一种基于NB-IoT的化粪池检测与控制装置及系统的制作方法

本实用新型涉及一种化粪池监测技术领域，具体地涉及一种基于NB-IoT的化粪池检测与控制装置及系统

背景技术：

化粪池是处理粪便并加以过滤沉淀的设备。原理是固化物在池底分解，上层的水化物体，进入管道流走，防止了管道堵塞，给固化物体(粪便等垃圾)有充足的时间水解，将生活污水分格沉淀，及对污泥进行厌氧消化的小型处理构筑物。由于历史原因及建筑标准差异，导致化粪池建设并没有统一的规范，且无信息化设计，导致在日常管理中，只能通过人工巡查来进行清理维护和管理，同时存在以下问题：

1)化粪池经常满溢造成污染。

2)化粪池化学过程产生的沼气、硫化氢气体经常发生致命危害，无法动态监测。

3)井盖开启状态不能掌控，经常小孩嬉戏、老人误入造成溺亡。

4)日常管理单一随意。

5)无相应的管理数据和状态数据存档，无法形成报表和历史记录。

6)数据容易被修改，无法有效评估当前数据有效性，并做科学合理的管理方法。

技术实现要素：

为克服现有技术中的不足，本实用新型提供了一种基于NB-IoT的化粪池检测与控制装置，化粪池中可燃性气体或有毒气体超过预定的报警值、井盖被异常掀开等异常情况，在现场发出警报，并做相应处理；同时将数据通过NB-IoT网络上传至后端管理平台。

本实用新型实施例提供了一种基于NB-IoT的化粪池检测与控制装置，包括：主控板、传感器、井盖状态检测器、蓝牙模块、天线、风机系统、声光报警器及NB-IoT模块；

所述主控板上设有中央处理器，所述NB-IoT模块与所述中央处理器连接，并通过NB-IoT网络与后端管理平台进行通讯，所述主控板与所述蓝牙模块及天线连接；

所述传感器与所述主控板上的传感器接口连接，所述风机系统、所述报声光报警器通过继电器与所述主控板的IO输出端相连，所述井盖状态检测器与所述主控板输入端相连。

优选地，所述天线为NB-IoT天线和蓝牙天线。

优选地，所述传感器包括：甲烷传感器、硫化氢传感器、液位传感器及温湿度传感器；所述甲烷传感器、所述硫化氢传感器、所述液位传感器及所述温湿度传感器与所述中控板上的ADC传感器接口连接。

优选地，所述传感器检测到异常时，所述主控板通过IO输出信号给所述风机系统及所述声光报警器，进行通风和报警，将报警信息通过所述NB-IoT模块与NB-IoT网络通讯传给后端管理平台。

优选地，所述井盖状态检测器，当检测到井盖状态异常时，将异常信号传给所述主控板，所述主控板通过所述NB-IoT模块与NB-IoT网络通讯传给后端管理平台。

优选地，所述主控板采用锂亚电池供电。

本实用新型实施例还提供了一种基于NB-IoT的化粪池检测与控制系统，包括上述任意一项所述的基于NB-IoT的化粪池检测与控制装置及后端管理平台，基于NB-IoT的化粪池检测与控制装置与所述后端管理平台通过NB-IoT网络进行通讯。

基于本实用新型，能够有效的对化粪池内的可燃性气体或有毒气体进行实时检测、井盖被异常掀开等异常情况、现场的声光报警器发出报警，并做出相应的处理，同时将数据通过NB-IoT网络上传至后端管理平台，对数据进行存档，形成报表和历史记录，分析数据，并做出科学合理的管理方法。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式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种实施方式。

图1为本实用新型实施例提供的基于NB-IoT的化粪池检测与控制装置原理图。

图2为本实用新型实施例提供的主控板结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的基于NB-IoT的化粪池检测与控制系统原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本实用新型第一实施例提供了一种基于NB-IoT的化粪池检测与控制装置，包括：主控板10、传感器30、井盖状态检测器40、蓝牙模块50、天线、风机系统60、声光报警器30及NB-IoT模块20；

