CN112878433A - 一种智能消火栓及其系统 - Google Patents

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Abstract

一种智能消火栓及其系统，其结构包括栓体、栓盖，栓盖设于栓体上端，栓体内转动设有阀杆结构，阀杆结构由传动轴以及接杆组成，传动轴顶部配入栓盖内，接杆下端螺纹连接有智能阀瓣，栓体一侧中部设有集线管，栓体底部内设有与集线管导线连接的超声波流量计，栓体底部外侧嵌有与与集线管导线连接的传感结构，栓体一侧上部设有与集线管相接的电路盒，采用智能化的消火栓监控系统以及智能消火栓结构，有效的对城市中的消火栓进行监控，防止留下消防安全隐患，防止发生火警时，火灾现场无可用消火栓、延误灭火的最佳时段，从而影响城市消防安全。

Description

一种智能消火栓及其系统
技术领域
本发明是一种智能消火栓及其系统，属于智能消火栓领域。
背景技术
消火栓主要用于消防车从市政给水管网或室外消防给水管网取水实施灭火，也可以直接连接水带、水枪出水灭火，是在火灾时用于灭火救援的重要设备。
消火栓同样是市政给水管网上的重要设施之一，数量不亚于给水管网阀门，其人维护、管理则由供水企业自身承担，但一旦出现火情必须满足消防部门取水灭火要求，因而作为消火栓日常维护管理部门来讲，消火栓的管理责任重于泰山。
然而，在实际应用中，消火栓的使用难以监控，人为破坏、掩埋、圈占消火栓的情况时有发生，留下消防安全隐患，一旦发生火警，导致火灾现场无可用消火栓、延误灭火的最佳时段，影响城市消防安全。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种智能消火栓及其系统，以解决现有的消火栓的使用难以监控，人为破坏、掩埋、圈占消火栓的情况时有发生，留下消防安全隐患，一旦发生火警，导致火灾现场无可用消火栓、延误灭火的最佳时段，影响城市消防安全的问题。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种智能消火栓,其结构包括栓体、栓盖，所述栓盖设于栓体上端，所述栓体内转动设有阀杆结构，所述阀杆结构由传动轴以及接杆组成，所述传动轴顶部配入栓盖内，所述接杆下端螺纹连接有智能阀瓣，所述栓体一侧中部设有集线管，所述栓体底部内设有与集线管导线连接的超声波流量计，所述栓体底部外侧嵌有与与集线管导线连接的传感结构，所述栓体一侧上部设有与集线管相接的电路盒，所述电路盒内侧设有配入栓体的水位电极，所述电路盒外侧设有刷卡识别组件，所述电路盒内设有电池组件以及电子功能组件，所述栓盖内设有限制传动轴转动的锁控结构，所述栓盖顶部设有太阳能板，所述智能阀瓣包括阀瓣本体、第二压力传感器，所述第二压力传感器设于阀瓣本体中部，所述第二压力传感器上端设有与阀杆底端面相接触的供电触发结构，所述阀瓣本体底部设有一作用腔，所述作用腔底部内壁设有弹性形变板，所述作用腔顶部内壁间隔设有多个与第二压力传感器导线连接的触点，所述触点与弹性形变板间隔设置。
进一步地，所述供电触发结构包括定位套、触发块，所述定位套上设有一伸缩通道，所述伸缩通道底部设有与第二压力传感器相接的接头，所述触发块底部滑动配入于伸缩通道顶部，所述伸缩通道内壁设有限位滑槽，所述触发块底部外壁设有配入限位滑槽的限位块，所述限位块与限位滑槽底面之间设有复位弹簧，所述触发块内部设有可拆卸电池组件，所述触发块底面设有与可拆卸电池组件电连接的导电片。
进一步地，所述传感结构包括第一压力传感器、温度传感器。
进一步地，所述栓体内壁设有与智能阀瓣相嵌套的密封座。
进一步地，所述锁控结构以及电路盒上均设有一微动开关，微动开关开启时，会发送信息至系统数据平台。
