太阳能井盖警示系统及检测方法与流程

本申请涉及市政道路的领域，尤其是涉及太阳能井盖警示系统及检测方法。

背景技术：

在城市建设中，所有的地下管道在路面上通常会设有井盖，比如下水道、地下煤气管道、自来水管道、电力管道、通讯管道、国防管道等，这些管道每隔一段要有一个通向地面的出口，由管道到地面的这一段称为窨井，窨井口通常与地面平齐，因此需要一个盖子，用来盖窨井的盖子，叫井盖或窨井盖。

相关技术中，由于井盖需要和底面齐平，不方便在井盖上设置固定机构，所以窨井盖一般是通过利用自身的重力盖设在井口上，通过外力能够轻松地将井盖从井体上取下，在道路上，由于车辆行驶，井盖很有可能被掀起而导致井盖翘起，翘起的井盖在经过车辆碾压之后，容易损坏，由于维修人员无法及时获取井盖状态，若在井盖损坏或被盗窃之后井口暴露，不利于道路运行。

技术实现要素：

为了及时获取井盖状态，本申请提供太阳能井盖警示系统及检测方法。

一方面，本申请提供的太阳能井盖警示系统采用如下的技术方案：

太阳能井盖警示系统，

包括井盖端、检测端、处理端和警示端及电源端；

所述井盖端包括井体，所述井体的井口上设置有井盖；

所述检测端包括第一检测端和第二检测端；

所述第一检测端包括设置于所述井体的井口边缘的若干用于感应所述井盖对所述井口边缘压力的第一压力感应区，得到第一压力值，所述井盖盖设于所述井口时，所述第一压力感应区与所述井盖下表面抵触；

所述第二检测端包括至少三个设置于所述井体内壁上的固定座，所述固定座向上设置有抵触杆，所述抵触杆与所述固定座之间设置有弹性复位件，所述井盖盖设于所述井口时，所述弹性复位件被压缩且所述抵触杆的顶部与所述井盖下表面抵触；

所述固定座与所述弹性复位件的连接位置上设置有第二压力感应区，所述第二压力感应区用于感应所述弹性复位件对所述固定座的作用力；

所述处理端用于获取所述第一压力感应区的第一压力值和第二压力感应区的第二压力值，并根据所述第一压力值和第二压力值的变化情况判断所述井盖翘起或被窃取；

所述警示端受控于所述处理端，在所述处理端判断所述井盖为翘起的情况下，处理端控制所述警示端作出第一警示信号；在所述处理端判断所述井盖为被窃取的情况下，处理端控制所述警示端作出第二警示信号；

所述电源端用于对检测端、处理端供电。

通过采用上述技术方案，检测第一压力感应区上的第一压力值和第二压力检测区上的第二压力值，根据第一压力值和第二压力值判断井盖的状态，在井盖正常盖设于井口上时，第一压力值与第二压力值能够达到预设值且压力稳定；在井盖翘起的情况下，井盖的边缘与井口便于形成两个接触点，且在翘起的情况下井盖下表面与一个或两个抵触杆相抵触，第一压力值消失的同时，存在一个或两个第二压力值的大小超过预设值；而在井盖被盗的情况下，第一压力值消失且每个第二压力值小于预设值；通过两种判断条件准确判断当前井盖的状态，是为盗取还是翘起，方便维护人员及时对井盖状态的掌控，减小井盖损坏的可能，从而减小道路因井盖而产生的道路安全问题出现的可能。

可选的，所述井体的井口外边缘设置有向上的环形的延边，所述井盖盖设于所述延边内，在所述延边内侧的井口上均匀设置有若干所述第一压力感应区，每个所述第一压力感应区上设置有第一压力传感器。

通过采用上述技术方案，环形的延边将井口包围住，在延边内部形成用于放置井盖的区域，提高对井盖的固定效果，减小井盖被车辆驶过或压强作用而掀起，提高井盖盖设于井口上的稳定性能，从而减小道路因井盖而产生的道路安全问题出现的可能。

