CN107130641A - 一种物联网自供电智能安全井盖 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种物联网自供电智能安全井盖，提供三种供电有模式：太阳能，压力发电，温差发电；利用太阳能光伏板发电，压力发电利用井盖特性通过路过井盖的车辆和行人产生的压差发电，温差发电利用地表温度和井底温度温差发电，根据安装地点和条件的不同选择一种或几种供电方式。在井盖上应用互联网、物联网技术，从根本上解决市政井盖由于种类数量众多、维护复杂而造成的监管困难，实现城市基础设施由粗放式管理向精细化管理的转变，并在很大程度上避免了由设施被盗、破坏而造成的人身安全危害和重大经济损失。不仅加大了信息化对城市管理的渗透力度，更有效地降低了城市管理的经济成本。
Description
技术领域
本发明涉及市政基础设施，具体涉及一种物联网自供电智能安全井盖。
背景技术
市政井盖是城市排水系统重要组成部分，其数量大、分布范围广。检查井盖多位于城市马路路面上，其破损、缺失后形成的马路“陷阱”是不可忽视的城市安全隐患。近年来内地一些城市“夺命井盖”事件重复发生，暴雨季节又频现“城市看海”，已引起社会各方面广泛关注。大量的市政井盖还基本靠人员手工巡查管理，再加上井盖数量大，分布地域性广，单纯依靠人工巡检排查，根本无法实时获得这些井盖的状态信息，更无法在出现异常情况时迅速响应。
随着生活条件的提高，人们对电能的需求量越来越大，尤其在城市当中。而煤炭资源的逐步枯竭和环境污染的加剧使得型能源的发展和普及显得尤为重要。风能、核能、太阳能等可再生清洁能源成为人类发展的重要能源来源，由于风能和核能要受到地理环境的限制，所以太阳能光伏发电的优越性更加突显，再加上太阳能资源储量巨大、可普及面广阔，安装和使用方便。
就上述内容，有必要研发物联网自供电智能安全井盖。
发明内容
本发明是针对现有技术中的不足，本发明提供物联网自供电智能安全井盖，提供三种供电有模式：太阳能，压力发电，温差发电；利用太阳能光伏板发电，压力发电利用井盖特性通过路过井盖的车辆和行人产生的压差发电，温差发电利用地表温度和井底温度温差发电，根据安装地点和条件的不同选择一种或几种供电方式。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种物联网自供电智能安全井盖，智能井盖包括阳井盖和阴井盖的双层结构，阳井盖与阴井盖之间设有压电发电机构，其中压电发电机构包括上弹性体和下壳体，上弹性体与下壳体之间设有若干压电材料，压电发电机构与智能井盖配电模块连接。
一种物联网自供电智能安全井盖，智能井盖包括阳井盖和阴井盖的双层结构，阳井盖的中部位置上设有镂空部，镂空部不大于井盖总面积的20%，阴井盖的中部位置上嵌入太阳能光伏板，太阳能光伏板与智能井盖配电模块连接。
一种物联网自供电智能安全井盖，智能井盖包括阳井盖和阴井盖的双层结构，智能井盖还包括将热能转换为电能的温差发电器，温差发电器包括P型温差电元件和N型温差电元件在热端用金属导体电极连接起来，在其冷端分别连接冷端电极，构成一个温差电单体，热端布置在阳井盖上，冷端布置在井底内，利用井底与井面的温差，确保发电稳定，温差发电器与智能井盖配电模块连接。
物联网自供电智能安全井盖，还包括智能井盖监测系统，智能井盖监测系统包括硬件部分：用于记录井盖的编码信息的电子标签、用于监测井盖工作状态的传感器、用于监测井盖外环境信息的环境监测仪；智能井盖监测系统包括软件部分云服务器，云服务器通过电子标签检测到所属单位信息、管理人信息和通过传感器实时监控各个井盖的工作状态，以及通过环境监测仪实时监控井盖外环境信息。
传感器连接有报警电路，报警电路用于接收云服务器发出的报警信息，并发出声、光报警；传感器包括超声波液位计和压力水位计构成的双探头冗余的水位监测，以及用于监测井盖非正常情况井盖倾斜至一定差度的倾斜度传感器，以及用于监测井盖抗震力度及抗压寿命次数的振动传感器。
所述环境监测仪包括用于实时监测井盖外部温湿度的温湿度监测仪，用于实时监测井盖外部车辆尾气的气体监测仪，用于实时监测井盖外部风速的风速监测仪、用于实时监测井盖外部能见度的能见度监测仪，其安装在阳井盖的透明镂空部位置上。
还包括中继云射频模块和与中继云射频模块相连接的AP网关云射频模块，电子标签通过中继云射频模块与云服务器进行数据交换，或通过AP网关云射频模块与云服务器进行数据交换。
还包括移动通讯管理终端，移动通讯管理终端连接云服务器，通过移动通讯管理终端实时监测井盖的各种状态信息，查看井盖在所辖区内的位置和基本属性信息，并对各辖区内所属的井盖防盗进行统一指挥调度和工程维护，远程控制、自动上锁功能，同时接收井盖异常状态信息。
