消火栓智能在线监测装置的制作方法

本申请涉及消防器材领域，特别是涉及一种消火栓智能在线监测装置。

背景技术：

消火栓主要供消防车从市政给水管网或室外消防给水管网取水实施灭火，也可以直接连接水带、水枪出水灭火，是扑救火灾的重要消防设施之一。然而，在实际应用中，许多消火栓因被人为圈占、埋压、损毁而不能正常工作，导致火灾现场无可用消火栓、延误灭火的最佳时段，影响城市消防安全。

目前，消火栓没有有效的监管措施，只能依靠水司稽查人员巡检，不但需要动用大量人力，而且还必然会存在监管不到位的情形，由此给故意损毁消火栓和盗用消火栓的水源者提供了可乘之机。甚至在消火栓在被非故意损坏时，不能及时发现，导致水资源的浪费。

因此，亟需研制出一种消火栓智能在线监测装置，不但能够监测到水、出水状况，而且能够有效解决消火栓被撞击及被开盖盗水的问题。

技术实现要素：

本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。

本申请提供了一种消火栓智能在线监测装置，用于安装在消火栓的出水口处，包括：

壳体及后壳，均具有对应的封闭端及开口端，所述壳体的开口端用于与所述后壳开口端对合并固定连接，以使所述壳体与所述后壳形成密封腔室，所述壳体还用与所述消火栓的出水口形成固定连接；

水位检测器，用于安装在所述后壳的封闭端，以检测消火栓的到水及出水状态；

主控电路板，用于安装在所述密封腔室中；

振动传感器，设置在所述主控电路板处，用于检测所述消火栓受到的振动；

旋转传感器，设置在所述主控电路板处，用于检测所述装置在被打开状况下的旋转动作；和

无线通讯模块，用于安装在所述密封腔室中，配置成向服务器发送检测数据；

其中，所述水位检测器、所述振动传感器和所述旋转传感器均与所述主控电路板相连，所述主控电路板配置成接收所述水位检测器、所述振动传感器和所述旋转传感器的检测信号，并将检测信号转化为检测数据发送给所述无线通讯模块。

可选地，所述水位检测器具有两个水位检测电极，所述两个水位检测电极布置在所述后壳处且呈水平叠加布置，每一水位检测电极通过对应的固定螺钉将所述水位检测电极、对应密封结构及与所述后壳固定在在一起，每一水位检测电极与所述主控电路板电连接。

可选地，每一密封结构为双重弹性密封结构，其包括：

密封胶塞，用于套装在对应的水位检测电极的外部，且通过对应的固定螺钉抵接在所述后壳处，所述密封胶塞为套状结构，所述密封胶塞的内壁处设有垂直叠加的多道径向密封环，以使所述密封胶塞与所述水位检测电极之间形成第一重密封结构；

所述水位电极与水接触端设有凸台，相应的所述密封胶塞中设有与所述凸台相配的凹陷，在所述固定螺钉与所述后壳的作用下，所述凸台与所述凹陷相接触的端面形成密封面，以使所述密封胶塞与所述水位检测电极之间形成第二重密封结构。

可选地，所述的消火栓智能在线监测装置，还包括倾角陀螺仪，设置在所述主控电路板处，用于检测所述消火栓的歪斜程度。

可选地，所述的消火栓智能在线监测装置，还包括加速度传感器，设置在所述主控电路板处，用于检测所述消火栓的受撞后的速度，以测算撞击能量。

可选地，所述壳体的开口端具有双重环状壁，所述壳体的内层环状壁具有外螺纹，用于与所述后壳的开口端形成螺纹密封结构，所述壳体的外层环状壁具有内螺纹，用于与所述消火栓的出水口形成螺纹密封结构；

所述后壳的开口端具有与所述外螺纹相配的内螺纹。

可选地，所述壳体的封闭端为两段式阶梯结构，相应的，所述壳体的封闭端由内至外形成共振腔和容置腔；

所述消火栓智能在线监测装置还包括共振音响，固定在所述容置腔内并封堵所述共振腔的口部形成共振腔室，所述共振音响共振振频带动所述壳体及所述共振腔室共振，进而在所述壳体外部产生清晰的报警声音。

