CN206696653U - 一种城区井盖状态在线监视系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种城区井盖状态在线监视系统，通过位移传感器、倾角传感器监测井盖的位移与倾斜，通过电池欠压检测装置监测电源的电压，当井盖位移或倾斜超过预设范围或电源欠压时，智能井盖模块发送电信号给中继器，中继器传输信息给监控模块，监控模块向手持式终端发送巡检指令，巡检人员利用手持式终端向井盖的无线接收装置发送电信号，对应井盖发出声光报警方便巡检人员找到井盖，巡检人员在权限校验装置校验权限，将智能井盖模块的微处理器断电，防止维护井盖时井盖发送相关数据影响监控模块井盖异常的判断，本实用新型自动化程度高、使用便利，使监控数量众多的井盖变得更加容易、智能、反应迅速，且智能井盖模块易于维护。

Description

一种城区井盖状态在线监视系统

技术领域

本实用新型涉及物联网技术领域，尤其是涉及一种城区井盖状态在线监视系统。

背景技术

在城市中，井盖星罗棋布，到处可见，自来水井盖、下水道井盖等，电力、通信等行业也基本采用地下走线，通过井盖进行日常维护和管理。井盖丢失、井盖发生位移不稳都会导致井盖存在重大安全隐患，这些井盖中，下水道、污水井盖的安全隐患最大，井盖一旦丢失，行人天黑看不到井口，由于井里面水很深，跌落后经常发生最惨痛的伤亡事故。

井盖状态巡视工作目前主要由网格管理员承担，他们在自己的网格内巡视一圈，一般都需要两小时左右，不能及时发现问题，当井盖偏移、缺失或者倾斜严重时，不及时处理存在重大隐患，而且依靠人工来巡视井盖耗时耗力，反应不够迅速。

超级电容电池：又名黄金电容、法拉电容，它通过极化电解质来储能，属于双电层电容的一种。由于其储能的过程并不发生化学反应，因此这种储能过程是可逆的，正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。它具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提出一种城区井盖状态在线监视系统，解决现有技术中的上述技术问题。

为达到上述技术目的，本实用新型的技术方案提供一种城区井盖状态在线监视系统，包括：多个智能井盖模块、多个中继模块及一监控模块；智能井盖模块包括井盖本体和固定于井盖本体的井盖智能组件，井盖智能组件包括位移传感器、倾角传感器、电源、权限校验装置、控制器、无线接收装置、微处理器、ZigBee通信装置、第一声光报警器；控制器与位移传感器、倾角传感器、权限校验装置、无线接收装置、电源、微处理器电性连接，控制器根据位移传感器、倾角传感器、权限校验装置、无线接收装置发送的信号控制电源与微处理器连接或者断开连接，控制位移传感器、倾角传感器、无线接收装置与微处理器连接或者断开连接；微处理器与ZigBee通信装置、第一声光报警器电性连接，微处理器在与位移传感器、倾角传感器连接的状态下接收和处理传感器的测量数据并通过ZigBee通信装置无线发送给中继模块，微处理器在与无线接收装置连接的状态下接收无线接收装置的电信号并控制第一声光报警器报警；中继模块包括ZigBee数据集中器和无线公网发射器，ZigBee数据集中器连接无线公网发射器，ZigBee数据集中器接收ZigBee通信装置发送的数据，将接收的数据解析打包后传递给无线公网发射器；监控模块包括中央处理器、监控中心无线接收装置、手持式终端，中央处理器与监控中心无线接收装置、手持式终端电性连接，监控中心无线接收装置接收无线公网发射器发送的数据，中央处理器处理监控中心无线接收装置接收的数据并向手持式终端发送巡检指令，手持式终端向无线接收装置发送电信号。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：通过位移传感器、倾角传感器监测井盖的位移与倾斜，通过电池欠压检测装置监测电源的电压，当井盖位移或倾斜超过预设范围或电源欠压时，智能井盖模块发送电信号给中继器，中继器传输信息给监控模块，监控模块发现井盖异常后会显示异常信息在显示屏，声光报警器发出报警，向手持式终端发送巡检指令，巡检人员利用手持式终端向井盖的无线接收装置发送电信号，对应井盖发出声光报警方便巡检人员找到井盖，巡检人员在权限校验装置校验权限，将智能井盖模块的微处理器断电，防止维护井盖时井盖发送相关数据影响监控模块井盖异常的判断，本实用新型自动化程度高、使用便利，使监控数量众多的井盖变得更加容易、智能、反应迅速，同时，超级电容电池的电源充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源、绿色环保，太阳能充电装置可为电源充电，电源避免常态化地向微处理器供电，节约电能，续航更久，电源的维护成本低，智能井盖模块和中继器以免费频段的ZigBee自组网相连，网络维护成本低。

