CN218156278U - 一种基于nb-iot通信的井盖监测系统 - Google Patents
一种基于nb-iot通信的井盖监测系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN218156278U CN218156278U CN202221961427.4U CN202221961427U CN218156278U CN 218156278 U CN218156278 U CN 218156278U CN 202221961427 U CN202221961427 U CN 202221961427U CN 218156278 U CN218156278 U CN 218156278U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- well lid
- iot communication
- sensor
- mcu
- monitoring system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn - After Issue
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 7
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
Abstract
本实用新型公开一种基于NB‑IOT通信的井盖监测系统，所述系统包括井盖装置和管理平台，其中，所述井盖装置内有MCU、电源管理模块、NB‑IOT通信模块、用于检测所述井盖的角度信息的倾斜传感器、用于检测所述井盖下井道的光照强度的光敏传感器，所述电源管理模块、NB‑IOT通信模块、倾斜传感器和光照传感器分别与所述MCU连接，所述NB‑IOT通信模块用于将所述倾斜传感器检测到的角度信息和所述光敏传感器检测到的光照强度信息上传至所述管理平台。相对于现有技术，本实用新型便于运维人员实时了解井盖的设备状态信息，快速处理，消除安全隐患。
Description
技术领域
本实用新型涉及井盖监测技术领域，特别涉及一种基于NB-IOT通信的井盖监测系统。
背景技术
井盖是连接地面和地下的重要基础设施，现有的线缆管网设施存于各种管道内。种类繁多数量庞大的管道导致巨量的井盖设施的维护，在道路中存在大量因车辆长期碾压等因素引起的破损井盖，导致第三方安全隐患急剧增加，甚至人员掉进破损的井道中。急需一种井盖监测装置，快速的报警，便于井盖运维人员快速现场处理，消除安全隐患。
现有的井盖监测设备采用如下方案：1)使用传统的蜂窝网络GPRS通信技术，配置接触式传感器来采集数据；2)监测设备将数据采集保留在本地，然后通过人工方式定期通过手机蓝牙等手段将当前的井盖信息状态回传到管理平台；3)缺少传感器如光照传感用于井盖破损确认。
以上方案存在如下问题：1、此类通讯技术，在井盖下方信号很弱，使得监测装置无法通信或者通讯不稳定，同时耗电量大，设备工作时长短；2、本地存储的状态信息具有滞后性，不能实时的将状态传递至管理中心，及时运维；3、不能精确的判别井盖破损状态。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于NB-IOT通信的井盖监测系统，旨在实时了解井盖的设备状态信息，便于运维人员快速处理，消除安全隐患。
为实现上述目的，本实用新型提出一种基于NB-IOT通信的井盖监测系统，所述系统包括井盖装置和管理平台，其中，所述井盖装置内有MCU、电源管理模块、NB-IOT通信模块、用于检测所述井盖的角度信息的倾斜传感器、用于检测所述井盖下井道的光照强度的光敏传感器，所述电源管理模块、NB-IOT通信模块、倾斜传感器和光照传感器分别与所述MCU模块连接，所述NB-IOT通信模块用于将所述倾斜传感器检测到的角度信息和所述光敏传感器检测到的光照强度信息上传至所述管理平台。
本实用新型进一步的技术方案是，所述倾斜传感器与所述MCU通过I2C接口连接。
本实用新型进一步的技术方案是，所述倾斜传感器为三轴重力加速度计。
本实用新型进一步的技术方案是，所述光照传感器包括光敏元件，依次设置于所述光敏元件和所述MCU之间的光敏电阻偏置电路、比较器。
本实用新型进一步的技术方案是，所述基于NB-IOT通信的井盖监测系统还包括与所述MCU连接的GPS定位模块。
本实用新型进一步的技术方案是，所述基于NB-IOT通信的井盖监测系统还包括与所述MCU连接的光敏传感模块。
本实用新型基于NB-IOT通信的井盖监测系统的有益效果是：本实用新型通过上述技术方案，包括井盖装置和管理平台，其中，所述井盖装置内有MCU、电源管理模块、NB-IOT通信模块、用于检测所述井盖的角度信息的倾斜传感器、用于检测所述井盖下井道的光照强度的光敏传感器，所述电源管理模块、NB-IOT通信模块、倾斜传感器和光照传感器分别与所述MCU模块连接，所述NB-IOT通信模块用于将所述倾斜传感器检测到的角度信息和所述光敏传感器检测到的光照强度信息上传至所述管理平台，便于运维人员实时了解井盖的设备状态信息，快速处理，消除安全隐患。
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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示出的结构获得其他的附图。
图1是本实用新型基于NB-IOT通信的井盖监测系统较佳实施例的系统架构图；
图2是光敏元件偏置电路示意图；
图3是比较器偏置电路示意图。
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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。
