一种井盖松动检测方法、装置及存储介质与流程

本发明属于检测方法技术领域，特别涉及一种井盖松动检测方法、装置及存储介质。

背景技术：

井盖的破损、倾斜往往都是从井盖的松动开始的，井盖产生松动的原因之一就是承载井盖的井圈在长期的使用过程中，因为土质沉降(水淹浸泡)、车轮重压及本身质量问题等原因造成了形变，井盖产生松动的另一个原因就是井盖本身在长期的使用过程中，因为质量问题、极端气候(材料的热胀冷缩)、车轮重压等原因造成了形变，而井盖在松动前，会有一个右侧向下的运动，但当车轮过后，井盖又立即回复到原来相对水平的状态，这种状态通常不会引人注意，当这种状态长时间存在并且得不到及时修复后，便会导致井盖破裂造成事故。

如果能对井盖的松动进行检测，就能防患于未然，避免更大的问题和事故出现，现有的井盖检测方法通常都是对井盖倾斜和移动进行检测，没有对井盖的松动进行检测，因此便需要一种井盖松动检测方法、装置及存储介质。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种井盖松动检测方法、装置及存储介质。

本发明的目的可通过下列技术方案实现：一种井盖松动检测方法，其特征在于，包括处理器及以下步骤：

s1：设定松动过程；

-s1.1：设定第一松动过程t1；

-s1.2：设定第二松动过程t2；

-s1.3：设定第三松动过程t3；

s2：设定检测方式；

-s2.1：测定t1与t3的运动加速度；

-s2.2：过滤t2的静止时间；

s3：上报有效信号。

本发明的工作原理：井盖在被车轮压迫时会存在三个松动过程，三个松动过程具有不同的特征，通过对这些特征进行测量能够得到不同的特征数值，处理器通过对特征数值的判断来得知井盖的松动程度，同时处理器能够对松动程度进行上报，使得维修人员能够及时更换，避免事故发生。

在上述的一种井盖松动检测方法中，所述的t1为车轮与井盖刚接触时到井盖被压到松动的最低点的过程。

在上述的一种井盖松动检测方法中，所述的t2为车轮通过井盖一直到离开井盖另一侧的过程。

在上述的一种井盖松动检测方法中，所述的t3为井盖反弹恢复原来静止状态的过程。

在上述的一种井盖松动检测方法中，所述的步骤s1.2中，设定车轮通过井盖的路径长度为井盖的弦长值，路径值设置为50cm，设定车辆速度为20km/h—60km/h，则t2的时长范围如式(1)和式(2)：

t2(短)＝0.5m/[60000m/3600(s)]＝0.03s＝30ms(1)

t2(长)＝0.5m/[20000m/3600(s)]＝0.09s＝90ms(2)

在上述的一种井盖松动检测方法中，所述的处理器内设置有用于测量所述的t1的加速度和所述的t3的加速度的运动阀值寄存器，所述的运动阀值寄存器能够根据所述的t1的加速度和所述的t3的加速度产生脉冲信号。

在上述的一种井盖松动检测方法中，所述的步骤s2.2中，所述的处理器内还设置有用于过滤所述的t2的静止时间寄存器，所述的静止时间寄存器内设置有静止阀值，所述的静止时间寄存器包括time_inact_l、lsb和time_inact_h，所述的静止时间寄存器的16位值设置连续样本数，当所述的样本数小于所述的静止阀值时，所述的t2能够被检测到，如式(3)所示：

time_inact_l寄存器保存16位time_inact值的8个

lsb，time_inact_h寄存器保存8个msb。

时间计算：

time＝time_inact/odr(3)

其中：time_inact为time_inact_l寄存器和time_inact_h寄存器设置的16位值，odr为filter_ctl寄存器设置的输出数据速率。

在上述的一种井盖松动检测方法中，所述的处理器还连接有用于检测加速度的检测传感器。

本发明的第二个目的可通过下列技术方案实现：一种井盖松动检测装置，包括：

检测传感器；

静止时间寄存器；

运动阀值寄存器；

无线通信单元；

一个或多个处理器；

存储器；

以及一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，其特征在于，所述的程序包括用于执行如上述的一种井盖松动检测方法。

