CN204066294U

CN204066294U - 一种复合式无线窨井盖防盗器及其防盗系统

Info

Publication number: CN204066294U
Application number: CN201420535607.5U
Authority: CN
Inventors: 赵大龙; 白凤山; 董思宇; 李洪书; 杨小春
Original assignee: Inner Mongolia University
Current assignee: Inner Mongolia University
Priority date: 2014-09-18
Filing date: 2014-09-18
Publication date: 2014-12-31
Anticipated expiration: 2024-09-18

Abstract

本实用新型公开了一种复合式无线窨井盖防盗器，防盗器设置于井盖的下侧面；防盗器设有用于处理数据的控制器，控制器与作为井盖监控节点的通信模块连接，通信模块为Zigbee无线通信模块；防盗器内设有与控制器连接的震动传感器和角度传感器；防盗器上还设有防盗锁。由防盗器组成的防盗系统，防盗系统设有用于监测所有井盖状态的监控中心，监控中心通过网关节点和网络节点与每个防盗器的通信模块连接。本实用新型应用无线网络传输技术进行防盗监控，具有防盗效果好、易于实施、容错性强、功耗低、工作寿命长的特点，能够高效、便捷监控井盖状态，具有极佳的防盗监控效果。

Description

一种复合式无线窨井盖防盗器及其防盗系统

技术领域

本实用新型涉及一种井盖的防盗设备，具体涉及一种复合式无线窨井盖防盗器及其防盗系统。

背景技术

随着国家电力、通信、污水、天然气等基础设施投入的逐年增大，隧道建设里程也在迅速增加。

为了满足电力、通信、污雨水、天然气等隧道建设及建成后运行抢修的需要，在隧道中每隔十几米左右需要设置一个投料井。由于投料井是隧道的重要出入口，因此，投料井井盖的安全关系着隧道内电力设施、通信线缆、运输管道监控仪器等设施的运行安全；同时，还关系着城市道路上车辆、行人的安全。

现有的窨井盖电子保护器大多采用单一报警的方式，如CCD监控方式、电子触发开关方式等，不能准确监控窨井盖状态，当维修人员移动井盖或机动车压过井盖时容易造成误报警；另外，不能及时把窨井盖被盗和破损状态信息通知市政管理部门；也有采用GSM、GPRS技术的，但要占用付费的网络资源，同时报警器自耗电过大，需额外提供供电线路。

Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词，其是一种短距离、低功耗的无线通信技术。它具有近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本的优点，广泛适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee 就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。目前，Zigbee已经应用于照明路灯状态监控及控制系统。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种复合式无线窨井盖防盗器及其防盗系统，它应用无线网络传输技术进行防盗监控，具有防盗效果好、易于实施、容错性强、功耗低、工作寿命长的特点，能够高效、便捷监控井盖状态，具有极佳的防盗监控效果。

为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种复合式无线窨井盖防盗器，防盗器设置于井盖的下侧面；防盗器设有用于处理数据的控制器，控制器与作为井盖监控节点的通信模块连接，控制器将收发的信号进行处理；通信模块上设有天线，所述通信模块为Zigbee无线通信模块，通信模块将传感器的监测信号通过Zigbee通信网络传出最终输送至监控中心，由监控中心根据监测信号判断该井盖是否处于正常状态；防盗器内设有与控制器连接的震动传感器和角度传感器，振动传感器检测的震动数据，角度传感器检测到的井盖倾角数据，通信模块根据Zigbee网络的信号强度计算出其与网络节点的距离数据，上述的三个数据均通过网络传输至监控中心；防盗器上还设有防盗锁，防盗锁通过控制线路与控制器连接，防盗锁上设有与井壁锁孔配合的锁头，由监控中心发出控制信号传输至控制器，控制器发出控制信号使防盗锁锁止或打开；防盗器内设有为防盗器供电的蓄电池；井盖中央上表面设有圆形的透光玻璃板，玻璃板下侧的井盖内设有太阳能电池板，太阳能电池板通过充电线路与蓄电池连接；玻璃板通过密封圈与井盖密封配合，通过太阳能电池板能够实现对蓄电池的充电，确保防盗器能够长时间运行。

