CN217542312U - 一种防盗型管道漏损监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种防盗型管道漏损监测装置，包括壳体，壳体设有上盖和底座，上盖和底座之间设有控制电路板，底座内设有压电陶瓷传感器和声音传感器；控制电路板上设有主控MCU，主控MCU的ADC采样电路与信号处理电路连接，信号处理电路分别与压电陶瓷传感器和声音传感器连接；主控MCU的串行通信接口与远程通信模块连接，远程通信模块与GPS模块连接；主控MCU的外部中断口分别与磁吸唤醒电路的霍尔开关和滚珠开关电路连接。本实施例能将装置的GPS位置信号通过远程通信模块发送至服务器，便于装置被盗后的实时位置追踪；通过双通道采样，能够得出更加准确的漏损点分析结果。
Description
技术领域
本实用新型属于管道漏损监测供技术领域，具体涉及一种防盗型管道漏损监测装置。
背景技术
供水管道漏损的定点监测装置，长期安装在管道井中，装置成本高昂，若遗失将对供水企业造成极大损失，因此，对于监测装置的防盗处理非常重要。
现有的管道漏损监测装置多采用物理方式进行防盗，例如在装置上加装防盗钩，但使用相关工具能够很容易将防盗钩拆卸下来，从而致使装置遗失，难以找回；此外，现有的管道漏损监测装置仅通过振动传感器采集信号，并将振动信号转换为漏水声信号来进行漏损点监测，但该种方式容易存在误判，导致监测结果不准确。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种防盗型管道漏损监测装置，用于解决现有技术中存在的至少一个问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型提供一种防盗型管道漏损监测装置，包括壳体，所述壳体设有上盖和底座，所述上盖和底座之间设有控制电路板，所述底座内设有压电陶瓷传感器和声音传感器；
所述控制电路板上设有主控MCU、信号处理电路、远程通信模块、GPS模块、磁吸唤醒电路以及滚珠开关电路，所述主控MCU包括ADC采样电路、串行通信接口和外部中断口；
所述主控MCU的ADC采样电路与所述信号处理电路连接，所述信号处理电路分别与所述压电陶瓷传感器和声音传感器连接；所述主控MCU的串行通信接口与所述远程通信模块连接，所述远程通信模块与所述GPS模块连接；所述主控MCU的外部中断口分别与所述磁吸唤醒电路的霍尔开关和所述滚珠开关电路连接。
在一种可能的设计中，所述装置还包括近场通信模块，所述近场通信模块与所述主控MCU的串行通信接口连接。
在一种可能的设计中，所述装置还包括FLASH存储电路，所述FLASH存储电路与所述主控MCU的SPI通信接口连接。
在一种可能的设计中，所述主控MCU采用型号为STM32L151RCT6的单片机。
在一种可能的设计中，所述信号处理电路包括第一运算放大器A，所述第一运算放大器A的同相输入端串联第一电阻R3后分别与所述压电陶瓷传感器和所述声音传感器连接，所述第一运算放大器A的反相输入端分别与第二电阻R2的一端和第三电阻R5的一端连接，所述第二电阻R2的另一端接地，所述第三电阻R5的另一端接所述第一运算放大器A的输出端，所述第一运算放大器A的中间级一端接场效应管Q1的漏极连接，场效应管Q1的漏极接一二极管后与场效应管Q1的源极和衬底连接后接入输入电压VDD，场效应管Q1的栅极与NPN三极管Q2的集电极连接，NPN三极管Q2的发射极接地，NPN三极管Q2的基极接第四电阻R6后与单片机的PB0引脚连接，所述第一运算放大器A中间级的另一端接地；
所述第一运算放大器A的输出端依次串联第一电容C14和第五电阻R7后与第二运算放大器B的同相输入端连接，所述第二运算放大器B的反相输入端分别与第六电阻R10的一端和第七电阻R12的一端连接，所述第六电阻R10的另一端接地，所述第七电阻R12的另一端接入所述第二运算放大器B的输出端。
在一种可能的设计中，所述远程通信模块采用NB-IOT模块，所述NB-IOT模块和所述GPS模块采用集成模块Ai-Think EC-01G模块。
在一种可能的设计中，所述磁吸唤醒电路包括型号为E22491SO的霍尔开关，所述霍尔开关的VDD引脚接入输入电压，所述霍尔开关的output引脚接单片机的外部中断口，所述霍尔开关的GND引脚接地。
