一种管道标志桩的制作方法

1.本实用新型涉及燃气输送网领域，特别是涉及一种管道标志桩。


背景技术：

2.传统管道标志桩多为水泥或塑料制成的长方体，表面绘有警示标语和联系电话。传统管道标志桩在使用中仅起到警示作用，并经常因倾倒、丢失、褪色等原因失去警示效果。


技术实现要素：

3.基于此，有必要提供一种能实现及时预警、集多种功能于一体的管道标志桩。
4.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
5.一种管道标志桩，包括：标志桩外壳、震动传感器、倾斜传感器、可燃气体传感器、单片机和无线通信模块；
6.所述标志桩外壳的顶部为透明结构，所述标志桩外壳的底部固定在地下；所述震动传感器、所述倾斜传感器、所述单片机和所述无线通信模块均设置在所述标志桩外壳内；所述可燃气体传感器设置在地下；所述震动传感器、所述倾斜传感器、所述可燃气体传感器和所述无线通信模块均与所述单片机电连接。
7.可选的，所述管道标志桩，还包括设置在所述标志桩外壳内的限位开关、金属片和弹簧；所述限位开关与所述单片机电连接；所述限位开关固定在所述标志桩外壳的侧壁与顶部的连接处；所述金属片的一端固定在所述限位开关上，所述金属片的另一端通过弹簧固定在所述限位开关上；当所述标志桩外壳的顶部被外力打开时，所述弹簧将所述金属片弹起，弹起后的金属片触发所述限位开关与所述单片机接通。
8.可选的，所述管道标志桩，还包括设置在所述标志桩外壳内的贴片喇叭；所述贴片喇叭与所述单片机电连接；当所述限位开关与所述单片机接通时，所述贴片喇叭发出报警信号。
9.可选的，所述管道标志桩，还包括设置在所述标志桩外壳内的电源模块；所述电源模块与所述单片机电连接；所述电源模块包括太阳能电池板和可充电电池；所述太阳能电池板与所述可充电电池电连接；所述太阳能电池板设置在所述标志桩外壳的顶部；所述太阳能电池板用于吸收透过所述标志桩外壳的太阳光，以产生电能。
10.可选的，所述管道标志桩，还包括预加热电路；所述预加热电路分别与所述单片机、所述可燃气体传感器电连接；在所述可燃气体传感器工作前，所述预加热电路为所述可燃气体传感器输入5v电压，以实现预加热。
11.可选的，所述无线通信模块包括无线通信芯片和与所述无线通信芯片连接的天线。
12.可选的，所述无线通信芯片为lora芯片、rfid芯片或gps芯片。
13.可选的，所述管道标志桩，还包括缓存芯片；所述缓存芯片与所述单片机电连接。
14.可选的，所述单片机为stm32l系列的单片机。
15.可选的，所述震动传感器的型号为ant-801s。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
17.本实用新型提出了一种管道标志桩，包括：标志桩外壳、震动传感器、倾斜传感器、可燃气体传感器、单片机和无线通信模块；标志桩外壳的顶部为透明结构，标志桩外壳的底部固定在地下；震动传感器、倾斜传感器、单片机和无线通信模块均设置在标志桩外壳内；可燃气体传感器设置在地下；震动传感器、倾斜传感器、可燃气体传感器和无线通信模块均与单片机电连接。本实用新型能够实现震动信号、倾斜信号和可燃气体的检测，集多种功能于一体，并且设置多种传感器，通过无线通信模块进行信号传输，不会因倾倒、丢失、褪色等原因失去警示效果，实现了及时预警。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型实施例提供的管道标志桩的结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例提供的限位开关的位置示意图。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
23.图1为本实用新型实施例提供的管道标志桩的结构示意图。
24.参见图1，本实施例提供的管道标志桩，包括：标志桩外壳1、震动传感器2、倾斜传感器3、可燃气体传感器4、单片机5和无线通信模块6。
25.所述标志桩外壳1为中空结构，所述标志桩外壳1的顶部为透明结构7，所述标志桩外壳1的底部固定在地下；所述震动传感器2、所述倾斜传感器3、所述单片机5和所述无线通信模块6均设置在所述标志桩外壳1内；所述可燃气体传感器4设置在地下；所述震动传感器2、所述倾斜传感器3、所述可燃气体传感器4和所述无线通信模块6均与所述单片机5电连接。所述透明结构7的材质可以为透明塑料。
26.本实施例中，所述管道标志桩还包括与震动传感器2连接的第一调制电路。震动传感器2可以感应标志桩附近的震动，并输出相应的震动模拟信号。第一调制电路将震动模拟信号中无用的高频部分过滤掉，将剩余的部分转化为数字信号，并输出给单片机5。第一调制电路可以采用能够实现上述功能的任意一种现有的调制电路结构。第一调制电路中还可以包含调节灵敏度的可调电阻，根据标志桩所安置的具体环境，可以调节震动传感器2的灵
