CN112814037A - 一种基于霍尔开关智能井盖传感器 - Google Patents

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权循华
杜庆朋
黎仁安
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Abstract

本发明提供一种基于霍尔开关智能井盖传感器，包括：智能井盖终端，所述智能井盖终端固定安装于井壁的一侧，所述井盖传感器包括中央控制器和LoRaWAN通信模块，所述中央控制器的与LoRaWAN通信模块双向连接；霍尔开关，所述霍尔开关固定安装于所述智能井盖终端的顶部，所述霍尔开关与所述中央控制器双向连接；所述中央控制器用于实时数据计算，当霍尔开关状态发生变化时。本发明提供的基于霍尔开关智能井盖传感器具有该井盖传感器主要有磁铁、智能井盖终端和霍尔开关组成，结构简单，安装方便，且通过霍尔开关检测井盖位置是否发生移动，此种检测方式可以有效避免井盖由于振动导致误报警情况，提高了设备告警信息的可靠性。

Description

一种基于霍尔开关智能井盖传感器
技术领域
本发明涉及井盖防护领域，尤其涉及一种基于霍尔开关智能井盖传感器。
背景技术
随着智慧城市的发展，基础设施安全监控作为智慧城市发展重要分支，城市井盖是基础设施的重要组成部分，如何安全管控城市基础设施尤为重要，现阶段井盖管控还是没有形成很好的管理方式，主要靠人工排查和市民举报才能发现井盖丢失和移动等情况，由于城市井盖数量庞大，这种传统的靠人力巡查方式存在明显缺陷，无法及时有效的发现问题，存在较严重的安全隐患，可能造成财产损失和人身伤害。
现有的技术通过在井盖上安装加速度计计算井盖的倾斜角度，当井盖倾斜角度大于设定角度时，井盖传感器就会发出告警信息，但是这种方式存在缺陷，由于采用加速度计计算井盖倾斜角度，受外界振动影响较大，现实生活中很多井盖是安装在道路中间，当车辆压过井盖时，井盖会产生较大幅度的振动，会导致采用加速度计计算角度出现较大误差，从而发出错误的告警信息，此外，现有技术采用的井盖传感器安装在井盖上，而且安装后需要校准，安装较为复杂，提高了施工难度
因此，有必要提供一种基于霍尔开关智能井盖传感器解决上述技术问题。
发明内容
本发明提供一种基于霍尔开关智能井盖传感器，解决了目前井盖上安装加速度计计算井盖的倾斜角度，但受外界振动影响较大，容易出现较大的误差的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的基于霍尔开关智能井盖传感器，包括：
智能井盖终端，所述智能井盖终端固定安装于井壁的一侧，所述井盖传感器包括中央控制器和LoRaWAN通信模块，所述中央控制器的与LoRaWAN通信模块双向连接；
霍尔开关，所述霍尔开关固定安装于所述智能井盖终端的顶部，所述霍尔开关与所述中央控制器双向连接；
所述中央控制器用于实时数据计算，当霍尔开关状态发生变化时，中央控制器立即将数据通过LoRaWAN通信模块将数据发送LoRaWAN网关；
磁铁，所述磁铁设置于井盖的底部且位于霍尔开关的正上方。
优选的，所述中央控制器包括I/O接口,SPI单元，FLASH单元，EEPROM单元，CPU，RTC单元。
优选的，所述井壁内壁的一侧固定安装有安装盒，所述安装盒的内部固定安装有智能井盖终端，所述安装盒的两侧均固定连接有固定耳，所述固定耳的顶部设置有卡锁装置，智能井盖终端的两侧均固定连接有定位环。
优选的，所述卡锁装置包括安装块，所述安装块下侧开设有通腔，所述通腔内部的两侧均固定连接有定位环，所述通腔内部的两侧均设置有卡块，所述卡块与定位环之间设置有第一弹性件。
