号、故障代码和故障时间。
4.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT无线协议的井盖倾斜报警系统，其特征在于，所述路由网关设置有与路由网关CPU相连接的GPS模块，所述GPS模块读取该路由网关的经纬度数据。
5.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT无线协议的井盖倾斜报警系统，其特征在于，所述路由网关设置有显示屏，所述显示屏可显示各井盖检测器的倾斜度数据信息。
6.根据权利要求4所述的一种基于NB-IOT无线协议的井盖倾斜报警系统，其特征在于，所述服务器根据各路由网关范围内的倾斜度数据信息以及GPS信息生成井盖检测器巡检路线规划，并发送给所述手持及PC终端，所述手持及PC终端还用于将维修后的井盖检测器的状态反馈给所述服务器。
7.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT无线协议的井盖倾斜报警系统，其特征在于，所述井盖电源包括有电源开关和指示灯以及3.6V电池和电池电路，所述路由网关电源设置有市电与太阳能供电电池充电电路。
8.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT无线协议的井盖倾斜报警系统，其特征在于，所述井盖检测器设置有分别与井盖电源以及井盖CPU相连接的井盖报警控制处理单元和报警器，所述井盖报警控制处理单元接收井盖CPU传输过来的倾斜度过大的数据信息，并控制与之相连接的报警器工作。
9.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT无线协议的井盖倾斜报警系统，其特征在于，所述路由网关设置有分别与路由网关电源以及路由网关CPU相连接的路由网关报警控制处理单元和报警器，所述路由网关报警控制处理单元接收路由网关CPU传输过来的倾斜度过大的数据信息，并控制与之相连接的报警器工作。
10.根据权利要求8或9所述的一种基于NB-IOT无线协议的井盖倾斜报警系统，其特征在于，所述报警器为闪光报警器、蜂鸣器和喇叭中的任一种或两者兼有。
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