在一种可能的设计中，所述滚珠开关电路包括开关S1，开关S1的一端接地，另一端与第八电阻R20串联后接单片机的PB8引脚。
在一种可能的设计中，所述近场通信模块包括蓝牙通信模块。
在一种可能的设计中，所述FLASH存储电路采用型号W25Q64的存储芯片。
本实用新型相较于现有技术的有益效果是：
本实用新型通过设置滚珠开关电路并与主控MCU的外部中断口连接，使得装置在受到外力移动时，滚珠开关触发报警，并令磁吸唤醒电路通过霍尔开关唤醒装置工作，从而将装置的GPS位置信号通过远程通信模块发送至服务器，便于装置被盗后的实时位置追踪，减小硬件成本损失；此外，通过压电陶瓷传感器和声音传感器进行双通道采样，能够获得管道漏损点处更详细的信息，从而为后续管道漏损点分析提供更丰富和准确的数据，以得出更加准确的分析结果。
附图说明
图1为本实施例中的防盗型管道漏损监测装置的结构示意图；
图2为本实施例中的防盗型管道漏损监测装置的控制电路结构框图；
图3为本实施例中的信号处理电路的电路原理图；
图4为本实施例中的GPS模块和远程通信模块的电路原理图；
图5为本实施例中的磁吸唤醒电路的电路原理图；
图6为本实施例中的滚珠开关电路的电路原理图；
图7为本实施例中的近场通信模块的电路原理图；
图8为本实施例中的FALSH存储电路的电路原理图；
图9为本实施例中的压电陶瓷传感器的结构示意图；
图10为本实施例中的声音传感器的电路原理图。
其中，1-壳体；2-上盖；3-底座；4-控制电路板；5-压电陶瓷传感器；6-声音传感器；7-主控MCU；8-信号处理电路；9-远程通信模块；10-GPS模块；11-磁吸唤醒电路；12-滚珠开关电路；13-近场通信模块；14-FALSH存储电路。
具体实施方式
为使本说明书实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书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说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，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。
为了解决现有的管道漏损监测装置多采用物理方式进行防盗，致使装置遗失，难以找回以及漏损点监测结果不准确的问题，本实施例提出了一种防盗型管道漏损监测装置，该装置通过设置滚珠开关电路并与主控MCU的外部中断口连接，使得装置在受到外力移动时，滚珠开关触发报警，并令磁吸唤醒电路通过霍尔开关唤醒装置工作，从而将装置的GPS位置信号通过远程通信模块发送至服务器，便于装置被盗后的实时位置追踪，减小硬件成本损失；此外，通过压电陶瓷传感器和声音传感器进行双通道采样，能够获得管道漏损点处更详细的信息，从而为后续管道漏损点分析提供更丰富和准确的数据，以得出更加准确的分析结果。以下通过具体实施例对该装置进行详细说明。
实施例
1如图1-图10所示，本实用新型提供一种防盗型管道漏损监测装置，包括壳体1，所述壳体1设有上盖2和底座3，所述上盖2和底座3之间设有控制电路板4，所述底座3内设有压电陶瓷传感器5和声音传感器6，优选的，压电陶瓷传感器5和声音传感器6设有底座3内底部，从而更加接近管壁，进行信号采集；
所述控制电路板4上设有主控MCU7、信号处理电路8、远程通信模块9、GPS模块10、磁吸唤醒电路11以及滚珠开关电路12，所述主控MCU7包括ADC采样电路、串行通信接口和外部中断口；
所述主控MCU7的ADC采样电路与所述信号处理电路8连接，所述信号处理电路8分别与所述压电陶瓷传感器5和声音传感器6连接，从而可将压电陶瓷传感器5和声音传感器6采集的电信号进行滤波和放大处理后，发送至主控MCU7的ADC采样电路，以供主控MCU7对信号进行分析、处理和传输；所述主控MCU7的串行通信接口与所述远程通信模块9连接，所述远程通信模块9与所述GPS模块10连接，从而可将装置当前的GPS位置信号通过远程通信模块9上传至服务器以进行实时定位；所述主控MCU7的外部中断口分别与所述磁吸唤醒电路11的霍尔开关和所述滚珠开关电路12连接，从而在装置受到外力作用移动时，滚珠开关触发报警，磁吸唤醒电路11通过霍尔开关及时唤醒装置工作，并将报警状态和GPS位置信息上传至服务器。
