CN111176177A - 一种窨井井盖状态监控系统及其工作机制 - Google Patents

一种窨井井盖状态监控系统及其工作机制 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种窨井井盖状态监控系统，包括井盖状态监控设备，所述井盖状态监控设备包括测距模块、光强检测模块和数据处理模块，所述数据处理模块分别与所述测距模块和所述光强检测模块连接，所述测距模块用于测量所述测距模块本身距窨井井盖的距离并将测量的距离数据发送给所述数据处理模块，所述测距模块用于接收并执行所述数据处理模块发送的控制命令，所述光检测模块用于监测所述光检测模块处的光强度并将监测的光强度数据发送给所述数据处理模块，所述数据处理模块用于处理所述距离数据和所述光强度数据。本发明检测结果准确性高，并降低了测距模块的使用频次，从而降低井盖状态监控设备的功耗。

Description

一种窨井井盖状态监控系统及其工作机制
技术领域
本发明涉及窨井监测技术领域，特别涉及一种窨井井盖状态监控系统及其工作机制。
背景技术
窨井是地下管线工程中设置的井状建筑物，起到了便于地下管线的检查、维修和疏通的作用。随着经济发展和城市扩张，窨井数量急剧增长。窨井在为各种市政管线的维护提供便利的同时，也带来一些安全问题，如，窨井井盖的无序打开或者损坏影响行人和车辆的通行安全。基于此，如何确保窨井井盖开关状态实时可测是所属企业和部门必须面对的问题。
目前，检测窨井井盖开关状态的方法主要包括以下几种：（1）在窨井井盖上安装倾斜传感器，窨井井盖盖上时，倾斜传感器输出的重力方向的角度值很小，当监测到倾斜传感器的倾斜角度改变时，认为窨井井盖被支起；（2）在窨井井盖上安装加速度传感器，窨井井盖盖上时，窨井井盖处于静止状态，窨井井盖的各个方向的加速度值很小或者为零，当监测到加速度传感器输出值中某个方向的加速度值改变时，认为窨井井盖被移动；（3）在窨井井壁上垂直安装位移传感器来获取窨井井盖的距离信息，当位移传感器输出的位移量发生改变时，认为窨井井盖被移动；（4）在窨井井壁或者窨井井圈上安装弹簧开关来获得窨井井盖是否离开井圈的信息，当窨井井盖盖上时，窨井井盖依靠重力迫使开关回路断开，当窨井井盖被支起或者移动后，弹簧开关上没有了压力，则开关回路接通；（5）在窨井井壁上安装测距模块来获取测距模块与窨井井盖之间的距离，当监测到测距模块与窨井井盖的距离发生改变时，认为窨井井盖被移动。
综上，现有技术中，检测窨井井盖开关状态的方法都是直接获取窨井井盖的位移信息来判断窨井井盖的状态。这些方法在实际实施过程中，受到使用条件的限制，均有不足之处。例如，当采用方法（1）或者方法（2）上，由于传感器安装在窨井井盖上，当人员通过拖拉窨井井盖来打开窨井时，传感器很容易被损坏；当采用方法（3）或者方法（4）时，人员侧向拖拉窨井井盖同样会造成接触点的损伤，进而影响设备持续正常工作；当采用方法（4）时，测距模块的信号发射方向与被测窨井井盖垂直时才能获得最准确、稳定的距离输出，但是测距模块是安装于窨井井壁上的，受窨井施工以及井圈遮挡的影响，不容易保证二者的垂直关系，而且受井内监测设备供电能力受限和主动测距功耗大的影响，无法短周期、长时间测距。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明中披露了一种窨井井盖状态监控系统及其工作机制，本发明的技术方案是这样实施的：
一种窨井井盖状态监控系统，包括安装在窨井井壁上的井盖状态监控设备，所述井盖状态监控设备包括测距模块、光强检测模块和数据处理模块，所述数据处理模块分别与所述测距模块和所述光强检测模块连接，所述测距模块用于测量所述测距模块本身距窨井井盖的距离并将测量的距离数据发送给所述数据处理模块，所述测距模块用于接收并执行所述数据处理模块发送的控制命令，所述光检测模块用于监测所述光检测模块处的光强度并将监测的光强度数据发送给所述数据处理模块，所述数据处理模块用于处理所述距离数据和所述光强度数据。
进一步地，前述的一种窨井井盖状态监控系统的工作机制，包括如下步骤：步骤一、所述数据处理模块接收所述光检测测模块发送的光强度数据；步骤二、所述数据处理模块判断即时光强度数据是否高于光强度门限值，当光强度数据高于光强度门限值时，所述数据处理模块向所述测距模块发送控制命令；步骤三、所述测距模块接收到控制命令后测量所述测距模块本身和窨井井盖之间的距离，并将测量的距离数据发送给所述数据处理模块；步骤四、所述数据处理模块判断距离数据是否超过距离门限值，若距离数据超过所述距离门限值则判断窨井井盖为打开状态，否则判断窨井井盖为关闭状态。
进一步地，前述的一种窨井井盖状态监控系统的工作机制，还包括：当所述数据处理模块判断当前时间为黑夜时，所述数据处理模块周期性地向所述测距模块发送控制命令，然后按顺序执行所述步骤三和所述步骤四。
进一步地，所述测距模块为能够实现测距功能的实现方式或者功能模块或者传感器。
进一步地，所述光强检测模块为能够根据环境光强度的改变而改变输出数据的实现方式或者功能模块或者传感器。
实施本发明的技术方案，主要有以下有益效果：
（1）本发明通过测距模块和光强检测模块相互协同实现对窨井井盖开关状态的监测，有更好的环境适应性，提高了监测结果的准确性；
（2）本发明使用环境分别定义策略来解决环境对窨井井盖开关状态监测的影响，提高了监测结果的准确性；
（3）实施本发明，当检测到光强度数据大于门限值时再启动测距模块，降低了测距模块的使用频次，降低井盖状态监控设备的功耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一种实施例，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为本发明模块图。
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作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。
一种窨井井盖状态监控系统，结合图1所示，包括安装在窨井井壁上的井盖状态监控设备，所述井盖状态监控设备包括测距模块、光强检测模块和数据处理模块，所述数据处理模块分别与所述测距模块和所述光强检测模块连接，所述测距模块用于测量所述测距模块本身距窨井井盖的距离并将测量的距离数据发送给所述数据处理模块，所述测距模块用于接收并执行所述数据处理模块发送的控制命令，所述光检测模块用于监测所述光检测模块处的光强度并将监测的光强度数据发送给所述数据处理模块，所述数据处理模块用于处理所述距离数据和所述光强度数据。
在该实施方式中，前述的一种窨井井盖状态监控系统的工作机制，包括如下步骤：步骤一、所述数据处理模块接收所述光检测测模块发送的光强度数据；步骤二、所述数据处理模块判断即时光强度数据是否高于光强度门限值，当光强度数据高于光强度门限值时，所述数据处理模块向所述测距模块发送控制命令；步骤三、所述测距模块接收到控制命令后测量所述测距模块本身和窨井井盖之间的距离，并将测量的距离数据发送给所述数据处理模块；步骤四、所述数据处理模块判断距离数据是否超过距离门限值，若距离数据超过所述距离门限值则判断窨井井盖为打开状态，否则判断窨井井盖为关闭状态。另外，当所述数据处理模块判断当前时间为黑夜时，所述数据处理模块周期性地向所述测距模块发送控制命令，然后按顺序执行前述步骤三和所述步骤四。
在该实施方式中，所述测距模块采用超声波测距模块，能够更好的适应窨井内湿气重以及灰尘和泥土多的环境；所述光强检测模块采用输出16位量化光强值的光强检测模块；所述数据处理模块采用MCU芯片，实现对所述光强检测模块和所述测距模块的输出测量值进行读取、处理和分析。
实施本实施例，使用环境分别定义策略来解决环境对窨井井盖开关状态监测的影响。处于黑夜时间段中，当窨井井盖打开后，光强度可能会很大，也可能会很小。这种情况下无法完全依靠光强值来启动所述测距模块辅助判断窨井井盖的开关状态。处于黑夜时间段中，当窨井井盖被移动时，在光强度大的情况下，所述数据模块会根据接收的光强度数据判断出光强度数据大于光强度门限值，然后启动所述测距模块辅助判断窨井井盖的开关状态；同时所述数据处理模块也会周期性的启动所述测距模块辅助判断窨井井盖的开关状态，应对光强度很小的情况，提高了监测结果的准确性。
需要指出的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种窨井井盖状态监控系统，包括安装在窨井井壁上的井盖状态监控设备，其特征在于，所述井盖状态监控设备包括测距模块、光强检测模块和数据处理模块，所述数据处理模块分别与所述测距模块和所述光强检测模块连接，所述测距模块用于测量所述测距模块本身距窨井井盖的距离并将测量的距离数据发送给所述数据处理模块，所述测距模块用于接收并执行所述数据处理模块发送的控制命令，所述光检测模块用于监测所述光检测模块处的光强度并将监测的光强度数据发送给所述数据处理模块，所述数据处理模块用于处理所述距离数据和所述光强度数据。
2.根据权利要求1所述的一种窨井井盖状态监控系统的工作机制，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、所述数据处理模块接收所述光检测测模块发送的光强度数据；
步骤二、所述数据处理模块判断即时光强度数据是否高于光强度门限值，当光强度数据高于光强度门限值时，所述数据处理模块向所述测距模块发送控制命令；
步骤三、所述测距模块接收到控制命令后测量所述测距模块本身和窨井井盖之间的距离，并将测量的距离数据发送给所述数据处理模块；
步骤四、所述数据处理模块判断距离数据是否超过距离门限值，若距离数据超过所述距离门限值则判断窨井井盖为打开状态，否则判断窨井井盖为关闭状态。
3.根据权利要求2所述的一种窨井井盖状态监控系统的工作机制，其特征在于，还包括：当所述数据处理模块判断当前时间为黑夜时，所述数据处理模块周期性地向所述测距模块发送控制命令，然后按顺序执行所述步骤三和所述步骤四。
4.根据权利要求1所述的一种窨井井盖状态监控系统，其特征在于，所述测距模块为能够实现测距功能的实现方式或者功能模块或者传感器。
5.根据权利要求1所述的一种窨井井盖状态监控系统，其特征在于，所述光强检测模块为能够根据环境光强度的改变而改变输出数据的实现方式或者功能模块或者传感器。
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