优选的，所述通腔内壁底部的中间转动连接有转动轴，所述卡块的一侧通过拉绳与所述转动轴固定连接，所述通腔内壁顶部的中间开设有柱形腔，所述转动轴的上侧位于柱形腔内部，所述柱形腔的内表面开设有安装腔，所述安装腔内部固定连接有发条，所述发条内侧的一端与所述转动轴的表面固定连接。
卡块通过拉绳与转动轴固定，当转动轴转动时，可以对拉绳缠绕从而可以拉动卡块进入到通腔内部，配合第一弹性件，当转动轴松开后，通过第一弹性件的作用可以将卡块再次推出安装块，且发条可以带动转动轴恢复到原位置。
优选的，所述转动轴的内部设置有矩形块，所述转动轴的内部且位移矩形块的下方设置有第二弹性件，所述矩形块的顶部固定连接有带动杆，所述带动杆的顶端通过连接孔延伸至安装块的外部，所述带动杆表面的两侧且位于安装块的外部固定连接有，所述安装块的顶部且位于连接孔的两侧均开设有插入槽，插所述插入槽内壁的两侧均开设有弧形限位槽，所述弧形限位槽内壁的顶部开设有凹槽。
通过在弧形限位槽内壁的顶部开设凹槽，可以对定位块限位，从而可以对转动轴限位，此时可以对另一侧的卡锁装置进行操作，方便对智能井盖终端拆卸。
优选的，所述安装盒顶部的一侧固定连接有支撑杆，所述支撑杆的顶部通过转动调节组件固定安装有放置组件。
通过设置转动调节件可以调整放置组件的位置，从而便于安装智能井盖终端，当安装后可以调整放置组件位于霍尔开关上侧，放置磁铁，然后再盖上井盖，井盖可以将磁铁吸附，且磁铁下侧仍位于固定环内部，方便准确安装磁铁，且可以对磁铁进行限位，放置其偏移。
优选的，所述转动调节组件包括内螺纹管，所述内螺纹管的内部螺纹连接有定位销，所述定位销的顶部固定连接有带动柄，所述定位销表面的两侧均滑动连接有滑套，所述滑套表面的两侧均固定连接有限位块。
通过将滑套滑动连接在定位销表面，可以防止滑套与定位销之间出现轴向移动。
优选的，所述放置组件包括固定环，所述固定环套设于所述内螺纹管的表面，所述固定环的顶部开设有圆形腔，所述定位销通过圆形腔延伸至固定环的上侧，所述圆形腔的内表面开设有卡槽。
优选的，所述固定环表面的一侧通过连接件固定连接有放置环，所述放置环内表面的底部开设有通孔。
与相关技术相比较，本发明提供的基于霍尔开关智能井盖传感器具有如下有益效果：
本发明提供一种基于霍尔开关智能井盖传感器，该井盖传感器主要有磁铁、智能井盖终端和霍尔开关组成，结构简单，安装方便，且通过霍尔开关检测井盖位置是否发生移动，此种检测方式可以有效避免井盖由于振动导致误报警情况，提高了设备告警信息的可靠性。
附图说明
图1为本发明提供的基于霍尔开关智能井盖传感器的第一实施例的原理框图；
图2为本发明提供的基于霍尔开关智能井盖传感器的结构示意图；
图3为本发明提供的基于霍尔开关智能井盖传感器的第二实施例的结构示意图；
图4为图3所示的安装盒的结构示意图；
图5为图3所示的卡锁装置的剖视图；
图6为图3所示的放置组件的剖视图；
图7为图3所示的放置组件的俯视图；
图8为图3所示的安装块的俯视图。
图中标号：1、井壁，2、中央控制器，21、I/O接口，22、SPI单元，23、FLASH单元，24、EEPROM单元24，25、RTC单元，26、CPU，3、LoRaWAN通信模块，4、霍尔开关，5、井盖，6、磁铁，7、安装盒，8、卡锁装置，81、安装块，82、通腔，83、转动轴，84、卡块，85、拉绳，86、第一弹性件，87、圆形槽，88、发条，89、第二弹性件，810、插入槽，811、弧形限位槽，812、带动杆，813、定位块，814、连接孔，9、转动调节组件，91、内螺纹管，92、定位销，93、带动柄，94、限位块，10、支撑杆，11、放置组件，111、固定环，112、圆形腔，113、卡槽，114、放置环，115、通孔，12、固定耳，13、定位环，14、智能井盖终端。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
第一实施例
