CN209323573U - 一种智能井盖 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能井盖。包括复合井盖和控制单元，复合井盖是在井盖内嵌入了光电器件封装为一体，构成一个能够承重又能够提供电源和传输信号的构件，主要由井盖基座、器件层、支撑层、封装层、井圈组成。控制单元主要由传感器、太阳能光伏板、通信天线、RFID电子标签、处理器、电源管理器、无线通讯模块组成。将太阳能光伏电池板、电控箱、无线传输天线与井盖集成为一体，用于将现有就管网改造成智能管网，在需要采集管网数据的检查井处更换此井盖，检查井内设置传感器，传感器连接至电控箱，采集的数据信号经过处理通过互联网传输至监控中心。

Description

一种智能井盖

技术领域

本实用新型涉及一种井盖，涉及地下管线工程领域及智能监控领域，特别涉及一种用于基于物联网的智能管网的井盖。

背景技术

城市地下管网是城市维持正常运转的基础设施，城市地下综合管线包括给水、排水、燃气、热力、电力、通讯等。不同专业的管线虽然介质不同，但都需要对其运行状况监测，以排水管线为例，涉及到流速、流量、水位、水质等参数和淤积深度、是否堵塞等状况，过去传统的监测主要依赖人工巡查，费时费力。互联网技术的飞跃发展，管网的智能监控得以实现，在检查井内设置传感器，采集监测信号，通过信号处理及传输系统，传至监控中心。有一种分散采集信号，通过电缆供电并通过电力载波传输，再集中处理通过网络传输至监控中心的现有技术，将小范围的各个检查井的传感器采集的数据，采用电缆传输至集中控制的电控箱，再集中通过网络传输至监控中心，这种方式可以降低传输至监控中心的成本，但需要在管线沿线布设电缆，适合新建的管线。

城市许多管线是已经建好并使用多年的，传统管网无法供电及通讯的，这些管线如果改建成智能监控系统，就需要在采集数据的检查井内安装传感器，数据电缆经过穿线管引到井外，在人行道旁架立设备杆，上面安装电控箱，电源引自附近的市电，也可以采取杆上安装太阳能光伏板供电。由于城市地下管网繁多，布设在城市道路下的管网都需要占用一点的地下空间，一般排水管道布设在车行道下，给水、燃气、电缆、通讯布设在人行道下，传感器电缆穿线管设置需要破除路面或人行道，设备杆也会影响城市景观。

发明内容

本实用新型的目的是：提供一种智能井盖，由复合井盖和控制单元组成，将太阳能光伏电池板、电控箱、无线传输天线与井盖集成为一体，用于将现有就管网改造成智能管网，在需要采集管网数据的检查井处更换此井盖，检查井内设置传感器，传感器连接至电控箱，采集的数据信号经过处理通过互联网传输至监控中心。有益效果是：克服了现有原有管线改造智能管网需要破路安装穿线管，地面需加设设备杆的缺陷，智能井盖配合智能传感器模组，能够方便、快捷的实现智能管网的数据采集功能，一体化的设计方式，解决了传统管网无法供电及通讯的问题，安装简单，维护便捷。

本实用新型是通过以下技术实现的：智能井盖包括复合井盖10和控制单元20，所述的复合井盖10是在井盖内嵌入了光电器件封装为一体，构成一个承受重量，提供电源和传输信号的构件，主要由井盖基座1、器件层2、支撑层3、封装层4、井圈5组成。所述的控制单元20主要由传感器11、太阳能光伏板12、通信天线13、RFID电子标签14、处理器15、电源管理器16、无线通讯模块17组成。

所述的井盖基座1的中部设有一个正方形凹槽，凹槽的底部为器件层2，器件层2用于安装不能受光线和电磁信号屏蔽的光电器件，器件层2的上部为支撑层3，用于保护光电器件，支撑层3的上部为封装层4，封装层4的顶面与井盖基座1的顶面平齐，顶面设有防滑纹。井盖基座1采用铰轴6与井圈5铰接。

所述的支撑层3为高强抗压透明材料。所述的封装层4为塑性流体材料，经过固化后形成的固态透明防水层。所述的器件层2内安装有太阳能光伏板12、通信天线13、RFID电子标签14。

所述的处理器15、电源管理器16、无线通讯模块17安装在电控箱18内，电控箱18固定在井盖基座1的底部。

所述的井盖基座1由铸铁或树脂复合材料构成。

所述的支撑层3为PVB夹层玻璃，由两层高强钢化玻璃中间夹一层聚乙烯醇缩丁醛PVB膜构成。

所述的封装层4采用透明水泥制作，也可采用透明树脂制作。

所述的传感器11安装在检查井内，通过电缆与处理器15连接，传感器11检测的信号经过A/D转换和数据处理，数据处理后信号经无线通讯模块17进行调制，通过通信天线13发射信号上传至网络。

