CN111074948A - 组配式井盖监测终端及其工作方法和安装结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种组配式井盖监测终端及其工作方法和安装结构，组配式井盖监测终端包括分别独立设置的主机体、液位传感器模组、倾角感应模组和或机械式触发装置，所述主机体内设有主控制电路板，所述主控制电路板上至少包括微控制单元MCU、第一无线收发模块、第二无线收发模块和为它们供电的电源模块，所述液位传感器模组和或倾角感应模组内设有与第二无线收发模块配对的第三无线发送模块，主控制电路板通过第一无线收发模块往城市控制中心收、发信号，本发明组配式井盖监测终端设计合理，有利于一次开发设计后批量生产，然后根据不同客户需求选择组配后直接出货。

Description

组配式井盖监测终端及其工作方法和安装结构

技术领域：

本发明涉及一种组配式井盖监测终端及其工作方法和安装结构。

背景技术：

井盖是用于遮盖道路或家中深井，防止人或者物体坠落。按材质可分为金属井盖、高强度纤维水泥混凝土井盖、树脂井盖等，一般采用圆形，可用于绿化带、人行道、机动车道、码头、小巷等。

井盖监测终端的作用是监测井盖是否出现倾覆、损坏，以确保行车或行人的安全，以及在大雨天中监测窨井中的水位等。

目前的井盖监测终端通常是根据客户的需要在一个主机体内设置主控制器和与主控制器进行信号传输的液位传感器（感应窨井的水位）和或加速度传感器（感应井盖是否倾覆），由于不同的客户或不同的场景有不同的使用需求，即至少包括主控制器与液位传感器组合的一种，主控制器与加速度传感器组合的一种，主控制器与液位传感器、加速度传感器组合的一种，因此，每针对一种客户或场景即要开发或开始生产一种井盖监测终端，不仅使设计费用较高，而且也使单个井盖监测终端成本较高，以及交付产品的周期较长，此外，由于主控制器与加速度传感器组合的、主控制器与液位传感器、加速度传感器组合形成的井盖监测终端必须安装在井盖的下表面，通常的井盖又是由厚厚的钢材制成，从而使其无线传输的信号容易受到干扰或屏蔽，造成设备使用效果差。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种组配式井盖监测终端及其工作方法和安装结构，该组配式井盖监测终端设计合理，有利于一次开发设计后批量生产，然后根据不同客户需求选择组配后直接出货。

本发明组配式井盖监测终端，其特征在于：包括分别独立设置的主机体、液位传感器模组、倾角感应模组和或机械式触发装置，所述主机体内设有主控制电路板，所述主控制电路板上至少包括微控制单元MCU、第一无线收发模块、第二无线收发模块和为它们供电的电源模块，所述液位传感器模组和或倾角感应模组内设有与第二无线收发模块配对的第三无线发送模块，主控制电路板通过第一无线收发模块往城市控制中心收、发信号，液位传感器模组、倾角感应模组通过无线发送模块将信号传输给微控制单元MCU，微控制单元MCU实时通过无线接收模块接收来自液位传感器模组或倾角感应模组的信号。

本发明组配式井盖监测终端的工作方法，其特征在于：使用时，根据使用场合需要，主机体与液位传感器模组组合形成井内液位的监测终端，主机体与倾角感应模组组合形成井盖倾斜监测终端，主机体与机械式触发装置组合形成井盖翻起监测终端，或者主机体与机械式触发装置、液位传感器模组组合，主机体与机械式触发装置、倾角感应模组组合，主机体与液位传感器模组、倾角感应模组和机械式触发装置组合。

本发明组配式井盖监测终端设计合理，有利于一次开发设计后批量生产，然后根据不同客户需求选择组配后直接出货。

本发明组配式井盖监测终端安装结构，包括井座座圈和安装在井座座圈上的井盖，所述井座座圈的下方设有用于支撑井座座圈的井壁，其特征在于：所述井壁上安装有安装支架和安装在安装支架上的主机体，所述主机体上部设有井盖掀起的触发装置，所述触发装置抵靠在井盖的下表面。