附图说明

图1是本实用新型提供的城区井盖状态在线监视系统的智能井盖模块的井盖智能组件结构框图；

图2是本实用新型提供的城区井盖状态在线监视系统的中继模块结构框图；

图3是本实用新型提供的城区井盖状态在线监视系统的监控模块结构框图。

附图中：1、井盖智能组件，2、中继模块，3、监控模块，11、位移传感器，12、倾角传感器，13、太阳能充电装置，14、电源，15、电池欠压检测装置，16、控制器，17、权限校验装置，18、无线接收装置，19、微处理器，110、ZigBee通信装置，111、第一声光报警器，21、ZigBee数据集中器，22、无线公网发射器，31、中央处理器，32、监控中心无线接收装置，33、手持式终端，34、显示屏，35、第二声光报警器。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供了一种城区井盖状态在线监视系统，包括：多个智能井盖模块、多个中继模块2及一监控模块3。

智能井盖模块包括井盖本体和固定于井盖本体的井盖智能组件1，井盖智能组件1包括位移传感器11、倾角传感器12、电源14、权限校验装置17、控制器16、无线接收装置18、微处理器19、ZigBee通信装置110、第一声光报警器111、太阳能充电装置13、电池欠压检测装置15；控制器16与位移传感器11、倾角传感器12、权限校验装置17、无线接收装置18、电源14、微处理器19、电池欠压检测装置15电性连接，电源14连接电池欠压检测装置15、太阳能充电装置13，微处理器19与ZigBee通信装置110、第一声光报警器111电性连接。

中继模块2包括ZigBee数据集中器21和无线公网发射器22，ZigBee数据集中器21连接无线公网发射器22，ZigBee数据集中器21接收ZigBee通信装置110发送的数据，将接收的数据解析打包后传递给无线公网发射器22。

监控模块3包括中央处理器31、监控中心无线接收装置32、手持式终端33、显示屏34、第二声光报警器35，中央处理器31与监控中心无线接收装置32、手持式终端33、显示屏34、第二声光报警器35电性连接，监控中心无线接收装置32接收无线公网发射器22发送的数据，中央处理器31分析处理监控中心无线接收装置32接收的数据，分析处理井盖异常位移、异常倾斜以及电源14欠压信息，根据分析处理的结果在显示屏34显示井盖异常信息、控制第二声光报警器35发出报警、向手持式终端33发送巡检指令，手持式终端33可由巡检人员操控向对应井盖的无线接收装置18发送电信号。

上述技术方案中，控制器16根据位移传感器11、倾角传感器12、权限校验装置17、无线接收装置18、电池欠压检测装置15发送的信号控制电源14与微处理器19连接或者断开连接，控制位移传感器11、倾角传感器12、无线接收装置18、电池欠压检测装置15与微处理器19连接或者断开连接；控制器16实现根据不同装置发送的电信号来控制与控制器16连接的不同部件/装置之间的连接或者断开连接，也就是说，发送电信号给控制器16的装置不同，则控制器16控制不同部件/装置之间连接或断开连接。

具体的，控制器16控制过程为：

当控制器16没有接收到位移传感器11、倾角传感器12、无线接收装置18、电池欠压检测装置15发送的任何电信号时，连接在控制器16上的电源14和微处理器19之间是断开连接的，连接在控制器16上的微处理器19与位移传感器11或倾角传感器12或无线接收装置18或电池欠压检测装置15的任一个之间都是断开连接的。