请参阅图2，所述主控板上设有中央处理器，所述中中央处理器的芯片型号为STM32L071CBT6，所述NB-IoT模块20与所述中央处理器连接，并通过NB-IoT网络与后端管理平台进行通讯，所述主控板10与所述蓝牙模块50及天线连接；

所述传感器30与所述主控板10上的传感器接口连接，所述风机系统60、所述报声光报警器30通过继电器与所述主控板的IO输出端相连，所述井盖状态检测器40与所述主控板输入端相连。

优选地，所述天线为NB-IoT天线和蓝牙天线。

所述蓝牙模块50，蓝牙配置为低功耗蓝牙，用于近距离通信、设备现场日常维护工作及升级；蓝牙模块可用WIFI或者Zigbee模块代替。

优选地，所述传感器30包括：甲烷传感器、硫化氢传感器、液位传感器及温湿度传感器；所述甲烷传感器、所述硫化氢传感器、所述液位传感器及所述温湿度传感器与所述中控板上的ADC传感器接口连接。

优选地，所述传感器检测到异常时，所述主控板通过IO输出信号给所述风机系统及所述声光报警器，进行通风和报警，将报警信息通过所述NB-IoT模块与NB-IoT网络通讯传给后端管理平台。

所述甲烷传感器、所述硫化氢传感器、所述液位传感器及所述温湿度传感器将获取到的模拟量信号通过A/D转换器转成数字量信号，与预设值比较，当数值大于预设值时，通过主控板上输出一个数字量信号至与风机系统60及声光报警器70的线圈，所述线圈得电，连接风机系统60及声光报警器70的常开触点吸合，风机启动对化粪池进行通风，所述声光报警器70开始报警；所述NB-IoT模块20，通过与NB-IoT网络通讯，将报警信息传至后端管理平台，并通知管理人员。

优选地，所述井盖状态检测器40，当检测到井盖状态异常时，将异常信号传给所述主控板，所述主控板通过所述NB-IoT模块20与NB-IoT网络通讯传给后端管理平台。

所述井盖状态检测器40，由光照传感器组成，当井盖打开时，光照强度变强，所述光照传感器将信号传至所述所述主控板，当井盖未被打开时，光照处在保持在一个较低的水平，所述主控板上与所述主控板的相连的输入端口处于低电平状态，不会触发发报警。

所述井盖状态检测器40检测到井盖有异常被开启时，通过主控板输出一个信号至声光报警器70的线圈，所述线圈得电，连接声光报警器70的线圈吸合，声光报警器70开始报警，避免有人堕入化粪池中；所述NB-IoT模块20，通过与NB-IoT网络通讯，将报警信息传至后端管理平台，并通知管理人员进行异常处理；所述井盖状态检测器40的信号传输介质可以是导线，也可以使用433M或Zigbee进行传输。

优选地，所述主控板采用锂亚电池供电。

根据数据采集频率的需求，从软件和硬件两方面进行优化，采用锂亚电池供电，使得设备功耗低，待机时间长。

本实用新型提供了一种基于NB-IoT的化粪池检测与控制装置，能够有效的对化粪池内的可燃性气体或有毒气体进行实时检测、井盖被异常掀开等异常情况、现场的声光报警器发出报警，并做出相应的处理，同时将数据通过NB-IoT网络上传至后端管理平台，对数据进行存档，形成报表和历史记录，分析数据，并做出科学合理的管理方法。

本实用新型实施例还提供了一种基于NB-IoT的化粪池检测与控制系统，如图3所示,包括上述任意一项所述的基于NB-IoT的化粪池检测与控制装置及后端管理平台，基于NB-IoT的化粪池检测与控制装置与所述后端管理平台通过NB-IoT网络进行通讯。

本实用新型虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。