所述的太阳能光伏板12输出的电能，通过电源管理器16对配置的蓄电池充放电管理，为处理器15和无线通讯模块17提供电源。

所述的器件层2和电控箱18的防护等级为IP67。

上述部件构成一个由太阳能供电的，用于地下管网智能采集控制系统的井盖。

附图说明

图1为本实用新型平面图；

图2为本实用新型剖面图（图1的A-A剖面）；

图3为本实用新型组装立体图；

图4控制单元原理图。

图中：1-井盖基座、2-器件层、3-支撑层、4-封装层、5-井圈、6-铰轴、10-复合井盖、11-传感器、12-太阳能光伏板、13-通信天线、14- RFID电子标签、15-处理器、16-电源管理器、17-无线通讯模块、18-电控箱、20-控制单元。

具体实施方式

为了本领域技术人员更好地理解本实用新型，结合附图1～附图4对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。

本实用新型是一种用于智能管网的井盖，包括复合井盖10和控制单元20，复合井盖10是在井盖内嵌入了光电器件封装为一体，构成一个承受重量，提供电源和传输信号的构件，主要由井盖基座1、器件层2、支撑层3、封装层4、井圈6组成。控制单元20主要由传感器11、太阳能光伏板12、通信天线13、RFID电子标签14、处理器15、电源管理器16、无线通讯模块17组成。

井盖基座1由铸铁或树脂复合材料构成，球墨铸铁有较好的塑造性，较高的强度、韧性、耐磨性，广泛应用于井盖制造，井盖基座1可优选球墨铸铁。树脂复合材料是由以有机聚合物为基体的纤维增强材料，复合材料没有回收利用价值，具有较好的防盗性，目前也较多应用于检查井盖制造，在有防盗要求时可选用复合材料。在制造井盖基座1时，井盖基座1的中部设有一个正方形凹槽，凹槽分为二层，凹槽的底部为器件层2，器件层2凹槽小于上部的支撑层3和封装层4凹槽，形成一个台，便于安放支撑层3。本实用新型平面图见图1，井盖平面形状为圆形，井盖基座1采用铰轴6与井圈5铰接，井圈5砌筑在检查井上，通过铰轴6井盖可以翻起打开，而又不能移动，可以起到良好的防盗效果。图1为井盖的顶面向下看的俯视平面图，中间的方形显示的是最上层的封装层4。井盖基座1制造时顶面设有防滑纹（图1未显示），用于车辆、行人通过时防滑。

器件层2用于安装不能受光线和电磁信号屏蔽的光电器件。器件层2内安装有太阳能光伏板12，为智能监控系统提供电源。器件层2内还安装有通信天线13，可以不受井盖材料的屏蔽，提高无线信号发射的效率。器件层2内还安装有RFID电子标签14，RFID电子标签是无线射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，在管线繁多的城市道路或工业园区，巡查人员可以通过手持的设备快速识别检查井的类别，甚至可以读取监测数据。器件层2内还可以安装光电标识，采用不同的颜色或形状标识，用于识别地下管线的属性。比如采用LED制作成“给水”、“雨水”“燃气”等字样的发光体，透过支撑层3和封装层4，可以辨识字样，夜间可以发出不同颜色的光，显示出字样，方便夜间巡查识别。器件层2的深度应满足光电器件安装要求，光电器件不会接触到支撑层3。上述光电器件采用封固胶粘贴在器件层2的底部，器件的电缆引线从器件层2底部的穿线孔引出至井盖基座1外，引线与穿线孔采用密封胶密封。

本实用新型剖面图见图2，从图2可以看出，器件层2的上部为支撑层3，用于保护光电器件。器件层2的光电器件安装完毕后，在器件层2上部安装支撑层3，支撑层3为高强抗压透明材料，采用PVB夹层玻璃制作，由两层高强钢化玻璃中间夹一层聚乙烯醇缩丁醛PVB膜构成。支撑层3的边长略小于上部正方形的凹槽，大于下部器件层2的凹槽，支撑层3的侧边和底面边缘涂抹密封胶，粘结在器件层2的上部，将光电器件密封在器件层2内。支撑层3的上部为封装层4，封装层4为塑性流体材料，经过固化后形成的固态透明防水层，封装层4可采用透明水泥制作，透明水泥是一种特殊的水泥，一种具有透光性能的新型建材，是由光纤和细磨水泥组成的化合物，透明水泥与水的水化反应固化成固态。透明水泥的透光率受掺加水泥的量影响，透光率较低。封装层4也可采用透明树脂制作，透明树脂是采用高分子材料，加入固话剂形成的固态透明体。为了增加井盖的强度，可在透明树脂中掺加一定量的玻璃纤维。透明树脂的透光率高，制作封装层4可优选透明树脂。在固定好支撑层3上部浇筑封装层4，封装层4的顶面与井盖基座1的顶面平齐，在封装层4固化成固态状态前，采用与井盖基座1顶面相同花纹的模具压在封装层4的上面，固化后形成与井盖基座1一致的防滑纹。本实用新型组装立体图见图3，图3未显示井圈5。