敏度。例如在靠近道路和工厂等设施附近的标志桩，可将震动传感器2的灵敏度适当调低，以减少误报；在空旷的郊外，则适当调高。所述震动传感器2可以选用型号为ant-801s的传感器。
27.本实施例中，所述管道标志桩还包括与倾斜传感器3连接的信号放大电路。倾斜传感器3正常工作时持续输出高电压，当标志桩倾斜到一定角度时，典型值例如15
°
，会持续输出低电压。信号放大电路将倾斜传感器3输出的信号放大并传递给单片机5。信号放大电路可以采用能够实现上述功能的任意一种现有的放大电路结构。所述倾斜传感器3可以为型号为bl-3030-45的光电式滚珠开关。
28.本实施例中，所述管道标志桩还包括与可燃气体传感器4连接的预加热电路和第二调制电路。可燃气体传感器4、预加热电路和第二调制电路构成的可燃气体传感器4模块被封装在透气不透水的材料中，深埋在地下，用导线与标志桩内的单片机5相连。可燃气体传感器4模块具体的埋设位置根据现场情况决定。可燃气体传感器4可以检测附近土壤中的可燃气体浓度，并输出信号给第二调制电路。第二调制电路将可燃气体传感器4输出的气体模拟信号转化为数字信号，并输出给单片机5。第二调制电路可以采用能够实现上述功能的任意一种现有的调制电路结构。所述预加热电路分别与所述单片机5、所述可燃气体传感器4电连接；预加热电路用于可燃气体传感器4工作前，在所述可燃气体传感器4工作前，所述预加热电路为所述可燃气体传感器4输入5v电压，将其预加热一段时间(例如持续几分钟)，以实现预加热，从而提高传感器的检测精度。所述可燃气体传感器4可以选用型号为mix1005b的传感器。
29.本实施例中，所述管道标志桩还包括与所述单片机5连接的缓存芯片。单片机5用于收集、处理其他模块的信息，输出控制信号协调整个系统的工作，并将收集到的信息记录在缓存芯片内。缓存芯片提供单片机5运算所需的内存空间和各类传感器收集到的信息的存储空间。单片机5大部分时间处于休眠状态以节约电池电量，当震动传感器2、倾斜传感器3、无线通信模块6传递信号或定时的可燃气体测定任务触发时，单片机5将被唤醒并工作，工作完成后继续进入休眠状态。所述单片机5可以为stm32l系列的单片机5。
30.如图2所示，本实施例中，所述管道标志桩还包括设置在所述标志桩外壳1内的限位开关8、金属片9和弹簧10；所述限位开关8与所述单片机5电连接；所述限位开关8固定在所述标志桩外壳1的侧壁与顶部的连接处；所述金属片9的一端固定在所述限位开关8上，所述金属片9的另一端通过弹簧10固定在所述限位开关8上；当所述标志桩外壳1的顶部被外力打开时，所述弹簧10将所述金属片9弹起，弹起后的金属片9触发所述限位开关8与所述单片机5接通，如图2所示的状态。所述限位开关8可以为型号为ss-5gl2的微动开关。
31.所述管道标志桩，还包括设置在所述标志桩外壳1内的贴片喇叭11；所述贴片喇叭11与所述单片机5电连接；当所述限位开关8与所述单片机5接通时，所述贴片喇叭11发出报警信号。具体的，限位开关8与单片机5直接相连，平时处于断开状态，当标志桩外壳1的顶部的透明塑料被外力打开或破坏，限位开关8将接通，单片机5检测到接通信号，则会使贴片喇叭11鸣叫并通过无线通信模块6向邻近的标志桩发送报警信号，从而起到防盗作用。
32.本实施例中，所述管道标志桩还包括设置在所述标志桩外壳1内的电源模块；所述电源模块与所述单片机5电连接，以为其他所有模块提供电源；所述电源模块包括太阳能电池板12和可充电电池13；所述太阳能电池板12与所述可充电电池13电连接；所述太阳能电
池板12设置在所述标志桩外壳1的顶部；由于标志桩外壳1的顶部为透明结构8，太阳光可以穿透透明结构8，因此，所述太阳能电池板12可以吸收透过透明结构8的太阳光，以产生电能。在实际应用中，所述电源模块中还可以设置电源控制芯片，白天当有阳光照射在太阳能电池板12上时，太阳能电池板12会供电并将多余的电能储存在可充电电池13中，夜间则切换为可充电电池13进行供电。所述可充电电池13可以为磷酸铁锂电池、石墨烯电池等。
33.本实施例中，所述无线通信模块6包括无线通信芯片和与所述无线通信芯片连接的天线。所述无线通信芯片可以为lora芯片、rfid芯片或gps芯片。所述无线通信模块6用于和巡线车辆、巡线无人机或附近的其他标志桩之间的通信、数据交换和辅助导航。无线通信模块可以选用lorasx1278。
34.辅助导航的实现过程为：无人机发射激励信号激励周围各个标志桩顶部的rfid芯片。各个rfid芯片将自身标志桩的编号和位置信息以和激励信号频率不同的无线信号发送给无人机。无人机根据收到的各个信号的相位、强度、频移信息，推算出与各个标志桩的直线距离和水平面上的方位，进而推算出无人在三维空间中的相对位置。
35.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
36.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。