本发明的第三个目的可通过下列技术方案来实现：一种存储介质，存储有与计算机端、显示器结合使用的计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行完成如上述的一种井盖松动检测方法。

与现有技术相比，本发明具有能够通过井盖被压迫后产生的位移加速度对井盖松动进行测量，测量结果更加精准的优点。

附图说明

图1是本发明的流程示意图。

图2是本发明的处理器剖面示意图。

图3是本发明的井盖结构图。

图4是本发明t1的示意图。

图5是本发明t2的示意图。

图6是本发明t3的示意图。

图7是本发明的处理元件示意图。

图8是本发明的通信元件示意图。

图9是本发明的独立时钟元件示意图。

图10是本发明的电子开关元件示意图。

图11是本发明的加速度检测元件示意图。

图12是本发明的晶振元件示意图。

图中，1、处理器；2、运动阀值寄存器；3、检测传感器；4、静止时间寄存器；01、处理元件；02、通信元件；03、独立时钟元件；04、电子开关元件；05、加速度检测元件；06、第一电容器；07、第一二极管；08、第二电容器；09、第二二极管；10、第六二极管；11、第一控制开关；12、第二控制开关；13、第八电容器；14、晶振元件；15、第十二极管；16、第三电容器；17、第四电容器。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1-6所示，本井盖松动检测方法，其特征在于，包括处理器1及以下步骤：

s1：设定松动过程；

-s1.1：设定第一松动过程t1；

-s1.2：设定第二松动过程t2；

-s1.3：设定第三松动过程t3；

s2：设定检测方式；

-s2.1：测定t1与t3的运动加速度；

-s2.2：过滤t2的静止时间。

s3：上报有效信号。

井盖在被车轮压迫时会存在三个松动过程，三个松动过程具有不同的特征，通过对这些特征进行测量能够得到不同的特征数值，处理器1通过对特征数值的判断来得知井盖的松动程度，同时处理器1能够对松动程度进行上报，使得维修人员能够及时更换，避免事故发生。

进一步细说，t1为车轮与井盖刚接触时到井盖被压到松动的最低点的过程；t2为车轮通过井盖一直到离开井盖另一侧的过程；t3为井盖反弹恢复原来静止状态的过程，t1和t3是在被汽车压迫后井盖出现上升或是下降的位置变化，井盖在出现移动变化时会存在上升或是下降的加速度，由于井盖只会在存在松动的情况下才会出现上升或是下降的加速度，因此通过对加速度的测量能够得知井盖是否存在松动的情况，并且能够通过加速度的大小判断松动的程度。

进一步细说，步骤s1.2中，设定车轮通过井盖的路径长度为井盖的弦长值，路径值设置为50cm，设定车辆速度为20km/h—60km/h，则t2的时长范围如式(1)和式(2)：

t2(短)＝0.5m/[60000m/3600(s)]＝0.03s＝30ms(1)

t2(长)＝0.5m/[20000m/3600(s)]＝0.09s＝90ms(2)

通常情况下，t2时间的长短与井盖直径大小和车轮通过的速度有关，常规使用的井盖直径在50cm-100cm之间，而车轮压在井盖上的长度一般在25cm-50cm，因此将25cm-50cm作为弦长，设定井盖直径为50cm，车辆正常行驶速度设定为20km/h-60km/h，因此便能够测得t2的时长范围。