可选地，所述的消火栓智能在线监测装置，还包括服务器，配置成接收所述无线通讯模块发送的检测数据，并根据检测数据生成报警信息、历史曲线。

可选地，所述的消火栓智能在线监测装置，还包括终端设备，配置成接收所述服务器发送的检测数据、报警信息及历史曲线，还配置成发送指令给所述服务器；

所述服务器还配置成接收所述终端设备指令并转发给所述无线通讯模块；

所述无线通讯模块还配置成发送所述终端设备指令；

所述主控电路板还配置成接收所述无线通讯模块发送的所述终端设备指令并转化为内部控制指令。

可选地，所述终端设备还配置成gis地图模块，通过所述gis地图模块快速定位所述的消火栓智能在线监测装置地理位置或提供智能引导导航。

本申请的消火栓智能在线监测装置，通过水位检测器检测消火栓的到水及出水状态，通过振动传感器检测消火栓受外力撞击产生的振动，通过旋转传感器检测装置被打开状况下的旋转，通过无线通讯模块发送检测数据至服务器，通过服务器通知监管方。因此本申请能够在线监测到水、出水状况，在线监测消火栓受撞击及被盗水状况，不但节约了人力，而且能够有效解决消火栓被撞击及被开盖盗水的问题。

根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本申请一个实施例的消火栓智能在线监测装置的示意性结构图；

图2是图1所示消火栓智能在线监测装置的示意性零件爆照图；

图3是图1所示消火栓智能在线监测装置中c的示意性局部放大视图，其中示出了密封结构；

图4是根据本申请一个实施例的主控电路板的盗水检测电路的示意性原理图；

图5是根据本申请一个实施例的主控电路板中的振动、转动检测电路的示意性原理图；

图6是根据本申请一个实施例的主控电路板中的电池电压检测电路的示意性原理图；

图7是根据本申请一个实施例的主控电路板中的主芯片接口电路的示意性原理图；

图8是根据本申请一个实施例的主控电路板的无线通讯模块的射频天线电路示意性原理图；

图9是根据本申请一个实施例的主控电路板中的无线通讯模块接口电路的示意性原理图；

图10是根据本申请一个实施例的主控电路板中的无线通讯模块的sim卡接口电路的示意性原理图；

图11是根据本申请一个实施例的消火栓智能在线监测装置的示意性电路控制原理图。

图中各符号表示含义如下：

1壳体，2共振音响，3弹性密封垫片，4无线通讯模块，5主控电路板，6供电电池，7密封胶塞，8水位检测电极，9后壳，10粘接，11固定螺钉，12共振腔室，13水位检测器。

a径向密封环，b密封面。

具体实施方式

图1是根据本申请一个实施例的消火栓智能在线监测装置的示意性结构图。

图2是图1所示消火栓智能在线监测装置的示意性零件爆照图。图3是图1所示消火栓智能在线监测装置中c的示意性局部放大视图，其中示出了密封结构。如图1所示，还可参见图2及图3，一种消火栓智能在线监测装置，用于安装在消火栓(图中未示出)的出水口处，一般可包括：壳体1、后壳9、水位检测器13、主控电路板5、振动传感器、旋转传感器及无线通讯模块4。壳体1及后壳9均具有对应的封闭端及开口端，所述壳体1的开口端用于与所述后壳9开口端对合并固定连接，以使所述壳体1与所述后壳9形成密封腔室，所述壳体1还用与所述消火栓的出水口形成固定连接。水位检测器13用于安装在所述后壳9的封闭端，以检测消火栓的到水及出水状态。主控电路板5用于安装在所述密封腔室中。振动传感器设置在所述主控电路板5处，用于检测所述消火栓受到的振动。旋转传感器设置在所述主控电路板5处，用于检测所述装置在被打开状况下的旋转动作。无线通讯模块4用于安装在所述密封腔室中，配置成向服务器发送检测数据。其中，所述水位检测器13、所述振动传感器和所述旋转传感器均与所述主控电路板5相连，所述主控电路板5配置成接收所述水位检测器13、所述振动传感器和所述旋转传感器的检测信号，并将检测信号转化为检测数据发送给所述无线通讯模块4。

