CN212926169U - 一种智慧井盖 - Google Patents

Abstract

一种智慧井盖，包括井盖、防水外壳、电池、电路板、天线和网络平台，所述防水外壳固定设置在井盖上，所述电池和电路板均固定设置在防水外壳内，所述电池和电路板电性连接，所述电路板通过天线和网络平台连接；其中，所述电路板包括CPU微控制器单元、NB‑iot窄带通信模组、GPS定位模组、蓝牙打卡签到模组和倾斜三轴传感器模组，所述CPU微控制器单元通过NB‑iot窄带通信模组和天线与网络平台连接。本实用新型的智慧井盖基于最新的NB‑iot技术，实现井盖状态的实时监测。当井盖出现倾覆，被擅自打开或被偷盗时，其会立即发送报警信息，并提供实时的定位信息，以便我们能及时发现井盖出现的问题并迅速做出有效的应对措施。

Description

一种智慧井盖

技术领域

本实用新型属于物联网技术领域，具体地，涉及一种智慧井盖。

背景技术

近年来随着我国城镇化进程不断加快，城市基础设施建设事业的持续高速发展，城市中给排水、燃气、热力、电力、通讯等各类市政公用地下管线设施日益增加，城市路面上相应各类检查井相应地不断增多，城市道路井盖的管理也愈发重要。

井盖，用于遮盖道路或家中深井，防止人或者物体坠落，按材质可分为金属井盖、高强度纤维水泥混凝土井盖、树脂井盖等，一般采用圆形、方形或者长方形，可用于绿化带、人行道、机动车道、码头、小巷等，在中国井盖的国家标准有很多种，单层的、双层的、铸铁、球墨铸铁、复合、水泥、菱镁等等。

但是，在面临井盖异常情况时，主管单位通常是依靠人力调度的方式进行巡查和维修，某些急需维修的故障常常得不到有效的维修。例如，井盖失盗和非法打开井盖的情况，通常维修人员仅依据接到故障的时间和地点对故障进行维修，由此会造成效率的低下。也有采用人工巡检的方式，沿着线路进行排查，费时费力，容易漏检。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种智慧井盖，通过物联网的最新科技，解决雨污水井位移、翻转导致的行人安全问题。

技术方案：本实用新型提供了一种智慧井盖，包括井盖、防水外壳、电池、电路板、天线和网络平台，所述防水外壳固定设置在井盖上，所述电池和电路板均固定设置在防水外壳内，所述电池和电路板电性连接，所述电路板通过天线和网络平台连接；其中，所述电路板包括CPU微控制器单元、NB-iot窄带通信模组、GPS定位模组、蓝牙打卡签到模组和倾斜三轴传感器模组，所述CPU微控制器单元通过NB-iot窄带通信模组和天线与网络平台连接，所述GPS定位模组、蓝牙打卡签到模组和倾斜三轴传感器模组均与CPU微控制器单元的输入端连接。本实用新型的智慧井盖基于最新的NB-IOT技术，实现井盖状态的实时监测。当井盖出现倾覆，被擅自打开或被偷盗时，其会立即发送报警信息，并提供实时的定位信息，以便我们能及时发现井盖出现的问题并迅速做出有效的应对措施。

进一步的，上述的智慧井盖，所述倾斜三轴传感器模组用以实时监测井盖倾斜角度，所述井盖的倾斜角度超出15°～20°后，可通过倾斜三轴传感器模组将井盖的位置和姿态信息发送给CPU微控制器单元。

进一步的，上述的智慧井盖，所述GPS定位模组用以获得井盖的位置信息，并且CPU微控制器单元通过GPS定位模组、NB-iot窄带通信模组和天线将井盖的位置信息发送给网络平台。

进一步的，上述的智慧井盖，所述蓝牙打卡签到模组用以提供工作人员设置和签到打卡通道。

进一步的，上述的智慧井盖，所述CPU微控制器单元采用的芯片是NANO110SC2BN。

进一步的，上述的智慧井盖，所述GPS定位模组包括GPS芯片、电阻一、电阻二、电容一、电容二、晶振、电阻三、电阻四、可调电阻一、可调电阻二、电容三、电容四和反相器，所述电容一和电容二并联，所述晶振连接在电容一和电容二的并联电路之间，所述电容一和电容二分别连接在电阻二的两端，所述电容一和电阻一串联，所述电阻一和电阻二分别与GPS芯片的管脚连接，所述电容三和电容四并联，所述电容三的支路上并联有电阻三和电阻四，所述电阻三和电阻四分别与GPS定位模组的管脚连接，所述电容四和可调电阻一串联后与GPS定位模组的管脚连接，所述可调电阻二与GPS定位模组的管脚，所述反相器与GPS定位模组的管脚连接。