进一步细说，处理器1内设置有用于测量t1的加速度和t3的加速度的运动阀值寄存器2，运动阀值寄存器2能够根据t1的加速度和t3的加速度产生脉冲信号，处理器1还连接有用于检测加速度的检测传感器3，通过对t1和t3之间不同的加速度脉冲信号进行分析，检测传感器3能够得知t1和t3是否存在加速度，若不存在加速度，则t1、t3的脉冲信号是一样的，则井盖在这一次测量情况下不存在松动情况，若存在加速度，则t1、t3的脉冲信号会出现不一致，则井盖在这一次测量情况下存在松动情况，检测传感器3能够将不一致的脉冲信号传递至处理器1，处理器1进行报警。

进一步细说，步骤s2.2中，处理器1内还设置有用于过滤t2的静止时间寄存器4，静止时间寄存器4内还设置有静止阀值，由于t2的存在，t2期间井盖是静止的，也就是没有加速度，因此检测传感器3检测到的是有t2时间间隔的t1、t3的脉冲信号，为了使处理器1的判断能够更加精准，需要处理器1能够过滤掉时间间隔t2，获得一个单一的脉冲信号，而静止时间寄存器4内设置有静止阀值，静止时间寄存器4包括time_inact_l、lsb和time_inact_h，静止时间寄存器4的16位值设置连续样本数，当样本数小于静止阀值时，t2能够被检测到，如式(3)所示：

time_inact_l寄存器保存16位time_inact值的8个

lsb，time_inact_h寄存器保存8个msb。

时间(秒)计算：

time＝time_inact/odr(3)

其中：time_inact为time_inact_l寄存器(8个lsb)和time_inact_h寄存器(8个msb)设置的16位值，odr为filter_ctl寄存器设置的输出数据速率，根据式(1)与式(2)能够得知t2的时间范围为30ms-90ms，因此将time设置为100ms，就能检测到静止事件，t2的时间间隔便能够被过滤掉；

作为一个实施例，当车轮正好压在井盖上后车辆停止移动时，t2的时间就大大增加，超出了静止时间寄存器4设置的检测范围，会发生漏检，但由于为了节省电池的能耗，并不是每一次检测到松动就上报的，而是处理器1自动记录检测到的松动次数，每24小时上报一次，也就是通过24小时内检测到的松动次数来判断这个井盖有没有松动的情况及严重程度，所以偶然的漏检没有统计学意义上的有效性，可以忽略不计，也不会在宏观上影响检测的准确性。

本发明的第二个目的可通过下列技术方案实现：一种井盖松动检测装置，包括：

检测传感器3；

静止时间寄存器4；

运动阀值寄存器2；

无线通信单元；

一个或多个处理器1；

存储器；

以及一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，程序包括用于执行如上述的一种井盖松动检测方法。

本发明的第三个目的可通过下列技术方案来实现：一种存储介质，存储有与计算机端、显示器结合使用的计算机程序，计算机程序可被处理器执行完成如上述的一种井盖松动检测方法。

如图7-12所示，本井盖松动检测装置，包括井盖松动检测组件，井盖松动检测组件包括处理元件01、通信元件02、独立时钟元件03、电子开关元件04以及加速度检测元件05；

加速度检测元件05用于测量井盖被碾压后因位移而产生的加速度，并产生检测信号；

处理元件01用于处理加速度检测元件05产生的检测信号，并生成检测结果；

通信元件02用于将处理元件01产生的检测结果进行传输；

独立时钟元件03用于生成独立时钟电路；

电子开关元件04用于控制井盖松动检测组件的电路开闭；

加速度检测元件05用于测量井盖被碾压后因位移而产生的加速度，并根据加速度信息生成检测信号，处理元件01能够通过对检测信号的分析，判断出井盖此时的松动情况，并将检测结果通过通信元件02传输至外界，而电子开关元件04则是对整个井盖松动检测组件的电路进行开启和关闭的控制，独立时钟元件03则是用于生成独立时钟电路，在处理元件01休眠时对井盖松动检测组件内除处理元件01的其他元件进行控制，使处理元件01实现真正意义上的休眠。