一种智能消火栓系统，其结构包括主控终端，所述主控终端上设有电量监测模块、通讯模块、流量采集模块、太阳能供电模块、锂电池模块、水位电极模块、水压检测模块、温度检测模块、设备激活模块、陀螺仪模块、存储模块、锁控电机模块、刷卡读头模块、刷卡激活模块。
进一步地，所述主控终端包括主控电路以及主控芯片。
进一步地，所述通讯模块集成了窄带物联网通讯技术、GNSS-GPS定位功能、低功耗休眠唤醒。
进一步地，所述存储模块具有掉电数据不丢失的功能特性，可内置专业的文件系统。由主控终端的SPI接口控制，可反复十万次读写数据，用于板卡的数据保存。
进一步地，所述陀螺仪模块用于检测消防栓体的姿态角度，通过主控终端的SPI接口控制监测，可将栓体的X轴Y轴Z轴三个坐标系参数上传至数据平台，并通过平台数据处理做倾倒报警提示。
进一步地，所述流量采集模块用于检测消防栓体的实时使用时的流量与流速。
进一步地，还包括客户端，所述客户端包括如下界面：
用户界面：用户登录，修改密码等常规用户界面；
首页：总体展示用户绑定的设备信息，运行状态；
设备管理界面：管理设备的各项参数，IMEI二维码等相关信息；
地图界面：总体展示所有设备的地理位置信息，点击设备图标显示具体传感器数据；
资产管理界面：管理未投入运行的设备；
报警界面：展示服务器推送给客户的报警信息；
短信管理界面：管理用户与设备的短信联动关系；
设备查询页面：输入设备IMEI码/扫描二维码，展示对应的设备信息；
巡检页面：设备维修申请、巡检计划发布、巡检计划审核、维护人员派单等功能；
流量显示界面：显示设备的流量流速；
刷卡取水界面：管理客户刷卡秘钥与卡片用水量统计。
进一步地，锁控电机模块由主控芯片直接驱动3.3V直流电机加上下限位的方式进行开阀控制，最大通电时间，由限位加最大通电时间同时控制。
进一步地，刷卡激活模块采用通用串口RFID读卡器，读卡器与主控芯片的串行数据接口连接，主控芯片读取读卡器采集到的RFID卡信息并对比数据库内的信息，以此判断是否控制电机开阀。
本发明的有益效果是：采用智能化的消火栓监控系统以及智能消火栓结构，有效的对城市中的消火栓进行监控，防止留下消防安全隐患，防止发生火警时，火灾现场无可用消火栓、延误灭火的最佳时段，从而影响城市消防安全。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一种智能消火栓的剖面结构示意图；
图2为智能阀的剖面结构示意图；
图3为供电触发结构的剖面结构示意图；
图4为本发明一种智能消火栓系统的模块结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
请参阅图1、图2、图3、图4，本发明提供一种智能消火栓技术方案：其结构包括栓体1、栓盖2，所述栓盖2设于栓体1上端，所述栓体1内转动设有阀杆结构，所述阀杆结构由传动轴以及接杆组成，所述传动轴顶部配入栓盖2内，所述接杆下端螺纹连接有智能阀瓣4，所述栓体1一侧中部设有集线管5，所述栓体1底部内设有与集线管5导线连接的超声波流量计6，所述栓体1底部外侧嵌有与与集线管5导线连接的传感结构7，所述栓体1一侧上部设有与集线管5相接的电路盒8，所述电路盒8内侧设有配入栓体1的水位电极9，所述电路盒8外侧设有刷卡识别组件10，所述电路盒8内设有电池组件11以及电子功能组件，所述栓盖2内设有限制传动轴转动的锁控结构12，所述栓盖2顶部设有太阳能板13，所述智能阀瓣4包括阀瓣本体41、第二压力传感器42，所述第二压力传感器42设于阀瓣本体41中部，所述第二压力传感器42上端设有与阀杆3底端面相接触的供电触发结构43，所述阀瓣本体41底部设有一作用腔44，所述作用腔44底部内壁设有弹性形变板45，所述作用腔44顶部内壁间隔设有多个与第二压力传感器42导线连接的触点46，所述触点46与弹性形变板45间隔设置，所述供电触发结构43包括定位套431、触发块432，所述定位套431上设有一伸缩通道434，