请结合参阅图1、图2、图3、图4和图5，其中，图1为基于霍尔开关智能井盖传感器；图2为基于霍尔开关智能井盖传感器；图3为基于霍尔开关智能井盖传感器；图4为基于霍尔开关智能井盖传感器；图5为基于霍尔开关智能井盖传感器。基于霍尔开关智能井盖传感器，包括：
智能井盖终端14，所述智能井盖终端14固定安装于井壁1的一侧，所述井盖传感器包括中央控制器2和LoRaWAN通信模块3，所述中央控制器2的与LoRaWAN通信模块3双向连接；
霍尔开关4，所述霍尔开关4固定安装于所述智能井盖终端14的顶部，所述霍尔开关4与所述中央控制器2双向连接；
所述中央控制器2用于实时数据计算，当霍尔开关40状态发生变化时，中央控制器2立即将数据通过LoRaWAN通信模块3将数据发送LoRaWAN网关；
磁铁6，所述磁铁6设置于井盖5的底部且位于霍尔开关4的正上方。
所述中央控制器2包括I/O接口21,SPI单元22，FLASH单元23，EEPROM单元24，CPU26，RTC单元25。
磁铁6在霍尔开关4的有效感应范围之内；
中央控制器20中SPI单元22负责与LoRaWAN通信模块30通信，RTC单元26用于记录传感器当前时间，传感器定时上传时间可以通过井盖监控系统设置，LoRaWAN通信模块30收到时间校准指令时，通过SPI单元22将命令传送至CPU25，CPU25及时更改RTC25时间，并发送相应的应答指令，当CPU25收到井盖参数设置指令时，如定时上传时间，电量告警参数等数据时，会将相应的参数保存到EEPROM单元24内，并产生相应的应答指令。EEPROM单元24除了保存设置参数以外还保持了井盖传感器运行时间，触发次数，LoRaWAN入网信息等数据且FLASH单元23具有较大容量，支持OTA升级，方便设备软件更新。
本发明提供的基于霍尔开关智能井盖传感器的工作原理如下：
中央控制器2主要包括I/O接口21，SPI单元22，FLASH单元23，EEPROM单元24，CPU25，RTC单元26等单元；
其中I/O接口21主要负责检测霍尔开关40的状态，当霍尔开关4状态发生变化时，即此时井盖5被移动，从而使磁铁6位置变化，从而改变霍尔开关4的状态，I/O接口21会产生相应的中断信号，CPU25会自动唤醒，立即将井盖5的状态通过LoRaWAN通信模块3发送至LoRaWAN网关，从而知道井盖被移动，I/O接口21具有中断功能。
与相关技术相比较，本发明提供的基于霍尔开关智能井盖传感器具有如下有益效果：
该井盖传感器主要有磁铁6、智能井盖终端14和霍尔开关4组成，结构简单，安装方便，且通过霍尔开关检测井盖位置是否发生移动，此种检测方式可以有效避免井盖由于振动导致误报警情况，提高了设备告警信息的可靠性。
第二实施例
请结合参阅图3、图4、图5、图6、图7和图8，基于本申请的第一实施例提供的基于霍尔开关智能井盖传感器，本申请的第二实施例提出另一种基于霍尔开关智能井盖传感器。第二实施例仅仅是第一实施例优选的方式，第二实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。
具体的，本申请的第二实施例提供的基于霍尔开关智能井盖传感器的不同之处在于，基于霍尔开关智能井盖传感器，所述井壁1内壁的一侧固定安装有安装盒7，所述安装盒7的内部固定安装有智能井盖终端14，所述安装盒7的两侧均固定连接有固定耳12，所述固定耳12的顶部设置有卡锁装置8，智能井盖终端14的两侧均固定连接有定位环13。
安装盒7为导热性能好的金属材质，提高对智能井盖终端14的导热性能，且在安装盒7的表面开设有若干圆形通孔，提高散热效率。
所述卡锁装置8包括安装块81，所述安装块81下侧开设有通腔82，所述通腔82内部的两侧均固定连接有定位环，所述通腔82内部的两侧均设置有卡块84，所述卡块84与定位环之间设置有第一弹性件86。
卡块84的一端惯出安装块81且延伸至安装块81的外部，当第一弹性件86正常伸展时，两个卡块84位于安装块81的外部。
