一种用于城市地下空间的监测装置及系统的制作方法

1.本实用新型涉及安全监测装置，尤其是指一种用于城市地下空间的监测装置及系统。


背景技术：

2.城市下水管道是城市排污系统的重要组成部分，窨井作为管道系统区域终端对城市排污能力起到至关重要的作用。随着城市规模的不断扩大，公共基础设施建设的配套及覆盖率逐年上升，由于窨井盖数量大，城市车流量和人流量密集，井盖的隐患问题随着民众关注度的提高，逐步进入到人们的视野，井盖的破损、闭合不良、丢失以及井盖溢水问题日益突出，甚至由于窨井内气体浑浊、湿度大，很容易造成维护人员晕厥甚至中毒，若易燃物品掉入也容易引起爆炸，以上现象严重影响了道路的正常通行，破坏了周围环境，造成了严重的安全隐患，给市民的工作和生活带来了很大的影响。
3.同时，由于城市道路监管系统不够完善等原因，相关部门对窨井盖进行修整需要相对较长的时间，使用传统的人工巡视和管理已经无法及时有效的进行监管。
4.因此，迫切需要一种用于城市地下空间的监测装置以提升监管的可靠性、发现问题及处理问题的及时性。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种用于城市地下空间的监测装置及系统，解决现有的城市地下空间检查主要通过人工进行监测，存在监测可靠性低、问题发现延迟、问题处理及时性差，存在安全隐患的问题。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：本实用新型第一方面提供一种用于城市地下空间的监测装置，包括外壳及设置于所述外壳内的中央处理器、电源模块、传感器及通讯模块；
7.所述电源模块、传感器及通讯模块分别连接所述中央处理器；
8.所述外壳设有柱状腔体，所述中央处理器、电源模块、传感器及通讯模块分别间隔设置于所述腔体内；
9.所述监测装置通过所述外壳固定连接于城市地下空间的窨井内。
10.进一步的，所述外壳包括提手、顶盖、第一壳体、第二壳体、第三壳体及底盖；所述提手设置于顶盖上；所述顶盖与第一壳体可拆卸连接；所述第一壳体与第二壳体可拆卸连接；所述第二壳体与第三壳体可拆卸连接；所述第三壳体与底盖可拆卸连接。
11.进一步的，所述传感器包括气体监测模块、温湿度监测模块、状态监测模块、高水位监测模块及通讯模块；
12.所述气体监测模块、温湿度监测模块、状态监测模块、高水位监测模块、通讯模块及中央处理器设置于第三壳体形成的容纳腔体内。
13.进一步的，所述电源模块设置于第一壳体形成的容纳腔体内。
14.进一步的，所述底盖设有多个接口，所述接口用于安装监测传感器。
15.本实用新型第二方面提供一种用于城市地下空间的监测管理系统，包括上述的监测装置，还包括数据栈及系统云平台，所述监测装置可直接连接所述系统云平台或通过所述数据栈连接所述系统云平台。
16.本实用新型的有益效果在于：通过外壳及设置于外壳内的中央处理器、电源模块、传感器及通讯模块；电源模块、传感器及通讯模块分别连接中央处理器；外壳设有柱状腔体，中央处理器、电源模块、传感器及通讯模块分别间隔设置于所述腔体内；监测装置通过外壳固定连接于城市地下空间的窨井内。实时监测井盖状态及定位，及时预警，配合直观的市政平面图，管理部门可实时查看井盖所在辖区的位置和状态信息，方便统一指挥调度和工程维护，防止井盖破损或丢失而导致事故发生。同时对地下空间的窨井内的高水位预告警及气体浓度监测，保障下井维护人员的人身安全，同时防止易燃品掉入引起爆炸的风险。
附图说明
17.下面结合附图详述本实用新型的具体结构
18.图1为本实用新型的一种用于城市地下空间的监测装置的方框图。
19.图2为本实用新型的一种用于城市地下空间的监测装置的结构示意图。
20.图3为本实用新型的一种用于城市地下空间的监测装置的底盖结构示意图。
21.标号如下：
22.11－中央处理器；12－状态监测模块；13－气体监测模块；14－温湿度监测模块；15－电源模块；16－通讯模块；17－高水位监测模块；3－外壳；31－提手；32－顶盖；33－第一壳体；34－第二壳体；35－第三壳体；36－底盖；41－天线接口；42－高水位监测传感器信号接口；43－预留接口；44－状态监测传感器信号接口；45－硫化氢传感器接口；46－氧气传感器接口；47－甲烷传感器接口。
具体实施方式
23.为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
24.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
25.请参阅图1及图2，图1为本实用新型一种用于城市地下空间的监测装置的方框图。图2为本实用新型的一种用于城市地下空间的监测装置的结构示意图。本实用新型第一方面提供了一种用于城市地下空间监测装置，包括外壳3及设置于所述外壳3内的中央处理器11、电源模块15、传感器及通讯模块16；
26.所述电源模块15、传感器及通讯模块16分别连接所述中央处理器11；
27.所述外壳3设有柱状腔体，所述中央处理器11、电源模块15、传感器及通讯模块16分别间隔设置于所述腔体内；所述监测装置通过所述外壳3固定连接于城市地下空间的窨井内。
28.具体的，所述中央处理器11用于接收并分析处理所述传感器的信号，并将所述信号发送至通讯模块16，实时监测井盖状态及定位监测及时预警，配合直观的市政平面图，管理部门可实时查看井盖所在辖区的位置和状态信息，方便统一指挥调度和工程维护，防止井盖破损或丢失而导致事故发生。
