CN108986427A - 一种基于物联网的井盖状态监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的井盖状态监测系统，包括:井盖，井盖上设置有状态监测器、处理模块和无线发送模块，状态监测器设置于井盖的边缘，用于检测井盖的异常状态；状态监测器与处理模块连接，处理模块还与无线发送模块连接，用于在获取到状态监测器的异常信号时通过无线发送模块发送报警信号；无线发送模块与设置于路灯上的网关连接，用于通过网关将报警信号发送至后台终端，网关通过物联网基站与后台终端无线连接。本发明中利用了基于路灯建设的物联网进行异常信号的上传，节省了监测装置的通信成本，有利于推广应用。

Description

一种基于物联网的井盖状态监测系统

技术领域

本发明涉及监测技术领域，更具体地说，涉及一种基于物联网的井盖状态监测系统。

背景技术

在城市中，井盖通常用来遮盖窨井，防止人或物坠落窨井。井盖在使用过程中容易因水位暴涨、行车倾轧等发生倾斜甚至位移，行人很有可能踩空或被井盖绊到。另外，由于井盖大多采用金属制成，具有一定价值，容易失窃而导致窨井口暴露。因此，当井盖发生倾斜或失窃时，需要即时发送报警消息给相关部门，由相关部门对井盖进行及时维修或追回。

现有的对井盖进行监测的装置安装于井盖上并通过运营商网络直接与后台终端无线连接，在获取到井盖的异常状态时直接将井盖的异常状态上传至后台终端。由于城市中井盖较多，在每个井盖上均设置与后台终端通信连接的装置导致通信成本较高，不利于推广应用。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于物联网的井盖状态监测系统，包括:井盖，所述井盖上设置有状态监测器、处理模块和无线发送模块，所述状态监测器设置于所述井盖的边缘，用于检测所述井盖的异常状态，所述异常状态包括开启状态和倾斜状态；

所述状态监测器与所述处理模块连接，所述处理模块还与所述无线发送模块连接，用于在获取到所述状态监测器的异常信号时通过所述无线发送模块发送报警信号；

所述无线发送模块与设置于路灯上的网关连接，用于通过所述网关将所述报警信号发送至后台终端，所述网关通过物联网基站与所述后台终端无线连接。

可选地，所述状态监测器安装于所述井盖的外侧壁，所述状态监测器的顶端在所述井盖闭合时贴合于井的内侧壁。

可选地，所述井盖的外侧壁设置有3至6个所述状态监测器，所述状态监测器为等间距设置；

所述处理模块用于在获取到所有的状态监测器的异常信号时通过所述无线发送模块发送开启报警信号，所述处理模块还用于在获取到至少一个且非所有的状态监测器的异常信号时通过所述无线发送模块发送倾斜报警信号。

可选地，所述状态监测器包括弹片开关或压力传感器。

可选地，所述弹片开关包括开关壳体,按键和弹片,所述开关壳体设置于所述井盖的侧壁上,所述按键设置于所述开关壳体内,所述弹片设置于所述开关壳体的顶部并与所述按键的顶部接触。

可选地，所述弹片开关的外侧还设置有金属保护圈。

可选地，所述金属保护圈的底部开有通孔,所述按键的连接线经所述通孔连接到所述处理模块。

可选地，所述处理模块储存有所述井盖的编号信息，用于在获取到所述状态监测器的异常信号时通过所述无线发送模块发送携带有编号信息的报警信号；

所述后台终端储存有所述编号信息对应的位置信息。

可选地，所述系统还包括警报装置，所述警报装置与所述处理模块连接，所述警报装置用于获取设定范围内的通信终端，并对在设定范围内的所述通信终端发送警报消息。

可选地，所述警报装置用于获取所述通信终端上的导航路线，当所述通信终端上的导航路线经过所述井盖时，所述警报装置给所述通信终端发送警报消息。

本发明实施例中将监测井盖异常状态的装置通过无线发送模块与路灯上的网关进行本地连接，由路灯上的网关将异常报警信号转发至物联网基站，最后由物联网基站上传至后台终端，利用了基于路灯建设的物联网进行异常信号的上传，节省了监测装置的通信成本，有利于推广应用。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明实施例提供的一种基于物联网的井盖状态监测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种基于物联网的井盖状态监测系统的网络传输示意图；