进一步，上述触发装置包括可拆连接在主机体的底壳体上部的顶盖，所述顶盖上可拆连接有中部设有用于放置微动开关的沉孔槽，所述顶盖上位于沉孔槽周围设有四个阵列的支撑柱，四个阵列的支撑柱上表面设有圆形沉槽，所述圆形沉槽内放置有塔型弹簧，所述塔型弹簧内穿设有呈T形状的触发活动杆，所述触发活动杆的下端靠近微动开关的触发头，触发活动杆上端部支撑在塔型弹簧的上端面，所述顶盖上方盖设有具有上凸管的旋盖，所述上凸管套在胶套的下凸套内，所述胶套内设有弯曲杆，所述弯曲杆的下端抵压在触发活动杆的上端，所述胶套和弯曲杆呈弯曲状抵靠在井盖的下表面。

进一步，上述底壳体与顶盖之间压置有第一密封圈，在底壳体与顶盖内部设有电池和由电池供电的线路板，所述沉孔槽的底部仅能由微动开关的支脚穿过，支脚通过导线与线路板电性连接，沉孔槽的底部与支脚由防水胶覆盖，以隔绝底壳体、顶盖的内部与外部实现防水。

进一步，上述顶盖通过螺丝与底壳体连接固定，在顶盖上表面设有具有外螺纹的第一上螺管，所述旋盖呈三层阶梯管状，旋盖最下层管体具有内螺纹与第一上螺管的外螺纹螺接，所述旋盖中间层管体具有外螺纹与密封盖的内螺纹螺接固定，且密封盖内底面压置在下凸套的外凸缘，所述下凸套套置在上凸管的外围。

进一步，上述胶套包括均由硅胶制成的下凸套和上长筒体，所述弯曲杆穿在上长筒体内，所述弯曲杆包括倒T形柱和固定在倒T形柱上部的螺旋直管，所述螺旋直管由金属丝以螺旋形绕制形成的圆柱形管，螺旋形圆柱形管的螺距等于金属丝直径，所述倒T形柱的下端抵压在触发活动杆的上端。

进一步，上述安装支架包括主安装板和固定连接在主安装板下部的条形连接板，主安装板为矩形板体，其四个角部设有螺钉孔，用于通过螺钉将主安装板安装固定在井壁上，所述主安装板上布设有两排通孔，用于从背后穿设有螺钉固定主机体，所述主安装板上还安装有声光报警器，所述条形连接板上安装有液位传感器模组。

进一步，上述声光报警器包括声光底壳和设在声光底壳上的声光顶盖，所述声光顶盖上盖设有透明盖，所述声光底壳与声光顶盖的内部设有电池和由电池供电的电路板，所述声光顶盖与透明盖的内部设有与电路板电性连接的蜂鸣器，所述声光顶盖上设有穿槽，在电路板上还电性连接有穿过穿槽的LED灯，所述透明盖上设有通孔，所述透明盖上位于通孔的周围设有凸管，所述凸管上盖设有隔水套。

进一步，上述声光底壳与声光顶盖之间、声光顶盖与透明盖之间设有密封圈，所述声光顶盖的穿槽形状与蜂鸣器的下表面形状相吻合，且尺寸略小于蜂鸣器下表面的边缘。

进一步，上述凸管的上表面阵列有若干个凹陷槽，所述隔水套内周壁套在凸管的外周壁上，所述隔水套由硅胶材料制成。

本发明组配式井盖监测终端安装结构的工作方法，所述组配式井盖监测终端安装结构包括井座座圈和安装在井座座圈上的井盖，所述井座座圈的下方设有用于支撑井座座圈的井壁，所述井壁上安装有安装支架和安装在安装支架上的主机体，所述主机体上部设有井盖掀起的触发装置，所述触发装置抵靠在井盖的下表面，工作时，在井盖掀开或搬移时，本来抵靠在井盖下表面的触发装置被触发，从而发生报警。