进一步细说，加速度检测元件05设置有第一引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚、第六引脚、第七引脚、第八引脚、的士引脚、第十一引脚、第十二引脚、第十三引脚、第十四引脚和第十六引脚；

第一引脚连接有第一二极管07，第一引脚还连接有第一电容器06，并通过第一电容器06连接电源，第一引脚还与第十四引脚连接；

第三引脚与第五引脚并联，第五引脚用于接地；

第四引脚连接有第一电阻(r1)，第四引脚与处理元件01连接；

第六引脚连接有第二电阻(r2)，第六引脚与处理元件01连接；

第七引脚连接有第三电阻(r3)，第七引脚与处理元件01连接，第七引脚还用于接地；

第八引脚连接有第四电阻(r4)，第八引脚与处理元件01连接，第八引脚还与第六引脚并联，并与第六引脚共同连接电源；

第十引脚用于接地；

第十一引脚连接有int1脚；

第十二引脚与第十三引脚并连接地；

第十六引脚用于接地；

第十一引脚用于与电子开关元件04连接，使得电子开关元件04能够控制加速度检测元件05。

进一步细说，独立时钟元件03设置有第1引脚、第2引脚、第3引脚、第4引脚、第5引脚、第6引脚、第8引脚；

第1引脚与第2引脚串联，第1引脚与第2引脚之间连接有第一xtal引脚，通过对xtal引脚输入震荡信号，作为独立时钟元件03的时钟信号源；

第3引脚连接有int脚，第3引脚还连接有第五电阻(r5)并通过第五电阻(r5)连接电源，第3引脚用于与电子开关元件04的第一控制开关11连接，使得电子开关元件04能够控制独立时钟元件03；

第4引脚用于接地，第4引脚还并联有第二电容器08，第4引脚与第8引脚连接；

第5引脚连接有第七电阻(r7)并通过第七电阻(r7)连接电源，第5引脚与处理元件01连接；

第6引脚与处理元件01连接，第6引脚还连接有第八电阻(r8)，第6引脚与第5引脚并联连接电源；

第8引脚连接有第二二极管09，第8引脚连接电源。

进一步细说，电子开关元件04设置有引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚6、引脚7和引脚8；

引脚1用于接地；

引脚2连接有第六二极管10，第六二极管10连接有第一控制开关11，第一控制开关11包括第一开关脚(s)、第二开关脚(d)和第三开关脚(g)，第一开关脚(s)用于连接电源，第二开关脚(d)与第六二极管10连接，第三开关脚(g)与int脚连接；

引脚2还连接有第十二极管15，第十二极管15与int1脚连接；

引脚2上还连接有第十五电阻(r15)，第十五电阻(r15)连接有第二控制开关12，第二控制开关12包括第1开关脚(g)、第2开关脚(d)和第3开关脚(s)，第1开关脚(g)连接处理元件01，第1开关脚(g)还连接有第八电容器13并通过第八电容器13接地，第2开关脚(d)连接第十五电阻(r15)，第3开关脚(s)用于接地；

引脚3连接电源，引脚3与引脚7连接；

引脚4与引脚3和引脚7连接；

引脚5连接有电源；

引脚6与引脚5并联连接电源；

引脚8与引脚7并联。

进一步细说，处理元件01还连接有晶振元件14，晶振元件14内设置有第三电容器16和第四电容器17，晶振元件14内还设置有第二xtal脚，处理元件01通过晶振元件14产生时钟信号，并通过晶振元件14稳定时钟信号。

进一步细说，通信元件02设置有nb-iot网络，nb-iot网络连接强度高，连接范围广，使用能耗低，使用效果好。

进一步细说，井盖松动检测组件还设置有电源元件，电源元件用于对处理元件01、通信元件02、独立时钟元件03、电子开关元件04以及加速度检测元件05供电。

进一步细说，加速度检测元件05设置为adxl362三轴加速度计，使用功耗低，采用全数据速率进行加速度采样。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了大量术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。