一种消火栓监测装置的制作方法

【技术领域】

本发明涉及消防设备领域，具体为一种消火栓监测装置。

背景技术：

目前，消火栓的用途，通常有市政取水、消防取水等用途，尤其是突发性的消防取水非常重要。而每年因工地、市政等违规取水现象，不但造成了水量损失严重，且消火栓损坏严重，而导致消火栓无法发挥正常的作用；常规的消火栓防盗方法采用机械锁止类的防盗消火栓，这类方法在增加违规用水难度的同时，也给合规用水带来的麻烦，且防盗消火栓扳手也很容易获取，因此此类防盗措施极易失效。

由此可见，提供一种是能够监测消火栓的开水、关水、撞击及开盖状态的消火栓监测装置是本领域亟需解决的问题。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种消火栓监测装置，其包括电池模块、与电池模块连接的电源转换电路、与电源转换电路连接的加速度传感器和水浸传感器、与加速度传感器和水浸传感器连接的信号处理器、与电源转换电路连接的电压检测模块、与电压检测模块和信号处理器连接的中央处理器、与电源转换电路和中央处理器连接的nb-iot通信模块。

进一步的，所述加速度传感器为三轴加速度传感器，内置lis2dh12电路；所述中央处理器为stm32f103ret6芯片。

进一步的，所述水浸传感器包括浸水检测电路、与浸水检测电路连接的信号处理电路、与信号处理电路连接的电平脉冲电路。

进一步的，所述电压检测模块包括电压检测部关断控制电路、电压检测电路。

一种消火栓监测装置，其监测方法包括以下步骤：

步骤一：通过水浸传感器检测消火栓水状态；

步骤二：通过加速度传感器检测消火栓位置状态；

步骤三：通过中央处理器识别脉冲信号源的类型；

步骤四：通过中央处理器和nb-iot通信模块实现云端通信。

进一步的，所述步骤一通过浸水检测电路检测消火栓中是否有水，并将该电平类型的状态信号通过信号处理电路转换为脉冲信号，并将该信号传递至中央处理器以分辨开水和关水两种状态。

进一步的，所述电平脉冲电路的一路直接接入异或门的输入a，另一路经过rc低通延迟后接入异或门的输入b，利用二信号之间的时间差，将水的电平信号的上升和下降边沿转换为脉冲信号，可通过rc参数调整脉冲宽度。

进一步的，所述步骤三通过电阻分压采样电池电压信号，为了实现采样电路的低功耗，设置采样电路的开关控制电路，只有在中央处理器处于唤醒状态时才打开该采样电路，采样结束后立即关闭采样电路，以实现电路在休眠状态下的零功耗。

进一步的，所述步骤四中nb-iot通信模块与中央处理器通过串口进行通信，可将异常信号通过nb-iot通信模块上传云平台，并可接受平台下发的休眠指令和相关的参数配置信息。

进一步的，所述nb-iot通信模块可设定参数，在静态工作下自动进入psm状态，在psm状态下功耗极低，在需要通过nb-iot通信模块上报设备状态时，中央处理器通过串口向nb-iot通信模块发送at指令，即可立即恢复联网工作状态。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.采用电池供电，通过水浸传感器实现放水和关水的检测功能。

2.通过三轴传感器，实现消火栓的开盖和撞击检测功能。并在实现低功耗长寿命的同时，实时的将设备状态上传至平台。

【附图说明】

图1是本发明消火栓监测装置的组成结构示意图。

图2是本发明中水浸传感器的电路连接示意图。

图3是本发明中电压检测模块的电路连接示意图。

【具体实施方式】

本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是附图中的方向，只是用来解释和说明本发明，而不是用来限定本发明的保护范围。

参见图1，给出了本发明消火栓监测装置的组成结构，其包括电池模块1、与电池模块连接的电源转换电路2、与电源转换电路连接的加速度传感器3和水浸传感器4、与加速度传感器3和水浸传感器4连接的信号处理器5、与电源转换电路连接的电压检测模块6、与电压检测模块和信号处理器连接的中央处理器7、与电源转换电路和中央处理器连接的nb-iot通信模块8，所述加速度传感器3为三轴加速度传感器，内置lis2dh12电路；所述中央处理器为stm32f103ret6芯片。

参见图2，所述水浸传感器4包括浸水检测电路401、与浸水检测电路连接的信号处理电路402、与信号处理电路连接的电平脉冲电路403，当有水进入时，浸水检测电路1输出高电平，为了降低功耗，通常浸水检测电路输出阻抗极大，通过信号处理电路402将浸水检测电路401输出的微弱信号转换为具有较强驱动能力的电平信号，并输出给电平转脉冲电路403，电平转脉冲电路403中的电阻和电容需要根据后端电路的具体特性来匹配，以适应不同的脉冲宽度的要求；其中电平转脉冲信号电路403采用微功耗集成异或门74aup1g86芯片驱动输出。

参见图3，所述电压检测模块6包括电压检测部关断控制电路601、电压检测电路602。电压检测电路602实现对电池电压的分压采样，电压检测部关断控制电路601实现对电压检测电路602功耗关断控制，以避免在不需要采样和休眠的时候产生过大的功耗损失。

所述消火栓监测装置的监测方法如下：

1.通过水浸传感器检测消火栓水状态；

浸水检测电路401检测消火栓中是否有水，将该电平类型的状态信号通过信号处理电路402转换为脉冲信号，并将该信号传递至中央处理器以分辨开水和关水两种状态；电平脉冲电路403的一路直接接入异或门的输入a，另一路经过rc低通延迟后接入异或门的输入b，利用二信号之间的时间差，将水的电平信号的上升和下降边沿转换为脉冲信号，可通过rc参数调整脉冲宽度。

2.通过加速度传感器检测消火栓位置状态；

当消火栓盖被旋转打开，三轴加速度传感器的加速度产生变化时，输出触发脉冲信号；当消火栓受到异常撞击，并且装置检测到的加速度超过设定振动阈值时，也会输出触发脉冲。

3.通过中央处理器识别脉冲信号源的类型；

所有触发信号进行运算后接入中央处理器的stm32f103ret6芯片，中央处理器根据当前的触发信号源类型进行判断；同时通过电阻分压采样电池电压信号，为了实现采样电路的低功耗，设置采样电路的开关控制电路，只有在中央处理器处于唤醒状态时才打开该采样电路，采样结束后立即关闭采样电路，以实现电路在休眠状态下的零功耗。

4.通过中央处理器和nb-iot通信模块实现云端通信；

中央处理器与nb-iot通信模块通过串口进行通信，可将异常信号通过nb-iot通信模块上传云平台，并可接受平台下发的休眠指令和相关的参数配置信息；nb-iot通信模块可设定参数，在静态工作下自动进入psm状态，在psm状态下功耗极低，在需要通过nb-iot通信模块上报设备状态时，中央处理器通过串口向nb-iot通信模块发送at指令，即可立即恢复联网工作状态。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。