CN218376439U - 一种基于nb-iot的低功耗井下智能装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于NB‑IOT的低功耗井下智能装置，包括微处理器和与微处理器电连接的GPS定位模块、水位监测模块、流量计、溢水告警模块、温湿度检测模块、加速度计模块和电平转换电路，电平转换电路与NB‑IOT通信电路电连接，电源管理模块为装置内的各部件供电。本实用新型公开了一种基于NB‑IOT的低功耗井下智能装置，与井盖配合使用，安装在井盖底部，通过水位监测模块对井下水位深度进行精准的数据采集，针对区域内水位及流速变化，通过平台数据分析，对区域内的水流趋势进行预测，在地图数据上显示水流流向、水流速度及是否淤堵，结合平台端天气信息和溢水告警模块，在雨天进行内涝提示预警。
Description
技术领域
本实用新型涉及物联网领域，具体的说涉及该领域内的一种基于NB-IOT的低功耗井下智能装置，应用于智慧市政的智慧井盖。
背景技术
随着城市化脚步的不断加快，市政公用设施发展迅速，井盖由于数量庞大，管理模式较为传统，资源没有得到合理的利用，为了城市基础设施及资源的精准管理、动态监控和高效运维，需要对井盖进行智能化管理。目前的井盖终端，缺少对于精准水位的监测，没有水位趋势预测和井盖状态异常的实时定位，精度相差较大。现有技术方案缺少溢水预警，没有电量监测，对水位趋势不能进行监测，而井盖时常会出现堵塞的情况，如果没有溢水预警，在井盖水满溢出时，会对路上行人造成影响。其它如井盖缺失、破损、淤堵等，也会危及人们的人身财产安全，并影响正常生活。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种基于NB-IOT的低功耗井下智能装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种基于NB-IOT的低功耗井下智能装置，其改进之处在于：包括微处理器和与微处理器电连接的GPS定位模块、水位监测模块、流量计、溢水告警模块、温湿度检测模块、加速度计模块和电平转换电路，电平转换电路与NB-IOT通信电路电连接，电源管理模块为装置内的各部件供电。
进一步的，微处理器内置与电源管理模块电连接的电量监测模块，电量监测模块对电源管理模块的电压进行采集，当电压低于设置阈值时进行低电压报警。
进一步的，还包括与微处理器电连接的射频天线模块。
进一步的，GPS定位模块在第一次定位成功后，再次进行定位，两次定位信息吻合，才上传平台端。
进一步的，井盖无异常时，GPS定位模块一天定位一次，出现移位或开盖情况时，GPS定位模块实时定位，上传定位信息和告警信息到平台端。
进一步的，电源管理模块选用小容量锂亚电池。
进一步的，水位监测模块采用电流型液位传感器。
进一步的，溢水告警模块在井下水位到达预设的报警高度时会向微处理器发出报警提示，流量计用于检测井下液体流量。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型公开了一种基于NB-IOT的低功耗井下智能装置，与井盖配合使用，安装在井盖底部，通过水位监测模块对井下水位深度进行精准的数据采集，针对区域内水位及流速变化，通过平台数据分析，对区域内的水流趋势进行预测，在地图数据上显示水流流向、水流速度及是否淤堵，结合平台端天气信息和溢水告警模块，在雨天进行内涝提示预警。电量监测模块实时监控电源管理模块电池的寿命，以便巡查人员进行后期维护。在井盖出现移位或开盖时，GPS定位模块实时定位井盖位置，上传信息至平台端并推送至巡查人员手机端，提示巡查人员及时进行现场处理。通过以上技术改进，提高了对应急事件的响应速度和处理能力。
附图说明
图1是本实用新型实施例1所公开装置的组成框图；
图2是本实用新型实施例1所公开装置中微处理器的电路连接示意图；
图3是本实用新型实施例1所公开装置中GPS定位模块的电路连接示意图；
图4是本实用新型实施例1所公开装置中水位监测模块的电路连接示意图；
图5是本实用新型实施例1所公开装置中溢水告警模块的电路连接示意图；
图6是本实用新型实施例1所公开装置中加速度计模块的电路连接示意图；
图7是本实用新型实施例1所公开装置中NB-IOT通信电路的电路连接示意图；
图8是本实用新型实施例1所公开装置中电源管理模块的电路连接示意图。