当位移传感器11感测到井盖发生位移，向控制器16发送电信号，控制器16将微处理器19和电源14连接，将微处理器19和位移传感器11连接，电源14向微处理器19供电，位移传感器11将电信号传递给微处理器19，微处理器19分析处理位移传感器11的电信号，发现位移传感器11感测到的井盖位移超过预设数值时，将处理过的位移传感器11的电信号通过ZigBee通信装置110无线发送给中继模块2，另外，在设定时间间隔后控制器16断开微处理器19与电源14、位移传感器11的连接。

当倾角传感器12感测到井盖发生倾斜，向控制器16发送电信号，控制器16将微处理器19和电源14连接，将微处理器19和倾角传感器12连接，电源14向微处理器19供电，倾角传感器12将电信号传递给微处理器19，微处理器19分析处理倾角传感器12的电信号，发现倾角传感器12感测到的井盖倾斜度数超过预设数值时，将处理过的倾角传感器12的电信号通过ZigBee通信装置110无线发送给中继模块2，另外，在设定时间间隔后控制器16断开微处理器19与电源14、倾角传感器12的连接。

当电池欠压检测装置15检测到电源14欠压，向控制器16发送电信号，控制器16将微处理器19和电源14连接，将微处理器19和电池欠压检测装置15连接，电源14向微处理器19供电，电池欠压检测装置15将电信号传递给微处理器19，微处理器19处理电池欠压检测装置15的电信号并将处理过电信号通过ZigBee通信装置110无线发送给中继模块2，另外，在设定时间间隔后控制器16断开微处理器19与电源14、电池欠压检测装置15的连接。

当无线接收装置18接收到手持式终端33发送的电信号后，向控制器16发送电信号，控制器16将微处理器19和电源14连接，将微处理器19和无线接收装置18连接，电源14向微处理器19供电，微处理器19接收无线接收装置18的电信号后控制第一声光报警器111报警，另外，在设定时间间隔后控制器16断开微处理器19与电源14、无线接收装置18的连接。

当权限校验装置17校验权限成功，向控制器16发送电信号，控制器16接收到权限校验装置17的电信号后，断开电源14与微处理器19的连接，并在设定时间内不再重新将电源14与微处理器19进行连接，而且，在设定时间内，如果控制器16接收到位移传感器11、倾角传感器12、无线接收装置18、电池欠压检测装置15发送的电信号时仍然保持电源14与微处理器19断开。

上述技术方案中，权限校验装置17为指纹识别装置或语音识别装置或电子密码输入装置，电源14采用超级电容电池。在井盖没有发生位移、倾斜、电源14没有欠压、巡检人员没有利用手持式终端33向井盖的无线接收装置18发送电信号时，控制器16不会接收到位移传感器11、倾角传感器12、无线接收装置18、电池欠压检测装置15发送的任何电信号，连接在控制器16上的电源14和微处理器19之间是断开连接的，此时电源14处于休眠状态，不需要向微处理器19供电，电源14避免常态化地向微处理器19供电，节约电能，续航更久，维护成本更低。

本实用新型提供的城区井盖状态在线监视系统在使用过程中，固定在井盖的位移传感器、倾角传感器监控井盖是否有位移、倾斜，电池欠压检测装置检测电源是否欠压，当井盖有位移或井盖倾斜或电源欠压时，微处理器处理分析传感器发送的电信号、电池欠压检测装置发送的电信号后，将处理过的传感器电信号、电池欠压检测装置电信号发送给中继器，中继器收集各井盖发送的信息后发送给监控模块，监控模块监控井盖异常数据并发送巡检指令给巡检人员的手持式终端，巡检人员到达井盖附近位置后，利用手持式终端向井盖的无线接收装置发送电信号，微处理器控制第一声光报警器报警，提示巡检人员井盖位置，方便巡检人员找到井盖，巡检人员在根据巡检指令进行维护井盖或者日常维护井盖时，首先在井盖的权限校验装置上进行权限校验，校验权限成功则控制器断开电源与微处理器的连接，并在设定时间内保持电源与微处理器断开连接，巡检人员可在设定时间内进行井盖维护，此时将井盖进行移动、倾斜、维护井盖电源时，由于微处理器断电，将不会触发智能井盖模块向中继模块发送电信号，从而避免由于维护人员进行井盖维护而导致监控模块监控到井盖异常数据，减少了井盖情况异常的误判。同时，太阳能充电装置为电源充电，增加电源续航时间，减少电源维护次数。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：通过位移传感器、倾角传感器监测井盖的位移与倾斜，通过电池欠压检测装置监测电源的电压，当井盖位移或倾斜超过预设范围或电源欠压时，智能井盖模块发送电信号给中继器，中继器传输信息给监控模块，监控模块发现井盖异常后会显示异常信息在显示屏，声光报警器发出报警，向手持式终端发送巡检指令，巡检人员利用手持式终端向井盖的无线接收装置发送电信号，对应井盖发出声光报警方便巡检人员找到井盖，巡检人员在权限校验装置校验权限，将智能井盖模块的微处理器断电，防止维护井盖时井盖发送相关数据影响监控模块井盖异常的判断，本实用新型自动化程度高、使用便利，使监控数量众多的井盖变得更加容易、智能、反应迅速，同时，超级电容电池的电源充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源、绿色环保，太阳能充电装置可为电源充电，电源避免常态化地向微处理器供电，节约电能，续航更久，电源的维护成本低，智能井盖模块和中继器以免费频段的ZigBee自组网相连，网络维护成本低。

以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种城区井盖状态在线监视系统，其特征在于，包括：多个智能井盖模块、多个中继模块及一监控模块；所述智能井盖模块包括井盖本体和固定于井盖本体的井盖智能组件，所述井盖智能组件包括位移传感器、倾角传感器、电源、权限校验装置、控制器、无线接收装置、微处理器、ZigBee通信装置、第一声光报警器；所述控制器与所述位移传感器、所述倾角传感器、所述权限校验装置、所述无线接收装置、所述电源、所述微处理器电性连接，所述控制器根据位移传感器、倾角传感器、权限校验装置、无线接收装置发送的信号控制电源与微处理器连接或者断开连接，控制位移传感器、倾角传感器、无线接收装置与微处理器连接或者断开连接；所述微处理器与所述ZigBee通信装置、所述第一声光报警器电性连接，所述微处理器在与位移传感器、倾角传感器连接的状态下接收和处理传感器的测量数据并通过ZigBee通信装置无线发送给中继模块，所述微处理器在与无线接收装置连接的状态下接收无线接收装置的电信号并控制第一声光报警器报警；所述中继模块包括ZigBee数据集中器和无线公网发射器，ZigBee数据集中器连接无线公网发射器，ZigBee数据集中器接收ZigBee通信装置发送的数据，将接收的数据解析打包后传递给无线公网发射器；所述监控模块包括中央处理器、监控中心无线接收装置、手持式终端，中央处理器与监控中心无线接收装置、手持式终端电性连接，监控中心无线接收装置接收无线公网发射器发送的数据，中央处理器处理监控中心无线接收装置接收的数据并向手持式终端发送巡检指令，手持式终端向无线接收装置发送电信号。

2.如权利要求1所述的城区井盖状态在线监视系统，其特征在于，所述电源采用超级电容电池。

3.如权利要求1所述的城区井盖状态在线监视系统，其特征在于，所述井盖智能组件还包括一太阳能充电装置，所述太阳能充电装置和所述电源电性连接。

4.如权利要求1所述的城区井盖状态在线监视系统，其特征在于，所述井盖智能组件还包括一电池欠压检测装置，所述电池欠压检测装置与所述电源、所述控制器电性连接，所述电池欠压检测装置检测所述电源电压并在所述电源欠压时发送电信号给所述控制器，所述控制器根据电池欠压检测装置发送的信号控制电源与微处理器连接或者断开连接以及控制电池欠压检测装置与微处理器连接或者断开连接，微处理器在与电池欠压检测装置连接的状态下接收和处理电池欠压检测装置发送的电信号并通过ZigBee通信装置无线发送给中继模块。

5.如权利要求1所述的城区井盖状态在线监视系统，其特征在于，所述监控模块还包括显示屏、第二声光报警器，所述显示屏、所述第二声光报警器与所述中央处理器电性连接。

6.如权利要求1所述的城区井盖状态在线监视系统，其特征在于，所述权限校验装置为指纹识别装置或语音识别装置或电子密码输入装置，所述权限校验装置校验权限成功则向控制器发送电信号。