自来水管网监测箱系统的制作方法

1.本实用新型涉及自来水管网及二次供水系统使用的监测设备技术领域，特别是一种自来水管网监测箱系统。


背景技术：

2.目前，市政自来水管网供水及二次供水系统供水（二次供水系统是将住宅小区内的自来水通过增压方式为高层住户供水的系统）中，据统计，管网漏损和爆管导致的产销差在15%以上，这样会导致水资源浪费严重，且渗漏、爆管会产生地面的塌陷和路面的破坏。为了保证正常供水，相关部门会对自来水管道每间隔一定距离安装压力监测设备等，监测的数据通过无线或有线方式传递到远端管理部门，为相关部门制定供水策略提供了有利技术支撑。
3.实际情况下，现有压力监测设备供电方式一般采用市电输电线供电和太阳能电池供电两种，输电线路由于受到安装监测设备的区域限制，不能保证监测区域都能架设输电线进行供电，因此应用存在局限性。现有技术中，采用太阳能电池供电一般采用高度较高的立杆安装太阳能电池板，更换电池或维护时由于高度高会给工作人员带来极大不便。还有就是，现有的监测设备一般安装在供水地下井内，容易出现被水淹进而导致故障的几率，且监测设备监测的数据有限、仅限于管网内的水压数据。目前的监测设备发送监测数据是连续持续性的，耗电较大，一般工作电流达到几安，因此在天气不好、太阳能电池为蓄电池蓄电量不大的情况下有几率会造成整体设备因无电停止工作。最后就是，现有技术中如在管道上面开孔安装传感器，需要土石方开挖，并建设管道井，工期长，导致管网监测成本高，因此，管网的监测一直是供水管网的痛点，寻找一种经济高效的解决方案势在必行。