由防盗器组成的防盗系统，防盗系统设有用于监测所有井盖状态的监控中心，监控中心通过各级网络与每个防盗器实现通信连接，双向实现数据传输，监控中心通过有线或无线通信网络与若干个网关节点连接；每个网关节点通过无线通信方式与若干个网络节点连接；每个网络节点通过无线通信方式与若干个防盗器的通信模块连接，每个防盗器的通信模块是一个井盖监控节点；网络节点和网关节点为数据收发设备。网络节点和网关节点实现井盖监控节点与监控中心的数据双向传输，从而将每个井盖监控节点的监控数据传输至监控中心，由监控中心根据监控信号判断井盖是否处于正常状态，监控中心能够发出控制信号传输至井盖监控节点，有防盗器的控制器处理后实现对防盗锁的打开或锁止的控制。

优选的，网络节点通过Zigbee无线通信网络与井盖监控节点连接；网络节点通过Zigbee、GPRS或4G无线通信网络与网关节点连接；网关节点通过GPRS或4G无线通信网络与监控中心连接。Zigbee无线通信网络具有近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本的优点，能够确保井盖监控的高效和温度运行。

优选的，网关节点通过有线网络与监控中心连接。

优选的，网络节点设置于井盖所在的道路的路灯上，网络节点设备上设有为其工作提供电能的蓄电池和太阳能电池板。

井盖防盗系统监控方法采用复合式监控方法，即A振动传感器数据、B角度传感器数据以及C网络节点与井盖监控节点距离数据复合使用。具体判定逻辑为：

（1）井盖监控节点处于非检修模式时，只有当A、B、C三组数据满足一定条件时认定井盖被盗。

（2）井盖监控节点处于检修模式时，A、B两组数据不采集，只采集C组数据，如果C组数据超过界定值时，或网络节点与对应的井盖监控节点通信一定次数失败时认定井盖被盗。

井盖监控节点实时将三组数据传送给网络节点。当判定井盖被盗后，井盖监控节点或网络节点通过向上一级网络发送井盖被盗信息到监控中心。

本实用新型的网络节点网络工作过程软件流程图如图2所示，包括步骤：

S1：进行设备初始化：包括输入输出端口初始化、模块运行指示灯初始化、发送/接收状态初始化设置等。

S2：新建网络：将网络节点1、2…N-1、N新建网络。

S3：检测新建网络是否成功：如果网络建立成功则进行下一步；否则，重新新建网络。

S4：检测是否有传感器节点请求加入网络：如果有则存储传感器网络地址；否则进行下一步。

S5：发送传送数据请求：网络节点向对应的井盖监控节点发送数据请求，标志网络节点已经准备好接收数据，对应的井盖监控节点向网络节点发送数据。

S6：接收数据并分析数据：网络节点接收井盖监控节点发送的数据，并分析该数据。

S7：将数据传送至监控中心：网络节点将数据分析后将数据进行编码加密等处理后将数据传送至监控中心。

S8：判断是否满足报警条件：如果满足则发出报警信号；否则重新发出传送数据请求。

S9：判断是否结束：如果结束此过程结束；否则重新发出传送数据请求。

本实用新型的井盖监控节点工作过程软件流程图如图3所示，包括步骤：

S2：请求加入网络：此过程是指井盖监控节点请求加入对应的网络节点。

S3：检测加入网络是否成功：如果网络加入成功则进行下一步；否则，重新申请加入网络。

S4：将网络地址发送给协调器节点：将井盖监控节点网络地址发送给对应的网络节点。

S5A：采集井盖状态信息并判断是否收到传送数据请求：如果是进行下一步；否则重新采集井盖状态信息。

S5B：判断是否收到检修信号：如果是标志检修状态；否则重新采集井盖状态信息。

S6：判断是否结束：如果结束此过程结束；否则重新发出传送数据请求。

本实用新型的优点和有益效果为：

（1）本实用新型通过一种窨井盖Zigbee信号与已经铺设的WIFI或路灯的Zigbee网络互联方法，解决了窨井盖单独组网而存在的信号传输不稳定的问题，而且路灯距离一定，可以提高网络稳定性，降低成本，使Zigbee技术在监控互联上得以应用。