如图7所示，在一种具体的实施方式中，所述装置还包括近场通信模块13，所述近场通信模块13与所述主控MCU7的串行通信接口连接，优选的，所述近场通信模块13包括蓝牙通信模块，更优选的，蓝牙通信模块采用型号为Ai-Think PB-01的通信模块，从而巡检人员可以利用手机APP对装置运行状态进行近场巡检，实时发现装置故障。
如图8所示，在一种具体的实施方式中，所述装置还包括FLASH存储电路，所述FLASH存储电路与所述主控MCU7的SPI通信接口连接，优选的，所述FLASH存储电路采用型号W25Q64的存储芯片，从而可对主控MCU7传输的历史数据进行存储。
在一种具体的实施方式中，所述主控MCU7采用型号为STM32L151RCT6的单片机，用于对信号进行采集、存储、传输以及各外设电路的控制管理。
如图3所示，在一种具体的实施方式中，所述信号处理电路8包括第一运算放大器A，所述第一运算放大器A的同相输入端串联第一电阻R3后分别与所述压电陶瓷传感器5和所述声音传感器6连接，所述第一运算放大器A的反相输入端分别与第二电阻R2的一端和第三电阻R5的一端连接，所述第二电阻R2的另一端接地，所述第三电阻R5的另一端接所述第一运算放大器A的输出端，所述第一运算放大器A的中间级一端接场效应管Q1的漏极连接，场效应管Q1的漏极接一二极管后与场效应管Q1的源极和衬底连接后接入输入电压VDD，场效应管Q1的栅极与NPN三极管Q2的集电极连接，NPN三极管Q2的发射极接地，NPN三极管Q2的基极接第四电阻R6后与单片机的PB0引脚连接，所述第一运算放大器A中间级的另一端接地；
所述第一运算放大器A的输出端依次串联第一电容C14和第五电阻R7后与第二运算放大器B的同相输入端连接，所述第二运算放大器B的反相输入端分别与第六电阻R10的一端和第七电阻R12的一端连接，所述第六电阻R10的另一端接地，所述第七电阻R12的另一端接入所述第二运算放大器B的输出端。
如图4所示，在一种具体的实施方式中，所述远程通信模块9采用NB-IOT模块，所述NB-IOT模块和所述GPS模块10采用集成模块Ai-Think EC-01G模块。
如图5所示，在一种具体的实施方式中，所述磁吸唤醒电路11包括型号为E22491SO的霍尔开关，所述霍尔开关的VDD引脚接入输入电压，所述霍尔开关的output引脚接单片机的外部中断口，所述霍尔开关的GND引脚接地。
如图6所示，在一种具体的实施方式中，所述滚珠开关电路12包括开关S1，开关S1的一端接地，另一端与第八电阻R20串联后接单片机的PB8引脚。
如图10所示，在一种具体的实施方式中，本实施例中的声音传感器6采用信号为3SM121PZBIMB的传感器芯片U1，传感器芯片U1的1引脚接一电阻R1后分别接一电容C2和单片机的ADC引脚，电容C2的另一端接地，传感器U1的2、3、4和6引脚均接地，传感器芯片U1的5引脚分别接一电容C1和电压VDD，电容C1的另一端接地。
基于上述公开的内容，本实施例通过设置滚珠开关电路12并与主控MCU7的外部中断口连接，使得装置在受到外力移动时，滚珠开关触发报警，并令磁吸唤醒电路11通过霍尔开关唤醒装置工作，从而将装置的GPS位置信号通过远程通信模块9发送至服务器，便于装置被盗后的实时位置追踪，减小硬件成本损失；此外，通过压电陶瓷传感器5和声音传感器6进行双通道采样，能够获得管道漏损点处更详细的信息，从而为后续管道漏损点分析提供更丰富和准确的数据，以得出更加准确的分析结果。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种防盗型管道漏损监测装置，其特征在于，包括壳体(1)，所述壳体(1)设有上盖(2)和底座(3)，所述上盖(2)和底座(3)之间设有控制电路板(4)，所述底座(3)内设有压电陶瓷传感器(5)和声音传感器(6)；
所述控制电路板(4)上设有主控MCU(7)、信号处理电路(8)、远程通信模块(9)、GPS模块(10)、磁吸唤醒电路(11)以及滚珠开关电路(12)，所述主控MCU(7)包括ADC采样电路、串行通信接口和外部中断口；
所述主控MCU(7)的ADC采样电路与所述信号处理电路(8)连接，所述信号处理电路(8)分别与所述压电陶瓷传感器(5)和声音传感器(6)连接；所述主控MCU(7)的串行通信接口与所述远程通信模块(9)连接，所述远程通信模块(9)与所述GPS模块(10)连接；所述主控MCU(7)的外部中断口分别与所述磁吸唤醒电路(11)的霍尔开关和所述滚珠开关电路(12)连接。