可选的，所述固定座包括垂直于所述井体内壁上的固定杆，所述固定杆向上设置有管体，在所述管体中插设有所述抵触杆，所述抵触杆与所述固定杆之间设置有弹性复位件，所述弹性复位件与所述固定杆连接位置上设置有所述第二压力感应区。

通过采用上述技术方案，每个抵触杆与井盖下表面相抵触，弹性复位件被压缩，从而对第二压力感应区产生作用力，在井盖正常盖设于井口上时候，每个抵触杆对第二压力感应区的作用力是相等（允许误差内）且达到阈值，在井盖翘起的情况下，势必存在至少一个抵触杆与井盖下表面脱离，脱离的抵触杆对第二压力感应区的作用力即减小，通过对第二压力感应区的压力检测，能够准确判断井盖是否翘起，提高对道路井盖的状态掌控，从而减小道路因井盖而产生的道路安全问题出现的可能。

可选的，所述固定杆与所述井体内壁之间转动连接，所述固定杆上设置有用于锁紧所述固定杆的锁紧件。

通过采用上述技术方案，固定杆转动连接于井体内壁上，并通过锁紧件形成一定的阻尼效果，在井盖被掀起下落时，井盖对抵触杆造成较大的冲击力，从而迫使抵触杆连通固定杆在井体内壁上转动一定角度，减小井盖与抵触杆之间的硬性碰撞，进一步减小井盖损坏的可能。

可选的，所述固定座包括斜向上设置于所述井体内壁上的管体，在所述管体中插设有所述抵触杆，所述抵触杆与所述固定杆之间设置有弹性复位件，所述弹性复位件与所述井体内壁连接位置上设置有所述第二压力感应区。

通过采用上述技术方案，每个抵触杆与井盖下表面相抵触，弹性复位件被压缩，从而对第二压力感应区产生作用力，在井盖正常盖设于井口上时候，每个抵触杆对第二压力感应区的作用力是相等（允许误差内）且达到阈值，在井盖翘起的情况下，势必存在至少一个抵触杆与井盖下表面脱离，脱离的抵触杆对第二压力感应区的作用力即减小，通过对第二压力感应区的压力检测，能够准确判断井盖是否翘起，提高对道路井盖的状态掌控，从而减小道路因井盖而产生的道路安全问题出现的可能。

可选的，所述固定座数量为三个，三个所述固定座所在位置形成等边三角形。

通过采用上述技术方案，三个第二检测端对应于三个抵触杆，三个抵触杆的顶端共面并抵触与井盖的下表面上，只要在井盖发生任意角度的倾斜或翘起的情况，三个第二压力感应区上的作用力均有所变化，在不降低检测判断准确性的情况下降低检测器件数量，降低成本。

可选的，所述警示端包括网络单元和警示单元，所述警示单元通过所述网络单元连接并受控于所述处理端。

通过采用上述技术方案，警示单元用作对运维人员进行报警，提高运维人员对井盖的状态掌控，从而减小道路因井盖而产生的道路安全问题出现的可能。

可选的，包括水压检测端和水压报警端，所述水压检测端包括设置于所述井体内壁上的水压传感器，所述水压传感器连接有所述处理端，所述处理端获取所述水压传感器检测信号并根据水压预设值比较，在检测信号值大于水压预设值的情况下控制水压报警端做出警报。

通过采用上述技术方案，通过对井体内的水压进行监测，在水压达到预设值的情况下做出警报，以提醒来往车辆或行人请勿靠近，防止井盖受水压而掀起，从而减小道路因井盖而产生的道路安全问题出现的可能。

另一方面，本申请提供的太阳能井盖警示系统的检测方法采用如下的技术方案：

太阳能井盖警示系统的检测方法，

包括：

预设第一压力阈值、第二压力阈值；

每个所述第一压力感应区与井盖下表面相抵触，每个所述第一压力感应区获取的第一压力值；每个所述抵触杆与井盖下表面相抵触，弹性复位件被压缩，每个所述第二压力感应区获取第二压力值；