进一步的，上述的智慧井盖，所述防水外壳包括井盖防水盒上盖、井盖防水盒底盒、井盖防水盒电路板支架、电路板和电池，所述井盖防水盒底盒为上端开口的圆筒形结构，所述井盖防水盒上盖的外壁通过螺丝固定在井盖防水盒底盒的上，所述井盖防水盒上盖内壁的底面和井盖防水盒电路板支架的下端面包裹形成空腔一，所述空腔一进行胶封，所述电路板和电池设置在井盖防水盒上盖和井盖防水盒电路板支架的上端面所围腔体内，所述井盖防水盒电路板支架固定设置在井盖防水盒上盖伸入井盖防水盒底盒的下端上，并且井盖防水盒电路板支架的下端部与井盖防水盒底盒内部底面之间设有一定间隙，所述电路板和电池均设置在井盖防水盒电路板支架上。

上述技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型所述的智慧井盖，本产品和马路井盖一体安装，整个产品采用电池供电，在井盖产生姿态或位置变化时和井盖下水位发生变化时及时向网络服务器发送该井盖的姿态、位置信息和井盖下液位高度。除此之外还提供井盖维修人员的现场打卡签到功能；为雨污水管网的养护和管理插上了物联网的翅膀，较好地解决了排水管网公司在井盖安全和液位监测两大业务痛点。有望显著提升排水管网公司的工作效率，降低劳动强度，推动管网的维护管理水平向互联网+跃进。

附图说明

图1为本实用新型所述智慧井盖的结构框图；

图2为本实用新型所述CPU微控制器单元的结构示意图；

图3为本实用新型所述蓝牙打卡签到模组的结构示意图;

图4为本实用新型所述NB-iot窄带通信模组的结构示意图；

图5为本实用新型所述GPS定位模组的结构示意图；

图6为本实用新型所述井盖和防水外壳的结构示意图;

图7为图11中A-A向的剖面图；

图8为图11中B-B向的剖面；

图9为本实用新型所述防水外壳的主视图；

图10为本实用新型所述防水外壳的仰视图；

图11为本实用新型所述防水外壳的俯视图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

如图1-5所示的智慧井盖，包括井盖101、防水外壳102、电池5、电路板4、天线105和网络平台106，所述防水外壳102固定设置在井盖101上，所述电池5和电路板4均固定设置在防水外壳102内，所述电池5和电路板4电性连接，所述电路板4通过天线105和网络平台106连接；其中，所述电路板4包括CPU微控制器单元107、NB-iot窄带通信模组108、GPS定位模组109、蓝牙打卡签到模组110和倾斜三轴传感器模组111，所述CPU微控制器单元107通过NB-iot窄带通信模组108和天线105与网络平台106连接，所述GPS定位模组109、蓝牙打卡签到模组110和倾斜三轴传感器模组111均与CPU微控制器单元107的输入端连接。

其中，所述倾斜三轴传感器模组111用以实时监测井盖倾斜角度，所述井盖101的倾斜角度超出15°～20°后，可通过倾斜三轴传感器模组111将井盖101的位置和姿态信息发送给CPU微控制器单元107。所述GPS定位模组109用以获得井盖101的位置信息，并且CPU微控制器单元107通过GPS定位模组109、NB-iot窄带通信模组108和天线105将井盖101的位置信息发送给网络平台106。所述蓝牙打卡签到模组110用以提供工作人员设置和签到打卡通道。

此外，所述CPU微控制器单元107采用的芯片是NANO110SC2BN。所述GPS定位模组109包括GPS芯片113、电阻一114、电阻二115、电容一116、电容二117、晶振118、电阻三119、电阻四120、可调电阻一121、可调电阻二122、电容三123、电容四124和反相器125，所述电容一116和电容二117并联，所述晶振118连接在电容一116和电容二117的并联电路之间，所述电容一116和电容二117分别连接在电阻二115的两端，所述电容一116和电阻一114串联，所述电阻一114和电阻二115分别与GPS芯片113的管脚连接，所述电容三123和电容四124并联，所述电容三123的支路上并联有电阻三119和电阻四120，所述电阻三119和电阻四120分别与GPS定位模组109的管脚连接，所述电容四124和可调电阻一121串联后与GPS定位模组109的管脚连接，所述可调电阻二122与GPS定位模组109的管脚，所述反相器125与GPS定位模组109的管脚连接。