考虑到目前的井盖监测设备在井盖下方信号很弱时，监测设备无法通信或通讯不稳定，本地存储的状态信息具有滞后性，不能实时的将井盖信息传递至管理中心，不能精确的判别井盖破损状态，不便于运维人员快速处理，消除安全隐患，由此，本实用新型提出一种解决方案。
具体地，如图1所示，本实用新型提出一种基于NB-IOT通信的井盖监测系统，所述系统包括井盖装置和管理平台。
其中，所述井盖上设置有MCU、电源管理模块、NB-IOT通信模块、用于检测所述井盖的角度信息的倾斜传感器、用于检测所述井盖下井道的光照强度的光敏传感器，所述电源管理模块、NB-IOT通信模块、倾斜传感器和光照传感器分别与所述MCU模块连接，所述NB-IOT通信模块用于将所述倾斜传感器检测到的角度信息和所述光敏传感器检测到的光照强度信息上传至所述管理平台。
窄带物联网(Narrow Band Internet of Things，NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180kHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。
NB-IoT通信方式具有高穿透性、覆盖广、功耗低的优点，本实施例采用所述NB-IOT通信模块，可以在NB-IoT网络无线传输数据，使用自有的通讯协议来保障数据传输的可靠性，可满足井盖下方监测装置的实时通讯需求，便于实时的将井盖信息传递至所述管理平台，运维人员快速处理，消除安全隐患。
本实施例中，通过所述倾斜传感器检测所述井盖360度倾斜角度与振动，所述倾斜传感器与所述MCU通过I2C接口连接。
具体地，本实施例中，所述倾斜传感器采用三轴重力加速度计设计，三轴重力加速度计是基于加速度的基本原理去实现工作的，加速度是个空间矢量，一方面，要准确了解物体的运动状态，必须测得其三个坐标轴上的分量；另一方面，在预先不知道物体运动方向的场合下，只有应用三轴加速度传感器来检测加速度信号。由于三轴加速度传感器也是基于重力原理的，因此用三轴加速度传感器可以实现双轴正负90度或双轴0-360度的倾角，通过校正后期精度要高于双轴加速度传感器大于测量角度为60度的情况。
本实施例通过采用三轴加速度计，可以对井盖状态的倾斜角精准测量，在井盖发生倾斜时，可以实时准确检测井盖360度倾斜角与振动。
作为一种实施方案，本实施例基于NB-IOT通信的井盖监测系统还包括与所述MCU连接的光敏传感模块。当井盖发生倾斜时，触发所述三轴加速度计对应的I/O口中断唤醒MCU，计算并判断是否达到设定预设角度阈值，当井盖的倾斜角度超过预先设置的角度阈值时，可以通过所述光敏传感模块报警，并实时报告倾斜角度。
本实施例中，所述MCU采用超低功耗系列MCU芯片，整体的功耗可降到微安级，超长时间运行。
本实施例中，所述光照传感器包括光敏元件，依次设置于所述光敏元件和所述MCU之间的光敏电阻偏置电路、比较器。
本实施例中，所述光敏元件是半导体材料制成的电阻器，表面涂油防潮树脂，具有光电导效应。光的强弱会引起其导通的变化，从而会引起电流的变化；电路设计利用电流的变化，串流成一个电阻，即可转换成电压的变化，然后再利用ADC模块来采集电压的变化进行处理，光线与电压值成反比，通过转换即可获取对应的相关数值。
以下对本实施例基于NB-IOT通信的井盖监测系统中的光感电路进行阐述。
本实施例中，光感电路采用高灵敏低功耗传感器元件，保证能够及时捕获光线变化状态。由于设计应用于超低功耗场景，因此电路的功耗是最为重要的考量目标。并且在必要时可以对传感器前端进行整体断电以进一步节省功耗。同时，受限于成本方案，设计中巧妙的采用电阻偏置电路进行了参考源设定。
以上光感电路设计如图2所示，R115和R113组成分压电路，产生1/2的电源电压1.5V作为比较器IN+的参考输入CMP2_VERF2。光敏原件5516在没有受到光照的时候阻抗约为200K欧姆，处于闭合状态，与上拉的47K欧姆电阻分压能够产生2.4V的电压，作为比较器IN-的输入SENSOR_IN2，因此默认状态下比较器TLV7031DBVR如图3所示，输出低电平到主控器，表示没有光照。当光敏原件5516受到光照之后，阻抗会迅速降低，根据光照不同，受光阻抗约为5-10K欧姆，根据分压原理，SENSOR_IN2信号变为约0.28～0.52V，远小于参考电压CMP_VERF2的1.5V，因此比较器TLV7031DBVR输出高电平到主控器，表示有光照。
光感电路整体功耗不超过2uA，同时在出厂模式和运输模式下，电源可以关闭，因此功耗为零，可以大大节省电池的损耗。
在比较电路端同样采用低功耗比较器，且电源管理方式和传感器偏置电路相同，整体功耗小于3uA。如图3所示，电路中的输出进一步采用限流措施，不仅可以改善功耗表现，而且可以防止在下一级出现短路故障时使得整个传感器电源网络短路，提升了产品可靠性。
进一步地，本实施例中，所述基于NB-IOT通信的井盖监测系统还包括与所述MCU连接的GPS定位模块。本实施例中，当井盖发生倾斜、破损时，所述MCU通过所述NB-IOT通信模块将井盖的位置信息发送至所述管理平台，以便于运维人员掌握井盖的位置信息，进而快速到达井盖位置进行运维处理。
本实用新型基于NB-IOT通信的井盖监测系统的有益效果是：本实用新型通过上述技术方案，包括井盖和管理平台，其中，所述井盖上设置有MCU、电源管理模块、NB-IOT通信模块、用于检测所述井盖的角度信息的倾斜传感器、用于检测所述井盖下井道的光照强度的光敏传感器，所述电源管理模块、NB-IOT通信模块、倾斜传感器和光照传感器分别与所述MCU模块连接，所述NB-IOT通信模块用于将所述倾斜传感器检测到的角度信息和所述光敏传感器检测到的光照强度信息上传至所述管理平台，便于运维人员实时了解井盖的设备状态信息，快速处理，消除安全隐患。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种基于NB-IOT通信的井盖监测系统，其特征在于，所述系统包括井盖装置和管理平台，其中，所述井盖装置内有MCU、电源管理模块、NB-IOT通信模块、用于检测所述井盖的角度信息的倾斜传感器、用于检测所述井盖下井道的光照强度的光敏传感器，所述电源管理模块、NB-IOT通信模块、倾斜传感器和光照传感器分别与所述MCU模块连接，所述NB-IOT通信模块用于将所述倾斜传感器检测到的角度信息和所述光敏传感器检测到的光照强度信息上传至所述管理平台。