所述伸缩通道434底部设有与第二压力传感器42相接的接头433，所述触发块432底部滑动配入于伸缩通道434顶部，所述伸缩通道434内壁设有限位滑槽435，所述触发块432底部外壁设有配入限位滑槽435的限位块，所述限位块与限位滑槽435底面之间设有复位弹簧436，所述触发块432内部设有可拆卸电池组件437，所述触发块432底面设有与可拆卸电池组件437电连接的导电片438，所述传感结构7包括第一压力传感器、温度传感器，所述栓体1内壁设有与智能阀瓣4相嵌套的密封座，所述锁控结构12以及电路盒8上均设有一微动开关，微动开关开启时，会发送信息至系统数据平台；
一种智能消火栓系统技术方案：其结构包括主控终端，所述主控终端上设有电量监测模块、通讯模块、流量采集模块、太阳能供电模块、锂电池模块、水位电极模块、水压检测模块、温度检测模块、设备激活模块、陀螺仪模块、存储模块、锁控电机模块、刷卡读头模块、刷卡激活模块，所述主控终端包括主控电路以及主控芯片，所述通讯模块集成了窄带物联网通讯技术、GNSS-GPS定位功能、低功耗休眠唤醒，所述存储模块具有掉电数据不丢失的功能特性，可内置专业的文件系统。由主控终端的SPI接口控制，可反复十万次读写数据，用于板卡的数据保存，所述陀螺仪模块用于检测消防栓体的姿态角度，通过主控终端的SPI接口控制监测，可将栓体的X轴Y轴Z轴三个坐标系参数上传至数据平台，并通过平台数据处理做倾倒报警提示，所述流量采集模块用于检测消防栓体的实时使用时的流量与流速，还包括客户端，所述客户端包括如下界面：用户界面：用户登录，修改密码等常规用户界面；首页：总体展示用户绑定的设备信息，运行状态；设备管理界面：管理设备的各项参数，IMEI二维码等相关信息；地图界面：总体展示所有设备的地理位置信息，点击设备图标显示具体传感器数据；资产管理界面：管理未投入运行的设备；报警界面：展示服务器推送给客户的报警信息；短信管理界面：管理用户与设备的短信联动关系；设备查询页面：输入设备IMEI码/扫描二维码，展示对应的设备信息；巡检页面：设备维修申请、巡检计划发布、巡检计划审核、维护人员派单等功能；流量显示界面：显示设备的流量流速；刷卡取水界面：管理客户刷卡秘钥与卡片用水量统计，锁控电机模块由主控芯片直接驱动3.3V直流电机加上下限位的方式进行开阀控制，最大通电时间，由限位加最大通电时间同时控制，刷卡激活模块采用通用串口RFID读卡器，读卡器与主控芯片的串行数据接口连接，主控芯片读取读卡器采集到的RFID卡信息并对比数据库内的信息，以此判断是否控制电机开阀；
主控芯片大部分时间处于休眠状态，在此状态下仅有RTC电路与外部中断工作，工作电流uA级别；
正常工作状态：主机顺序轮询各个传感器数据，并激活通讯模块连接远程服务器，上传各项传感器数据，并从服务器数据库中获取设置参数。正常工作状态时间会持续十几秒，工作电流mA级别。
智能阀瓣4工作原理为：在智能阀瓣4与密封座嵌合封闭时，密封座会对阀瓣本体41产生作用力，使得橡胶材质的阀瓣本体41产生形变，在形变过程中，作用腔44内的弹性形变板45随之产生形变，并与触点46发生接触，所产生的压力触点46会发送至第二压力传感器42，第二压力传感器42会将数据传输给电路盒8，阀瓣本体41变得松软时，密封度会变差，结构变得不紧凑，导致无法对弹性形变板45产生较大的作用力，弹性形变板45对触点46产生的压力会变小，电路盒8内的电子功能组件收到该数据后，会反应到系统后台，进行提示工作人员及时更换智能阀瓣4。