所述通腔82内壁底部的中间转动连接有转动轴83，所述卡块84的一侧通过拉绳85与所述转动轴83固定连接，所述通腔82内壁顶部的中间开设有柱形腔，所述转动轴83的上侧位于柱形腔内部，所述柱形腔的内表面开设有安装腔，所述安装腔内部固定连接有发条88，所述发条88内侧的一端与所述转动轴83的表面固定连接。
发条88位于外侧的一端与安装腔的内壁固定连接，发条外侧端与内侧端的固定方式为焊接固定。
所述转动轴83的内部设置有矩形块，所述转动轴83的内部且位移矩形块的下方设置有第二弹性件89，所述矩形块的顶部固定连接有带动杆812，所述带动杆812的顶端通过连接孔814延伸至安装块81的外部，所述带动杆812表面的两侧且位于安装块81的外部固定连接有813，所述安装块81的顶部且位于连接孔814的两侧均开设有插入槽810，插所述插入槽810内壁的两侧均开设有弧形限位槽811，所述弧形限位槽811内壁的顶部开设有凹槽。
两个弧形限位槽811呈逆时针开设在两个插入槽810内壁的两侧，凹槽位于弧形限位槽811内壁的顶部的最内侧。
所述安装盒7顶部的一侧固定连接有支撑杆10，所述支撑杆10的顶部通过转动调节组件9固定安装有放置组件11。
所述转动调节组件9包括内螺纹管91，所述内螺纹管91的内部螺纹连接有定位销92，所述定位销92的顶部固定连接有带动柄93，所述定位销92表面的两侧均滑动连接有滑套，所述滑套表面的两侧均固定连接有限位块94。
滑套内表面的两侧均固定连接有滑块，定位销92内壁的两侧对应开设有滑槽，通过滑块与滑槽配合可以防止定位销与滑套出现轴向偏移。
所述放置组件11包括固定环111，所述固定环111套设于所述内螺纹管91的表面，所述固定环111的顶部开设有圆形腔112，所述定位销92通过圆形腔112延伸至固定环111的上侧，所述圆形腔112的内表面开设有卡槽113。
卡槽113的数量为四个，且相邻四个卡槽与圆形腔112的圆心呈九十度。
所述固定环111表面的一侧通过连接件固定连接有放置环114，所述放置环114内表面的底部开设有通孔115。
智能井盖终端14固定时，可以直接插入到安装盒7内部，且智能井盖终端14两侧的定位环13对应插入到卡锁装置8上，插入时定位环13挤压卡块84的顶部的弧形面，卡块84受到挤压压缩第一弹性件86进入到通腔82内部，当定位环13完全套入后，通过第一弹性件86的作用推动两个卡块84移出通腔82对其进行定位，智能井盖终端14安装操作简单；
然后可以转动放置组件11九十度，使其位于霍尔开关4的正上方，此时限位块94与卡槽113对应，此时通过顺时针拧动定位销92，定位销92进入到内螺纹管91的内部，并带动两个限位块94向下移动进入到卡槽内部，对放置组件11限位，此时可以将磁铁放置在固定环111内部；
然后盖上井盖5，此时磁铁6的上侧受到井盖5的吸引，吸附在井盖5的底部，且磁铁6的下侧位于固定环111的内部，通过固定环111可以对磁铁6进行限位，防止震动使磁铁出现位移，与霍尔开关4错开，且便于对磁铁6与井盖5之间的安装，使安装后磁铁6与霍尔开关4位置对应；
且智能井盖终端14拆卸简单，拆卸时，首先将井盖取下，然后调整固定环111的位置，然后按压带动杆812，带动杆812通过矩形块压缩第二弹性件89，使定位块813进入到插入槽810内部，并与弧形限位槽811对应，然后可以转动带动杆812，带动杆812通过矩形块带动转动轴83转动，转动轴83对拉绳85缠绕，从而将卡块84拉入到通腔82内部，并压缩第一弹性件86，且转动轴83收缩发条88,，此时定位块813进入到弧形限位槽811内部，并弧形限位槽811内壁顶部的凹槽对应，通过第二弹性件89的作用，定位块813进入到凹槽内部，防止转动轴83转动，此时可以操作另一侧的卡锁装置，然后可以将智能井盖终端14取下，操作简单方便，便于对其进行检修。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于霍尔开关智能井盖传感器，其特征在于，包括：