2.根据权利要求1所述的防盗型管道漏损监测装置，其特征在于，还包括近场通信模块(13)，所述近场通信模块(13)与所述主控MCU(7)的串行通信接口连接。
3.根据权利要求1所述的防盗型管道漏损监测装置，其特征在于，还包括FLASH存储电路，所述FLASH存储电路与所述主控MCU(7)的SPI通信接口连接。
4.根据权利要求1所述的防盗型管道漏损监测装置，其特征在于，所述主控MCU(7)采用型号为STM32L151RCT6的单片机。
5.根据权利要求4所述的防盗型管道漏损监测装置，其特征在于，所述信号处理电路(8)包括第一运算放大器A，所述第一运算放大器A的同相输入端串联第一电阻R3后分别与所述压电陶瓷传感器(5)和所述声音传感器(6)连接，所述第一运算放大器A的反相输入端分别与第二电阻R2的一端和第三电阻R5的一端连接，所述第二电阻R2的另一端接地，所述第三电阻R5的另一端接所述第一运算放大器A的输出端，所述第一运算放大器A的中间级一端接场效应管Q1的漏极连接，场效应管Q1的漏极接一二极管后与场效应管Q1的源极和衬底连接后接入输入电压VDD，场效应管Q1的栅极与NPN三极管Q2的集电极连接，NPN三极管Q2的发射极接地，NPN三极管Q2的基极接第四电阻R6后与单片机的PB0引脚连接，所述第一运算放大器A的中间级的另一端接地；
所述第一运算放大器A的输出端依次串联第一电容C14和第五电阻R7后与第二运算放大器B的同相输入端连接，所述第二运算放大器B的反相输入端分别与第六电阻R10的一端和第七电阻R12的一端连接，所述第六电阻R10的另一端接地，所述第七电阻R12的另一端接入所述第二运算放大器B的输出端。
6.根据权利要求1所述的防盗型管道漏损监测装置，其特征在于，所述远程通信模块(9)采用NB-IOT模块，所述NB-IOT模块和所述GPS模块(10)采用集成的Ai-Think EC-01G模块。
7.根据权利要求4所述的防盗型管道漏损监测装置，其特征在于，所述磁吸唤醒电路(11)包括型号为E22491SO的霍尔开关，所述霍尔开关的VDD引脚接入输入电压，所述霍尔开关的output引脚接单片机的外部中断口，所述霍尔开关的GND引脚接地。
8.根据权利要求4所述的防盗型管道漏损监测装置，其特征在于，所述滚珠开关电路(12)包括开关S1，所述开关S1的一端接地，另一端与第八电阻R20串联后接单片机的PB8引脚。
9.根据权利要求2所述的防盗型管道漏损监测装置，其特征在于，所述近场通信模块(13)包括蓝牙通信模块。
10.根据权利要求3所述的防盗型管道漏损监测装置，其特征在于，所述FLASH存储电路采用型号W25Q64的存储芯片。
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|---|---|---|---|
| CN202221587140.XU CN217542312U (zh) | 2022-06-22 | 2022-06-22 | 一种防盗型管道漏损监测装置 |
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| CN (1) | CN217542312U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116232261A (zh) * | 2022-12-23 | 2023-06-06 | 北京华控智加科技有限公司 | 一种微弱声振信号前端放大电路设计系统 |
-
2022
- 2022-06-22 CN CN202221587140.XU patent/CN217542312U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN116232261A (zh) * | 2022-12-23 | 2023-06-06 | 北京华控智加科技有限公司 | 一种微弱声振信号前端放大电路设计系统 |
| CN116232261B (zh) * | 2022-12-23 | 2023-11-10 | 北京华控智加科技有限公司 | 一种微弱声振信号前端放大电路设计系统 |
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