一种非接触式井盖存在性检测系统的制作方法

本实用新型主要涉及到井盖检测领域，特指一种非接触式井盖存在性检测系统。

背景技术：

当前智能井盖监测器用于监测窑井井盖是否被打开，产品主要安装在井盖背面。但是城市内海量井盖型号各异，材质不同，难以采用统一的安装方式，而且井盖推动时容易受损，且这种安装方式施工难度大，对于现有的井盖智能化改造成本高，增加了智能城市、平安城市建设的成本和投入。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单、使用方便、易推广和使用的非接触式井盖存在性检测系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种非接触式井盖存在性检测系统，包括井盖监测器、超声波探头及超声波探头固定支架，所述超声波探头通过固定支架安装窑井的壁上，与所述井盖的上边沿保持一段距离，所述超声波探头的引线到井盖监测器内，所述井盖监测器由安全绳牵引后悬挂在井壁上；所述超声波探头发出声波，所述声波受井盖背面阻档返回回波；所述井盖监测器收到回波后分析回波能量及时差，从而得到超声波探头与井盖的相对位置。

作为本实用新型的进一步改进：所述超声波探头为收发一体式的探头。

作为本实用新型的进一步改进：所述井盖监测器包括低功耗MCU、超声波驱动电路、蓝牙电路、NB-IoT电路以及电源管理电路及蓄电池。

作为本实用新型的进一步改进：所述井盖监测器采用蓄电池供电。

作为本实用新型的进一步改进：所述NB-IoT电路具备通信能力。

作为本实用新型的进一步改进：所述蓝牙电路采用间歇性广播机制，在无外部应用设备连接时，工作电流不超过5uA，而在外部设连接后，可对监测器进行参数配置、程序无线升级。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型的非接触式井盖存在性检测系统，结构简单、使用方便、易推广和使用，其运用了低功耗技术、广域网无线NB-IoT技术、边缘计算技术、人工智能分析技术等，实现了一种低成本、安装标准化的非接触式井盖存在性在线监测装置，可增速城市基础设施-窑井盖的数字化、信息化的进程。本实用新型采用超声波非接触式测量井盖的平移、倾斜、打开等，且基于统一的安装方式，且不与井盖直接连接，安装方式更简单、维护方便。

附图说明

图1是本实用新型在具体应用实例中的结构原理示意图。

图2是本实用新型在具体应用实例中井盖监测器的拓扑原理示意图。

图3是本实用新型在具体使用过程中进行布防的方法流程示意图。

图4是本实用新型在具体使用过程中进行实时监控的方法流程示意图。

图例说明：

1、超声波探头固定支架；2、超声波探头；3、引线；4、声波；5、井盖监测器；6、井盖；7、窨井。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

本实用新型是一种非接触式井盖存在性检测系统，其采用超声波测距的原理间接测量井盖与超声波探头装置点的距离来实现井盖的倾斜、打开。如图1所示，本实用新型的非接触式井盖存在性检测系统，包括井盖监测器5、收发一体式的超声波探头2及超声波探头固定支架1，窑井7上具有井盖6 ，超声波探头2通过固定支架1安装窑井7的壁上，与井盖6的上边沿距离约40mm，超声波探头2通过引线3连接到井盖监测器5内，井盖监测器5由安全绳牵引后悬挂在井壁上。超声波工作时，超声波探头2发出声波4，声波4受井盖6背面阻档返回回波。井盖监测器5收到回波后分析回波能量及时差，从而得到超声波探头2与井盖6的相对位置。

如图2所示，在具体应用实例中，井盖监测器5包括低功耗MCU、超声波驱动电路、蓝牙电路、NB-IoT电路以及电源管理电路及蓄电池。为解决窑井7内取电困难的问题，井盖监测器5采用蓄电池供电，且整个产品采用极低功耗设计，如MCU采用TI公司CC系列单片机，低功耗广域网NB-IoT通信模组、低功耗蓝牙模组、低功耗低电压超声波驱动电路。整个监控器综合休眠电流可达20uA以下。低功耗广域网NB-IoT通信具备更强的通信能力，克服了2G信号在窑井盖下信号弱或无信号的问题，保障了井盖监测器运营商基站正常通信，且无需组网。低功耗蓝牙模块采用间歇性广播机制，在无外部应用设备连接时，工作电流不超过5uA，而在外部设连接后，可对监测器进行参数配置、程序无线升级。外部设备（如手机APP）可实现与监测器的实时通信，便于产品的安装调试与诊断。超声波驱动电路完成超声波的调制与解调，根据所测量的时差与回波强度，MCU运算出当次测量的距离，此距离与所设定的阈值比较得到当前井盖是否被平移、打开、倾斜等。超声波驱动电路具有电源控制功能，在不工作时，整个电路的电源断开，零功耗，在需要检测时，打开电源，完成单次或多次测量后关闭电源，从而实现了低功耗。

本实用新型在一个具体应用实例中，具体的使用方法为：

首先，进行布防。参见图3，为确保设备在仓储、运输过程中耗费不必要的蓄电池能量及在设备安装后初始化参考距离而设置的一个种工作模式。在布防前，设备处于休眠状态，只有MCU处于运行状。布防成功后，设备周期性的监测井盖状态。

然后，进行实时监控。参见图4，设备的测量过程是周期性的对井盖的存在性测量与分析，在测量过程中，设备会记录前的井盖状态，如果发现井盖状态与之前状态不一致，设备会采用确认机制多次测量，如果分析出井盖状态确定性的发生改变，则上传井盖状态到应用平台，否则设备继休眠。这种机制延长了设备的待机能力。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。