技术实现要素：

4.为了克服现有市政自来水管网供水及二次供水系统供水中，监测设备存在耗能、监测数据单一，以及配套的太阳能电池板安装在高位会给维护带来不便的弊端，本实用新型提供了一种能方便安装在需要的监测区域，将太阳能电池板布设在箱体上，安装及维护更加便利，把管道水压通过软管引入到远离管道的箱体内，然后接入到传感器采集水压、水温，解决管道上安装传感器大面积开挖并建设管道井问题，减少传感器与传输装置之间的布线，采用低功耗物联网模块作为数据传输的载体，在相关电路作用下，每间隔时间发送所在区域的各种数据，更加节能保证了设备的整体正常工作，应用中不但能采集现场监测区域的水压数据，还能采集蓄电池的电量数据、现场温度数据（了解箱体的工作温度，现场土壤温度是否过低有导致管网因冻结而爆管的机率）、积水状态等，采集的数据更为全面，为相关部门制定相关策略提供了有利技术支撑的自来水管网监测箱系统。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.自来水管网监测箱系统，其特征在于包括箱体、太阳能电池板、蓄电池、物联网模块、单片机模块、压力探测传感器、温度传感器、积水传感器；其特征在于还具有开门机构、
电压采集电路、防盗探测机构；所述箱体安装在地面，开门机构包括磁铁、电磁门锁、干簧管，干簧管安装在箱体的箱门内端，磁铁管理人员随身携带，电磁门锁安装在箱体的箱门内一侧，监测管道的外侧安装有连接管；所述太阳能电池板安装在箱体的上端，箱体的内下端具有一个隔板，积水传感器安装在隔板下端，温度传感器的探测头插入箱体外侧端的地面内；所述防盗探测机构包括磁铁a、干黄管a和电阻，磁铁a安装在箱体的箱门内一侧，干簧管安装在箱体内一侧；所述压力探测传感器、物联网模块、单片机模块、电压采集电路、防盗探测机构的电阻和蓄电池安装在箱体内且位于隔板之上，压力探测传感器和监测管道外侧的连接管经软管连接；所述太阳能电池板、蓄电池电源输出端和物联网模块、单片机模块、压力探测传感器、温度传感器、积水传感器、开门机构、电压采集电路、防盗探测机构的电源输入端电性连接；所述压力探测传感器、温度传感器、积水传感器、电压采集电路、防盗探测机构的信号输出端和单片机模块的多路信号输入端分别电性连接，单片机模块的信号输出端和物联网模块的信号输入端电性连接。
7.进一步地，所述单片机模块主控芯片是stc12c5a60s2。
8.进一步地，所述温度传感器配套有安装电阻，电阻一端和温度传感器的信号输出端连接。
9.进一步地，所述压力探测传感器配套有电阻，电阻一端和压力传感器u的信号输出端连接。
10.进一步地，所述积水传感器配套有电阻，电阻一端和积水传感器的信号输出端连接。
11.进一步地，所述开门机构中，干簧管一端和电磁门锁的正极电源输入端电性连接；电压采集电路是一只电阻；防盗探测机构中，干簧管a一端和电阻一端电性连接。
12.进一步地，所述防盗探测机构中，箱门处于关闭状态时，磁铁a的磁性作用力作用于干簧管a，干簧管a内部触触点处于闭合状态。
13.本实用新型有益效果是：本新型安装在水泥基座上，在监测地发生洪水等时可暂时拆除，防止了被水淹损坏；本新型中，太阳能电池板布设在箱体上，由于高度低安装及维护更加便利，工作人员到现场后不需要钥匙开门，通过磁铁方式接近干簧管进而活动门打开管理更加方便。应用中，压力探测传感器能实时采集监测区域的水压数据，温度传感器能实时采集监测区域地面的温度数据（了解现场温度是否过低有导致管网因冻结而爆管的几率），积水传感器能实时采集监测地是否发生水进入箱体内数据，电压采集电路能实时采集蓄电池的电压数据，防盗探测机构能实时监测是否有人打开箱门进行破坏或盗窃，各种数据经单片机模块模数转换后，通过物联网模块传递到远端，远端后台可实时掌握现场的各种数据，本新型采集的数据更为全面，为相关部门制定相关供水策略提供了有利技术支撑。本新型中， 通过物联网模块的自身功能，监测用电和充电情况，使用者可在远端为其发送指令来优化与平台连接的策略，这样在夏天太阳能电池板电量充足时，本新型的物联网模块发送数据可频繁一些，冬季满足后台获取数据的有效性前提下发送数据频率可低一些，充分达到了节电目的，保证了设备整体的正常工作。基于上述，本新型具有好的应用前景。
附图说明
14.下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
15.图1是本实用新型结构示意图。
16.图2是本实用新型电路图。
具体实施方式
17.图1中所示，自来水管网监测箱系统，包括具有活动门1的矩形箱体2（活动门1右侧和箱体2的右侧端铰接安装在一起）、太阳能电池板3、蓄电池4、低功耗物联网模块5、单片机模块6、压力探测传感器7、温度传感器8、积水传感器9；还具有开门机构、电压采集电路10、防盗探测机构；所述箱体2安装在地面水泥基座11上，开门机构包括磁铁121、电磁门锁122、干簧管123，干簧管123安装在一只壳体124内、且干簧管123的动触点垂直位于壳体124内前端，壳体124用粘接在箱体的箱门一侧内端(（干簧管123方位只有相关工作人员才了解能防止其他人非法打开箱门），磁铁121管理人员随身携带，电磁门锁122安装在箱体的箱门1（活动门）左端内侧中部，需要监测的管道外侧安装有和管道内相通的连接管；所述太阳能电池板3经螺杆螺母安装在箱体2的上端外，箱体2的内下端具有一个隔板21，积水传感器9经螺杆螺母安装在箱体的隔板21下端，温度传感器8的探测头插入箱体2外侧端的地面内；所述防盗探测机构包括磁铁a131、干黄管a132和电阻133，磁铁a131用胶粘接在箱体活动门1的左中部后侧端（位于电磁门锁下端），干簧管a132安装在外壳134内，干簧管a132的动触点垂直位于外壳134内右端，外壳134用胶粘接在箱体2内前左中部、且箱门1关闭后和磁铁a处于同一平面；所述压力探测传感器7、物联网模块5、单片机模块6、电压采集电路10、防盗探测机构的电阻133安装在电路板上，电路板和蓄电池4安装在箱体内且位于隔板21之上，压力探测传感器7和监测管道外侧的连接管经软管连接。
18.图1、2所示，太阳能电池板g型号是12v/20w；蓄电池g1是型号12v/100ah的大容量锂蓄电池；低功耗物联网模块u4是型号nbiot的物联网模块成品；单片机模块u3主控芯片是stc12c5a60s2。温度传感器u5是型号wzp
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pt100的温度传感器 成品、温度测量范围
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30℃