上述各个模块：

（1）系统采用NB-IOT物联网通讯模块（中国电信），向后台服务器发送设备信息和倾斜报警；

（2）三轴角度传感器，实时感应井盖倾斜角度，超出预设值（15～20度）后自动发送报警信息；

（3）GPS定位模块，实时定位，预警井盖位移，并方便安装，生成定位地图，定位精度2-5m；

（4）蓝牙4.0通讯模块，提供工作人员设置和签到打卡通道；

（5）高能锂电池供电，预期工作寿命5～6年，电池可更换；

当微控制器通过倾斜传感器检测到井盖倾斜时，通过GPS获得井盖位置信息，并即时通过NB-iot窄带通信向网络服务器报告井盖的位置和姿态信息。另外，现场维保人员可以实时激活系统向网络服务器报备维保信息。

实施例二

如图6-11所示的防水外壳102包括井盖防水盒上盖1、井盖防水盒底盒2、井盖防水盒电路板支架3、电路板4和电池5，所述井盖防水盒底盒2为上端开口的圆筒形结构，所述井盖防水盒上盖1的外壁通过螺丝固定在井盖防水盒底盒2的上，所述井盖防水盒上盖1内壁的底面和井盖防水盒电路板支架3的下端面包裹形成空腔一100，所述空腔一100进行胶封，所述电路板4和电池5设置在井盖防水盒上盖1和井盖防水盒电路板支架3的上端面所围腔体内，所述井盖防水盒电路板支架3固定设置在井盖防水盒上盖1伸入井盖防水盒底盒2的下端上，并且井盖防水盒电路板支架3的下端部与井盖防水盒底盒2内部底面之间设有一定间隙10，所述电路板4和电池5均设置在井盖防水盒电路板支架3上。

其中，井盖防水盒上盖1和井盖防水盒底盒2的具体连接结构为，在井盖防水盒底盒2上端开口的内壁上设有第一凹台21，所述井盖防水盒上盖1上端外圆周上设有第一凸台11，所述第一凸台11设置在第一凹台21内。将井盖防水盒上盖1插入井盖防水盒底盒2后，第一凸台11至于第一凹台21上，然后用胶封，将井盖防水盒上盖1和井盖防水盒底盒2密封住。

此外，为了加强井盖防水盒上盖1和井盖防水盒底盒2之间的连接，所述第一凸台11和第一凹台21之间设有一组螺丝锁紧组件6，所述螺丝锁紧组件6包括六角螺帽61、内六角螺丝62和井盖防水盒螺丝塞子63，所述六角螺帽61固定设置在第一凸台11靠近第一凹台21的端部，所述内六角螺丝62与井盖防水盒底盒2内的铜嵌件连接，所述井盖防水盒螺丝塞子63罩设在内六角螺丝62螺帽的端部。一组螺丝锁紧组件6优选可设置为四个，并且以环形阵列的方式设置。

再次，井盖防水盒底盒2远离开口端的底部设有第二通孔22，所述第二通孔22位于井盖防水盒底盒2的中心位置，所述井盖防水盒底盒2内部底面为倾斜面，并且井盖防水盒底盒2底部的倾斜面下端部位于第二通孔22处。由于井盖经常接触液体或者水，一旦井盖防水盒底盒2有积水，可以直接排掉，放置液体或者水在井盖防水盒底盒2内积存。

上述结构中，井盖防水盒电路板支架3包括电路板支架本体31和电池放置架32，所述电池放置架32设置在电路板支架本体31上，所述电路板4设置在电路板支架本体31上，所述电池放置架32的截面为半圆形，并且电池放置架32上设有电池放置槽321，所述电池放置槽321的截面为半圆形，所述电池5放置在电池放置槽321内。电路板支架本体31的外圆周设有第二凸台311，所述井盖防水盒上盖1下端部的内壁上设有第二凹台12，所述第二凸台311和第二凹台12贴合。