根据第一压力值、第二压力值判断井盖状态：

若每个第一压力值大于或等于所述第一压力阈值、每个第二压力值大于或等于所述第二压力阈值，则判定所述井盖正常盖设于井口；

若每个第一压力值为零、两个第二压力值大于第二压力阈值且一个第二压力值小于第二压力阈值，则判定所述井盖为翘起状态；

若每个第一压力值为零、一个第二压力值大于第二压力阈值且两个第二压力值小于第二压力阈值，则判定所述井盖为翘起状态。

通过采用上述技术方案，检测第一压力感应区上的第一压力值和第二压力检测区上的第二压力值，根据第一压力值和第二压力值判断井盖的状态，在井盖正常盖设于井口上时，第一压力值与第二压力值能够达到预设值且压力稳定；在井盖翘起的情况下，井盖的边缘与井口便于形成两个接触点，且在翘起的情况下井盖下表面与一个或两个抵触杆相抵触，第一压力值消失的同时，存在一个或两个第二压力值的大小超过预设值；而在井盖被盗的情况下，第一压力值消失且每个第二压力值小于预设值；通过两种判断条件准确判断当前井盖的状态，是为盗取还是翘起，方便维护人员及时对井盖状态的掌控，减小井盖损坏的可能，从而减小道路因井盖而产生的道路安全问题出现的可能。

可选的，判断井盖状态还包括：

若所述第一压力值为零且每个所述第二压力值小于所述第二压力阈值，则判断所述井盖为被盗窃状态。

通过采用上述技术方案，通过对第一压力值和第二压力值变化分析判断，井盖是否被盗窃，提高维护人员及时对井盖状态的掌控程度，提高运维人员对井盖的关注程度，以降低井盖被盗窃的可能。

可选的，判断为被盗窃的过程还包括：

设定时间阈值，在所述第一压力值为零且每个所述第二压力值小于所述第二压力阈值的同时进行计时，在计时时间达到所述时间阈值的情况下，判断所述井盖为被盗窃状态。

通过采用上述技术方案，通过时间阈值的设定，在计时时间达到时间阈值的情况下，才判断为井盖被盗窃，减小临时维修或排水而造成盗窃误判。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、检测第一压力感应区上的第一压力值和第二压力检测区上的第二压力值，根据第一压力值和第二压力值判断井盖的状态，在井盖正常盖设于井口上时，第一压力值与第二压力值能够达到预设值且压力稳定；在井盖翘起的情况下，井盖的边缘与井口便于形成两个接触点，且在翘起的情况下井盖下表面与一个或两个抵触杆相抵触，第一压力值消失的同时，存在一个或两个第二压力值的大小超过预设值；而在井盖被盗的情况下，第一压力值消失且每个第二压力值小于预设值；通过两种判断条件准确判断当前井盖的状态，是为盗取还是翘起，方便维护人员及时对井盖状态的掌控，减小井盖损坏的可能，从而减小道路因井盖而产生的道路安全问题出现的可能。

2、每个抵触杆与井盖下表面相抵触，弹性复位件被压缩，从而对第二压力感应区产生作用力，在井盖正常盖设于井口上时候，每个抵触杆对第二压力感应区的作用力是相等（允许误差内）且达到阈值，在井盖翘起的情况下，势必存在至少一个抵触杆与井盖下表面脱离，脱离的抵触杆对第二压力感应区的作用力即减小，通过对第二压力感应区的压力检测，能够准确判断井盖是否翘起，提高对道路井盖的状态掌控，从而减小道路因井盖而产生的道路安全问题出现的可能。

3、通过对井体内的水压进行监测，在水压达到预设值的情况下做出警报，以提醒来往车辆或行人请勿靠近，防止井盖受水压而掀起，从而减小道路因井盖而产生的道路安全问题出现的可能。

附图说明

图1是实施例1的井盖警示系统示意图。

图2是实施例1的井盖端俯视图。

图3是本申请井盖警示系统的检测方法流程图。

图4是实施例2的井盖警示系统示意图。

图5是实施例3的井盖警示系统示意图。

附图标记说明：101、井盖；102、井体；103、延边；201、第一压力感应区；202、第二压力感应区；301、固定杆；302、管体；303、抵触杆；304、弹性复位件；401、水压传感器；402、led。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开太阳能井盖警示系统。

