一种独立安装模块化控制器的智能井盖的制作方法

本实用新型涉及一种独立安装模块化控制器的智能井盖。

背景技术：

随着城镇化进程推进，市政管线、通讯光缆、电力电缆等设施得到了长足的发展，也涌现了大量的检查井。一方面，这些检查井的井盖直接暴露在外界，异常移位、被盗、缺失损坏现象频频发生，给路人和行车安全带来严重的安全隐患；另一方面，检查井管理采用传统人工巡检方式，存在信息无法及时获取、维护成本高、人员监管难等问题。

目前很多行业开始对检查井加装智能化控制装置，然而井道因日常巡检、抢修需要经常打开井盖，而现有技术加装的智能化控制装置大部分都是安装在外井盖上，当抢修巡检人员打开外井盖时，时常随意丢弃，造成外井盖上的控制装置严重受损。也有部分厂商提供的控制装置是安装在井座的井壁上，但井内下方的空间比较小，人员进出井内检修十分不畅。所以，为了使得井内环境可控且方便人员出入通行，市场上对井盖产品的轻便化、智能化便有了很大的需求。

技术实现要素：

为了解决市场需求及现有技术中所存在的问题，本实用新型在此的目的在于提供一种结构简单、形状小巧、不易损坏的独立安装模块化控制器的智能井盖。

将井盖控制器及必须的传感器集中设计成一个模块化控制器，将多种数据采集分类为必配部件和选配部件，将必配部分安置于主控制器中，选配部分作为可选项(即可拆卸)方式按需接入。另外，为了方便人员进出井内检修且对智能化控制装置不造成影响，将上述井盖控制器加装在半月板底板上。半月板底板安装在内井壁上，形状小巧，占用空间很小。

为实现本实用新型的目的，在此所提供的独立安装模块化控制器的智能井盖包括半月板、内井盖和模块化控制器，所述模块化控制器安装于所述半月板上，所述模块化控制器用于采集井盖状态和井下环境，并对采集信息进行处理和数据传输；

所述半月板上设置有用于所述半月板卡合于井座内的第一固定锁销和第二固定锁销；

所述内井盖上设置有第一内井盖固定扣、第二内井盖固定扣和内井盖锁扣。

本实用新型提供的井盖还具备了以下选项供不同的方案采纳，选项包括：

1、所述半月板上还包括安装有电子锁。

2、所述模块化控制器包括微控制器、无线通讯装置和传感器组，所述传感器组的信号输出端与所述微控制器的信号输入端，所述无线通讯装置与所述微控制器之间通信连接。利用传感器组实现了对各种环境数据的采集，采集后的数据经微控制器处理后经无线通讯装置上传至终端，供工作人员查用。

3、所述微控制器上预留有扩展端口。利用扩展端口可实现与外部设备的连接，可以根据使用需求连接外部设备，扩大了本实用新型提供的井盖的使用。

4、所述模块化控制器还包括信号输出端与所述微控制器信号输入端连接的电量检测模块，所述电量检测模块用于检测所述电源模块输出电量。利用电量检测模块实现了电量检测，且电量信息能够及时通过微处理器和无线通讯装置上传至终端，实现了电量实时监控，避免因电量过低或无电量时造成智能控制盒无法正常运行。

5、还包括电源模块，所述电源模块输出的电压经所述微控制器进行分配供给所述传感器组、所述无线通讯装置和所述电量检测模块。

本实用新型的由于效果是：本实用新型提供的井盖采用模块化设计，结构简单、形状小巧、不易损坏，可以根据使用需求更换模块，降低产品成本。

利用扩展端口实现了与外部设备的连接，可以根据使用需求连接外部设备，扩大了本实用新型提供的井盖的使用。

内井盖通过第一内井盖固定扣和第二内井盖固定扣与井座卡合连接，实现了对井内空间的安全锁定。

附图说明

图1为本实用新型提供的复合井盖的分解图(正面)；

图2为本实用新型提供的复合井盖的分解图(反面)；

图3为本实用新型提供的半月板的结构示意图；

图4为本实用新型提供的半月板的正视图；

图5为本实用新型提供的半月板的后视图；

图6为本实用新型提供的模块化控制器的电路原理图；

图7为本实用新型记载的微控制器的电路原理图；

图8为本实用新型记载的无线通讯装置的电路原理图；

图9为本实用新型提供的电量检测模块的电路原理图

图中：1-半月板，2-电子锁，3-微控制器，4-光敏传感器，5-甲烷传感器，6-硫化氢传感器，7-液位传感器，8-温度湿度传感器，9-电量检测模块，10-内井盖，11-第一固定锁销，12-第二固定锁销,13-第一内井盖固定扣，14-第二内井盖固定扣，15-内井盖锁扣，16-防水电源插口。

具体实施方式

在此结合附图和具体实施方式对本实用新型所要求保护的技术方案作进一步详细的介绍。

本实用新型在此保护的技术方案包括一种独立安装模块化控制器的智能井盖，其结构如图1-9所示。

实施例一

本实施例提供的智能井盖包括半月板1、内井盖10和模块化控制器，模块化控制器安装于半月板1上，模块化控制器用于采集井盖状态和井下环境，并对采集信息进行处理和数据传输；

