CN203982530U - 一种智能井盖卡 - Google Patents

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董静
姚会文
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Abstract

本实用新型提供一种智能井盖卡，包括MCU模块、位移检测模块、水位检测模块、无线通信模块、电源模块以及RFID模块。所述的智能井盖卡能够检测井盖的开启状态，MCU根据井盖倾角信号判断井盖是否被移动，及时将报警信号发送到位于云端的监控平台。智能井盖卡除了具有安全防护功能外，还具有井盖身份识别、窨井内水位监测以及电池欠压报告功能。本实用新型的智能井盖卡实现了城市窨井盖的远程监控管理，有助于消除城市街道陷阱，提升城市现代化管理水平。

Description

一种智能井盖卡
技术领域
本实用新型涉及城市地下管线及其附属设施信息化领域，特别涉及一种智能井盖卡。
背景技术
城市街道上的井盖移位或丢失不仅给市政管理和权属单位带来了极大的困扰，更给市民的出行带来了不便和安全隐患。市面上使用的少量具有简单机械防盗功能的井盖，因较容易被识破，防盗效果并不好；一些电磁井盖设计上存在问题，譬如利用电磁线圈吸合容易出现弹簧生锈老化等问题；而现在新兴的无线遥控的电子安防井盖，有无线信号屏蔽和电池易受潮老化的问题。
在大雨或洪水发生后，很多下水道都会出现排水不及或杂物堵塞，由此造成的污水泛滥事故，严重影响环境。同时，地下管线窨井内长时间积水会加快电子装置中电池的受潮老化。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种智能井盖卡，以实现人们对城市管线窨井盖的远程监控和管理。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型提供的一种智能井盖卡，包括：MCU模块、位移检测模块、水位检测模块、无线通信模块、电源模块以及RFID模块。所述的智能井盖卡能够检测井盖的开启状态、井内的水位情况以及电池电量信息，MCU处理后的预警信息由无线通信模块上传到云端的智能井盖监控平台服务器。
所述的电源模块包括锂电池、稳压电路和电压检测电路；所述的电源模块为MCU模块、位移检测模块、水位检测模块、无线通信模块以及RFID模块供电。
所述的位移检测模块包括倾角传感器和声光报警装置。所述的智能井盖卡利用倾角传感器检测井盖是否有开启。所述声光报警装置由语音控制电路、喇叭、警示灯等电路和部件构成。
所述的水位检测模块采用超声波测距传感器，通过测量至井底的距离，获得井内水位信息，进而判断窨井是否发生排水堵塞。
所述的RFID模块包括RFID阅读器和电子标签。所述的电子标签内存有井盖的地理位置、管线名目、安装时间、业主单位、检修记录等信息；所述的电子标签固定在智能井盖封装壳内部。所述的RFID阅读器与MCU通过串口或者SPI进行通信，用于读取所述电子标签的内存信息。
所述的无线通信模块采用433MHz无线射频通信模块，它是智能井盖卡与外部进行无线通信的接口。所述的无线通信模块由射频收发模块和天线部分构成。
所述的MCU的I/O端口分别同位移检测模块、水位检测模块、无线通信模块以及RFID模块相连；所述的MCU可采取ARM、单片机等微处理器芯片。所述的MCU负责对采集的倾角信号、水位信号、电池电量进行处理分析，如为异常信号立即上传报警信息，并启动声光警报。
针对电子智能井盖的无线信号屏蔽和电池易受潮老化的问题，本实用新型的智能井盖卡提供了以下解决方案。为了解决无线信号屏蔽的问题，本实用新型采用了433MHz无线射频通信方式。433MHz无线信号具有穿透力强，抗干扰能力强，组网能力强，无线网络稳定、可靠等优点。433MHz无线通信距离为100米到3千米，无线信号能穿透一米厚钢筋水泥墙壁，适用于窨井盖的封闭环境。对于电池易受潮老化的问题，本实用新型的智能井盖卡采用ABS工程材料封闭包装，避免集成电路元器件和电池的受潮老化。另外，通过监测电池电量信息，能够及时提醒工作人员更换自然老化的电池，从而保证系统的正常运行。
本实用新型能够实现的有益效果：
1、实现井盖开启、移位的实时监测，能够有效防范井盖移位和丢失，减少街道陷阱，保证人们的出行安全。
2、实现窨井的水位监测，能够及时处理排水堵塞，避免出现污水泛滥事故。
3、实现智能井盖卡供电电池的电量监测，能够发送电池欠压预警报告，保证系统的正常运行。
4、利用电子标签和RFID阅读器，能够实现井盖身份识别。
5、利用433MHz无线射频通信模块，无线信号能够穿透水泥地面的阻隔，通过网络实现与智能井盖监控平台服务器进行通信。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的智能井盖卡的结构图。