实施例1：

如图1、2所示，太阳能井盖警示系统包括井盖端、检测端、警示端和电源端。

井盖端包括井体102，井体102端包括井体102，在井体102的井口上盖设有井盖101；井口外边缘上设置有延边103，延边103呈环形设置且与井口共圆，延边103垂直于井口并向上，井盖101盖设于延边103内部，使得井盖101将井口盖住。

检测端包括第一检测端和第二检测端；

第一检测端包括设置于延边103内侧的井口边缘上的若干第一压力感应区201，本实施例中第一压力感应区201的数量为3个，分别均匀设置于延边103内侧的井口边缘上，井盖101盖设于井口上时，每个第一压力感应区201与井盖101下表面相抵触。

每个第一压力感应区201上设置有第一压力传感器，在井盖101正常盖设于井口上时，第一压力传感器用于感应第一压力感应区201收到井盖101的作用力，每个第一压力传感器都连接处理端，每个第一压力传感器检测的第一压力值都由处理端获取。

如图2所示，第二检测端包括设置于井体102内壁上的固定座，固定座的数量至少为3个，本实施例中，固定座的数量为3，每个固定座的固定高度等高，且每个固定座与井体102内壁之间的连接位置形成一等边三角形。

如图1、2所示，每个固定座都包括有固定杆301，固定杆301的一端转动连接在井体102的内壁上，井体102内壁上固定有安装板，安装板可通过水泥浇筑而固定，安装板与固定杆301之间转动连接，在安装板与固定杆301之间设置有锁紧件，本实施例中，锁紧件是指用于固定安装板与固定杆301的螺栓及螺母，螺栓穿过安装板与固定杆301之后用螺母锁紧，从而将固定杆301安装在是井体102的内壁上，由于螺栓螺母对安装板与固定杆301之间的阻尼是有限的，在固定杆301收到较大的冲击力时，固定杆301能够被向下转动。

在固定杆301的另一端上固定设置有管体302，管体302平行于井体102轴向向上设置，在管体302内插设有抵触杆303，抵触杆303的底部通过弹性复位件304连接在固定杆301上，抵触杆303可下压使得弹性复位件304压缩而在管体302内滑移；在弹性复位件304与固定杆301的连接位置上设置有第二压力感应区202，第二压力感应区202用于感应弹性复位件304及抵触杆303对固定杆301的作用力，在第二压力感应区202上设置有第二压力传感器，第二压力传感器检测第二压力感应区202上收到弹性复位件304的作用力，每个第二压力传感器都连接有处理端，每个第二压力传感器检测的第二压力值都有处理端获取。本实施例中，弹性复位件304为弹簧。

处理端连接有每个第一压力传感器和第二压力传感器，获取第一压力传感器检测到的第一压力值、第二压力传感器检测到的第二压力值，并根据第一压力值和第二压力值的变化情况判断井盖101状态，状态包括正常盖设状态、翘起状态和被盗窃状态。处理端通过逻辑执行单元实现上述控制，可采用cpu、mcu或fpga等具有数据处理、控制能力的处理芯片，本实施例中处理端为mcu。

电源端是指太阳能电池，电池可嵌设在井体102内壁中并做防水措施，例如涂抹防水层，分别连接有检测端和处理端，用于对检测端、处理端供电。

警示端包括网络单元和警示单元；

网络单元是指搭载于mcu上的wifi模块或gprs数据模块，警示单元是指手机终端app，mcu通过gprs数据模块与手机终端app数据连接，处理端可将判定的井盖101状态发送至手机终端app。

如图3所示，太阳能井盖警示系统的方法包括以下几个步骤：

s100预设第一压力阈值、第二压力阈值，第一压力阈值作为与第一压力值对比的基准，第二压力阈值作为第二压力值对比的基准；

s200每个第一压力感应区201与井盖101下表面相抵触，第一压力传感器检测井盖101对第一压力感应区201的压力，得到第一压力值；

每个抵触杆303的顶部与井盖101下表面相抵触，抵触杆303底部向下压造成弹性复位件304形变，弹性复位件304对第二压力感应区202形成作用力，第二压力传感器检测弹性复位件304对第二压力感应区202的压力，得到第二压力值；