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60℃，其具有三根接线端，两根接电源、另一根是信号输出线能随测量的温度不同输出0
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5v的模拟电压信号，温度传感器u5配套有一只安装在电路板上的电阻r5，电阻r5一端和温度传感器u5的信号输出端3脚连接。压力探测传感器u1是型号ohr
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m2的压力变送器成品，其具有三根接线端，两根接电源、另一根是信号输出线能随测量的压力不同输出0
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5v的模拟电压信号；压力传感器u1配套有一只安装在电路板上的电阻r1，电阻r1一端和压力传感器u1的信号输出端3脚连接。积水传感器u2型号是zz
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pls
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ira，其具有三根接线端，两根接电源、另一根是信号输出线检测到水后能输出高电平信号；积水传感器u2配套有一只安装在电路板上的电阻r4，电阻r4一端和积水传感器u2的信号输出端3脚连接。开门机构中，干簧管gh1一端和电磁门锁dc的正极电源输入端电性连接；电压采集电路是一只电阻r3；防盗探测机构中，干簧管agh一端和电阻r2一端电经导线连接。防盗探测机构中，活动门处于关闭状态时，磁铁act的磁性作用力作用于干簧管agh，干簧管agh1内部触触点处于闭合状态。太阳能电池板g两极、蓄电池g1两极和低功耗物联网模块u4电源输入两端1及2脚、单片机模块u3电源输入两端6及7脚、压力探测传感器u1电源输入两端1及2脚、温度传感器u5电源输入两端1及2脚、积水传感器u2电源输入两端1及2脚、开门机构电源输入两端干簧管ghi另一端及电磁门锁dc负极分别经导线连接。蓄电池g正极和电压采集电路电源输入端电阻r3一端、防盗探测机构电源输入端干簧管agh另一端经导线连接；所述压力探测传感器u1信号输出端电
阻r1另一端、温度传感器u5信号输出端电阻r5另一端、积水传感器u2信号输出端电阻r4另一端、电压采集电路信号输出端电阻r3另一端、防盗探测机构信号输出端电阻r2另一端和单片机模块u3的五路信号输入端1脚、5脚、4脚、3脚、2脚分别经导线连接，单片机模块u3的信号输出端和物联网模块u4的信号输入端经rs485数据线连接。
19.图1、2所示，本新型箱体2安装在水泥基座11上（在供水管网需要的监测区域分别安装本新型），在监测地发生洪水等时可暂时拆除，防止了被水淹损坏。本新型中，太阳能电池板3布设在箱体上，由于高度低安装及维护更加便利；平时太阳能电池板3（g）受光照产生电能为蓄电池g1进行充电， 由于蓄电池g1容量大，夏天天气好为蓄电池g1充满电后能有效满足本新型冬季光照低、太阳能电池板g发电量低时整体设备的用电（整体设备待机电流只有几ma）。蓄电池g1输出的电源进入物联网模块u4、单片机模块u3、压力探测传感器u1、温度传感器u5、积水传感器u2、开门机构、电压采集电路、防盗探测机构电源输入端后，上述电路及机构处于得电工作状态。工作人员到现场后不需要钥匙开门，工作人员根据预知的位置将随身携带的磁铁接近箱门内侧端的干簧管gh1，于是，干簧管gh1内部触点闭合，这样，蓄电池g1输出的电源正极会进入电磁门锁dc的正极电源输入端，进而，电磁门锁得电其内部的电磁线圈带动锁芯向右运动和箱体2拉开间距，这样，就能方便打开箱门1（活动门），本新型通过磁铁方式开门使用更加方便。本新型工作时，压力探测传感器u1能实时采集监测区域的水压数据，并将压力数据转换为模拟电压信号通过3脚输出经电阻r1降压限流输出到单片机模块u3的1脚，水压越高、电压信号越大，水压越低、电压信号越低；温度传感器u5能实时采集监测区域地面的温度数据（了解现场温度是否过低有导致管网因冻结而爆管的几率），并将温度数据转换为模拟电压信号通过3脚输出经电阻r5降压限流输出到单片机模块u3的5脚，温度越高、电压信号越大，温度越低、电压信号越低；积水传感器u2能实时采集监测地是否发生水进入箱体内数据，发生进水时，通过3脚输出模拟电压信号经电阻r4降压限流进入单片机模块u3的4脚；电压采集电路能实时采集蓄电池的电压数据，采集时蓄电池g1输出的电源经电阻r3降压限流后进入单片机模块u3的3脚，蓄电池g电压越高电压信号越大，蓄电池g电压越低电压信号越低；防盗探测机构能实时监测是否有人打开箱门进行破坏或盗窃，当有人非法撬开门后，磁铁act和干簧管agh拉开间距（干簧管agh内部触点闭合），于是，蓄电池g输出的电源经电阻r2降压限流进入单片机模考u2的2脚。上述各种数据经单片机模块u3进行模拟信号转数字信号转换后输入到物联网模块u4，物联网模块u4（工作电流只有几ma）将各种数据通过无线移动网络传递到远端pc平台，远端后台管理人员可实时掌握现场的各种数据(物联网模块发送各种数据，远端接收数据并显示是现有成熟技术)，本新型采集的数据更为全面，为相关部门制定相关供水策略提供了有利技术支撑。当管理人员了解到现场水压过低时可派出巡检人员进行巡检是否发生管道破裂漏水导致水压降低等；当管理人员了解到现场温度过低时可派出巡检人员进行巡检管道是否有冻结爆管等情况；当管理人员了解到箱体内下端开始进水时可派出巡检人员进行巡检是否是管道爆管引起的路面积水导致进入箱体内等情况；当管理人员了解到蓄电池g1电量过低时可派出巡检人员进行巡检是否蓄电池g1损坏或者太阳能电池板g损坏；当管理人员了解到有人打开箱门破坏或盗窃时可及时排出巡检人员进行巡检将损失减少到最低。本新型中，通过物联网模块u4的自身功能，使用者可在远端为其发送指令，这样在夏天太阳能电池板电量充足时，本新型的物联网模块u4发送数据可频繁一些，冬季满足后台获取数据的有效性前提下
发送数据频率可低一些，充分达到了节电目的，保证了设备整体的正常工作。电阻r1、r2、r3、r4、r5阻值是4.7k；干簧管agh是常闭触点玻璃外壳干簧管成品，干簧管gh1是常开触点玻璃外壳干簧管成品。
20.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
21.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，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。