具体实施时，本申请通过改变壳体1及后壳9的尺寸，可配置成安装于消火栓φ100出水口处，还可配置成安装于消火栓φ65出水口处。

具体实施时，所述无线通讯模块4可选择低功耗窄带远程通讯模块，该低功耗窄带远程通讯模块的pcb天线为高增益表贴型pcb微带天线。

本申请的消火栓智能在线监测装置，通过水位检测器13检测消火栓的到水及出水状态。通过振动传感器检测消火栓受外力撞击产生的振动从而判断消火栓是否受到外力破坏。例如：由于道路改造施工、车辆撞击等各种原因，致使市政消火栓遭到破坏，甚至有些门店，由于市政消火栓在店门口，影响车辆、人员通行，害怕耽误了生意，擅自拆除、迁移市政消火栓。通过旋转传感器检测装置被打开状况下的旋转，结合影像采集共同判断消火栓被非法使用的情况。例如，洗车、临时施工、园林绿化等非法使用消火栓免费水。通过无线通讯模块4发送检测数据至服务器，通过服务器通知监管方。因此本申请能够在线监测到水、出水状况，在线监测消火栓受撞击及被盗水状况，不但节约了人力，而且能够有效解决消火栓被撞击及被开盖盗水的问题。

此外，本申请的消火栓智能在线监测装置，产品结构设计简洁，安装快捷，智能通用。

发明人在实现本申请的过程中，还发现目前也有能够监测出水(盗水)检测装置，其应用压力原理，采用微动开关方式检测方法。但用此方法存在检测不可靠的问题。例如当水压很小时，无法触发微动开关，即使消火栓出水也检测不出来。

如图2所示，本实施例中，所述水位检测器13具有两个水位检测电极8，所述两个水位检测电极8布置在所述后壳9处且呈水平叠加布置。每一水位检测电极8通过对应的固定螺钉11将所述水位检测电极8、对应密封结构及与所述后壳9固定在在一起。每一水位检测电极8与所述主控电路板5电连接。具体实施时，每一水位检测电极8通过冷压端子接线片及导线与主控电路板5对插连接。

图4是根据本申请一个实施例的主控电路板5的盗水检测电路的示意性原理图。本实施例中，所述水位检测器13采用水阻式水位电极探测法检测水位。其原理是由于自然界水具有一定的导电性，此导电性可等效为水的电阻性。在本实施例中将两水位检测电极8间水位等效为一个电阻，通过图4采集电路将有效信号检出，此信号可将掉电状态的主控芯片唤醒，进而通过主控芯片采集此信号，并通过无线通讯模块4上传到服务器。图4中端子cn2的1脚连接一个水位检测电极8，端子cn2的2脚连接另外一个水位检测电极8。如图4所示，电阻r01的1脚接直流3.6v电源正极，电阻r01的2脚接端子cn2的1脚及电阻r02的1脚，端子cn2的2脚接电阻r03的1脚，电阻r03的2脚接直流3.6v电源负极，电阻r02的2脚接主控芯片的盗水信号采集脚。当两个水位检测电极8之间无水时，电阻r02的2脚为3.6v高电平状态，处于掉电模式的主控芯片不被唤醒；当两个水位电极之间有水时，电阻r02的2脚由3.6v高电平状态转为低电平状态，处于掉电模式的主控芯片被唤醒，进而采集此信号并上传服务器，从而实现事件检测的可靠性。

本实施例中，所述水位检测器13采用水阻式水位电极法探测消火栓出水状态，稳定可靠，故障率极低，较机械式检测方法，具有检测不受水压大小影响，减少误报率，响应速度快等优点。

如图3所示，每一密封结构为双重弹性密封结构，其包括：第一重密封结构和第二重密封结构。密封胶塞7用于套装在对应的水位检测电极8的外部，且通过对应的固定螺钉11抵接在所述后壳9处，所述密封胶塞7为套状结构，所述密封胶塞7的内壁处设有垂直叠加的多道径向密封环a，以使所述密封胶塞7与所述水位检测电极8之间形成第一重密封结构。所述水位电极与水接触端设有凸台，相应的所述密封胶塞7中设有与所述凸台相配的凹陷，在所述固定螺钉11与所述后壳9的作用下，所述凸台与所述凹陷相接触的端面形成密封面b，以使所述密封胶塞7与所述水位检测电极8之间形成第二重密封结构。