还包括监测服务器，监测服务器连接云服务器，监测服务器用于各个井盖的所属单位进行状态监测和管理。
还包括无线WIFI接入点模块，多个井盖无线WIFI接入点模块组成井盖无线AP覆盖网络。
与现有技术相比，本发明优点在于：
（1）根据井盖安装地点和条件的不同，提供多种形式自供电智能安全井盖。
（2）在井盖上应用互联网、物联网技术，从根本上解决市政井盖由于种类数量众多、维护复杂而造成的监管困难，实现城市基础设施由粗放式管理向精细化管理的转变，并在很大程度上避免了由设施被盗、破坏而造成的人身安全危害和重大经济损失。不仅加大了信息化对城市管理的渗透力度，更有效地降低了城市管理的经济成本。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。
附图说明
图1是本智能井盖的结构示意图；
图2是本智能井盖的阳井盖1与阴井盖2结构示意图；
图3是本智能井盖的压电发电机构3结构示意图；
图4是本智能井盖监控系统的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅附图1至附图4，本实施例提供有三种供电模式的自供电智能安全井盖，其中包括：
一种物联网自供电智能安全井盖，智能井盖包括阳井盖1和阴井盖2的双层结构，阳井盖1与阴井盖2之间设有压电发电机构3，其中压电发电机构3包括上弹性体3.1和下壳体3.2，上弹性体3.1与下壳体3.2之间设有若干压电材料3.3，压电发电机构3与智能井盖配电柜连接。
一种物联网自供电智能安全井盖，智能井盖包括阳井盖1和阴井盖2的双层结构，阳井盖1的中部位置上设有镂空部1.1，镂空部1.1不大于井盖总面积的20%，镂空部1.1上覆盖一层钢化玻璃，阴井盖2的中部位置上嵌入太阳能光伏板2.1，太阳能光伏板2.1与智能井盖配电柜连接。
一种物联网自供电智能安全井盖，智能井盖包括阳井盖1和阴井盖2的双层结构，智能井盖还包括将热能转换为电能的温差发电器，温差发电器包括P型温差电元件和N型温差电元件在热端用金属导体电极连接起来，在其冷端分别连接冷端电极，构成一个温差电单体，热端布置在阳井盖1上，冷端布置在井底内，利用井底与井面的温差，确保发电稳定，温差发电器与智能井盖配电柜连接。
作为本实施例进一步改进，自供电智能安全井盖还包括智能井盖监测系统，智能井盖监测系统包括硬件部分：用于记录井盖的编码信息的电子标签、用于监测井盖工作状态的传感器、用于监测井盖外环境信息的环境监测仪；智能井盖监测系统包括软件部分云服务器，云服务器通过电子标签检测到所属单位信息、管理人信息和通过传感器实时监控各个井盖的工作状态，以及通过环境监测仪实时监控井盖外环境信息。
作为本实施例进一步改进，传感器连接有报警电路，报警电路用于接收云服务器发出的报警信息，并发出声、光报警；传感器包括超声波液位计和压力水位计构成的双探头冗余的水位监测，以及用于监测井盖非正常情况井盖倾斜至一定差度的倾斜度传感器，以及用于监测井盖抗震力度及抗压寿命次数的振动传感器。
作为本实施例进一步改进，所述环境监测仪包括用于实时监测井盖外部温湿度的温湿度监测仪，用于实时监测井盖外部车辆尾气的气体监测仪，用于实时监测井盖外部风速的风速监测仪、用于实时监测井盖外部能见度的能见度监测仪，其安装在阳井盖的透明镂空部位置上。
作为本实施例进一步改进，还包括中继云射频模块和与中继云射频模块相连接的AP网关云射频模块，电子标签通过中继云射频模块与云服务器进行数据交换，或通过AP网关云射频模块与云服务器进行数据交换。
作为本实施例进一步改进，还包括移动通讯管理终端，移动通讯管理终端连接云服务器，通过移动通讯管理终端实时监测井盖的各种状态信息，查看井盖在所辖区内的位置和基本属性信息，并对各辖区内所属的井盖防盗进行统一指挥调度和工程维护，远程控制、自动上锁功能，同时接收井盖异常状态信息。
作为本实施例进一步改进，还包括监测服务器，监测服务器连接云服务器，监测服务器用于各个井盖的所属单位进行状态监测和管理。
作为本实施例进一步改进，还包括无线WIFI接入点模块，多个井盖无线WIFI接入点模块组成井盖无线AP覆盖网络。
本发明的功能要点：
（1）根据井盖安装地点和条件的不同，提供多种形式自供电智能安全井盖。
（2）在井盖上应用互联网、物联网技术，从根本上解决市政井盖由于种类数量众多、维护复杂而造成的监管困难，实现城市基础设施由粗放式管理向精细化管理的转变，并在很大程度上避免了由设施被盗、破坏而造成的人身安全危害和重大经济损失。不仅加大了信息化对城市管理的渗透力度，更有效地降低了城市管理的经济成本。