29.同时对地下空间的窨井内的高水位预告警及气体浓度监测，保障下井维护人员的人身安全，同时防止易燃品掉入引起爆炸的风险。
30.实施例1
31.进一步的，所述外壳3包括提手31、顶盖32、第一壳体33、第二壳体34、第三壳体35及底盖36；
32.所述提手31固定在顶盖32上，所述顶盖32与所述第一壳体32可拆卸连接；所述第一壳体33与所述第二壳体34可拆卸连接；所述第二壳体34与所述第三壳体35可拆卸连接；所述第三壳体35与底盖36可拆卸连接。
33.具体的，所述提手31焊接在顶盖32上，提手31用于便于提拉安装监测设备。所述顶盖32为采用316不锈钢材质，所述顶盖32与所述第一壳体33之间通过螺纹连接，所述第一壳体33采用中空316不锈钢材质，即第一壳体33上方采用内牙和顶盖32对接，且带有防水圈，所述第一壳体33与所述第二壳体34之间通过螺纹连接，即所述第一壳体33下方采用外牙与第二壳体34上方采用内牙对接，且带有防水圈。所述第二壳体34与第三壳体35通过螺纹连接，即所述第二壳体34下方采用内牙与第三壳体35上方采用外牙对接，且带有防水圈，第三壳体35采用316不锈钢材质。所述第三壳体35与底盖36通过螺丝固定安装，即所述第三壳体35下方的上、下、左、右各攻m3＊牙，用于固定底盖36。其中，第二壳体34采用316不锈钢材质，为实心圆柱形，中间实心区域开一个小孔用于放置防水电气连接件，将电池与其他元件分开，起到隔离作用，且只需要旋转顶盖32，即可更换电池。
34.实施例2
35.进一步的，所述传感器包括气体监测模块13、温湿度监测模块14、状态监测模块12、高水位监测模块17及通讯模块16；
36.所述气体监测模块13、温湿度监测模块14、状态监测模块12、高水位监测模块17、通讯模块16及中央处理器11设置于第三壳体35形成的容纳腔体内。所述电源模块15设置于第一壳体33形成的容纳腔体内。
37.具体的，所述气体监测模块13用于对窨井内气体浓度实时监测，这里的气体可以为氧气、硫化氢及甲烷，不限于列举的这几种气体。气体监测模块13的设置保障下井维护人员的人身安全，同时防止易燃品掉入引起爆炸的风险。
38.所述温湿度监测模块14用于实时监测窨井内有限空间温湿度。所述状态监测模块12用于实时监测井盖的状态，所述状态包括开启、关闭、缺失及丢失中的任意一种。所述高水位监测模块17用于接收所述中央处理器11的指令，并根据对应指令，实现高水位监测与告警，实时了解窖井排水能力，防止污水倒灌。
39.所述电源模块15用于对监测装置供电。所述通讯模块16包含无线lora或4g通讯，实现数据的上传与指令的接收。
40.实施例3
41.进一步的，图3为本实用新型的一种用于城市地下空间监测装置的底盖结构示意
图。所述底盖36设有多个接口，所述接口用于安装监测传感器。
42.具体的，本实施例中的接口包括天线接口41、高水位监测传感器信号接口42、预留接口43、状态监测传感器信号接口44、硫化氢传感器接口45、氧气传感器接口46及甲烷传感器接口47，其中，天线接口41用于安装外置无线通讯天线，增强信号强度。高水位监测传感器信号接口42用于安装高水位监测传感器。预留接口43用于扩充其它气体监测传感器。状态监测传感器信号接口44用于安装井盖状态监测传感器。硫化氢传感器接口45用于安装硫化氢传感器。氧气传感器接口46用于安装氧气传感器。甲烷传感器接口47用于安装甲烷传感器。
43.实施例4
44.本实用新型第二方面提供一种用于城市地下空间的监测管理系统，包括上述监测装置、数据栈及系统云平台。
45.具体的，所述监测装置根据无线通讯方式类型不同，可选用不同的组网方式，选用无线lora通讯方式时，则需要通过数据栈进行数据信息的汇集与转发至系统云平台；这里的无线装置选用为4g通讯方式时，则直接将监测的数据信息上传至系统云平台，实现井盖状态、定位及窨井内空气质量监测管理。
46.本实施例中的数据栈为边缘物联数据栈，边缘物联数据栈用于集中采集监测装置的数据，进行边缘计算分析，并通过以太网或4g将数据上传至系统云平台。
47.系统云平台用于接收边缘物联数据栈上传的信息或直接接收监测装置的信息，并将信息通过数字孪生技术进行场景空间建模分析，实现井盖状态、位置及窨井内空气质量的智慧管理，实现异常情况实时监测与告警、立即通知相关维护人员进行处理，快速高效消除安全隐患，保障人民群众安全舒适的生活环境。
48.综上所述，本实用新型提供的一种用于城市地下空间监测装置及系统，实时监测井盖状态及定位，及时预警，配合直观的市政平面图，管理部门可实时查看井盖所在辖区的位置和状态信息，方便统一指挥调度和工程维护，防止井盖破损或丢失而导致事故发生；窨井内高水位监测与告警，实时了解窨井排水能力，防止污水倒灌；窨井内气体浓度监测(氧气、硫化氢、甲烷)，保障下井维护人员的人身安全，同时防止易燃品掉入引起爆炸的风险；采用电池供电及无线通讯方式上传数据，大大降低了前期投入成本及部署难度，实现了井盖及窨井内环境质量的智慧化管理，降低了人工巡检的工作量，提升了井盖使用的可靠性、问题处理的及时性与后期维护的合理性。装置采用圆柱形316不锈钢材质，耐腐蚀且使用螺纹进行连接安装快捷，电池更换容易，便于以后扩容。
49.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。