2.根据权利要求1所述的基于NB-IOT通信的井盖监测系统，其特征在于，所述倾斜传感器与所述MCU通过I2C接口连接。
3.根据权利要求2所述的基于NB-IOT通信的井盖监测系统，其特征在于，所述倾斜传感器为三轴重力加速度计。
4.根据权利要求1所述的基于NB-IOT通信的井盖监测系统，其特征在于，所述光照传感器包括光敏元件，依次设置于所述光敏元件和所述MCU之间的光敏电阻偏置电路、比较器。
5.根据权利要求1所述的基于NB-IOT通信的井盖监测系统，其特征在于，所述基于NB-IOT通信的井盖监测系统还包括与所述MCU连接的GPS定位模块。
6.根据权利要求1所述的基于NB-IOT通信的井盖监测系统，其特征在于，所述基于NB-IOT通信的井盖监测系统还包括与所述MCU连接的光敏传感模块。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202220466563X | 2022-03-05 | ||
| CN202220466563 | 2022-03-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN218156278U true CN218156278U (zh) | 2022-12-27 |
Family
ID=84596612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202221961427.4U Withdrawn - After Issue CN218156278U (zh) | 2022-03-05 | 2022-07-27 | 一种基于nb-iot通信的井盖监测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN218156278U (zh) |
-
2022
- 2022-07-27 CN CN202221961427.4U patent/CN218156278U/zh not_active Withdrawn - After Issue
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20110086997A (ko) | 전기식 센서를 사용한 경사도 계측에 의한 원격관리용 구조물 안정성 감시 시스템 | |
| CN105179013A (zh) | 基于振动监测定位的煤炭盗采监测方法 | |
| CN203054159U (zh) | 基于零序电流同步测量的配电网故障定位装置 | |
| CN218156278U (zh) | 一种基于nb-iot通信的井盖监测系统 | |
| CN106066178A (zh) | 一种冰川运动监测方法及系统 | |
| CN104501769A (zh) | 一种输电线路杆塔位移状态检测方法及其装置 | |
| CN104392504A (zh) | 巡检监控系统、方法及巡检系统 | |
| CN206670624U (zh) | 无人机检测装置及系统 | |
| WO2023201948A1 (zh) | 一种用于电位梯度测量的传感器系统 | |
| CN204788496U (zh) | 便携式多功能地下水位测量装置 | |
| CN208077393U (zh) | 一种基于无线通讯的土壤自动检测系统 | |
| CN206638377U (zh) | 一种电缆牵引力检测系统 | |
| CN113108756A (zh) | 一种基于双三轴加速度的无线倾角传感智能终端、及系统 | |
| CN108318940A (zh) | 一种环境监测设备 | |
| CN111629094B (zh) | 一种面向桥梁振动监测的智能手机支架 | |
| CN114640825A (zh) | 智能终端安全监控系统 | |
| CN203231812U (zh) | 便携式振动检测装置 | |
| CN204065368U (zh) | 蓄电池检测装置 | |
| CN106768571A (zh) | 一种电缆牵引力检测系统 | |
| CN208044100U (zh) | 一种环境监测设备 | |
| CN111649736A (zh) | 一种用于地下电力管网的信息探测器 | |
| CN216925564U (zh) | 一种基于nb通讯的低功耗倾斜传感器 | |
| CN204759725U (zh) | 基于电力线载波的灯杆倾斜检测装置 | |
| CN108919979A (zh) | 一种磁吸检测切换充电式无线鼠标 | |
| CN213240868U (zh) | 一种地质监测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20221227 Effective date of abandoning: 20231017 |
|
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20221227 Effective date of abandoning: 20231017 |
|
| AV01 | Patent right actively abandoned | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |