CN219800242U - 一种井盖监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种井盖监测系统，包括智能井盖、NB‑IOT基站和井盖服务平台；所述智能井盖包括CPU、供电管理电路、定位管理电路、倾斜检测报警电路以及NB‑IOT模组；所述CPU分别与供电管理电路、定位管理电路、倾斜检测报警电路和NB‑IOT模组连接；所述智能井盖的NB‑IOT模组通过NB‑IOT基站连接井盖服务平台。本实用新型的提供的井盖监测系统能够在井盖被偷盗或损坏时及时示警，并将受损井盖的定位信息一并发送至井盖服务平台，便于井盖管理人员及时的通过定位信息，迅速安排维护人员到达现场，第一时间进行核查处理，解决了现有井盖定期巡查检修方式效率低下且容易漏检造成井盖维护不及时的问题。

Description

一种井盖监测系统

技术领域

本实用新型涉及井盖监测管理技术领域，具体为井盖监测系统。

背景技术

目前，随着城镇化程度的逐渐提高，城镇中各种井盖日趋增多，其井盖主要包括市政部门管理的污水、雨水和路灯的井盖，以及供电、通信等等井盖。

由于井盖多、分管部门多，可能会出现井盖缺失而未及时修复或给与警示的情况，可能会导致人员伤亡的事件。因此，如何有效的管理好路面的所有井盖，成为亟待解决的问题。

目前，井盖的主管部门在面对井盖状态异常的情况，通常都是采用派遣人力的方式定期巡查和检修。然而，人工沿着线路进行排查巡检的方式，费时费力，而且效率低下，可能会导致井盖损坏后维护不及时的状况，进而出现人身伤害和财产损失的事故。

实用新型内容

本实用新型提供了一种井盖监测系统，用以解决井盖出现倾覆，丢失，损坏等异常情况后无法及时得知井盖状态，无法第一时间找到对应异常井盖，造成井盖维护不及时，导致可能出现人身伤害和财产损失的问题。

本实用新型提供一种井盖监测系统，包括智能井盖、NB-IOT基站和井盖服务平台；

所述智能井盖包括CPU、供电管理电路、定位管理电路、倾斜检测报警电路以及NB-IOT模组；所述CPU分别与供电管理电路、定位管理电路、倾斜检测报警电路和NB-IOT模组连接；所述智能井盖的NB-IOT模组通过NB-IOT基站连接井盖服务平台。

其中，所述定位管理电路包括N303芯片、电阻R81、电阻R82、电阻R83和天线接口ANT；所述N303芯片的RF_IN引脚连接天线接口ANT，所述N303芯片的GND引脚接地，所述N303芯片的VCC引脚分别连接电源MCU_VCC以及电阻R81的一端，所述电阻R81的另一端分别连接所述N303芯片的VBCKP引脚以及电阻R82的一端，所述电阻R82的另一端接地；所述N303芯片的RX1引脚和TX1引脚分别与CPU连接。

其中，所述倾斜检测电路包括倾斜开关SW1、倾斜开关SW2、倾斜开关SW3、数模转换器、电源VCC、电阻R1_10、电阻R1_11、电阻R1_12、电阻R1_13、电阻R1_14、电阻R1_15、电容C1_10、电容C1_11、三极管Q1、MOS管H2以及蜂鸣器；

所述倾斜开关SW1的一端、倾斜开关SW2的一端以及倾斜开关SW3的一端分别连接所述数模转换器的AIN引脚，所述倾斜开关SW1的另一端、倾斜开关SW2的另一端以及倾斜开关SW3的另一端分别连接数模转换器的GND引脚并接地，所述数模转换器的REF+引脚连接电阻R1_10的一端，所述电阻R1_10的另一端连接电源VCC，所述数模转换器的REF-引脚通过电阻R1_11接地，所述数模转换器的VCC引脚连接电源VCC；

所述数模转换器的DOUT引脚通过电容C1_10连接所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极连接蜂鸣器的第二端并接地，所述三极管Q1的集电极分别连接电阻R1_12的一端、电阻R1_13的一端以及电容C1_11的一端，所述电阻R1_12的另一端分别连接电阻R1_10的另一端和MOS管H2的漏极，并连接电源VCC；所述电阻R1_13的另一端连接三极管Q1的基极，所述电容C1_11的另一端通过电阻R1_14连接MOS管H2的栅极，所述MOS管H2的源极连接所述蜂鸣器的第一端；电容C1_11的另一端通过电阻R1_15连接CPU。

其中，井盖监测系统还包括测温电路，所述测温电路与所述CPU连接。

其中，所述测温电路包括测温芯片U7、电阻R31、电阻R32和运算放大器U8；所述测温芯片U7的GND引脚接地、所述测温芯片U7的VS端连接电源MCU_VCC，所述测温芯片U7的VOUT引脚连接运算放大器U8的同相输入端，所述运算放大器U8的反相输入端通过电阻R31接地，所述运算放大器U8的输出端连接CPU，所述运算放大器U8的正极连接电源MCU_VCC，所述运算放大器U8的负极接地，所述电阻R32的一端连接运算放大器U8的反相输入端，所述电阻R32的另一端连接运算放大器U8的输出端。

其中，所述测温芯片U7的型号为LM35。

其中，所述NB-IOT模组的型号为BC28。

其中，所述智能井盖还包括蓝牙通讯电路，所述蓝牙通讯电路与所述CPU连接。

其中，井盖监测系统还包括用户终端，所述智能井盖通过NB-IOT基站和井盖服务平台与用户终端通信连接。

其中，所述用户终端包括手机、计算机、平板电脑和智能手表。

本实用新型提供的井盖监测系统，当井盖被恶意破坏或偷盗，造成井盖倾斜角度超过角度报警值时，智能井盖的倾斜检测报警电路会发出倾斜报警信息到CPU，定位管理电路将智能的定位信息发送至CPU；CPU通过NB-IOT模组将倾斜报警信息和井盖的定位信息发送至井盖服务平台。本实用新型的提供的井盖监测系统能够在井盖被偷盗或损坏时及时示警，并将受损井盖的定位信息一并发送至井盖服务平台，便于井盖管理人员及时的通过定位信息，迅速安排维护人员到达现场，第一时间进行核查处理，解决了现有井盖定期巡查检修方式效率低下且容易漏检造成井盖维护不及时的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的井盖监测系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的CPU的电路图；

图3为本实用新型实施例提供的供电管理电路的电路图；

图4为本实用新型实施例提供的定位管理电路的电路图；

图5为本实用新型实施例提供的倾斜检测电路的电路图；

图6为本实用新型实施例提供的井盖监测系统的另一结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的测温电路的电路图；

图8为本实用新型实施例提供的蓝牙通讯电路的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

目前，由于井盖多、分管部门多，可能会出现井盖缺失而未及时修复或给与警示的情况，可能会导致人员伤亡的事件。对此，本实用新型提供了井盖监测系统，能够在井盖被偷盗或损坏时及时示警，并将受损井盖的定位信息一并发送至井盖服务平台，便于井盖管理人员及时的通过定位信息，迅速安排维护人员到达现场，第一时间进行核查处理。以下结合附图通过多个实施例进行说明。

图1为本实用新型实施例提供的井盖监测系统的结构示意图，如图1所示，本实用新型提供的井盖监测系统CPU、供电管理电路、定位管理电路、倾斜检测报警电路以及NB-IOT模组；所述CPU分别与供电管理电路、定位管理电路、倾斜检测报警电路和NB-IOT模组连接；所述智能井盖的NB-IOT模组通过NB-IOT基站连接井盖服务平台。

本实用新型实施例提供的井盖监测系统用于监测井盖的状态，参照图1，CPU通过NB-IOT模组和NB-IOT基站连接井盖服务平台，优选的，所述NB-IOT模组的型号可以采用BC28。其中，井盖服务平台为市政井盖管理部门搭建的井盖管理平台，本实用新型通过CPU将井盖的相关数据上传至井盖服务平台中以供查询和管理。