井盖101正常盖设在井口上，理想状态下，每个第一压力值应当相等且到达第一压力阈值、每个第二压力值也应当相等且到达第二压力阈值；

根据实际情况，井盖101的材料质地不均匀可能造成对不同区域的压力大小有所不同，可将第一压力阈值和第二压流阈值调整为区间值，使得判断在允许误差内；

s300根据第一压力值和第二压力值判断井盖101状态，应用在有3个第一压力感应区201和3个第二压力感应区202的井盖101系统中：

s301若每个第一压力值大于或等于第一压力阈值，且每个第二压力值大于或等于第二压力阈值，则处理端判断当前井盖101状态为正常盖设于井口上；

s302若每个第一压力值消失，检测到存在任意一个第二压力值大于第二压力阈值的情况下，处理端判断当前井盖101状态为翘起状态；

井盖101翘起时，井盖101外圈与井口边缘-井体102侧壁的楞之间形成两个接触点，井盖101对第一压力感应区201不产生作用力，因此第一压力值消失；在井盖101翘起时，存在一部分的井盖101向下进入到井体102中并与一个抵触杆303相抵触，因此存在一第二压力值大于第二压力值；

s303若每个第一压力值消失，检测到存在任意两个第二压力值大于第二压力阈值的情况下，处理端判断当前井盖101状态为翘起状态；

井盖101翘起时，井盖101外圈与井口边缘-井体102侧壁的楞之间形成两个接触点，井盖101对第一压力感应区201不产生作用力，因此第一压力值消失；在井盖101翘起时，存在一部分的井盖101向下进入到井体102中并与两个抵触杆303相抵触，因此存在两个第二压力值大于第二压力值；

s304若第一压力值为零且每个第二压力值小于第二压力阈值的同时进行计时，若计时时间大于时间阈值的情况下，则判断井盖101为被盗窃状态，其中时间阈值可预先设定，例如1小时。

井盖101被盗的情况下，井盖101对第一压力感应区201的作用力消失，且抵触杆303与井盖101脱离，抵触杆303及弹性复位件304对第二感应区的作用力减小到第二压力阈值以下。

s400处理端通过gprs数据模块向警示端即手机终端app发送警示信号；在判断为翘起的情况下发送第一警示信号，在判断为被盗窃的情况下发送第二警示信号。

本申请实施例太阳能井盖警示系统的实施原理为：

检测第一压力感应区201上的第一压力值和第二压力检测区上的第二压力值，根据第一压力值和第二压力值判断井盖101的状态，在井盖101正常盖设于井口上时，第一压力值与第二压力值能够达到预设值且压力稳定；在井盖101翘起的情况下，井盖101的边缘与井口便于形成两个接触点，且在翘起的情况下井盖101下表面与一个或两个抵触杆303相抵触，第一压力值消失的同时，存在一个或两个第二压力值的大小超过预设值；而在井盖101被盗的情况下，第一压力值消失且每个第二压力值小于预设值；通过两种判断条件准确判断当前井盖101为被盗取状态和翘起状态。

实施例2：

本实施例与实施例1的不同仅在与：

如图4所示，固定座包括倾斜固定于井体102内壁上的管体302，管体302与井体102内壁之间逆时针方向夹角为20-30°之间，管体302的设置数量为3个，在管体302与井体102内壁之间连接位置形成一等腰三角形，在每个管体302内插设有抵触杆303，抵触杆303的底端通过弹性复位件304连接于井体102侧壁上，在井体102内侧壁与弹性复位件304的连接位置上设置有第二压力感应区202，抵触杆303的顶部与井盖101下表面相抵触。

实施例3：

如图5所示，本实施在实施例1的基础上还增加了提醒井体102内水压过大而喷出造成井盖101伤人的功能模块，如图4所示，包括水压检测端和水压报警端，水压检测端是指设置于井体102内壁上的水压传感器401，水压传感器401连接有处理端，水压报警端是指设置于延边103上的若干led402，在处理端中预设水压预设值，在水压传感器401检测到的水压值大于水压预设值的情况下，处理端控制水压警报端做出警报，即led402闪烁，另外还包括太阳能电池，用于对水压检测端和水压报警端供电。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。