CN207946688U - 一种基于角度与光线检测的窨井盖无线检测终端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例提供了一种基于角度与光线检测的窨井盖无线检测终端，包括检测终端主体、与该检测终端主体远程通讯连接的云端管理平台、及安装于窨井盖背面的六轴传感器和光线传感器，所述检测终端主体包括可拆卸锂电池、MCU和NB‑TOT通讯单元，所述六轴传感器和所述光线传感器的输出端分别与所述MCU上各输入端相连接，所述MCU的输出端与NB‑TOT通讯单元的输入端连接，所述NB‑TOT通讯单元与所述云端管理平台双向连接，可以快速的发现窨井盖的异常状态，通过传感器参数的反馈可以为管理维护人员提供准确的维护信息，本实用新型安装方便，使用简单，不需要对主体的窨井盖改造，无需布线，仅仅加装上一个模块即可。
Description
技术领域
本实用新型涉及窨井盖管理技术领域，尤其涉及一种基于角度与光线检测的窨井盖无线检测终端。
背景技术
随着城市化进程的进一步加快，市政公用设施建设发展迅速。市政、电力、通信等部门有大量市政设备、资产需要管理。其中窨井盖成为了不可忽视的一项。大量在外井盖由于缺乏有效的实时监控管理手段，给不法分子提供了可乘之机，移动、偷盗井盖等违法行为时有发生，同时，破损、损坏、丢失的井盖也因无法及时获知而得不到及时修复，这样不仅影响了相关设备的正常工作，造成巨大的直接或间接经济损失，而且丢失井盖的井口也会对道路上的车辆、行人造成极大的危害，对社会安定、安全造成了极大负面影响。由于数量地点的大面积和不规则分布，也导致的管理检修的难度。而目前市面上普遍都是最原始常规的窨井盖，没有任何的检测功能。更无法提供异常报警。因此，提供远程检测窨井盖状态的系统是一种有效的安全的即时的方便的管理监测手段。
当前，窨井盖检测有以下几种方式：
一、当前窨井盖的检测方式普遍还处于人力巡查，发生事故后的事后报警与处理。这种方式最为普遍，并且不具有快速有效的管理方式。
二、RFID方式，该方式能够实现了远程监控。但是由于必须需要配合RFID接收器的使用，对于窨井盖这种存在于各种各样的地方位置，会大大增加成本和施工工作量。
基于目前的窨井盖检测管理所存在的不足，提出一种新的窨井盖检测系统。
发明内容
本实用新型实施例所要解决的技术问题是提供一种能够实时有效检测窨井盖状态，并及时反馈信息到指定的管理平台的检测终端。
本实用新型实施例提供了一种基于角度与光线检测的窨井盖无线检测终端，包括检测终端主体、与该检测终端主体远程通讯连接的云端管理平台、及安装于窨井盖背面的六轴传感器和光线传感器，其中：
所述检测终端主体包括可拆卸锂电池、MCU和NB-TOT通讯单元，所述六轴传感器和所述光线传感器的输出端分别与所述MCU上各输入端相连接，所述MCU的输出端与NB-TOT通讯单元的输入端连接，所述NB-TOT通讯单元与所述云端管理平台双向连接，所述可拆卸锂电池的输出端分别与所述六轴传感器、光线传感器、MCU和所述NB-TOT通讯单元的输入端相连接；
所述六轴传感器和所述光线传感器，用于对窨井盖的角速度、加速度和环境光线强度进行实时监测，并将监测信息转化为信号传输至MCU；
所述NB-TOT通讯单元，用于与所述云端管理平台建立无线远程通讯；
所述MCU，分别接收所述六轴传感器和所述光线传感器传输的信号并进行窨井盖角度与亮度分析处理，并将处理结果通过所述NB-TOT通讯单元传输至所述云端管理平台；
所述云端管理平台，接收所述MCU传输的信号对窨井盖的状态进行分析，并向所述MCU发送控制指令。
可选的，还包括电池电压检测电路，其中：
所述电池电压检测电路分别与所述可拆卸锂电池和所述MCU连接，用于检测所述可拆卸锂电池的电量信息，并将检测到的电量信息转化为信号传输至所述MCU，当所述可拆卸锂电池电量低于设定值时，所述MCU向所述云端管理平台发出告警信号，由所述云端管理平台进行警报指令处理。
可选的，所述六轴传感器的型号为MPU6050。
可选的，所述MCU的型号为STC15W4K56S4_LQFP32。
可选的，所述NB-TOT通讯单元包括NB-TOT芯片，所述NB-TOT芯片的型号为移远BC95-B5。
实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：
(1)本实用新型可以快速的发现窨井盖的异常状态，通过传感器参数的反馈可以为管理维护人员提供准确的维护信息。
(2)本实用新型安装方便，使用简单。不需要对主体的窨井盖改造，无需布线。仅仅加装上一个模块即可。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的基于角度与光线检测的窨井盖无线检测终端的结构示意图；
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，为本实用新型实施例提供的基于角度与光线检测的窨井盖无线检测终端的结构示意图。本实施例中所描述的基于角度与光线检测的窨井盖无线检测终端，包括检测终端主体10、与该检测终端主体10远程通讯连接的云端管理平台20、及安装于窨井盖背面的六轴传感器11和光线传感器12，其中：
所述检测终端主体10包括可拆卸锂电池103、MCU101和NB-TOT通讯单元102，所述六轴传感器11和所述光线传感器12的输出端分别与所述MCU101上各输入端相连接，所述MCU101的输出端与NB-TOT通讯单元102的输入端连接，所述NB-TOT通讯单元102与所述云端管理平台20双向连接，所述可拆卸锂电池103的输出端分别与所述六轴传感器11、光线传感器12、MCU101和所述NB-TOT通讯单元102的输入端相连接；
所述六轴传感器11和所述光线传感器12，用于对窨井盖的角速度、加速度和环境光线强度进行实时监测，并将监测信息转化为信号传输至MCU101；
所述NB-TOT通讯单元102，用于与所述云端管理平台20建立无线远程通讯；
所述MCU101，分别接收所述六轴传感器11和所述光线传感器12传输的信号并进行窨井盖角度与亮度分析处理，并将处理结果通过所述NB-TOT通讯单元102传输至所述云端管理平台20；
所述云端管理平台20，接收所述MCU101传输的信号对窨井盖的状态进行分析，并向所述MCU101发送控制指令。
具体的，该窨井盖无线检测终端采用可拆卸锂电池103供电，采用NB-IOT单元102通讯，具有一个六轴传感器11，一个光线传感器12，一个MSP系列低功耗核心MCU101，一个接触式按键，具有唯一的MAC地址。
进一步的，该窨井盖无线检测终端启动后，可以通过后台管理人员来初始化终端参数。检测终端主体10水平紧贴安装在窨井盖背面，MCU101接收云端管理平台20的初始化命令后，通过六轴传感器11获取到基础的角速度，加速度数据；通过光线传感器12获取窨井内的环境光线强度。MCU101通过对六轴数据进行四元数融合得到窨井盖的水平角度，通过对光线电压进行ADC和滤波得到环境亮度，并反馈到云端管理平台20，云端管理平台20确认后，通过TCP/IP协议将确认命令发送到MCU101，MCU101将保存该角度状态与亮度为初始的阈值角度状态及初始环境亮度，用于后续工作的报警参考阈值。之后，云端管理平台20发出布防命令。该窨井盖无线检测终端进入布防工作状态。
在布防状态下，该窨井盖无线检测终端会固定时间间隔向云端管理平台20上报电池电量和角度与亮度信息。当发生电池电量低于设置的阈值的情况后，该窨井盖无线检测终端会立即向云端管理平台20发送电量告警信息。当发生窨井盖角度大于或者小于报警参考阈值并持续超过预设时间情况后，该窨井盖无线检测终端立即向后台发送窨井盖状态异常告警信息。当发生窨井盖破裂导致窨井内光线发生变化并且超过预设值后，立即向云端管理平台20发送窨井盖异常告警信息。
云端管理平台20发出撤防命令后，该窨井盖无线检测终端将不会报警。仅仅发送角度与亮度信息以及电量告警信息。
本实用新型通过六轴传感器11和光线传感器12实时对窨井盖进行监测，可以快速的发现窨井盖的异常状态，通过传感器参数的反馈可以为管理维护人员提供准确的维护信息。而且本实用新型安装方便，使用简单。不需要对主体的窨井盖改造，无需布线。仅仅加装上一个模块即可。
进一步的，该基于角度与光线检测的窨井盖无线检测终端还包括电池电压检测电路104，其中：
所述电池电压检测电路104分别与所述可拆卸锂电池103和所述MCU101连接，用于检测所述可拆卸锂电池103的电量信息，并将检测到的电量信息转化为信号传输至所述MCU101，当所述可拆卸锂电池103电量低于设定值时，所述MCU101向所述云端管理平台20发出告警信号，由所述云端管理平台20进行警报指令处理。
由于MCU101是宽电压芯片，并且系统只需要检测该电压是否低于某个阈值，所以将PADC直接连接到MCU101，MC101通过ADC检测出对应电压的ADC值。
进一步的，所述六轴传感器11的型号为MPU6050。