另外，为了加强防水外壳的强度，井盖防水盒底盒2的外壁上以环形阵列的方式设有一组防水盒底盒固定部23。井盖防水盒底盒2的外壁上设有一组第一加强筋24，所述一组第一加强筋24沿井盖防水盒底盒2的轴向设置。井盖防水盒上盖1内部顶板上设有一组第二加强筋13。并且，井盖防水盒底盒2的第二通孔22处设有延伸部25，所述延伸部25的截面为圆环形，并且延伸部25设置在井盖防水盒底盒2远离井盖防水盒上盖1的端面上。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种智慧井盖，其特征在于：包括井盖（101）、防水外壳（102）、电池（5）、电路板（4）、天线（105）和网络平台（106），所述防水外壳（102）固定设置在井盖（101）上，所述电池（5）和电路板（4）均固定设置在防水外壳（102）内，所述电池（5）和电路板（4）电性连接，所述电路板（4）通过天线（105）和网络平台（106）连接；

其中，所述电路板（4）包括CPU微控制器单元（107）、NB-iot窄带通信模组（108）、GPS定位模组（109）、蓝牙打卡签到模组（110）和倾斜三轴传感器模组（111），所述CPU微控制器单元（107）通过NB-iot窄带通信模组（108）和天线（105）与网络平台（106）连接，所述GPS定位模组（109）、蓝牙打卡签到模组（110）和倾斜三轴传感器模组（111）均与CPU微控制器单元（107）的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的智慧井盖，其特征在于：所述倾斜三轴传感器模组（111）用以实时监测井盖倾斜角度，所述井盖（101）的倾斜角度超出15°～20°后，可通过倾斜三轴传感器模组（111）将井盖（101）的位置和姿态信息发送给CPU微控制器单元（107）。

3.根据权利要求1所述的智慧井盖，其特征在于：所述GPS定位模组（109）用以获得井盖（101）的位置信息，并且CPU微控制器单元（107）通过GPS定位模组（109）、NB-iot窄带通信模组（108）和天线（105）将井盖（101）的位置信息发送给网络平台（106）。

4.根据权利要求1所述的智慧井盖，其特征在于：所述蓝牙打卡签到模组（110）用以提供工作人员设置和签到打卡通道。

5.根据权利要求1所述的智慧井盖，其特征在于：所述CPU微控制器单元（107）采用的芯片是NANO110SC2BN。

6.根据权利要求1所述的智慧井盖，其特征在于：所述GPS定位模组（109）包括GPS芯片（113）、电阻一（114）、电阻二（115）、电容一（116）、电容二（117）、晶振（118）、电阻三（119）、电阻四（120）、可调电阻一（121）、可调电阻二（122）、电容三（123）、电容四（124）和反相器（125），所述电容一（116）和电容二（117）并联，所述晶振（118）连接在电容一（116）和电容二（117）的并联电路之间，所述电容一（116）和电容二（117）分别连接在电阻二（115）的两端，所述电容一（116）和电阻一（114）串联，所述电阻一（114）和电阻二（115）分别与GPS芯片（113）的管脚连接，所述电容三（123）和电容四（124）并联，所述电容三（123）的支路上并联有电阻三（119）和电阻四（120），所述电阻三（119）和电阻四（120）分别与GPS定位模组（109）的管脚连接，所述电容四（124）和可调电阻一（121）串联后与GPS定位模组（109）的管脚连接，所述可调电阻二（122）与GPS定位模组（109）的管脚，所述反相器（125）与GPS定位模组（109）的管脚连接。

7.根据权利要求1所述的智慧井盖，其特征在于：所述防水外壳（102）包括井盖防水盒上盖（1）、井盖防水盒底盒（2）、井盖防水盒电路板支架（3）、电路板（4）和电池（5），所述井盖防水盒底盒（2）为上端开口的圆筒形结构，所述井盖防水盒上盖（1）的外壁通过螺丝固定在井盖防水盒底盒（2）的上，所述井盖防水盒上盖（1）内壁的底面和井盖防水盒电路板支架（3）的下端面包裹形成空腔一（100），所述空腔一（100）进行胶封，所述电路板（4）和电池（5）设置在井盖防水盒上盖（1）和井盖防水盒电路板支架（3）的上端面所围腔体内，所述井盖防水盒电路板支架（3）固定设置在井盖防水盒上盖（1）伸入井盖防水盒底盒（2）的下端上，并且井盖防水盒电路板支架（3）的下端部与井盖防水盒底盒（2）内部底面之间设有一定间隙（10），所述电路板（4）和电池（5）均设置在井盖防水盒电路板支架（3）上。

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