半月板1上设置有用于半月板1卡合于井座内的第一固定锁销11和第二固定锁销12；

内井盖10上设置有第一内井盖固定扣13、第二内井盖固定扣14和内井盖锁扣15。

其中，模块化控制器包括了用于数据处理和数据通信的微控制器3、用于数据传输的无线通讯装置和用于数据采集的传感器组，传感器组的信号输出端与微控制器3的信号输入端，无线通讯装置与微控制器3之间通信连接。

传感器组采集到的数据输入微控制器3中进行去噪、放大、模数转换/数模转换等预处理后经无线通讯装置上传至服务终端，该服务终端可以安装于监控中心内的固定终端，也可以是手持式终端(如ipad、手机或其它)，服务终端上安装有数据处理系统。传感器组采集到的数据也可以经无线通讯装置上传至云端，存储于云端中，通过服务终端实现与云端之间的通信，实现数据传输。

在此，传感器组包括两个光敏传感器4、液位传感器7、有毒有害气体传感器或温度湿度传感器8，或者包括两个光敏传感器4、液位传感器7、有毒有害气体传感器、温度湿度传感器8和其它传感器，其中光敏传感器4用于对光信号的感应，判断井盖是否被开启，并将感应到的信号值输入微控制器，微控制器根据光敏传感器4输入的信号判断井盖是否被开启；为了能够既感应外井盖打开时的光信号，又能感应内井盖打开时的光信号，在此两个光敏传感器的安装为分别为半月底板1的上表面和下表面。

其中液位传感器7用于对窨井水位在线监测，及时发现淤积、堵塞，在此采用非直接接触污水的超声波液位传感器，具有频率高、波长短、绕射现象小，方向性好、防腐等特点。在测量液位时，与被测介质不接触，因此对于粘稠的、腐蚀性的、浑浊的各种液体的液位测量，效果具佳。

有毒有害气体传感器，用于对井下有毒有害气体在线监测，可对甲烷、硫化氢、氨气、一氧化碳、二氧化氮、甲醛等有毒有害气体进行在线监测与报警，在此采用甲烷传感器5和硫化氢传感器6。

温度湿度传感器8用于对井中相对温度及湿度进行采集，实现了对温湿度的在线监测。

通过模块化控制器解决了：井内状态无法掌握，难以及时发现隐患；存在有毒有害气体，难以保障井下作业安全。并且可以根据不同场景、客户需求在模块化控制器的功能上设计增删，使得产品趋向灵活化、智能化。

此外，本实用新型提供的微控制器3上预留有扩展端口，该扩展端口用于外部设备的连接，预留以下接口：

uart接口，用于产品化传感器介入；

i2c接口，用于芯片类传感器接入；

sip通信接口，用于特殊传感器接入；

232/485通信接口，用于长距离传感器接入；

ttli/o接口，用于专属传感器接入；

可控供电接口，用于传感器的供电控制。

为了实现对电源模块的电量监控，本实施例提供的模块化控制器还包括信号输出端与微控制器信号输入端连接的电量检测模块9，电量检测模块9用于检测电源模块输出电量。如图9所示，本实用新型在此提供电量检测模块9包括电阻r27、电阻r28和电容c10，电阻r27和电阻r28串联于电源+3v3和地之间，电容c10并联于电阻r28两端；电阻r27和电阻r28相连接的一端作为电量检测模块9的输出端adc用于连接至微控制器3；电源模块输出的电量经电量检测模块9输入微控制器3。

为了能够进行报警，本实用新型提供的模块化控制器还包括受微控制器3控制的报警模块，该报警模块可以是蜂鸣器报警，led报警或声光报警，如图6所示，图中buz为蜂鸣器，三极管t1为蜂鸣器驱动电路；发光二极管d4为led报警，三极管t6为发光二极管d4驱动电路。

实施例二

本实施例提供的智能井盖包括了实施例一提供的智能井盖中所有技术特征，在此基础上还包括安装于半月板1上的电子锁2；内井盖10上的内井盖锁扣15通过电子锁2的锁舌进行锁合。

在此采用的电子锁2为无源电子锁，节能、可靠，授权作业确保过程有据可依；此外锁体无源，钥匙供电，开锁前进行权限认证，无源电子锁芯唯一编码，避免误开和重开，电子钥匙授权管理，一把钥匙可开多把锁，电子钥匙无法复制，确保锁具安全以及电子钥匙便于携带，防过压、过流，安全可靠。

此外，在实施例一和实施例二提供的井盖还包括电源模块，该电源模块可以直接安装于半月板1上，半月板1上还设置有防水电源插头16，通过防水电源插头16将供电电源接入电源模块，经电源模块稳压后输出工作电压；该电源模块为电源转换电路。

在此，本实用新型提供的井盖中传感器组件、无线通讯装置、电量检测模块等功能模块的用电由微控制器3进行控制，从而减少了静态功耗；在休眠时，断开传感器组、无线通讯装置、电量检测模块等功能模块的电源，保证长期休眠电流最小。

如图7所示，本申请所记载的微控制器由可编程器件及其外围电路构成，在此采用的微控制器电路休眠电流为56μa，工作电流<3ma。

如图8所示，本申请所记载的无线通讯装置在此采用具有nb通讯功能的无线通信芯片构成，采用nb通信模式，接入iot平台简易。

本实用新型提供的智能井盖中半月板1的半径小于内井盖10的半径，半月板1的厚度小于7cm；半月板1安装于内井壁上。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的修改或等同替换，只要不脱离本实用新型的技术方案的精神和范围，均涵盖在本实用新型的权利要求范围内。