图2为本实用新型的智能井盖卡的安装示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，为本实用新型的智能井盖卡的结构图，该智能井盖卡包括：MCU模块、位移检测模块、水位检测模块、无线通信模块、电源模块以及RFID模块。
所述的智能井盖卡能够检测井盖的开启状态、井内的水位情况以及电池电量信息，MCU处理后的预警信息经由无线通信模块上传到云端的智能井盖监控平台服务器。
所述的电源模块包括锂电池、稳压电路和电压检测电路；所述的电源模块为MCU模块、位移检测模块、水位检测模块、无线通信模块以及RFID模块供电。
所述的位移检测模块包括倾角传感器和声光报警装置。所述的智能井盖卡利用倾角传感器检测井盖是否有开启。所述声光报警装置由语音控制电路、喇叭、警示灯等电路和部件构成。
所述的水位检测模块采用超声波测距传感器，通过测量至井底的距离，获得井内水位信息，进而判断窨井是否发生排水堵塞。
所述的RFID模块包括RFID阅读器和电子标签。所述的电子标签内存有井盖的安装时间、管线名目、业主单位、检修记录等信息；所述的电子标签固定在智能井盖封装壳内部。所述的RFID阅读器与MCU通过串口或者SPI进行通信，用于读取所述电子标签的内存信息。
所述的无线通信模块采用433MHz无线射频通信模块，它是智能井盖卡与外部进行通信的接口。所述的无线通信模块由射频收发模块和天线部分构成。所述的无线通信模块与MCU的串口、SPI或者I2C进行连接。
所述的MCU的I/O端口分别同位移检测模块、水位检测模块、无线通信模块以及RFID模块相连；所述的MCU可采取ARM、单片机等微处理器芯片。所述的MCU负责对采集的倾角信号、水位信号、电池电量进行处理分析，如为异常信号立即上传报警信息，并启动声光警报。
如图2所示，为本实用新型的智能井盖卡的安装示意图。
本实施例的智能井盖卡2的封装外形为一个棒形，底端固定在井口内壁上，固定轴6可以自动回弹。当井盖1闭合，智能井盖卡2顶端紧贴在井盖1底部；当井盖1完全打开，智能井盖卡2自动弹回，贴在井壁上，方便工作人员进入井内；当井盖1稍稍开启或移位，智能井盖卡2顶端内部的倾角传感器3能够感应到倾角变化。超声波测距传感器5位于智能井盖卡2朝向井底的一侧。声光报警装置4安装在智能井盖卡2的上部。
具体的，智能井盖卡的工作过程如下：
当智能井盖卡处于警备状态时，MCU工作在低功耗省电模式下。一旦井盖被开启或移位，位移检测模块产生的外部中断信号立即唤醒MCU进入活动模式。MCU对倾角信号进行分析处理，如果判断井盖正在遭到非正常开启，将主动向智能井盖监控平台发送报警信号，同时可以启动声光报警，警示行人。监控中心人员根据智能井盖卡所报出的地址、警情以最快的速度通知负责人确认报警原因，通知维护部门派人前往现场处理。另外，智能井盖卡还会定期检测电池电量和井内水位，并将欠压警告和水位异常信息发送到监控平台服务器。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能井盖卡，其特征在于，所述的智能井盖卡是一种用于井盖状态监控的智能控制器，包括：MCU模块、位移检测模块、水位检测模块、无线通信模块、电源模块以及RFID模块。 
2.根据权利要求1所述的智能井盖卡，其特征在于，所述的电源模块包括锂电池、稳压电路和电压检测电路；所述的电源模块为MCU模块、位移检测模块、水位检测模块、无线通信模块以及RFID模块供电。 
3.根据权利要求1所述的智能井盖卡，其特征在于，所述的位移检测模块包括倾角传感器和声光报警装置；所述的智能井盖卡利用倾角传感器检测井盖是否有开启。 
4.根据权利要求1所述的智能井盖卡，其特征在于，所述的水位检测模块采用超声波测距传感器，通过测量至井底的距离，获得井内水位信息，进而判断窨井是否发生排水堵塞。 
5.根据权利要求1所述的智能井盖卡，其特征在于，所述的RFID模块包括RFID阅读器和电子标签，所述的RFID阅读器与MCU相连，用于读取所述电子标签的内存信息。 
6.根据权利要求1所述的智能井盖卡，其特征在于，所述的无线通信模块采用433MHz无线射频通信模块，它是智能井盖卡与外部进行无线通信的接口。 
7.根据权利要求1所述的智能井盖卡，其特征在于，所述的MCU的I/O端口分别同位移检测模块、水位检测模块、无线通信模块以及RFID模块相连；所述的MCU可采取ARM、单片机等微处理器芯片。 
8.根据权利要求1所述的智能井盖卡，其特征在于，所述的智能井盖卡还包括一个ABS工程材料封闭外壳，其外形为一个棒形，底端为固定端，固定轴可自动回弹；顶端为与轴向成一定角度的斜截面。 
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