具体的，如图1所示，CPU分别与供电管理电路、定位管理电路、倾斜检测报警电路和NB-IOT模组连接。其中，供电管理电路如图2所示，图2为4个3.6V锂电池供电的供电管理电路，供电管理电路中所有电池是轮替工作，可以有效防止电池长时间不工作而造成的电池钝化情况。

供电管理电路的具体工作过程如下：P1、P2、P3、P4为电源接口，利用PMOS管施加的是负电荷的工作原理，将电源的高电压进行输出。当P1有电，PMOS管截止，即使有体二极管电流流过，但是因为P1会比P2电压高，PMOS的Vgs>0,所以PMOS体二极管截止，负载由P1供电；当P1没电时，PMOS导通，负载由P2供电；P3、P4同理，待四个电源两两比较输出高电压后在进行一次比较。供电管理电路将3.6V锂电池供电电压转换成为稳定的3V电压，为智能井盖提供稳压电源，支撑整个智能井盖的供电需求。

图3为本实用新型实施例提供的CPU的电路图,CPU负责对供电管理电路、定位管理电路、倾斜检测报警电路和NB-IOT模组进行管理与控制，保障各功能模块的正常运行。

图4为本实用新型实施例提供的定位管理电路的电路图，如图3所示，所述定位管理电路包括N303芯片、电阻R81、电阻R82、电阻R83和天线接口ANT。其中，所述N303芯片的RF_IN引脚连接天线接口ANT，所述N303芯片的GND引脚接地，所述N303芯片的VCC引脚分别连接电源MCU_VCC以及电阻R81的一端，所述电阻R81的另一端分别连接所述N303芯片的VBCKP引脚以及电阻R82的一端，所述电阻R82的另一端接地；所述N303芯片的RX1引脚和TX1引脚分别与CPU连接。参照图3，PB06秒脉冲输出，PB07复位信号输入，NMEA_RX控制命令输入,NMEA_TX定位数据输出给CPU。

图5为本实用新型实施例提供的倾斜检测电路的电路图，如图5所示，所述倾斜检测电路包括倾斜开关SW1、倾斜开关SW2、倾斜开关SW3、数模转换器、电源VCC、电阻R1_10、电阻R1_11、电阻R1_12、电阻R1_13、电阻R1_14、电阻R1_15、电容C1_10、电容C1_11、三极管Q1、MOS管H2以及蜂鸣器；

所述倾斜开关SW1的一端、倾斜开关SW2的一端以及倾斜开关SW3的一端分别连接所述数模转换器的AIN引脚，所述倾斜开关SW1的另一端、倾斜开关SW2的另一端以及倾斜开关SW3的另一端分别连接数模转换器的GND引脚并接地，所述数模转换器的REF+引脚连接电阻R1_10的一端，所述电阻R1_10的另一端连接电源VCC，所述数模转换器的REF-引脚通过电阻R1_11接地，所述数模转换器的VCC引脚连接电源VCC；

所述数模转换器的DOUT引脚通过电容C1_10连接所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极连接蜂鸣器的第二端并接地，所述三极管Q1的集电极分别连接电阻R1_12的一端、电阻R1_13的一端以及电容C1_11的一端，所述电阻R1_12的另一端分别连接电阻R1_10的另一端和MOS管H2的漏极，并连接电源VCC；所述电阻R1_13的另一端连接三极管Q1的基极，所述电容C1_11的另一端通过电阻R1_14连接MOS管H2的栅极，所述MOS管H2的源极连接所述蜂鸣器的第一端；电容C1_11的另一端通过电阻R1_15连接CPU。

