CN109403380A - 物联浮球漂浮报警器及窨井安全物联监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及道路管网井口安全实时监测管理技术领域，公开了一种物联浮球漂浮报警器及窨井安全物联监测系统，物联浮球漂浮报警器包括处理器、信号发射器、漂浮构件和浮件固定组件，所述漂浮构件上固定有状态传感器以及警示组件。本发明漂浮构件能够在窨井内的水位上升时通过水的浮力作用从第一浮件状态转换为第二浮件状态，状态传感器能够监测漂浮构件的状态变化，并在漂浮构件处于第二浮件状态时，向处理器发送报警信号，而后报警信号可经信号发射器发送到相应的终端，以使有关人员及时获取到窨井井口被打开的信息；与此同时，警示组件可发出警示信息，以提醒来往人群和车辆。

Description

物联浮球漂浮报警器及窨井安全物联监测系统

技术领域

本发明涉及道路管网井口安全实时监测管理技术领域，尤其是涉及一种物联浮球漂浮报警器及窨井安全物联监测系统。

背景技术

窨井是城市管网等不可或缺的部分，一般市政道路、自来水管道、电力管道、通讯管道、天然气管道以及石油石化输送管道中都存在窨井，一般窨井的井口上均设置有井盖，以防止人或者物体坠落。常见的井盖材质包括金属井盖、高强度纤维水泥混凝土井盖和树脂井盖等。

由于车来车往的摩擦碾压，以及不法分子的偷盗行为，窨井常常出现井盖破损、丢失现象，对行人和车辆的出行安全造成隐患，并且对井下设施造成损失。由于窨井分布广，位置无规律，检查和监控都有相当的难度，因此给后期的维护以及实时了解窨井的水位等带来诸多不便，依靠人工的排查不仅耗费大量的人力物力，并且信息获取也不及时。

尤其是大雨等情况导致路面和窨井出现积水时，相关人员很难实时获知窨井井盖实时信息，并且由于积水的遮挡，行人和车辆很难注意到开口的窨井，安全隐患巨大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物联浮球漂浮报警器，以解决现有技术中存在的在积水时，难以获知或观察到井盖被打开的窨井井口的情况从而存在巨大安全的技术问题。

本发明的目的还在于提供一种窨井安全物联监测系统，以解决现有技术中存在的积水时，难以获知或观察到井盖被打开的窨井井口情况从而存在巨大安全的技术问题。

基于上述第一目的，本发明提供了一种物联浮球漂浮报警器，用于窨井的安全监测及安全提示，所述漂浮报警器包括处理器、信号发射器、漂浮构件和浮件固定组件，所述漂浮构件上固定有状态传感器以及警示组件；

所述浮件固定组件包括第一挂绳，所述第一挂绳的一端与井壁固定连接，所述第一挂绳的另一端与所述漂浮构件连接；

所述漂浮构件与所述第一挂绳连接的位置为浮件连接点；所述漂浮构件的固定状态包括第一浮件状态和第二浮件状态；井盖打开时，所述漂浮构件能够随着窨井内的水位上升，在水的浮力作用以浮件连接点转动，而从第一浮件状态变化为第二浮件状态；

所述状态传感器与所述处理器连接，所述状态传感器用于监测漂浮构件的状态变化，并在所述漂浮构件处于第二浮件状态时，所述状态传感器向所述处理器发送报警信号；

所述漂浮构件处于第二浮件状态时，所述警示组件发出警示信息；

所述信号发射器与所述处理器连接，所述信号发射器用于发送处理器获取的所述报警信号。

进一步地，所述状态传感器为第一滚珠传感器；

所述漂浮构件在第二浮件状态时，所述第一滚珠传感器向所述处理器发送常闭信号。

进一步地，所述警示组件包括蜂鸣器、蜂鸣电路以及蜂鸣滚珠，所述蜂鸣器连接在所述蜂鸣电路上，所述蜂鸣滚珠能够控制所述蜂鸣电路的通断；

所述漂浮构件处于第二浮件状态时，所述蜂鸣滚珠与蜂鸣电路连接，并连通所述蜂鸣电路；

所述漂浮构件处于非第二浮件状态时，所述蜂鸣滚珠与蜂鸣电路分离，所述蜂鸣电路断开。

进一步地，所述警示组件与所述处理器连接；

所述处理器接收到所述报警信号后能够向所述警示组件发送驱动信号，所述警示组件根据所述驱动信号发出警示信息。

进一步地，所述浮件固定组件还包括安装支架，所述安装支架呈L型，所述安装支架的竖向边与井壁固定连接，所述安装支架的横向边上设置有限位环；

所述漂浮构件包括浮件主部以及警示部，所述警示部设置在浮件主部远离所述浮件连接点的一侧；所述警示组件设置在所述警示部内；

所述漂浮构件在第一浮件状态时，所述浮件主部设置在所述安装支架的横向边的上方，所述警示部穿设在所述限位环内。

进一步地，所述浮件主部为浮球，所述警示部呈锥形，且所述警示部的锥形的顶部远离所述浮件主部。

进一步地，所述漂浮报警器还包括接收主机和客户端，所述接收主机与所述信号发射器和所述客户端分别连接，所述接收主机能够接收所述处理器发送的报警信号，且所述接收主机能够将报警信号发送到所述客户端。

基于上述第二目的，本发明还提供了一种窨井安全物联监测系统，所述监测系统包括本发明提供的所述的物联浮球漂浮报警器。

进一步地，所述监测系统还包括物联积水探测报警器；

所述物联积水探测报警器包括固定架和多个积水浮力球；

所述固定架竖直设置，所述多个积水浮力球分别通过第二挂绳悬挂在所述固定架上，且多个积水浮力球分别沿竖直方向间隔设置，多个积水浮力球内分别固定有第二滚珠传感器，所述第二滚珠传感器与所述处理器连接；

所述积水浮力球与所述第二挂绳连接的位置为水位球连接点，所述积水浮力球在第一水位球状态时，所述水位球连接点在所述积水浮力球的上部；所述积水浮力球在第二水位球状态时，所述水位球连接点转动所述积水浮力球的下部；且所述积水浮力球能够在窨井的水位上升至该积水浮力球对应的水位高度时，通过水的浮力作用从第一水位球状态转换为第二水位球状态；

所述第二滚珠传感器能够监测所述积水浮力球的状态变化，并在积水浮力球变化到第二水位球状态时，所述第二滚珠传感器向所述处理器发送该积水浮力球对应的水位信号。

进一步地，所述监测系统还包括物联井盖状态探测报警器；

所述物联井盖状态探测报警器包括多组第三滚珠传感器组，所述多组第三滚珠传感器组固定在窨井的井盖上，所述多组第三滚珠传感器组的传感电路的水平倾角不同，所述多组第三滚珠传感器组分别包括多个第三滚珠传感器，每组第三滚珠传感器组的多个第三滚珠传感器沿井盖的周向间隔分布；

所述第三滚珠传感器分别与处理器连接，所述井盖开启到第三滚珠传感器的传感电路的水平倾角的角度时，该第三滚珠传感器向处理器发送该第三滚珠传感器对应的井盖状态信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的物联浮球漂浮报警器，用于窨井的安全监测及安全提示，包括处理器、信号发射器、漂浮构件和浮件固定组件，所述漂浮构件上固定有状态传感器以及警示组件物联浮球漂浮报警器。本发明物联浮球漂浮报警器，在窨井的井盖打开时，漂浮构件能够在井内的水位上升时通过水的浮力作用从第一浮件状态转换为第二浮件状态。状态传感器监测到漂浮构件从第一浮件状态到第二浮件状态的改变，且在漂浮构件转化成第二浮件状态时，状态传感器并向处理器发送报警信号。而后处理器通过信号发射器将报警信号发送到相应的终端，以使有关人员及时获取到窨井井口被打开的信息；与此同时，警示组件可发出警示信息，以提醒来往人群和车辆。

本发明提供的窨井安全物联监测系统包括本发明提供的物联浮球漂浮报警器。相比现有技术，本发明窨井安全物联监测系统与本发明提供的物联浮球漂浮报警器具有相同的有益效果，通过上文对本发明提供的物联浮球漂浮报警器有益效果的描述，也能够直观的获知，在此不再详细赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例物联浮球漂浮报警器的第一浮件状态示意图；