本发明组配式井盖监测终端安装结构设计合理，由于主机体设在井壁上的安装支架上，主机体远离了金属井盖，从而有利于避免组配式井盖监测终端收、发的信号受到干扰或屏蔽。

附图说明：

图1是本发明的安装结构示意图；

图2是井盖声光报警器与主机体、触发装置安装的结构示意图；

图3是安装支架的立体图；

图4是井盖声光报警器的结构的立体图；

图5是图4的剖面图；

图6、7是井盖声光报警器的爆炸图；

图8是主机体与触发装置的立体构造示意图；

图9是图8的剖面构造示意图；

图10、11是主机体与触发装置的爆炸构造示意图；

图12-15是图10、11的局部视图；

图16是主机体的电路原理框图；

图17是声光报警器的电路原理框图；

图18是液位传感器模组的电路原理框图；

图19是倾角感应模组的电路原理框图。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明方法作进一步的详细说明。需要特别说明的是，本发明的保护范围应当包括但不限于本实施例所公开的技术内容。

本发明组配式井盖监测终端安装结构，包括井座座圈1和安装在井座座圈上的井盖2，上述的井座座圈1和井盖2可以是金属、混凝土或其它材料制成，所述井座座圈的下方设有用于支撑井座座圈1的井壁3，该井壁3可以是混凝土材料或砖石材料制成，所述井壁上安装有安装支架4和安装在安装支架上的主机体A，该安装支架4可以是金属或塑料等材料制成，安装支架4可以通过螺栓或螺丝等固定在井壁3壁体上，由于主机体A内的主控制器需要通过无线发射和接收信号，当主机体A安装在远离金属质井盖2的井壁3上时，金属质井盖2对信号的干扰和屏蔽就较弱，从而保证信号传输的可靠性，虽然可能有些井盖并非是金属制成，但由于本申请的该安装方式及安装结构可以实现通用性，从而不受井盖2及结构的影响，可以使用在现有任何样式的井盖内，也就不用另外临时根据不同客户或不同使用场景而另外进行设计和生产， 本申请的通用性就较好。

主机体上部设有井盖掀起的触发装置B，所述触发装置B抵靠在井盖2的下表面，该触发装置B在工作时，井盖被掀开或搬移（不论是人为故意的或是损坏造成）时，本来抵靠在井盖下表面的触发装置被触发，从而发生报警，该报警器可以安装在井内，或者通过无线报警，又或是两者均有均可。

进一步，为了设计合理，上述触发装置B包括可拆连接在主机体A的底壳体A1上部的顶盖A2，所述顶盖A2上可拆连接有中部设有用于放置微动开关A3的沉孔槽A4，所述顶盖A2上位于沉孔槽A4周围设有四个阵列的支撑柱A5，四个阵列的支撑柱A5上表面设有圆形沉槽A6，所述圆形沉槽A6内放置有塔型弹簧A7，所述塔型弹簧A7内穿设有呈T形状的触发活动杆A8，四个阵列的支撑柱A5中心部的通孔道与触发活动杆A8配合，以实现顺畅滑动和导向，所述触发活动杆A8的下端靠近微动开关A3的触发头A301，触发活动杆A8上端部外凸缘支撑在塔型弹簧A7的上端面，所述顶盖A2上方盖设有具有上凸管A9的旋盖A10，所述上凸管A9套在胶套A12的下凸套A11内，所述胶套A12内设有弯曲杆A13，所述弯曲杆A13的下端抵压在触发活动杆A8的上端，在平时使用状态下，所述胶套A12和弯曲杆A13呈弯曲状抵靠在井盖2的下表面，此时胶套A12和弯曲杆A13呈弯曲状，使弯曲杆A13下部抵推触发活动杆A8和触发头A301，使触发头A301与微动开关A3闭合接通，当井盖被掀开或搬移时，胶套A12和弯曲杆A13在自身弹力和塔型弹簧A7弹力的作用下伸直，也使对触发活动杆A8与触发头A301的相对距离增加，从而不再压迫在触发头A301上，使触发头A301与微动开关A3断开连通，实现该触发装置B的触发报警，虽然触发头A301与微动开关A3断开连通，但电路中是微动开关A3断开时产生报警信号，该电路设计是本领域技术人员公知的技术，在此不做累述。