图5是根据本申请一个实施例的主控电路板中的振动、转动检测电路的示意性原理图，其中，电阻r07的一脚接主控芯片的转动信号采集脚，电阻r10的一脚接主控芯片的振动信号采集脚。图6是根据本申请一个实施例的主控电路板中的电池电压检测电路的示意性原理图，其中，电阻r12的一脚接主控芯片的电池电压信号采集脚。图7是根据本申请一个实施例的主控电路板中的主控芯片接口电路的示意性原理图，其中，主控芯片具有48个引脚，主芯控片的第3引脚为主控芯片的电池电压信号采集脚，主芯控片的第15引脚为主控芯片的盗水信号采集脚，主芯控片的第23引脚为主控芯片的振动信号采集脚，主芯控片的第24引脚为主控芯片的转动信号采集脚。图8是根据本申请一个实施例的主控电路板的无线通讯模块4的射频天线电路示意性原理图，其中，本实施例为nb模块射频天线电路。图9是根据本申请一个实施例的主控电路板中的无线通讯模块接口电路的示意性原理图，其中，本实施例为nb模块接口电路。图10是根据本申请一个实施例的主控电路板中的无线通讯模块的sim卡接口电路的示意性原理图，其中，本实施例为nb模块的sim卡接口电路。图11是根据本申请一个实施例的消火栓智能在线监测装置的示意性电路控制原理图。

如图11所示，本实施例中，所述的消火栓智能在线监测装置还包括倾角陀螺仪，其设置在所述主控电路板5处，用于检测所述消火栓在受到撞击下的歪斜程度。

如图11所示，本实施例中，所述的消火栓智能在线监测装置，还包括加速度传感器，其设置在所述主控电路板5处，用于检测所述消火栓的受撞后的速度，以测算撞击能量。

具体实施时，参见图1及图11，主控电路板5上设有低功耗处理器，处理器内嵌flash存储模块，低功耗处理器连接低功耗窄带远程通讯nb模块、振动传感器、旋转传感器、倾角陀螺仪、加速度传感器。主控电路板5上电源模块部分与供电电池6连接，提供各电路部分用电。其中，所述装置通过振动传感器、旋转传感器、倾角陀螺仪、加速度传感器各信号的综合判断处理，进行事件确认。

具体实施时，消火栓智能在线监测装置可与视频监控系统联动，通过本装置内嵌视频控制协议，本装置可直接控制视频监控系统对其安装位置拍摄视频及抓拍图片。本申请的消火栓智能在线监测装置通过与视频监控系统联动，能够在异常事件发生时直接控制视频监控系统对其安装位置拍摄视频及抓拍图片。

如图1所示，所述壳体1的开口端具有双重环状壁，所述壳体1的内层环状壁具有外螺纹，用于与所述后壳9的开口端形成螺纹密封结构。所述壳体1的外层环状壁具有内螺纹，用于与所述消火栓的出水口形成螺纹密封结构。所述后壳9的开口端具有与所述外螺纹相配的内螺纹，以形成螺纹密封结构。

更具体地，壳体1的开口端与连接消火栓出水口的连接处设有弹性密封垫片3。

更具体地，后壳9与壳体1的连接处还设有密封胶垫，以构成密封腔室。

优选地，壳体1可采用增强尼龙材质制成。

如图1所示，本实施例中，所述壳体1的封闭端为两段式阶梯结构，相应的，所述壳体1的封闭端由内至外形成共振腔和容置腔。所述消火栓智能在线监测装置还包括共振音响2，固定在所述容置腔内并封堵所述共振腔的口部形成共振腔室12，所述共振音响2共振振频带动所述壳体1及所述共振腔室12共振，进而在所述壳体1外部产生清晰的报警声音。从而对盗水者或破坏者产生震慑作用。

更具体地，本实施例中，共振音响2与壳体1粘接10在一起。优选地，通过双面胶粘贴。

参见图11，本实施例中，所述的消火栓智能在线监测装置，还包括服务器，配置成接收所述无线通讯模块4发送的检测数据，并根据检测数据生成报警信息、历史曲线。本例中，服务器为云端服务器。

参见图11，本实施例中，所述的消火栓智能在线监测装置，还包括终端设备，配置成接收所述服务器发送的检测数据、报警信息及历史曲线，还配置成发送指令给所述服务器。所述服务器还配置成接收所述终端设备指令并转发给所述无线通讯模块4。所述无线通讯模块4还配置成发送所述终端设备指令。所述主控电路板5还配置成接收所述无线通讯模块4发送的所述终端设备指令并转化为内部控制指令。

更具体地，本实施例中，终端设备可以是pc或手持移动终端。

参见图11，本实施例中，所述终端设备还配置成gis地图模块，通过所述gis地图模块快速定位所述的消火栓智能在线监测装置地理位置或提供智能引导导航。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，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”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。