具体的，倾斜开关SW1、SW2、SW3分别用于检测井盖栓体X轴、Y轴、Z轴三个方向的倾斜角度，当检测到栓体在X轴、Y轴和/或Z轴方向倾斜超过预设角度报警值(例如15°)时，对应的倾斜开关闭合，输出倾斜信号至数模转换器，数模转换器将倾斜信号转换为模拟信号输出至三极管Q1，模拟信号通过三极管Q1放大，此时MOS管H2导通，蜂鸣器报警。进一步的，倾斜检测电路通过PA02端口连接CPU，CPU通过NB-IOT模组和NB-IOT基站与井盖服务平台通信连接，通过CPU向井盖服务平台发送倾斜报警信息。

图6为本实用新型实施例提供的井盖监测系统的另一结构示意图，如图6所示，井盖监测系统还包括测温电路，所述测温电路与所述CPU连接。

图7为本实用新型实施例提供的测温电路的电路图，如图7所示，所述测温电路包括测温芯片U7、电阻R31、电阻R32和运算放大器U8；所述测温芯片U7的GND引脚接地、所述测温芯片U7的VS端连接电源MCU_VCC，所述测温芯片U7的VOUT引脚连接运算放大器U8的同相输入端，所述运算放大器U8的反相输入端通过电阻R31接地，所述运算放大器U8的输出端连接CPU，所述运算放大器U8的正极连接电源MCU_VCC，所述运算放大器U8的负极接地，所述电阻R32的一端连接运算放大器U8的反相输入端，所述电阻R32的另一端连接运算放大器U8的输出端。

具体的，参照图7，当温度发生变化时，测温芯片U7的VOUT输出电压会随之发生变化，变化的电压值通过运算放大器U8将其放大后传递给CPU，并通过CPU内部比较器结合温度电压变化参数从而得出环境温度。CPU在发送报警信息时，将测温电路采集的温度数据同时发送至井盖服务平台，以实现井盖附近温度的在线监测。优选的，测温芯片U7的型号为LM35，LM35是由NationalSemiconductor所生产的温度传感器，其输出电压为摄氏温标。

在上述实施例的基础上，所述智能井盖还包括蓝牙通讯电路，所述蓝牙通讯电路与所述CPU连接。图8为本实用新型实施例提供的蓝牙通讯电路的电路图，蓝牙通讯电路能够与蓝牙通讯设备(如手机，平板电脑等)进行数据交互。如图8所示，蓝牙通讯电路通过USI_TX引脚和USI_RX引脚与CPU连接，以进行通讯命令的接收与发送，例如，CPU发送指令给蓝牙模块进行休眠模式。

在上述实施例的基础上，井盖监测系统还包括用户终端，所述智能井盖通过NB-IOT基站和井盖服务平台与用户终端通信连接。如图6所示，用户终端还与蓝牙通讯电路通信连接。其中，所述用户终端包括手机、计算机、平板电脑和智能手表。井盖管理人员可以通过用户终端与智能井盖无线通信连接进行打卡巡查。打卡后，智能井盖会将此智能井盖的定位信息、井盖的状态信息以及巡管人员的编号信息发送给井盖服务平台，通过井盖服务平台可以实现巡管人员巡查管理井盖的智能化管理。

综上所述，本实用新型提供的井盖监测系统，当井盖被恶意破坏或偷盗，造成井盖倾斜角度超过角度报警值时，智能井盖的倾斜检测报警电路会发出倾斜报警信息到CPU，定位管理电路将智能的定位信息发送至CPU；CPU通过NB-IOT模组将倾斜报警信息和井盖的定位信息发送至井盖服务平台，井盖管理人员可以及时的通过定位信息，迅速安排维护人员到达现场，第一时间进行核查处理。本实用新型的提供的井盖监测系统能够在井盖被偷盗或损坏时及时示警，并将受损井盖定位及时一并发送至井盖服务平台，解决了现有井盖定期巡查检修方式容易漏检造成井盖维护不及时的问题。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种井盖监测系统，其特征在于，包括智能井盖、NB-IOT基站和井盖服务平台；