进一步，为了实现较好的防水，上述底壳体A1与顶盖A2之间压置有第一密封圈A14，在底壳体与顶盖内部设有电池A15和由电池供电的线路板A16，所述沉孔槽的底部仅能由微动开关A3的支脚A302穿过，支脚通过导线与线路板电性连接，沉孔槽的底部与支脚由防水胶覆盖，以隔绝底壳体、顶盖的内部与外部实现防水，通过上述构造设计，使底壳体与顶盖内部完全隔绝，实现不会进水。

进一步，为了连接牢靠、工作稳定，上述顶盖通过螺丝与底壳体连接固定，在顶盖A2上表面设有具有外螺纹的第一上螺管A201，所述旋盖A10呈三层阶梯管状，旋盖A10最下层管体具有内螺纹与第一上螺管A201的外螺纹螺接，所述旋盖A10中间层管体具有外螺纹与密封盖A17的内螺纹螺接固定，且密封盖内底面压置在下凸套A11的外凸缘A1101，所述下凸套套置在上凸管的外围。

进一步，上述胶套A12包括均由硅胶制成的下凸套A11和上长筒体A1201，所述弯曲杆A13穿在上长筒体A1201内，所述弯曲杆A13包括倒T形柱A1301和固定在倒T形柱上部的螺旋直管A1302，所述螺旋直管由金属丝以螺旋形绕制形成的圆柱形管，螺旋形圆柱形管的螺距等于金属丝直径，所述倒T形柱A1301的下端抵压在触发活动杆A8的上端，上述弯曲杆A13在没有外力情况下为伸直状，而有外力时可使其弯曲，而一旦外力卸除即又伸直。

进一步，为了满足不同使用需要，上述安装支架4包括主安装板401和固定连接在主安装板下部的条形连接板402，主安装板为矩形板体，其四个角部设有螺钉孔403，用于通过螺钉将主安装板安装固定在井壁上，所述主安装板上布设有两排通孔404，用于从背后穿设有螺钉固定主机体A，所述主安装板上还安装有声光报警器C，所述条形连接板402上安装有液位传感器模组D，该液位传感器模组可以是现有市售的液位传感器，或是加入有无线通信模块的液位传感器。

进一步，为了实现井体现场声光报警，上述声光报警器C包括声光底壳C1和设在声光底壳上的声光顶盖C2，所述声光顶盖C2上盖设有透明盖C3，所述声光底壳C1与声光顶盖C2的内部设有电池C4和由电池供电的电路板C5，所述声光顶盖C2与透明盖C3的内部设有与电路板电性连接的蜂鸣器C6，所述声光顶盖C2上设有穿槽C7，在电路板上还电性连接有穿过穿槽C7的LED灯C8，所述透明盖C3上设有通孔C9，所述透明盖上位于通孔的周围设有凸管C10，所述凸管C10上盖设有隔水套C11，该隔水套C11可以是塑料、橡胶或硅胶等材料制成，其虽然盖住凸管C10，但由于隔水套C11较薄，其可以起到声音的传播，且又可以起到防水的作用。

进一步，为了实现较好密封，上述声光底壳与声光顶盖之间、声光顶盖与透明盖之间设有密封圈C12，声光底壳与声光顶盖之间、声光顶盖与透明盖之间可以通过螺丝锁紧固定，所述声光顶盖的穿槽C7形状与蜂鸣器的下表面形状相吻合，且尺寸略小于蜂鸣器下表面的边缘。

进一步，为了实现更好的蜂鸣器声音的输出，上述凸管C10的上表面阵列有若干个凹陷槽C13，所述隔水套C11内周壁套在凸管C10的外周壁上，所述隔水套C11由硅胶材料制成，声音除了穿透隔水套C11来输出，也可以越过凹陷槽C13输出。