智能井盖终端14，所述智能井盖终端14固定安装于井壁1的一侧，所述井盖传感器包括中央控制器2和LoRaWAN通信模块，所述中央控制器2的与LoRaWAN通信模块双向连接；
霍尔开关4，所述霍尔开关4固定安装于所述智能井盖终端14的顶部，所述霍尔开关4与所述中央控制器2双向连接；
所述中央控制器2用于实时数据计算，当霍尔开关40状态发生变化时，中央控制器2立即将数据通过LoRaWAN通信模块3将数据发送LoRaWAN网关；
磁铁6，所述磁铁6设置于井盖5的底部且位于霍尔开关4的正上方。
2.根据权利要求1所述的基于霍尔开关智能井盖传感器，其特征在于，所述中央控制器2包括I/O接口21,SPI单元22，FLASH单元23，EEPROM单元24，CPU26，RTC单元25。
3.根据权利要求1所述的基于霍尔开关智能井盖传感器，其特征在于，所述井壁1内壁的一侧固定安装有安装盒7，所述安装盒7的内部固定安装有智能井盖终端14，所述安装盒7的两侧均固定连接有固定耳12，所述固定耳12的顶部设置有卡锁装置8，智能井盖终端14的两侧均固定连接有定位环13。
4.根据权利要求1所述的基于霍尔开关智能井盖传感器，其特征在于，所述卡锁装置8包括安装块81，所述安装块81下侧开设有通腔82，所述通腔82内部的两侧均固定连接有定位环，所述通腔82内部的两侧均设置有卡块84，所述卡块84与定位环之间设置有第一弹性件86。
5.根据权利要求4所述的基于霍尔开关智能井盖传感器，其特征在于，所述通腔82内壁底部的中间转动连接有转动轴83，所述卡块84的一侧通过拉绳85与所述转动轴83固定连接，所述通腔82内壁顶部的中间开设有柱形腔，所述转动轴83的上侧位于柱形腔内部，所述柱形腔的内表面开设有安装腔，所述安装腔内部固定连接有发条88，所述发条88内侧的一端与所述转动轴83的表面固定连接。
6.根据权利要求5所述的基于霍尔开关智能井盖传感器，其特征在于，所述转动轴83的内部设置有矩形块，所述转动轴83的内部且位移矩形块的下方设置有第二弹性件89，所述矩形块的顶部固定连接有带动杆812，所述带动杆812的顶端通过连接孔814延伸至安装块81的外部，所述带动杆812表面的两侧且位于安装块81的外部固定连接有813，所述安装块81的顶部且位于连接孔814的两侧均开设有插入槽810，插所述插入槽810内壁的两侧均开设有弧形限位槽811，所述弧形限位槽811内壁的顶部开设有凹槽。
7.根据权利要求3所述的基于霍尔开关智能井盖传感器，其特征在于，所述安装盒7顶部的一侧固定连接有支撑杆10，所述支撑杆10的顶部通过转动调节组件9固定安装有放置组件11。
8.根据权利要求7所述的基于霍尔开关智能井盖传感器，其特征在于，所述转动调节组件9包括内螺纹管91，所述内螺纹管91的内部螺纹连接有定位销92，所述定位销92的顶部固定连接有带动柄93，所述定位销92表面的两侧均滑动连接有滑套，所述滑套表面的两侧均固定连接有限位块94。
9.根据权利要求8所述的基于霍尔开关智能井盖传感器，其特征在于，所述放置组件11包括固定环111，所述固定环111套设于所述内螺纹管91的表面，所述固定环111的顶部开设有圆形腔112，所述定位销92通过圆形腔112延伸至固定环111的上侧，所述圆形腔112的内表面开设有卡槽113。
10.根据权利要求9所述的基于霍尔开关智能井盖传感器，其特征在于，所述固定环111表面的一侧通过连接件固定连接有放置环114，所述放置环114内表面的底部开设有通孔115。
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