图3为本发明实施例提供的一种井盖的闭合示意图；

图4为本发明实施例提供的一种弹片开关闭合时的结构侧视图；

图5为本发明实施例提供的一种弹片开关开启时的结构侧视图；

图6为本发明实施例提供的一种弹片开关的结构正视图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

如图1和图2所示，图1为本发明实施例提供的一种基于物联网的井盖状态监测系统的结构示意图；图2为本发明实施例提供的一种基于物联网的井盖状态监测系统的网络传输示意图。本发明实施例提供的一种基于物联网的井盖状态监测系统，包括:井盖1，井盖1上设置有状态监测器2、处理模块3和无线发送模块4，状态监测器2设置于井盖1的边缘，用于检测井盖1的异常状态，异常状态包括开启状态和倾斜状态。处理模块3和无线发送模块4可以设置于井盖1的底部，并且由供电电池6进行供电。状态监测器2与处理模块3连接，处理模块3还与无线发送模块4连接，用于在获取到状态监测器2的异常信号时通过无线发送模块4发送报警信号。其中，处理模块3具体可以为较低功耗的单片机模块，在状态监测器2不传输异常信号时，单片机模块处于功耗低的休眠模式，当状态监测器2传输异常信号时，唤醒休眠的单片机模块，单片机模块对异常信号进行处理后通过无线发送模块4发送报警信号。

如图2所示，无线发送模块4与设置于路灯7上的网关8连接，用于通过网关8将报警信号发送至后台终端10，网关8通过物联网基站9与后台终端10无线连接。可以理解的是，井盖1上的无线发送模块4可以直接与离井盖1最近的路灯7上的网关8无线连接，无线发送模块4将报警信号发送至网关8中，网关8将报警信号转发至物联网基站9，由物联网基站9将报警信号上传至后台终端10。其中，一个物联网基站9可以同时连接多个路灯7上的网关8，即可以由一个物联网基站9连接并管理一个区域内所有的路灯7上的网关8。具体地，为了节省通信成本，无线发送模块4与网关8之间以及网关8与物联网基站9之间均通过ZigBee、LoRA、WIFI、433MHz频段或868MHz频段进行本地无线连接。物联网基站9与后台终端10之间通过2G网络、3G网络、4G网络、5G网络或NB-IoT进行远程无线连接。由于井盖1上的无线发送模块4是通过短距离的本地无线连接方式连接到网关8上，最后借助路灯7上的网关8以及物联网基站9实现报警信号的上传，免却了井盖1上传报警信号的通信成本，有利于推广应用。

可以理解的是，井盖1一般采用金属浇铸而成，自身重量较大，而且在井盖1的使用过程中，井盖1还需要承受车辆的倾轧作用，因此井盖1底部的压力作用较大。若将状态监测器2直接设置于井盖1的底部时，状态监测器2需要承受井盖1自身的重量以及车辆的重量，对状态监测器2的承重要求较高。因此，如图3所示，图3为本发明实施例提供的一种井盖的闭合示意图，可以将状态监测器2安装于井盖1的外侧壁，即状态监测器2的底端固定安装于井盖1的外侧边缘上，当井盖1盖于井圈11上时，状态监测器2的顶端在井盖1闭合时贴合于井的内侧壁。在井盖1闭合时，状态监测器2夹于井盖1与井之间，受到井盖1的外侧壁以及井的内侧壁的夹持作用，状态监测器2可以检测到井盖1处于正常闭合状态。当井盖1倾斜翘起或被打开时，状态监测器2脱离了井的内侧壁的夹持作用，状态监测器2可以检测到井盖1处于异常状态。

进一步地，为了准确地检测到井盖1的倾斜状态以及开启状态，井盖1的外侧壁设置有3至6个状态监测器2，状态监测器2为等间距设置；处理模块3用于在获取到所有的状态监测器2的异常信号时通过无线发送模块4发送开启报警信号，处理模块3还用于在获取到至少一个且非所有的状态监测器2的异常信号时通过无线发送模块4发送倾斜报警信号。如图1中所示，井盖1的外侧壁上设置有3个状态监测器2，当3个状态监测器2均发出异常信号时，可以认为3个状态监测器2均脱离了井的内侧壁的夹持作用并处于井外，即整个井盖1处于井外，井盖1为开启状态；当有1个或2个状态监测器2发出异常信号时，可以认为有1个或2个状态监测器2脱离了井的内侧壁的夹持作用并处于井外，即井盖1的一部分处于井外，另一部分还处于井内，井盖1为倾斜状态。通过处理模块3对发送报警信号的状态监测器2的数量进行识别，可以判断井盖1处于开启状态还是倾斜状态，从而有利于工作人员提前知晓井盖1的状态，对井盖1异常进行快速处理。

其中，状态监测器2包括可以弹片开关或压力传感器。为了节省成本，可以选择弹片开关作为状态监测器2，可参阅图4、图5和图6，图4为本发明实施例提供的一种弹片开关闭合时的结构侧视图，图5为本发明实施例提供的一种弹片开关开启时的结构侧视图，图6为本发明实施例提供的一种弹片开关的结构正视图，弹片开关具体包括开关壳体2A，按键2B和弹片2C,开关壳体2A设置于井盖1的侧壁上,按键2B设置于开关壳体2A内,弹片2C设置于开关壳体2A的顶部并与按键2B的顶部接触。如图4所示，当弹片开关处于井盖1和井之间时，弹片2C受到夹持，往内压下按键2B，弹片开关处于正常状态不发出异常信号；如图5所示，当弹片开关位于井外时，弹片2C不受到夹持，往外扩张，按键2B弹出，弹片开关处于异常状态并发出异常信号。