本发明组配式井盖监测终端包括分别独立设置的主机体A、液位传感器模组D、倾角感应模组E和或机械式触发装置B，该主机体A安装在井壁的安装支架上，相对靠近井盖；机械式触发装置B即触发装置，即设在主机体A上方抵靠在井盖2的下表面；倾角感应模组E贴设在井盖2的下表面，该倾角感应模组E可以是市售的倾斜感应器，或带有无线传输模块的倾斜感应器，其起到的作用是用于监测井盖是否被掀起，其可以与机械式触发装置B共用或单独使用，共用时可以增加监测的准确性，井盖的损坏并非是固定在某个位置，即并不可能是机械式触发装置B的位置，而增设安装不与机械式触发装置B同一位置的倾角感应模组E，有利于提高其监测的准确性，防止误报；而单用主机体和倾角感应模组E时，上述主机体可以不包括机械式触发装置B（即不包括顶盖以上部分的部件，该顶盖替换为完全相同的盖体以实现密封）；液位传感器模组D起到液体监测的作用，其安装位置远离井盖，其可以是现有市售的液位传感器或带有无线传输模块的液位传感器。

所述主机体A内设有主控制电路板（即电路板A16），所述主控制电路板A16上至少包括微控制单元（即MCU）01、第一无线收发模块02、第二无线收发模块03和为它们供电的电源模块04，所述液位传感器模组D和或倾角感应模组E内设有与第二无线收发模块03配对的第三无线发送模块05，主控制电路板A16通过第一无线收发模块02往城市控制中心06收、发信号，液位传感器模组D、倾角感应模组E通过无线发送模块将信号传输给微控制单元MCU，微控制单元MCU实时通过无线接收模块接收来自液位传感器模组或倾角感应模组的信号；在主机体A旁侧设有声光报警器C，同样声光报警器C与主机体A内的主控制电路板A16采用无线模块进行传输。

上述第一无线收发模块02可以是NB收发模块（即NB-IoT模块，实现广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网LPWA），第二无线收发模块03和第三无线发送模块05可以是433无线发送模块（即433m无线模块，数据发射模块的工作频率为315M，采用声表谐振器SAW稳频，频率稳定度极高，当环境温度在－25～+85度之间变化时，频飘仅为3ppm/度。）

上述微控制单元01可以采用型号STM32L031K6T6的芯片，主机体A内的主控制电路板A16与城市控制中心06采用NB通讯协议，而主机体A内的主控制电路板A16与声光报警器C、液位传感器模组D和倾角感应模组E均采用433m无线模块，主控制电路板A16、声光报警器C、液位传感器模组D和倾角感应模组E上的433m无线模块可以型号CMT2300A芯片。

使用时，客户可以根据使用场合需要，选择主机体与液位传感器模组组合形成井内液位的监测终端；或者选择主机体与倾角感应模组组合形成井盖倾斜监测终端，主机体与机械式触发装置组合形成井盖翻起监测终端，或者主机体与机械式触发装置、液位传感器模组组合；或者选择主机体与机械式触发装置、倾角感应模组组合；或者选择主机体与液位传感器模组、倾角感应模组和机械式触发装置组合。

本发明组配式井盖监测终端安装结构设计合理，由于主机体设在井壁上的安装支架上，主机体远离了金属井盖，从而有利于避免组配式井盖监测终端收、发的信号受到干扰或屏蔽；同时可以更加客户或使用场景的不同来选择组配，通用性好，提高了出货速度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种组配式井盖监测终端，其特征在于：包括分别独立设置的主机体、液位传感器模组、倾角感应模组和或机械式触发装置，所述主机体内设有主控制电路板，所述主控制电路板上至少包括微控制单元MCU、第一无线收发模块、第二无线收发模块和为它们供电的电源模块，所述液位传感器模组和或倾角感应模组内设有与第二无线收发模块配对的第三无线发送模块，主控制电路板通过第一无线收发模块往城市控制中心收、发信号，液位传感器模组、倾角感应模组通过无线发送模块将信号传输给微控制单元MCU，微控制单元MCU实时通过无线接收模块接收来自液位传感器模组或倾角感应模组的信号。

2.一种组配式井盖监测终端的工作方法，其特征在于：使用时，根据使用场合需要，主机体与液位传感器模组组合形成井内液位的监测终端，主机体与倾角感应模组组合形成井盖倾斜监测终端，主机体与机械式触发装置组合形成井盖翻起监测终端，或者主机体与机械式触发装置、液位传感器模组组合，主机体与机械式触发装置、倾角感应模组组合，主机体与液位传感器模组、倾角感应模组和机械式触发装置组合。