附图标记：1—微处理器，2—GPS定位模块，3—水位监测模块，4—流量计，5—溢水告警模块，6—温湿度检测模块，7—加速度计模块，8—NB-IOT通信电路，9—电源管理模块，10—电量监测模块。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1，如图1所示，本实施例公开了一种基于NB-IOT的低功耗井下智能装置，包括微处理器1和与微处理器电连接的GPS定位模块2、水位监测模块3、流量计4、溢水告警模块5、温湿度检测模块6、加速度计模块7和NB-IOT通信电路8，电源管理模块9为装置内的各部件供电。
微处理器MCU内置与电源管理模块电连接的电量监测模块ADC，电量监测模块10对电源管理模块的电压进行采集，结合读取的剩余电量，当电压低于设置阈值时进行低电压报警，从而实现监测。还包括与微处理器电连接的射频天线模块。
如图2所示，微处理器是STM32L151C8T6A芯片及其晶振电源等电路；如图7所示，NB-IOT通信电路是TB260芯片及其外围控制、通信电路；水位监测模块、溢水告警模块及加速度计模块的数据输出至微处理器，微处理器通过电平转换电路与NB-IOT通信电路电连接。如图6所示，加速度计模块通过I2C通信，对三轴加速度进行实时采集，微处理器根据计算出的角度值判断井盖是否发生移位或开盖，并将报警信息经NB-IOT通信电路上传至平台端，同时开启GPS定位模块，将经纬度信息发送至巡查人员手机端，以便及时进行现场处理。水位监测模块通过DC-DC转换器与STM32L151C8T6A芯片第38引脚相连接，将采集的精准水位信息经NB-IOT通信电路上传至平台端；如图5所示，溢水告警模块与STM32L151C8T6A芯片第27引脚相连接，在微处理器检测到溢水报警时，将报警信息通过NB-IOT通信电路上传至平台端，根据平台端天气信息，判断井内是否发生淤塞或积水，并开启GPS定位模块，将经纬度和报警信息发送到巡查人员手机端，以便进行现场处理。
如图3所示，GPS定位模块采用L76K，支持多卫星系统、可多系统联合定位和单系统独立定位、支持AGNSS功能。为精准定位，GPS定位模块在第一次定位成功后，再次进行定位，两次定位信息吻合，才上传平台端，并将工单派发给巡查人员。通过二次精准定位，可减小定位偏差。在城市内涝时，对发生移位的井盖实时定位，进行及时处理，可以有效减少人员伤亡。
井盖无异常时，GPS定位模块一天定位一次，出现移位或开盖情况时，GPS定位模块实时定位，上传定位信息和告警信息到平台端。
如图8所示，电源管理模块采用低功耗设计，选用小容量锂亚电池，为装置提供直流电源供电，与电量监测模块相结合，便于后期维护，并有效提高了资源利用率。
如图4所示，水位监测模块采用电流型液位传感器，测量精度可到毫米级，平台端通过对区域内水位深度进行数据分析，结合流量计采集的数据，对水位趋势进行在线预测，监测区域水流流向。精准的水位数据和流量计采集数据相结合，还可用于监测水流量。
溢水告警模块结合水位监测模块，检测到溢水告警时，平台端水位显示高报，派发工单至对应巡查人员手机端，及时进行现场处理。有效防止井盖堵塞或溢水情况，在暴雨天可提示内涝预警，在晴天可提示积水情况。流量计用于检测井下液体流量。
温湿度检测模块监测井下温湿度，根据平台端天气信息，可通过指令查询采集的温湿度信息。
Claims (8)
1.一种基于NB-IOT的低功耗井下智能装置，其特征在于：包括微处理器和与微处理器电连接的GPS定位模块、水位监测模块、流量计、溢水告警模块、温湿度检测模块、加速度计模块和NB-IOT通信电路，NB-IOT通信电路与平台端通信，电源管理模块为装置内的各部件供电。
2.根据权利要求1所述基于NB-IOT的低功耗井下智能装置，其特征在于：微处理器内置与电源管理模块电连接的电量监测模块，电量监测模块对电源管理模块的电压进行采集，当电压低于设置阈值时进行低电压报警。
3.根据权利要求1所述基于NB-IOT的低功耗井下智能装置，其特征在于：还包括与微处理器电连接的射频天线模块。
4.根据权利要求1所述基于NB-IOT的低功耗井下智能装置，其特征在于：GPS定位模块在第一次定位成功后，再次进行定位，两次定位信息吻合，才上传平台端。
5.根据权利要求1所述基于NB-IOT的低功耗井下智能装置，其特征在于：井盖无异常时，GPS定位模块一天定位一次，出现移位或开盖情况时，GPS定位模块实时定位，上传定位信息和告警信息到平台端。
6.根据权利要求1所述基于NB-IOT的低功耗井下智能装置，其特征在于：电源管理模块选用小容量锂亚电池。
7.根据权利要求1所述基于NB-IOT的低功耗井下智能装置，其特征在于：水位监测模块采用电流型液位传感器。
8.根据权利要求1所述基于NB-IOT的低功耗井下智能装置，其特征在于：溢水告警模块在井下水位到达预设的报警高度时会向微处理器发出报警提示，流量计用于检测井下液体流量。
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