具体的，MPU6050芯片使用IIC通讯方式。芯片连接到MCU101的外部中断引脚。当芯片内部计算的加速度或者角速度完成后发送一个脉冲信号到MCU，MCU接收到该信号后，启动IIC通讯协议，获取芯片的角速度与加速度数据。
进一步的，所述MCU的型号为STC15W4K56S4_LQFP32。
具体的，该MCU单片机集成了上电复位电路与高精准R/C振荡器，给单片机芯片加上电源就可跑程序；可在线编程与在线仿真，一颗芯片既是目标芯片，又是仿真芯片；集成了大容量的程序存储器、数据存储器以及EEPROM，增加了定时器、串行口等基本功能部件，集成了A/D、PCA、比较器、专用PWM模块、SPI等高功能接口部件，可大大简化单片机应用系统的外围电路，使单片机应用系统的设计更加简捷，系统性能更加高效、可靠。
进一步的，所述NB-TOT通讯单元包括NB-TOT芯片，所述NB-TOT芯片的型号为移远BC95-B5。
具体的，该芯片采用LTE3GPPRel.11技术，支持最大下行速率150Mbps和最大上行速率50Mbps；同时在封装上兼容移远通信UMTS/HSPA+UC20模块以及移远通信多网络制式LTECat.3EC20模块，可实现3G网络与4G网络之间的无缝切换。EC20R2.0系列模块能够向后兼容现有的EDGE和GSM/GPRS网络，以确保在缺乏3G和4G网络的偏远地区也能正常工作。
本实用新型实施例中的电路或元件可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
本实用新型实施例中所述模块或单元，可以通过通用集成电路，例如CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)，或通过ASIC(Application Specific IntegratedCircuit，专用集成电路)来实现。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
Claims (5)
1.一种基于角度与光线检测的窨井盖无线检测终端，其特征在于，包括检测终端主体、与该检测终端主体远程通讯连接的云端管理平台、及安装于窨井盖背面的六轴传感器和光线传感器，其中：
所述检测终端主体包括可拆卸锂电池、MCU和NB-TOT通讯单元，所述六轴传感器和所述光线传感器的输出端分别与所述MCU上各输入端相连接，所述MCU的输出端与NB-TOT通讯单元的输入端连接，所述NB-TOT通讯单元与所述云端管理平台双向连接，所述可拆卸锂电池的输出端分别与所述六轴传感器、光线传感器、MCU和所述NB-TOT通讯单元的输入端相连接；
所述六轴传感器和所述光线传感器，用于对窨井盖的角速度、加速度和环境光线强度进行实时监测，并将监测信息转化为信号传输至MCU；
所述NB-TOT通讯单元，用于与所述云端管理平台建立无线远程通讯；
所述MCU，分别接收所述六轴传感器和所述光线传感器传输的信号并进行窨井盖角度与亮度分析处理，并将处理结果通过所述NB-TOT通讯单元传输至所述云端管理平台；
所述云端管理平台，接收所述MCU传输的信号对窨井盖的状态进行分析，并向所述MCU发送控制指令。
2.根据权利要求1所述的一种基于角度与光线检测的窨井盖无线检测终端，其特征在于，还包括电池电压检测电路，其中：
所述电池电压检测电路分别与所述可拆卸锂电池和所述MCU连接，用于检测所述可拆卸锂电池的电量信息，并将检测到的电量信息转化为信号传输至所述MCU，当所述可拆卸锂电池电量低于设定值时，所述MCU向所述云端管理平台发出告警信号，由所述云端管理平台进行警报指令处理。
3.根据权利要求1所述的一种基于角度与光线检测的窨井盖无线检测终端，其特征在于，
所述六轴传感器的型号为MPU6050。
4.根据权利要求1所述的一种基于角度与光线检测的窨井盖无线检测终端，其特征在于，
所述MCU的型号为STC15W4K56S4_LQFP32。
5.根据权利要求1所述的一种基于角度与光线检测的窨井盖无线检测终端，其特征在于，
所述NB-TOT通讯单元包括NB-TOT芯片，所述NB-TOT芯片的型号为移远BC95-B5。
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| CN113606446A (zh) * | 2021-08-11 | 2021-11-05 | 大唐安途(江苏)信息技术有限公司 | 一种用于检测窨井盖异常状态的物联网智能终端设备 |
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