CN111254987A - 一种具有状态监测功能的智能化井盖 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有状态监测功能的智能化井盖，其特征在于，包括井盖本体，以及安装在井盖本体上的监测设备；所述井盖本体上端面设有下沉槽，所述监测设备设置在下沉槽内；监测设备包括监测井盖角度的监测组件，以及存储该检测组件的外壳；所述检测组件包括陀螺仪、NB‑lot通讯模组、NFC模组、警示模组和MCU模组。本发明外部结构简单，安装方便快捷，相对于后期在井盖开孔后安装监测设备，能够避免开孔对井盖整体稳定性的破坏，而且相较于现有设置在井盖下的监测设备，本发明检测设备安装在井盖上端面，为增加井盖夜视功能提供了一种可行性方案，进而可以大大降低夜晚因井盖移位导致的安全事故。
Description
技术领域
本发明涉及井盖检测技术领域，尤其涉及一种具有状态监测功能的智能化井盖。
背景技术
随着城市建设的加快，市政设施也得到迅速发展。其中井盖成为了不可忽视的一部分。由于大量井盖在外，缺乏有效的监控手段，因此当翘起移位，破损，缺失也无法及时发现得到修复，不但会影响窨井的使用，还会对行人车辆造成危害，对社会安全造成负面影响。目前市面上虽已有井盖监测设备，但都为打孔的安装方式，不仅安装麻烦，且容易破坏井盖本身结构从而影响稳定性。而且现有井盖监测设备都是安装在已有的井盖下，井盖对监测设备的屏蔽性较大，容易造成报警不及时或不灵敏的问题。此外，现有井盖监测设备缺乏夜视功能，在夜间，即便检测到井盖发生移位、遗失、损坏等情况时，在不能及时处理的情况下，仍有可能造成安全事故。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有状态监测功能的智能化井盖，不仅能够实现井盖监测设备的快速安装，而且相较于现有井盖监测设备，增加了夜视功能，能够大大降低夜晚因井盖移位导致的安全事故。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种具有状态监测功能的智能化井盖，包括井盖本体，以及安装在井盖本体上的监测设备；所述井盖本体上端面设有下沉槽，所述监测设备设置在下沉槽内；监测设备包括监测井盖角度的监测组件，以及存储该检测组件的外壳；
所述检测组件包括用于采集井盖当前角度的陀螺仪，用于与外部服务器进行数据传输的NB-lot通讯模组，用于与外部设备进行连接的NFC模组，用于夜间提醒的警示模组，用于分别与陀螺仪、NB-lot通讯模组、NFC模组和警示模组连接的MCU模组；
所述警示模组包括第一警示灯和第二警示灯，第一警示灯和第二警示灯分别与MCU芯片的PD6引脚、PD7引脚相连。
进一步的，所述外壳包括基板和设置在基板下端面的仓体，所述监测组件设置在仓体内；所述下沉槽底部设有限位口，所述仓体插入限位口内，实现横向限位。
进一步的，所述限位口四周均匀布置有若干定位孔，所述基板上设有与定位孔对应的内纹螺柱，安装监测设备时，内纹螺柱穿过定位孔，通过垫片螺丝固定，实现纵向限位。
进一步的，所述外壳采用半透明TPU材料制成。
本发明的有益效果是：本发明外部结构简单，安装方便快捷，相对于后期在井盖开孔后安装监测设备，能够避免开孔对井盖整体稳定性的破坏，而且相较于现有设置在井盖下的监测设备，本发明检测设备安装在井盖上端面，为增加井盖夜视功能提供了一种可行性方案，进而可以大大降低夜晚因井盖移位导致的安全事故。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为监测组件的连接原理图；
图3为MCU模组的电路图；
图4为警示模组的电路图；
图5为陀螺仪的电路图；
图6为NB-lot模组的电路图；
图7为NFC模组的电路图；
图8为外壳的结构示意图；
图9为井盖的正面结构示意图；
图10为井盖的背面结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
一种具有状态监测功能的智能化井盖，如图1、8所示，包括井盖本体1，以及安装在井盖本体1上的监测设备2；所述井盖本体1上端面设有下沉槽11，下沉槽11设置在井盖的加强筋网格14内，所述监测设备2设置在下沉槽11内；监测设备2包括监测井盖角度的监测组件，以及存储该检测组件的外壳21；
如图2所示，所述检测组件包括用于采集井盖当前角度的陀螺仪，用于与外部服务器进行数据传输的NB-lot通讯模组，用于与外部设备进行连接的NFC模组，用于夜间提醒的警示模组，用于分别与陀螺仪、NB-lot通讯模组、NFC模组和警示模组连接的MCU模组；所述警示模组包括第一警示灯和第二警示灯，第一警示灯和第二警示灯分别与MCU芯片的PD6引脚、PD7引脚相连。