3.一种组配式井盖监测终端安装结构，包括井座座圈和安装在井座座圈上的井盖，所述井座座圈的下方设有用于支撑井座座圈的井壁，其特征在于：所述井壁上安装有安装支架和安装在安装支架上的主机体，所述主机体上部设有井盖掀起的触发装置，所述触发装置抵靠在井盖的下表面。

4.根据权利要求3所述的组配式井盖监测终端安装结构，其特征在于：所述触发装置包括可拆连接在主机体的底壳体上部的顶盖，所述顶盖上可拆连接有中部设有用于放置微动开关的沉孔槽，所述顶盖上位于沉孔槽周围设有四个阵列的支撑柱，四个阵列的支撑柱上表面设有圆形沉槽，所述圆形沉槽内放置有塔型弹簧，所述塔型弹簧内穿设有呈T形状的触发活动杆，所述触发活动杆的下端靠近微动开关的触发头，触发活动杆上端部支撑在塔型弹簧的上端面，所述顶盖上方盖设有具有上凸管的旋盖，所述上凸管套在胶套的下凸套内，所述胶套内设有弯曲杆，所述弯曲杆的下端抵压在触发活动杆的上端，所述胶套和弯曲杆呈弯曲状抵靠在井盖的下表面。

5.根据权利要求4所述的组配式井盖监测终端安装结构，其特征在于：所述底壳体与顶盖之间压置有第一密封圈，在底壳体与顶盖内部设有电池和由电池供电的线路板，所述沉孔槽的底部仅能由微动开关的支脚穿过，支脚通过导线与线路板电性连接，沉孔槽的底部与支脚由防水胶覆盖，以隔绝底壳体、顶盖的内部与外部实现防水。

6.根据权利要求4所述的组配式井盖监测终端安装结构，其特征在于：所述顶盖通过螺丝与底壳体连接固定，在顶盖上表面设有具有外螺纹的第一上螺管，所述旋盖呈三层阶梯管状，旋盖最下层管体具有内螺纹与第一上螺管的外螺纹螺接，所述旋盖中间层管体具有外螺纹与密封盖的内螺纹螺接固定，且密封盖内底面压置在下凸套的外凸缘，所述下凸套套置在上凸管的外围。

7.根据权利要求4所述的组配式井盖监测终端安装结构，其特征在于：所述胶套包括均由硅胶制成的下凸套和上长筒体，所述弯曲杆穿在上长筒体内，所述弯曲杆包括倒T形柱和固定在倒T形柱上部的螺旋直管，所述螺旋直管由金属丝以螺旋形绕制形成的圆柱形管，螺旋形圆柱形管的螺距等于金属丝直径，所述倒T形柱的下端抵压在触发活动杆的上端。

8.根据权利要求3所述的组配式井盖监测终端安装结构，其特征在于：所述安装支架包括主安装板和固定连接在主安装板下部的条形连接板，主安装板为矩形板体，其四个角部设有螺钉孔，用于通过螺钉将主安装板安装固定在井壁上，所述主安装板上布设有两排通孔，用于从背后穿设有螺钉固定主机体，所述主安装板上还安装有声光报警器。

9.根据权利要求8所述的组配式井盖监测终端安装结构，其特征在于：所述声光报警器包括声光底壳和设在声光底壳上的声光顶盖，所述声光顶盖上盖设有透明盖，所述声光底壳与声光顶盖的内部设有电池和由电池供电的电路板，所述声光顶盖与透明盖的内部设有与电路板电性连接的蜂鸣器，所述声光顶盖上设有穿槽，在电路板上还电性连接有穿过穿槽的LED灯，所述透明盖上设有通孔，所述透明盖上位于通孔的周围设有凸管，所述凸管上盖设有隔水套。

10.根据权利要求9所述的组配式井盖监测终端安装结构，其特征在于：所述声光底壳与声光顶盖之间、声光顶盖与透明盖之间设有密封圈，所述声光顶盖的穿槽形状与蜂鸣器的下表面形状相吻合，且尺寸略小于蜂鸣器下表面的边缘；所述凸管的上表面阵列有若干个凹陷槽，所述隔水套内周壁套在凸管的外周壁上，所述隔水套由硅胶材料制成。

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