（2）本实用新型采用的Zigbee协议组网资源免费，功耗极低，可以采用干电池或太阳能供电，无需市电供电，安装方便。

（3）本实用新型通过复合监控使用，可以避免当机动车经过井盖处产生振动误报警，提高防盗器监控的准确性。

（4）本实用新型可以通过监控中心设置井盖检修模式，方便维修，防止维修时误报警。

（5）本实用新型使用相对距离定位方法，减少信标节点数量，定位方法简单，铺设简单，实施性较强。

（6）本实用新型的防盗器上设有由监控中心遥控的防盗锁，进一步提高了井盖的防盗效果。

附图说明

图1为本实用新型的网络系统结构示意图。

图2为本实用新型的网络节点软件流程图。

图3为本实用新型的井盖监控节点软件流程图。

图4为本实用新型防盗器结构示意图。

图中：1、玻璃板；2、震动传感器；3、盖体；4、蓄电池；5、锁头；6、防盗锁；7、控制器；8、通信模块；9、角度传感器；10、天线；11、充电线路；12、太阳能电池板。

具体实施方式

实施例1

如图1和图4所示，本实用新型为一种复合式无线窨井盖防盗器，防盗器设置于井盖盖体3的下侧面；防盗器设有用于处理数据的控制器7，控制器7与作为井盖监控节点的通信模块8连接，通信模块8上设有天线10，所述通信模块8为Zigbee无线通信模块8；防盗器内设有与控制器7连接的震动传感器2和角度传感器9；防盗器上还设有防盗锁6，防盗锁6通过控制线路与控制器7连接，防盗锁6上设有与井壁锁孔配合的锁头5；防盗器内设有为防盗器供电的蓄电池4；井盖中央上表面设有圆形的透光玻璃板1，玻璃板1下侧的井盖内设有太阳能电池板12，太阳能电池板12通过充电线路11与蓄电池4连接；玻璃板1通过密封圈与井盖密封配合。

由所述防盗器组成的防盗系统，防盗系统设有用于监测所有井盖状态的监控中心，监控中心通过有线通信网络与若干个网关节点连接；每个网关节点通过4G无线通信网络与若干个网络节点连接；每个网络节点通过Zigbee无线通信网络通信方式与若干个防盗器的通信模块连接，每个防盗器的通信模块是一个井盖监控节点；网络节点和网关节点为数据收发设备。网络节点设置于井盖所在的道路的路灯上，网络节点设备上设有为其工作提供电能的蓄电池和太阳能电池板。

本实用新型采用的通信模块和通信网络均为现有成熟技术，本实用新型中的太阳能电池板、震动传感器和角度传感器等硬件均为现有的成熟技术，在本实用新型中不再叙述；本实用新型采用的网络通信控制软件见说明书部分和图2、图3所示，但是该软件部分不作为本实用新型的保护范围。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims

1.一种复合式无线窨井盖防盗器，其特征在于，防盗器设置于井盖的下侧面；防盗器设有用于处理数据的控制器，控制器与作为井盖监控节点的通信模块连接，通信模块上设有天线，所述通信模块为Zigbee无线通信模块；防盗器内设有与控制器连接的震动传感器和角度传感器；防盗器上还设有防盗锁，防盗锁通过控制线路与控制器连接，防盗锁上设有与井壁锁孔配合的锁头；防盗器内设有为防盗器供电的蓄电池；井盖中央上表面设有圆形的透光玻璃板，玻璃板下侧的井盖内设有太阳能电池板，太阳能电池板通过充电线路与蓄电池连接；玻璃板通过密封圈与井盖密封配合。

2.由权利要求1所述的防盗器组成的防盗系统，其特征在于，防盗系统设有用于监测所有井盖状态的监控中心，监控中心通过有线或无线通信网络与若干个网关节点连接；每个网关节点通过无线通信方式与若干个网络节点连接；每个网络节点通过无线通信方式与若干个防盗器的通信模块连接，每个防盗器的通信模块是一个井盖监控节点；网络节点和网关节点为数据收发设备。

3.如权利要求2所述的防盗系统，其特征在于，网络节点通过Zigbee无线通信网络与井盖监控节点连接；网络节点通过Zigbee、GPRS或4G无线通信网络与网关节点连接；网关节点通过GPRS或4G无线通信网络与监控中心连接。

4.如权利要求2所述的防盗系统，其特征在于，网关节点通过有线网络与监控中心连接。

5.如权利要求2所述的防盗系统，其特征在于，网络节点设置于井盖所在的道路的路灯上，网络节点设备上设有为其工作提供电能的蓄电池和太阳能电池板。