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种智能消火栓，其特征在于：其结构包括栓体(1)、栓盖(2)，所述栓盖(2)设于栓体(1)上端，所述栓体(1)内转动设有阀杆结构，所述阀杆结构由传动轴以及接杆组成，所述传动轴顶部配入栓盖(2)内，所述接杆下端螺纹连接有智能阀瓣(4)，所述栓体(1)一侧中部设有集线管(5)，所述栓体(1)底部内设有与集线管(5)导线连接的超声波流量计(6)，所述栓体(1)底部外侧嵌有与与集线管(5)导线连接的传感结构(7)，所述栓体(1)一侧上部设有与集线管(5)相接的电路盒(8)，所述电路盒(8)内侧设有配入栓体(1)的水位电极(9)，所述电路盒(8)外侧设有刷卡识别组件(10)，所述电路盒(8)内设有电池组件(11)以及电子功能组件，所述栓盖(2)内设有限制传动轴转动的锁控结构(12)，所述栓盖(2)顶部设有太阳能板(13)，所述智能阀瓣(4)包括阀瓣本体(41)、第二压力传感器(42)，所述第二压力传感器(42)设于阀瓣本体(41)中部，所述第二压力传感器(42)上端设有与阀杆(3)底端面相接触的供电触发结构(43)，所述阀瓣本体(41)底部设有一作用腔(44)，所述作用腔(44)底部内壁设有弹性形变板(45)，所述作用腔(44)顶部内壁间隔设有多个与第二压力传感器(42)导线连接的触点(46)，所述触点(46)与弹性形变板(45)间隔设置。
2.根据权利要求1所述的一种智能消火栓，其特征在于：所述供电触发结构(43)包括定位套(431)、触发块(432)，所述定位套(431)上设有一伸缩通道(434)，所述伸缩通道(434)底部设有与第二压力传感器(42)相接的接头(433)，所述触发块(432)底部滑动配入于伸缩通道(434)顶部，所述伸缩通道(434)内壁设有限位滑槽(435)，所述触发块(432)底部外壁设有配入限位滑槽(435)的限位块，所述限位块与限位滑槽(435)底面之间设有复位弹簧(436)，所述触发块(432)内部设有可拆卸电池组件(437)，所述触发块(432)底面设有与可拆卸电池组件(437)电连接的导电片(438)。
3.根据权利要求1所述的一种智能消火栓，其特征在于：所述传感结构(7)包括第一压力传感器、温度传感器。
4.一种智能消火栓系统，其特征在于：其结构包括主控终端，所述主控终端上设有电量监测模块、通讯模块、流量采集模块、太阳能供电模块、锂电池模块、水位电极模块、水压检测模块、温度检测模块、设备激活模块、陀螺仪模块、存储模块、锁控电机模块、刷卡读头模块、刷卡激活模块。
5.根据权利要求4所述的一种智能消火栓系统，其特征在于：所述主控终端包括主控电路以及主控芯片。
6.根据权利要求4所述的一种智能消火栓系统，其特征在于：所述通讯模块集成了窄带物联网通讯技术、GNSS-GPS定位功能、低功耗休眠唤醒。
7.根据权利要求4所述的一种智能消火栓系统，其特征在于：所述存储模块具有掉电数据不丢失的功能特性，可内置专业的文件系统。由主控终端的SPI接口控制，可反复十万次读写数据，用于板卡的数据保存。
8.根据权利要求4所述的一种智能消火栓系统，其特征在于：所述陀螺仪模块用于检测消防栓体的姿态角度，通过主控终端的SPI接口控制监测，可将栓体的X轴Y轴Z轴三个坐标系参数上传至数据平台，并通过平台数据处理做倾倒报警提示。
9.根据权利要求4所述的一种智能消火栓系统，其特征在于：所述流量采集模块用于检测消防栓体的实时使用时的流量与流速。
10.根据权利要求4所述的一种智能消火栓系统，其特征在于：还包括客户端，所述客户端包括如下界面：
用户界面：用户登录，修改密码等常规用户界面；
首页：总体展示用户绑定的设备信息，运行状态；
设备管理界面：管理设备的各项参数，IMEI二维码等相关信息；
地图界面：总体展示所有设备的地理位置信息，点击设备图标显示具体传感器数据；
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刷卡取水界面：管理客户刷卡秘钥与卡片用水量统计。
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