图2为本发明实施例物联浮球漂浮报警器的第二浮件状态示意图；

图3为本发明实施例物联浮球漂浮报警器的漂浮构件的示意图；

图4为本发明实施例物联浮球漂浮报警器的安装架的示意图；

图5为本发明实施例窨井安全物联监测系统的示意图；

图6为本发明实施例窨井安全物联监测系统在井盖开启状态的示意图；

图7为本发明实施例窨井安全物联监测系统在窨井内少量积水状态的示意图；

图8为本发明实施例窨井安全物联监测系统在窨井内积水较多状态的示意图；

图9为本发明实施例窨井安全物联监测系统在井盖开启且积水状态的示意图；

图10为本发明实施例窨井安全物联监测系统的另一种结构形式的示意图；

图11为本发明实施例窨井安全物联监测系统的另一种结构形式在井盖开启状态的示意图；

图12为本发明实施例窨井安全物联监测系统的另一种结构形式在窨井内少量积水状态的示意图；

图13为本发明实施例窨井安全物联监测系统的另一种结构形式在窨井内积水较多状态的示意图；

图14为本发明实施例窨井安全物联监测系统的另一种结构形式在井盖开启且积水状态的示意图；

图15为本发明实施例窨井安全物联监测系统的物联井盖状态探测报警器的固定示意图；

图16为本发明实施例窨井安全物联监测系统的物联积水探测报警器的示意图；

图17为本发明实施例窨井安全物联监测系统的原理图；

图18为滚珠传感器的原理图。

图标：1-物联浮球漂浮报警器；11-电路板；111-处理器；112-信号发射器；12-供电电源；13-警示组件；14-漂浮构件；141-浮件主部；142-警示部；15-安装支架；151-限位环；16-第一挂绳；17-第一滚珠传感器；2-物联积水探测报警器；21-固定架；22-积水浮力球；23-第二挂绳；24-第二滚珠传感器；25-水位警示组件；3-物联井盖状态探测报警器；31-第三滚珠传感器；32-井盖警示组件；4-窨井；41-井盖；42-井壁；5-接收主机；6-客户端；7-滚珠传感器；71-传感电路；72-滚珠；73-轨道。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

参见图1至图18所示，本实施例提供了一种物联浮球漂浮报警器1，用于窨井4的安全监测及安全提示，包括处理器111、信号发射器112、漂浮构件14和浮件固定组件，漂浮构件14上固定有状态传感器以及警示组件13。

状态传感器与处理器111连接，状态传感器用于监测漂浮构件14的状态变化，并向处理器111发送报警信号。警示组件13用于发出警示信息。信号发射器112与处理器111连接，信号发射器112用于向接收主机5等发送处理器111获取的报警信号。

浮件固定组件包括第一挂绳16，第一挂绳16的一端与窨井4的井壁42固定连接，第一挂绳16的另一端与漂浮构件14连接。为了方便描述，定义漂浮构件14与第一挂绳连接的位置为浮件连接点。

可以理解的是，漂浮构件14是能够在水的浮力作用下漂浮的构件。漂浮构件14的状态变化可以是漂浮构件自身发生旋转。第一挂绳16的牵引作用可将漂浮构件14在没有水的浮力或其他外力的作用时对漂浮构件14进行固定，同时，第一挂绳16在漂浮构件14受到水的浮力时，可对漂浮构件14进行牵引固定，显然，随着水位上升，漂浮构件14能够以浮件连接点转动，通过图1和图2可知，水位上升时，浮件连接点可从漂浮构件14的上部转动到下部，在漂浮构件14转动的过程中，刚性固定在漂浮构件14中的状态传感器也会随着漂浮构件14转动，所以状态传感器在转动过程中会相对于初始固定状态时的角度(状态传感器的角度变化指的是状态传感器相对于水平或竖直方向的角度变化)发生变化，状态传感器的角度变化超过状态传感器的感应设定值时，状态传感器即可获取到报警信号，并将报警信号传递给处理器111。

需要说明的是，一般可认为，窨井4内没有积水时为正常状态，窨井4内有积水但是井盖41未打开可认为正常积水状态，在井盖41丢失或打开，且窨井内积水水位高时认为是预警状态。浮件固定组件以及漂浮构件14的设置，应当使得，在正常积水状态时，即使窨井4内水位较高，受井盖41的阻挡作用，漂浮构件14应当不会在水的浮力作用下，发生转动，也即，漂浮构件14上的状态传感器和警示组件13依旧处于非预警状态；在预警状态时，由于井盖41打开，漂浮构件14可在水的浮力作用下向上运动，漂浮构件14至少部分裸露在窨井4的井口外，且漂浮构件14在上升的过程中会在第一挂绳16的作用下被拉动旋转，状态传感器监测到角度变化至其感应设定值时，向处理器111发送报警信号。

为了方便描述，将正常状态、正常积水状态的漂浮构件14的固定状态定义为第一浮件状态，将预警状态的漂浮构件14的固定状态定义为第二浮件状态。可以理解的是，第一浮件状态和第二浮件状态的侧重区别点在于：漂浮构件14相对于第一挂绳16的第一端的角度不同，相应的，漂浮构件14上的状态传感器相对于水平或竖直方向的角度也不同。

具体的，状态传感器可为滚珠传感器(滚珠传感器也即滚珠开关)。滚珠传感器7是通过滚珠72的滚动，实现传感电路71的常开或常闭，也即滚珠传感器7具有两种状态，第一种是常开常态，此时，滚珠72远离传感电路71，传感电路71断开；第二种是常闭状态，此时，滚珠72与传感电路71连接，传感电路71接通。滚珠传感器7的滚珠72的滚动是通过滚珠72所在轨道73的倾角实现，如图18的左图所示，滚珠72所在轨道73的低端远离传感电路71时，滚珠72在重力的作用下远离传感电路71；如图18的右图所示，滚珠72所在的轨道73发生角度变化，并使得传感电路71位于轨道73的低端时，滚珠72在重力的作用下滚动到传感电路71，并接通传感电路71。

为了方便描述以及理解，将作为状态传感器的滚珠传感器定义为第一滚珠传感器17。第一滚珠传感器17刚性固定在漂浮构件14上，在漂浮构件14在水位变化并在水的浮力的作用下转动时，第一滚珠传感器17也会转动，相应的滚珠的轨道的角度也会变化，滚珠会在轨道角度变化到相应程度(可以理解，这个角度变化程度是滚珠发生状态变化能够滚动的角度，也即为滚珠传感器的感应设定值)时，发生滚动，以接通或断开传感电路。为了降低功耗，一般，选择水位上升状态，也即需要预警、漂浮构件14处于第二浮件状态时，传感电路为常闭状态，此时，第一滚珠传感器17向处理器111发送常闭信号，处理器111接收到第一滚珠传感器17的常闭信号后根据程序设定判断其为报警信号。

本实施例物联浮球漂浮报警器的警示组件13应当是在漂浮构件14在第二浮件状态时，发出警示信息。

具体的警示组件13可以是蜂鸣器以及相应的蜂鸣电路，蜂鸣器连接在所述蜂鸣电路上。可以理解的是，警示组件13可与处理器111连接，处理器111接收到报警信号后能够向警示组件13发送驱动信号，警示组件13根据所述驱动信号发出警示信息。

警示组件也可以采用蜂鸣滚珠控制蜂鸣电路的通断，蜂鸣滚珠与蜂鸣电路的通断控制与滚珠传感器类似，也是，蜂鸣滚珠设置在相应的轨道内，在轨道的角度发生变化时，蜂鸣滚珠能够滚动并靠近或远离蜂鸣电路，蜂鸣滚珠移动到蜂鸣电路接通时，蜂鸣器发出警示信息，蜂鸣器远离蜂鸣电路时，蜂鸣电路断开，此时蜂鸣器停止工作。本实施例中，警示组件13也会随着漂浮构件14的转动而发生角度的变化，且警示组件13的角度变化与第一滚珠传感器17类似，在此不再赘述。对应于漂浮构件14在第二浮件状态时，警示组件13应当发出警示提示，所以蜂鸣滚珠在第一浮件状态时与蜂鸣电路分离，在第二浮件状态是，蜂鸣滚珠与蜂鸣器连接。

可以理解的是，蜂鸣器可以是发出警示光、警示提示音双充提示功能的蜂鸣器，以从听觉和视觉两方面提示行人或车辆。

如图3所示，漂浮构件14可包括浮件主部141以及警示部142。警示部142设置在浮件主部141远离所述浮件连接点的一侧，警示组件13可固定在警示部142内。可以理解的是，警示部142设置在远离浮件连接点的一侧，也即在浮件连接点位于漂浮构件的上部时，警示部142相应的转动到漂浮构件14的下部，从而警示部142在第二浮件状态时朝上，有利于警示部142对行人或者车辆的警示作用。

如图4所示，浮件固定组件还包括安装支架15，安装支架15呈L型，安装支架15的竖向边与井壁42固定连接，安装支架15的横向边上设置有限位环151；漂浮构件14在第一浮件状态时，浮件主部141安装在安装支架15的横向边的上方，警示部142穿设在限位环151内。可以理解的是，安装支架15可以使得漂浮构件14在第一浮件状态时稳定固定，且限位环151可以限制警示部142的转动，在井盖41不打开，窨井4内积水水位高时，由于限位环151对警示部142的限位作用，漂浮构件14也只能是上下移动，而不会发生转动，避免了窨井4内有积水但、井盖41未打开的正常积水状态时，第一滚珠传感器17发生角度变化而发送错误的报警信息。

需要说明的是，限位环151距离井口上沿的高度应当满足井盖41未开启时，警示部142的下沿不脱离限位环151，并保证，在井盖41开启，漂浮构件14上升时，警示部142能够脱离限位环151。