本实用新型控制单元20原理图见图4。太阳能光伏板12、通信天线13、RFID电子标签14封装在复合井盖10内，处理器15、电源管理器16、无线通讯模块17安装在电控箱18内，电控箱18安装在井盖基座1的底部，采用不锈钢螺栓固定。传感器11设置在检查井内，传感器11至少为一个，也可以为多个，可根据管网需要可设置不同的传感器。如污水管线，可以设置流速、流量、水深、水质等传感器。传感器11通过电缆与处理器15连接，传感器11检测的信号经过A/D转换和数据处理，数据处理后信号经无线通讯模块17进行调制，通过通信天线13发射信号上传至网络，信号通过互联网传至监控中心，监控中心对数据分析处理，可得到管线运行的状况。太阳能光伏板12输出的电能，通过电源管理器16对配置的蓄电池充放电管理，为处理器15和无线通讯模块17提供电源，蓄电池可选用锂电池、镍镉电池、铅蓄电池，优选锂电池。

器件层2和电控箱18的防护等级按IP67设置， 可以防止泥砂、尘埃进入，常温常压下，当外壳暂时浸泡在1m深的水里将不会造成有害影响。

根据不同管线监控的要求，设置不同的传感器11，监测信号经过处理器15处理，无线通讯模块17发射信号，通过互联网传输至监控中心，实现一个由太阳能供电的，用于地下管网智能监控系统。

Claims (7)

1.一种智能井盖，其特征是：包括复合井盖（10）和控制单元（20），所述的复合井盖（10）是在井盖内嵌入了光电器件封装为一体，构成一个承受重量，提供电源和传输信号的构件，主要由井盖基座（1）、器件层（2）、支撑层（3）、封装层（4）、井圈（5）组成；所述的控制单元（20）主要由传感器（11）、太阳能光伏板（12）、通信天线（13）、RFID电子标签（14）、处理器（15）、电源管理器（16）、无线通讯模块（17）组成；

所述的井盖基座（1）的中部设有一个正方形凹槽，凹槽的底部为器件层（2），器件层（2）用于安装不能受光线和电磁信号屏蔽的光电器件，器件层（2）的上部为支撑层（3），用于保护光电器件，支撑层（3）的上部为封装层（4），封装层（4）的顶面与井盖基座（1）的顶面平齐，顶面设有防滑纹；井盖基座（1）采用铰轴（6）与井圈（5）铰接；

所述的支撑层（3）为高强抗压透明材料；

所述的封装层（4）为塑性流体材料，经过固化后形成的固态透明防水层；

所述的器件层（2）内安装有太阳能光伏板（12）、通信天线（13）、RFID电子标签（14）；

所述的处理器（15）、电源管理器（16）、无线通讯模块（17）安装在电控箱（18）内，电控箱（18）固定在井盖基座（1）的底部。

2.根据权利要求1所述的智能井盖，其特征是：所述的井盖基座（1）由铸铁或树脂复合材料构成。

3.根据权利要求1所述的智能井盖，其特征是：所述的支撑层（3）为PVB夹层玻璃，由两层高强钢化玻璃中间夹一层聚乙烯醇缩丁醛PVB膜构成。

4.根据权利要求1所述的智能井盖，其特征是：所述的封装层（4）采用透明水泥制作，也可采用透明树脂制作。

5.根据权利要求1所述的智能井盖，其特征是：所述的传感器（11）安装在检查井内，通过电缆与处理器（15）连接，传感器（11）检测的信号经过A/D转换和数据处理，数据处理后信号经无线通讯模块（17）进行调制，通过通信天线（13）发射信号上传至网络。

6.根据权利要求1所述的智能井盖，其特征是：所述的太阳能光伏板（12）输出的电能，通过电源管理器（16）对配置的蓄电池充放电管理，为处理器（15）和无线通讯模块（17）提供电源。

7.根据权利要求1所述的智能井盖，其特征是：所述的器件层（2）和电控箱（18）的防护等级为IP67。