进一步地，为了保护弹片开关，弹片开关的外侧还可以设置有金属保护圈2D。其中，金属保护圈2D的底部可以开有通孔,以便于按键2B的连接线经通孔连接到处理模块3。

进一步地，处理模块3可以储存有井盖1的编号信息，用于在获取到状态监测器2的异常信号时通过无线发送模块4发送携带有编号信息的报警信号；后台终端10储存有编号信息对应的位置信息。由于报警信号携带有井盖1的编号信息，且后台终端10预储有井盖1的编号信息所对应的位置信息，因此根据报警信号中的编号信息可以快速获取到井盖1的位置，以便于工作人员迅速赶往井盖1的现场位置。

进一步地，井盖1上还可以设置有声光报警装置，声光报警装置与处理模块3连接，用于接受处理模块3的报警指令并进行声光报警，以便于对井盖1附近的行人或车辆等发出声光提醒，从而提醒行人或车辆绕道通过。另外，所述系统还可以包括警报装置，所述警报装置与所述处理模块连接，在接受处理模块3的报警指令时，所述警报装置用于获取设定范围内的通信终端(如智能手机等)，并对在设定范围内的所述通信终端发送警报消息。即在获取到报警指令时，警报装置对一定范围内(如500米内)的通信终端发送警报消息，以提醒通信终端的用户注意绕行。具体地，所述警报装置可以用于获取所述通信终端上的导航路线，当所述通信终端上的导航路线经过所述井盖1时，所述警报装置给所述通信终端发送警报消息。例如，用户在开启通信终端进行道路导航时，当警报装置检测到通信终端上的导航路线经过该井盖1时，向所述通信终端发送警报信息，以提醒用户注意绕行。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种基于物联网的井盖状态监测系统，其特征在于，包括:井盖，所述井盖上设置有状态监测器、处理模块和无线发送模块，所述状态监测器设置于所述井盖的边缘，用于检测所述井盖的异常状态，所述异常状态包括开启状态和倾斜状态；

所述状态监测器与所述处理模块连接，所述处理模块还与所述无线发送模块连接，用于在获取到所述状态监测器的异常信号时通过所述无线发送模块发送报警信号；

所述无线发送模块与设置于路灯上的网关连接，用于通过所述网关将所述报警信号发送至后台终端，所述网关通过物联网基站与所述后台终端无线连接。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的井盖状态监测系统，其特征在于，所述状态监测器安装于所述井盖的外侧壁，所述状态监测器的顶端在所述井盖闭合时贴合于井的内侧壁。

3.根据权利要求2所述的基于物联网的井盖状态监测系统，其特征在于，所述井盖的外侧壁设置有3至6个所述状态监测器，所述状态监测器为等间距设置；

所述处理模块用于在获取到所有的状态监测器的异常信号时通过所述无线发送模块发送开启报警信号，所述处理模块还用于在获取到至少一个且非所有的状态监测器的异常信号时通过所述无线发送模块发送倾斜报警信号。

4.根据权利要求1或2所述的基于物联网的井盖状态监测系统，其特征在于，所述状态监测器包括弹片开关或压力传感器。

5.根据权利要求4所述的基于物联网的井盖状态监测系统，其特征在于，所述弹片开关包括开关壳体,按键和弹片,所述开关壳体设置于所述井盖的侧壁上,所述按键设置于所述开关壳体内,所述弹片设置于所述开关壳体的顶部并与所述按键的顶部接触。

6.根据权利要求5所述的基于物联网的井盖状态监测系统，其特征在于，所述弹片开关的外侧还设置有金属保护圈。

7.根据权利要求6所述的基于物联网的井盖状态监测系统，其特征在于，所述金属保护圈的底部开有通孔,所述按键的连接线经所述通孔连接到所述处理模块。

8.根据权利要求1所述的基于物联网的井盖状态监测系统，其特征在于，所述处理模块储存有所述井盖的编号信息，用于在获取到所述状态监测器的异常信号时通过所述无线发送模块发送携带有编号信息的报警信号；

所述后台终端储存有所述编号信息对应的位置信息。

9.根据权利要求1所述的基于物联网的井盖状态监测系统，其特征在于，所述系统还包括警报装置，所述警报装置与所述处理模块连接，所述警报装置用于获取设定范围内的通信终端，并对在设定范围内的所述通信终端发送警报消息。

10.根据权利要求9所述的基于物联网的井盖状态监测系统，其特征在于，所述警报装置用于获取所述通信终端上的导航路线，当所述通信终端上的导航路线经过所述井盖时，所述警报装置给所述通信终端发送警报消息。