（3）对井盖的基本信息进行管理，包括井盖编号、经纬度、所在道路等。智能井盖无线传感器进行采用国际标准化OID的编码方式进行唯一编码，采用RFID 电子标签作为井盖的标识，其内部都有唯一的 ID 号，并且其按不同区域、道路记录了井盖的产权单位、联系人、电话等信息，方便管理部门的信息采集及情况处理。因 RFID 标签无法被仿制，可以及时盘点井盖并核对井盖信息，快速掌握井盖流失状态。
（4）安装智能井盖无线传感器后，可实时监测市政井盖的各种状态信息，通过结合系统直观的市政平面图，可实时查看井盖在所辖区内的位置和基本属性信息，并对各辖区内所属的井盖防盗进行统一指挥调度出警和工程维护。
（5）实时在线监控，可实现24小时不间断监控，可对各个井盖的运行状态进行实时监控。根据预先设定报警规则，对井盖的异常情况进行监管，并通知相关负责部门采取措施。本监控系统支持短信或邮件提醒，发送短信或邮件通知监控服务器和移动管理终端，提高了井盖的智能化管理程度。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种物联网自供电智能安全井盖，其特征在于，所述智能井盖包括阳井盖和阴井盖的双层结构，所述阳井盖与阴井盖之间设有压电发电机构，其中所述压电发电机构包括上弹性体和下壳体，所述上弹性体与下壳体之间设有若干压电材料，所述压电发电机构与智能井盖配电模块连接。
2.一种物联网自供电智能安全井盖，其特征在于，所述智能井盖包括阳井盖和阴井盖的双层结构，所述阳井盖的中部位置上设有镂空部，所述镂空部不大于井盖总面积的20%，所述阴井盖的中部位置上嵌入太阳能光伏板,利用自然界雨水冲洗太阳能板，确保太阳能板发电效率所述太阳能光伏板与智能井盖配电模块连接。
3.一种物联网自供电智能安全井盖，其特征在于，所述智能井盖包括阳井盖和阴井盖的双层结构，所述智能井盖还包括将热能转换为电能的温差发电器，所述温差发电器包括P型温差电元件和N型温差电元件在热端用金属导体电极连接起来，在其冷端分别连接冷端电极，构成一个温差电单体，所述热端布置在阳井盖上，冷端布置在井底内，利用井底与井面的温差，确保发电稳定，温差发电器与智能井盖配电模块连接。
4.根据权利要求1-3之一所述物联网自供电智能安全井盖，其特征在于，还包括智能井盖监测系统，所述智能井盖监测系统包括硬件部分：用于记录井盖的编码信息的电子标签、用于监测所述井盖工作状态的传感器、用于监测井盖外环境信息的环境监测仪；所述智能井盖监测系统包括软件部分云服务器，所述云服务器通过所述电子标签检测到所属单位信息、管理人信息和通过传感器实时监控各个井盖的工作状态，以及通过环境监测仪实时监控井盖外环境信息。
5.根据权利要求4所述物联网自供电智能安全井盖，其特征在于，所述传感器连接有报警电路，所述报警电路用于接收所述云服务器发出的报警信息，并发出声、光报警；所述传感器包括超声波液位计和压力水位计构成的双探头冗余的水位监测，以及用于监测井盖非正常情况井盖倾斜至一定差度的倾斜度传感器，以及用于监测井盖抗震力度及抗压寿命次数的振动传感器。
6.根据权利要求4所述物联网自供电智能安全井盖，其特征在于，所述环境监测仪包括用于实时监测井盖外部温湿度的温湿度监测仪，用于实时监测井盖外部车辆尾气的气体监测仪，用于实时监测井盖外部风速的风速监测仪、用于实时监测井盖外部能见度的能见度监测仪，其安装在阳井盖的透明镂空部位置上。
7.根据权利要求4所述物联网自供电智能安全井盖，其特征在于，所述还包括中继云射频模块和与中继云射频模块相连接的AP网关云射频模块，所述电子标签通过中继云射频模块与所述云服务器进行数据交换，或通过AP网关云射频模块与所述云服务器进行数据交换。
8.根据权利要求4所述物联网自供电智能安全井盖，其特征在于，还包括移动通讯管理终端，移动通讯管理终端连接所述云服务器，通过移动通讯管理终端实时监测井盖的各种状态信息，查看井盖在所辖区内的位置和基本属性信息，并对各辖区内所属的井盖防盗进行统一指挥调度和工程维护，远程控制、自动上锁功能，同时接收井盖异常状态信息。
9.根据权利要求4所述物联网自供电智能安全井盖，其特征在于，还包括监测服务器，所述监测服务器连接所述云服务器，所述监测服务器用于各个井盖的所属单位进行状态监测和管理。
10.根据权利要求4所述物联网自供电智能安全井盖，其特征在于，还包括无线WIFI接入点模块，多个井盖无线WIFI接入点模块组成井盖无线AP覆盖网络。
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