如图3所示，所述MCU模组MCU芯片采用EFM32TG210F32的超低功耗芯片，包括MCU芯片、去耦电路、程序下载口，所述去耦电路与MCU芯片电联，所述程序下载口的RESET引脚、DBG_SWDIO引脚、DBG_SWCLK引脚分别与MCU芯片的RESETn引脚、PF1引脚、PF0引脚相连。
如图4所示，所述警示模组包括红色警示灯和蓝色警示灯，红色警示灯和蓝色警示灯分别与MCU芯片的PD6引脚、PD7引脚相连。
如图5所示，所述陀螺仪采用LIS3DH的陀螺仪传感器，其SCL0引脚、SDA0引脚分别与MCU芯片的PA1引脚、PA0引脚相连。
如图6所示，所述NB-lot模组包括BC20模块和贴片SIM卡，所述BC20模块的SIM_GND引脚、SIM_VCC引脚、SIM_CLK引脚、SIM_RST引脚、SIM_DATA引脚分别与贴片SIM卡的GND引脚、VCC引脚、CLK引脚、RST引脚、DATA引脚相连。
所述BC20模块的RXD引脚、TXD引脚分别通过电频转换电路与MCU芯片的PB14引脚、PB13引脚相连。
所述BC20模块的RF_ANT引脚引出GPS天线，以实现定位；所述BC20模块的GNSS_ANT引脚引出NB天线，以增强信号。
如图7所示，所述NFC模组的GPO引脚、SCL引脚、SDA引脚分别与MCU芯片的PE12引脚、PD5引脚、PD4引脚相连。
所述MCU模组设有存储器，用于存储升级包并进行升级，存储器分3部分即：存储区、Bootloader和运行程序区。当设备需要升级时，人工向平台添加加密后的软件包，再通过唯一的终端号向设备发送升级命令，等到设备下一次上线时，会将软件包下载到单片机的存储区，再将下载的程序通过Bootloader复制到运行程序区完成更新。
通过NFC天线发送设置报警阈值角度命令给MCU模组，设备开始工作时，传感器会获取一次背景角度，以及当前角度。若当前角度与背景角度相差的绝对角度大于设置的报警阈值时，设备会通过警示灯发出警报，并通过BC20将报警信息快速上传至服务器平台，为施工提供方便，通过设置存储器，通过NB-lot模组下载升级包存储至存储器进行在线升级。其中背景角度为绝对角度，即安装完成后的原始角度，当前角度为相对背景角度而言因为倾斜产生的角度值。
如图8-9所示，所述外壳21包括基板211和设置在基板211下端面的仓体212，所述监测组件设置在仓体212内；所述下沉槽11底部设有限位口12，所述仓体212插入限位口12内，实现横向限位。仓体212与限位口12嵌套设计，可以防止外壳错位。
如图9-10所示，所述限位口12四周均匀布置有若干定位孔13，所述基板211上设有与定位孔13对应的内纹螺柱213，安装监测设备时，内纹螺柱213穿过定位孔13，通过垫片螺丝固定，实现纵向限位。定位孔13与内纹螺柱213配合，通过螺丝将外壳21与井盖本体1固定，可以防止外壳21受力弹出。
所述外壳21采用半透明TPU材料制成，在上述方案的基础上，为增加井盖夜视功能提供了一种可行性方案。
在上述方案的基础上，所述内纹螺柱213还可以替换为内纹螺孔，垫片螺丝通过定位孔13拧入内纹螺孔内，实现纵向限位，可以有效降低外壳的生产难度。
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。
Claims (4)
1.一种具有状态监测功能的智能化井盖，其特征在于，包括井盖本体，以及安装在井盖本体上的监测设备；所述井盖本体上端面设有下沉槽，所述监测设备设置在下沉槽内；监测设备包括监测井盖角度的监测组件，以及存储该检测组件的外壳；
所述检测组件包括用于采集井盖当前角度的陀螺仪，用于与外部服务器进行数据传输的NB-lot通讯模组，用于与外部设备进行连接的NFC模组，用于夜间提醒的警示模组，用于分别与陀螺仪、NB-lot通讯模组、NFC模组和警示模组连接的MCU模组；
所述警示模组包括第一警示灯和第二警示灯，第一警示灯和第二警示灯分别与MCU芯片的PD6引脚、PD7引脚相连。
2.如权利要求1所述的一种具有状态监测功能的智能化井盖，其特征在于，所述外壳包括基板和设置在基板下端面的仓体，所述监测组件设置在仓体内；所述下沉槽底部设有限位口，所述仓体插入限位口内，实现横向限位。
3.如权利要求2所述的一种具有状态监测功能的智能化井盖，其特征在于，所述限位口四周均匀布置有若干定位孔，所述基板上设有与定位孔对应的内纹螺柱，安装监测设备时，内纹螺柱穿过定位孔，通过垫片螺丝固定，实现纵向限位。
4.如权利要求1所述的一种具有状态监测功能的智能化井盖，其特征在于，所述外壳采用半透明TPU材料制成。
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