所述智能井盖包括CPU、供电管理电路、定位管理电路、倾斜检测报警电路以及NB-IOT模组；所述CPU分别与供电管理电路、定位管理电路、倾斜检测报警电路和NB-IOT模组连接；所述智能井盖的NB-IOT模组通过NB-IOT基站连接井盖服务平台。

2.根据权利要求1所述的井盖监测系统，其特征在于，所述定位管理电路包括N303芯片、电阻R81、电阻R82、电阻R83和天线接口ANT；

所述N303芯片的RF_IN引脚连接天线接口ANT，所述N303芯片的GND引脚接地，所述N303芯片的VCC引脚分别连接电源MCU_VCC以及电阻R81的一端，所述电阻R81的另一端分别连接所述N303芯片的VBCKP引脚以及电阻R82的一端，所述电阻R82的另一端接地；所述N303芯片的RX1引脚和TX1引脚分别与CPU连接。

3.根据权利要求1所述的井盖监测系统，其特征在于，所述倾斜检测报警电路包括倾斜开关SW1、倾斜开关SW2、倾斜开关SW3、数模转换器、电源VCC、电阻R1_10、电阻R1_11、电阻R1_12、电阻R1_13、电阻R1_14、电阻R1_15、电容C1_10、电容C1_11、三极管Q1、MOS管H2以及蜂鸣器；

所述倾斜开关SW1的一端、倾斜开关SW2的一端以及倾斜开关SW3的一端分别连接所述数模转换器的AIN引脚，所述倾斜开关SW1的另一端、倾斜开关SW2的另一端以及倾斜开关SW3的另一端分别连接数模转换器的GND引脚并接地，所述数模转换器的REF+引脚连接电阻R1_10的一端，所述电阻R1_10的另一端连接电源VCC，所述数模转换器的REF-引脚通过电阻R1_11接地，所述数模转换器的VCC引脚连接电源VCC；

所述数模转换器的DOUT引脚通过电容C1_10连接所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极连接蜂鸣器的第二端并接地，所述三极管Q1的集电极分别连接电阻R1_12的一端、电阻R1_13的一端以及电容C1_11的一端，所述电阻R1_12的另一端分别连接电阻R1_10的另一端和MOS管H2的漏极，并连接电源VCC；所述电阻R1_13的另一端连接三极管Q1的基极，所述电容C1_11的另一端通过电阻R1_14连接MOS管H2的栅极，所述MOS管H2的源极连接所述蜂鸣器的第一端；电容C1_11的另一端通过电阻R1_15连接CPU。

4.根据权利要求1所述的井盖监测系统，其特征在于，所述智能井盖还包括测温电路，所述测温电路与所述CPU连接。

5.根据权利要求4所述的井盖监测系统，其特征在于，所述测温电路包括测温芯片U7、电阻R31、电阻R32和运算放大器U8；

所述测温芯片U7的GND引脚接地、所述测温芯片U7的VS端连接电源MCU_VCC，所述测温芯片U7的VOUT引脚连接运算放大器U8的同相输入端，所述运算放大器U8的反相输入端通过电阻R31接地，所述运算放大器U8的输出端连接CPU，所述运算放大器U8的正极连接电源MCU_VCC，所述运算放大器U8的负极接地，所述电阻R32的一端连接运算放大器U8的反相输入端，所述电阻R32的另一端连接运算放大器U8的输出端。

6.根据权利要求5所述的井盖监测系统，其特征在于，所述测温芯片U7的型号为LM35。

7.根据权利要求1所述的井盖监测系统，其特征在于，所述NB-IOT模组的型号为BC28。

8.根据权利要求1所述的井盖监测系统，其特征在于，所述智能井盖还包括蓝牙通讯电路，所述蓝牙通讯电路与所述CPU连接。

9.根据权利要求1所述的井盖监测系统，其特征在于，还包括用户终端，所述智能井盖通过NB-IOT基站和井盖服务平台与用户终端通信连接。

10.根据权利要求9所述的井盖监测系统，其特征在于，所述用户终端包括手机、计算机、平板电脑和智能手表。