本实施例物联浮球漂浮报警器1，第一挂绳16可悬挂在安装支架15的竖向边的中上部。本实施例物联浮球漂浮报警器1的浮件主部141可为球形的浮球，警示部142呈锥形，且警示部142的锥形的顶部远离浮件主部141。自然，浮件主部141也可以是球形之外的其他形状，例如方形，不过从一般审美及习惯而言，浮件主部141采用球形最佳；警示部自然也可以是柱型、长条形等其他形状，不过，警示部142采用锥形，其有利于在第二浮件状态时，警示部142从限位环151内脱离。

本实施例物联浮球漂浮报警器1的处理器111和信号发射器112可以集成在电路板11上。电路板11、第一滚珠传感器17以及警示组件13可通过柔性轻体胶灌封在漂浮构件14内，柔性轻体胶灌封可实现防水功能。漂浮构件14内还应当设置有相应的供电电源12，供电电源12主要为处理器111、信号发射器112、警示组件13和状态传感器等供电，可以采用主流的3.6V的电池等。

第一滚珠传感器17与处理器111可通过防水信号线连接，其中防水信号线可内置在第一挂绳16内。第一挂绳16可采用弹性绳，以使漂浮构件14能够在水位继续上升时，能够始终保持在水面上。

本发明实施例物联浮球漂浮报警器1可配合接收主机5和客户端6，以使相关人员及时获取报警信息。具体而言接收主机5与信号发射器112和客户端6可通过物联网传输技术分别连接，接收主机5能够接收报警信号，且接收主机5能够将报警信号发送到客户端6。

需要说明的是，接收主机5可以是云服务器或中心服务器。客户端6可以理解且带有相应配套软件的智能终端，例如手机、平板电脑等。自然，信号发射器112也可以直接与客户端连接，这种情况适应于小范围局部的窨井报警监测。

可以理解的是，处理器111和信号发射器112是设置在漂浮构件14内的，所以在需要报警时，也即漂浮构件14处于第二浮件状态时，处理器111和信号发射器112可以靠近水面或裸露在水面外，避免了水对信号传递的影响。物联网具体可以是基于LORA、NB-IOT等的物联网传输技术，相应的设备具有唯一识别编码和信号编码。根据识别编码和信号编码与服务器内置的预设信息比对，可获取报警窨井的位置、报警类型以及相应窨井管辖区的部门等各种所需信息。LORA技术传输范围一般是室外3000-5000米(空旷)，且其基站可采用自建的形式；NB-IOT技术传输，可采用移动、联通、电信运营商执行，所以NB-IOT传输技术可适用于所有运营商信号覆盖的区域。

本发明实施例物联浮球漂浮报警器1，当水位上升到漂浮构件14位置时，漂浮构件14可随着水位上升，但是在限位环151的作用下，漂浮构件14不发生转动，由于上升到一定高度后可触碰到井盖41的背面，漂浮构件14会停止上升。当路面出现积水，且井盖41被开启时，漂浮构件14由于上方没有阻力，继续上升，此时漂浮构件14脱离限位环151，并漂浮在井口上方水面，由于第一挂绳16对浮件连接点的拉力和水的浮力作用，致使漂浮构件14的状态发生反转，内置的状态传感器信号发生变化，状态传感器向处理器111发送报警信号，处理器111经信号发射器112将报警信号输出到云服务器或中心服务器，服务器将数据发送到客户端。同时，漂浮构件14上的警示组件13输出警示灯信号，警示灯闪烁，警示路人此处危险禁止通行。

本实施例警示组件13不限于实施例中给出的蜂鸣器的形式，单独的LED发光警示、单独的声音警示以及在漂浮构件14上涂覆警示颜色或直接将漂浮构件14裸露在井口的部分作为警示组件13均可。本实施例的状态传感器采用滚珠传感器(也称为滚珠开关)的形式，功耗低，采用通用电池供电，也可满足3-5年的时间；警示组件13可独立供电，以延长警示组件的警示时间，一般警示组件的警示时间维持在48小时以上即可满足要求。

本实施例物联浮球漂浮报警器1的信号发射器112还可以定时向接收主机5发送供电电源12的电量信息，以使工作人员准确掌握供电电源的所剩电量。

综上所述，本发明实施例物联浮球漂浮报警器1集合目前物联网传输技术，可将窨井井口的报警信息及时发送到云服务器或中心服务器，供不通职能的管理部门获取数据，进行及时的预警和分析现场的警情，并采取科学有效的救援方案。同时，发生危险的窨井现场可通过警示组件发出警示提示，消除了过往人群或车辆的同行的安全隐患。

实施例二

本实施例提供一窨井安全物联监测系统，包括实施例一提供的物联浮球漂浮报警器1。

同时，本实施例井安全物联监测系统还可搭配物联积水探测报警器2。物联积水探测报警器2可监测窨井4内的积水水位。

具体的，如图16所示，物联积水探测报警器2包括固定架21和多个积水浮力球22；固定架21竖直设置在窨井4的底部，多个积水浮力球22分别通过第二挂绳23悬挂在固定架21内，且多个积水浮力球22分别沿竖直方向间隔设置，多个积水浮力球22内分别固定有第二滚珠传感器24，第二滚珠传感器24与物联浮球漂浮报警器1的处理器111连接。第二滚珠传感器24能够监测积水浮力球22的状态变化，并向所述处理器发送水位信号。

其中，多个积水浮力球22分别沿竖直方向间隔设置，也即多个积水浮力球22对应不同的水位高度，从而通过不同积水浮力球22的第二滚珠传感器24的水位信号，可以获知窨井4内的水位情况，也即，一个第二滚珠传感器24发送水位信号时，处理器111即可根据内置的预设信息分析出该第二滚珠传感器24对应的水位高度。

可以理解的是，积水浮力球22可以在水的浮力作用下漂浮。为了方便描述，定义积水浮力球22与第二挂绳23连接的位置为水位球连接点。积水浮力球22应当具有两种状态，窨井4内没有积水或水位未到达积水浮力球22对应的水位时，积水浮力球22依靠第二挂绳23悬挂在固定架21上，此时，积水浮力球22在第一水位球状态，水位球连接点在积水浮力球的上部。窨井内积水到达积水浮力球22对应的水位高度时，积水浮力球22在水的浮力作用下向上移动并在第二挂绳23的固定作用下，以水位球连接点转动，此时，积水浮力球22在第二水位球状态时，水位球连接点转动到积水浮力球22的下部。

第二滚珠传感器24与积水浮力球22刚性固定，并在积水浮力球22从第一水位球状态变化到第二水位球状态时，第二滚珠传感器24的角度发生变化，从而第二滚珠传感器24的传感电路的状态可在滚珠的作用下发生变化，也即第二滚珠传感器24能够监测积水浮力球的状态变化，并在积水浮力球22变化到第二水位球状态时，第二滚珠传感器24向处理器111发送该积水浮力球对应的水位信号。

需要说明的是，第二滚珠传感器24与第一滚珠传感器17的原理相同，优选的第二滚珠传感器24在第二水位球状态时向处理器111发送常闭信号，也即，第二水位球状态时，第二滚珠传感器24接通，且第二滚珠传感器24的接通信号为水位信号，以降低第二滚珠传感器24的功耗。

第二滚珠传感器24可通过内置在第二挂绳23里面的防水信号线与处理器111连接。

本实施例窨井安全物联监测系统的物联积水探测报警器2还可设置水位警示组件25，处理器111可根据水位信号向水位警示组件25发送驱动信息，水位警示组件25根据驱动信息发出警示提示。该水位警示组件25可设置在窨井4外，处理器111可通过信号发射器112向水位警示组件25发送驱动信息，同时，处理器111还可通过信号发射器112向接收主机5发送水位信息。具体的，信号发射器112与接收主机5与实施例一相同依旧可通过物联技术实现。

本实施例窨井安全物联监测系统的物联积水探测报警器2可根据监测水位精度，布置相应的积水浮力球22，第二滚珠传感器24在积水浮力球22内采用柔性轻体绝缘防水胶灌封，防水防潮。本实施例窨井安全物联监测系统的物联积水探测报警器2可以及时向接收主机5发送水位信号，从而不同职能的管理部门可及时获取水位数据，进行及时的预警和分析现场的警情，同时也为应急救援部门提供科学有效的数据依据，以便于采取科学有效的预警和救援方案。

本实施例窨井安全物联监测系统还可包括物联井盖状态探测报警器3。物联井盖状态探测报警器3用于监测井盖41是否发生倾斜或位移。

具体的，如图15所示，物联井盖状态探测报警器3包括多组第三滚珠传感器组，多组第三滚珠传感器组可焊接或吸附固定在窨井4的井盖41的内壁上，多组第三滚珠传感器组的传感电路的水平倾角不同，多组第三滚珠传感器组分别包括多个第三滚珠传感器31，每组第三滚珠传感器组的多个第三滚珠传感器31沿井盖的周向间隔均匀分布。第三滚珠传感器31分别与处理器111连接，井盖41开启到第三滚珠传感器31的传感电路的水平倾角的角度时，该第三滚珠传感器31通过防水信号线向处理器111发送该第三滚珠传感器31对应的井盖状态信号。相应的处理器111也可将井盖状态信号通过信号发射器112发送给接收主机5，从而以使拥有客户端的不同职能的管理部门及时获取井盖信息。

第三滚珠传感器的原理与第一滚珠传感器和第二滚珠传感器相同，在此不再详细赘述。

为了方便理解，下面举例说明物联井盖状态探测报警器的报警过程。

第三滚珠传感器组的数目可以是三组，每组第三滚珠传感器组的第三滚珠传感器数目可以设置为4-8个，保证各组滚珠传感器平均分布在的井盖四周即可，根据井盖的面积大小以及安装的具体情况可进行选择。三组第三滚珠传感器组的传感电路的水平倾角可为大于0°小于90°之间不同调整范围。例如，第一组第三滚珠传感器组的传感电路的水平倾角为5°，第二组第三滚珠传感器组的传感电路的水平倾角为10°，第三组第三滚珠传感器组的传感电路的水平倾角为15°；井盖倾斜角度大于5°时，第一组第三滚珠传感器组中至少一个第三滚珠传感器可向处理器发送常闭信号；井盖倾斜角度大于10°时，第二组第三滚珠传感器组中的至少一个第三滚珠传感器刻向处理器发送常闭信号；井盖倾斜角度大于15°时，第三组第三滚珠传感器组中的至少一个第三滚珠传感器可向处理器发送常闭信号。井盖倾斜角度大于15°时，处理器会收到5°、10°以及15°的第三滚珠传感器的常闭信号，处理器会根据预设程序选择角度最大的第三滚珠传感器的常闭信号作为井盖状态信号。

同时本实施例的处理器111与第三滚珠传感器组固定在不同的构件上，在井盖41被盗失窃时，第三滚珠传感器31与处理器111的连接被损害，此时处理器111也可将井盖失窃信息通过信号发射器112及时上传给接收主机5，以使相关人员通过客户端及时了解井盖失窃信息。

物联井盖状态探测报警器3也可搭配井盖警示组件32使用，具体的同样可通过处理器111根据接收到的井盖状态信息发出驱动信息，来控制井盖警示组件32是否开启。

需要说明的是，如图10-14所示，窨井安全物联监测系统的也可采用漂浮构件在第一浮件状态时固定在固定架21上端的方式。

如图6和11所示，本实施例窨井安全物联监测系统可应用在井盖开启时的报警场景。此时井盖发生倾斜，物联井盖状态探测报警器工作，并向处理器发送井盖状态信号，处理器通过信号发射器将井盖状态信号发送给接收主机。

如图7和12所示，本实施例窨井安全物联监测系统可应用在井下积水水位预警。积水到达积水浮力球位置时，物联积水探测报警器工作，第二滚珠传感器监测到相应积水浮力球状态变化时，向处理器发送水位信号，处理器通过信号发射器将水位信号发送给接收主机，接收主机根据预设信息与接收的水位信号分析出相应的水位高度。

如图8和13所示，本实施例窨井安全物联监测系统可应用在井下积水水位报警。此时也是通过物联积水探测报警器工作实现。

如图9和14所示，本实施例窨井安全物联监测系统可应用在路面积水、井盖开启的情况。此时，物联浮球漂浮报警器工作，警示组件发出警示同时通过处理器向接收主机发动报警信号。

需要说明的是，本实施例窨井安全物联监测系统不限于上述举例的工况。本实施例窨井安全物联监测系统可应用到不同类别的管井现场，可以实时监测窨井的安全状态，通过物联积水探测报警器进行井下积水水位监测、物联井盖状态探测报警器进行井盖状态监测、物联浮球漂浮报警器进行路面积水后的井盖开启警示及报警，实时为管理部门提供管网管井的安全状态，在发生报警后第一时间上报警情，有效保证井下资产被非法占有和破坏以及井盖丢失造成的财产和行人生命的安全。

本文中，处理器111可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器111中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器111可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种物联浮球漂浮报警器，用于窨井的安全监测及安全提示，其特征在于，所述漂浮报警器包括处理器、信号发射器、漂浮构件和浮件固定组件，所述漂浮构件上固定有状态传感器以及警示组件；

所述浮件固定组件包括第一挂绳，所述第一挂绳的一端与井壁固定连接，所述第一挂绳的另一端与所述漂浮构件连接；

所述漂浮构件与所述第一挂绳连接的位置为浮件连接点；所述漂浮构件的固定状态包括第一浮件状态和第二浮件状态；井盖打开时，所述漂浮构件能够随着窨井内的水位上升，在水的浮力作用以浮件连接点转动，而从第一浮件状态变化为第二浮件状态；

所述状态传感器与所述处理器连接，所述状态传感器用于监测漂浮构件的状态变化，并在所述漂浮构件转化成第二浮件状态时，所述状态传感器向所述处理器发送报警信号；

所述漂浮构件处于第二浮件状态时，所述警示组件发出警示信息；

所述信号发射器与所述处理器连接，所述信号发射器用于发送处理器获取的所述报警信号。

2.根据权利要求1所述的物联浮球漂浮报警器，其特征在于，所述状态传感器为第一滚珠传感器；

所述漂浮构件在第二浮件状态时，所述第一滚珠传感器向所述处理器发送常闭信号。

3.根据权利要求1或2所述的物联浮球漂浮报警器，其特征在于，所述警示组件包括蜂鸣器、蜂鸣电路以及蜂鸣滚珠，所述蜂鸣器连接在所述蜂鸣电路上，所述蜂鸣滚珠能够控制所述蜂鸣电路的通断；

所述漂浮构件处于第二浮件状态时，所述蜂鸣滚珠与蜂鸣电路连接，并连通所述蜂鸣电路；

所述漂浮构件处于非第二浮件状态时，所述蜂鸣滚珠与蜂鸣电路分离，所述蜂鸣电路断开。

4.根据权利要求1或2所述的物联浮球漂浮报警器，其特征在于，所述警示组件与所述处理器连接；

所述处理器接收到所述报警信号后能够向所述警示组件发送驱动信号，所述警示组件根据所述驱动信号发出警示信息。

5.根据权利要求1所述的物联浮球漂浮报警器，其特征在于，所述浮件固定组件还包括安装支架，所述安装支架呈L型，所述安装支架的竖向边与井壁固定连接，所述安装支架的横向边上设置有限位环；

所述漂浮构件包括浮件主部以及警示部，所述警示部设置在浮件主部远离所述浮件连接点的一侧；所述警示组件设置在所述警示部内；

所述漂浮构件在第一浮件状态时，所述浮件主部设置在所述安装支架的横向边的上方，所述警示部穿设在所述限位环内。

6.根据权利要求5所述的物联浮球漂浮报警器，其特征在于，所述浮件主部为浮球，所述警示部呈锥形，且所述警示部的锥形的顶部远离所述浮件主部。

7.根据权利要求1所述的物联浮球漂浮报警器，其特征在于，所述漂浮报警器还包括接收主机和客户端，所述接收主机与所述信号发射器和所述客户端分别连接，所述接收主机能够接收所述处理器发送的报警信号，且所述接收主机能够将报警信号发送到所述客户端。

8.一种窨井安全物联监测系统，其特征在于，所述监测系统包括权利要求1-7任一项所述的物联浮球漂浮报警器。

9.根据权利要求8所述的窨井安全物联监测系统，其特征在于，所述监测系统还包括物联积水探测报警器；

所述物联积水探测报警器包括固定架和多个积水浮力球；

所述固定架竖直设置，所述多个积水浮力球分别通过第二挂绳悬挂在所述固定架上，且多个积水浮力球分别沿竖直方向间隔设置，多个积水浮力球内分别固定有第二滚珠传感器，所述第二滚珠传感器与所述处理器连接；

所述积水浮力球与所述第二挂绳连接的位置为水位球连接点；所述积水浮力球在第一水位球状态时，所述水位球连接点在所述积水浮力球的上部；所述积水浮力球在第二水位球状态时，所述水位球连接点转动所述积水浮力球的下部；且所述积水浮力球能够在窨井的水位上升至该积水浮力球对应的水位高度时，通过水的浮力作用从第一水位球状态转换为第二水位球状态；

所述第二滚珠传感器能够监测所述积水浮力球的状态变化，并在积水浮力球变化到第二水位球状态时，所述第二滚珠传感器向所述处理器发送该积水浮力球对应的水位信号。

10.根据权利要求8或9所述的窨井安全物联监测系统，其特征在于，所述监测系统还包括物联井盖状态探测报警器；

所述物联井盖状态探测报警器包括多组第三滚珠传感器组，所述多组第三滚珠传感器组固定在窨井的井盖上，所述多组第三滚珠传感器组的传感电路的水平倾角不同，所述多组第三滚珠传感器组分别包括多个第三滚珠传感器，每组第三滚珠传感器组的多个第三滚珠传感器沿井盖的周向间隔分布；

所述第三滚珠传感器分别与处理器连接，所述井盖开启到第三滚珠传感器的传感电路的水平倾角的角度时，该第三滚珠传感器向处理器发送该第三滚珠传感器对应的井盖状态信号。