一种智能井盖传感器电路的制作方法

1.本实用新型涉及物联网技术智慧城市建设领域，尤其涉及一种智能井盖传感器电路。


背景技术：

2.智慧城市建设过程中，排水、燃气、热力、电力、通讯等各类市政公用地下管线设施日益增加。井盖，是用来遮盖各种管道井口的市政设备，因为大多数管道井口，尤其是下水道井口，都是开在马路边上，更有甚者直接开到马路中间，井盖不仅需要经历室外恶劣天气的日晒雨淋，还要被过路行人和车辆踩踏碾压，井盖的耗损非常大。而在一个街道上会有非常多的井盖，工作人员不可能及时发现某个井盖损坏或者某个井盖缺失，而井盖在损坏或者缺少的时候，对过往行人及车辆会带来较大的风险。针对大量的不同类型的井盖，亟需一种及时有效地监控手段。
3.为此，有人希望通过在井盖上安装一些电子设备来期望让井盖变得更加智能，智能井盖传感器应运而生，通过对井盖各功能属性的状态监测并上报云端的方式。提高了城市管理水平，既是为了保护过往行人安全，又是为了美化市容市貌必不可少的。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种智能井盖传感器电路，主要包括：单片机一、单片机二、通信组件、mos组件、水浸监测电路、倾角模组和气体传感器；mos组件包括有mos3；
5.单片机一通过单片机二连接通信组件，单片机一连接mos组件，单片机一连接水浸监测电路，单片机一通过mos3分别连接倾角模组和气体传感器。
6.进一步地，所述单片机一的型号为stm8l152k4t6。
7.进一步地，所述mos组件还包括mos1和mos2。
8.进一步地，所述单片机一的pd1、pd2、pd4三个引脚分别连接mos1、mos2和mos3。
9.进一步地，所述通信组件包括lora通信模组和nb通信模组。
10.进一步地，所述单片机一依次连接mos1和lora通信模组。
11.进一步地，该智能井盖传感器电路还包括dc-dc升压电路，单片机一依次连接mos3和dc-dc升压电路。
12.进一步地，所述单片机二的型号为stm32f103。
13.本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：
14.1.有效监测井盖倾斜状态，溢水状态，位置移动等多种信息。通过多种信息监测判断井盖状态，并上传至云端，实现远程管理。相较于常规的巡检模式，有效减少了人力物力的消耗。
15.2.传感器电路的低功耗设计，延长了电池寿命。在无意外状态下有效期三年。
16.3.两种通信模式适用于通信质量不同的两类场景，亦可互为冗余保证设备的可靠
性。
附图说明
17.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
18.图1是本实用新型实施例中一种智能井盖传感器电路的系统架构图。
19.图2是本实用新型实施例中stm8原理电路图。
20.图3是本实用新型实施例中stm32原理电路图。
21.图4是本实用新型实施例中mos组件原理电路图。
22.图5是本实用新型实施例中倾角模组电路图。
23.图6是本实用新型实施例中气体传感器电路图。
24.图7是本实用新型实施例中水浸监测电路图。
具体实施方式
25.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
26.请参考图1，图1是本实用新型实施例中一种智能井盖传感器电路的系统架构图，具体包括：单片机一、单片机二、通信组件、mos组件、dc-dc升压电路、水浸监测电路、倾角模组和气体传感器；mos组件包括有mos1、mos2和mos3；单片机一通过单片机二连接通信组件，该通信组件包括lora通信模组和nb(即nb-iot窄带物联网)通信模组；单片机一通过mos1连接lora通信模组，单片机一通过mos3连接dc-dc升压电路，单片机一连接水浸监测电路，单片机一通过mos2分别连接倾角模组和气体传感器，所述倾角模组为倾角传感器。本发明中，金属-氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,mosfet)，简称为金氧半场效晶体管或场效应管，其英文简称为mos。
27.单片机一选用如图2所示的stm8l152k4t6(附图及本技术中均用stm8指代)，该型号属于低功耗系列，具有最小0.3ua的休眠功耗。单片机二选用如图3所示的stm32f103(附图及本技术中用stm32指代)，该单片机二用作lora无线通信，4g通信，并接受来自stm8的水浸和倾角数据等信息。倾角模组周期性输出倾角信息给stm8单片机，当倾角处于正常范围之外时，表示井盖倾斜。此时stm8发出启动信息至stm32，进而stm32启动。
28.stm8实现周期性唤醒并打开mos2开启倾角模组，接受倾角模组的数据，mos2漏极连接倾角模组的供电。并通过stm8判断倾角的大小，然后确定是否需要上报。如需上报则打开mos2、mos1启动stm32及通信模块。图2-7中引脚相同的
29.所述通信组件包括lora通信模组和nb通信模组。lora通信模组即lora无线通信模组e22，具有定点发送功能。传输距离在百米级并具有一定信号穿透能力，通过串口与stm32进行通信。供电与stm32相同，采用由mos1输出的3.3v电压。
30.nb通信模组在本实施例中选用无线a7600通信模块，通过串口输出联网功能信息。使每个传感器具有云平台数据上传功能。该模块兼具gps/北斗定位功能，同时输出位置信息。
31.如图6所示的气体传感器能够检测乙烷，通过i2c接口输出气体浓度信息，气体浓度反映了井盖中是否存在安全隐患。
32.倾角传感模组与stm8进行串口通信，发送查询指令即可返回倾角信息。
33.智能井盖传感器电路板上接有水浸绳，在水浸监测电路中，水浸绳由特殊材料制成，遇水后电阻产生变化。根据这一特性设计了分压电路。并通过stm8的adc功能采集电压，通过检测电压高低判断智能井盖传感器电路是否浸水。水浸绳沾水时电压为高，否则为低。
34.dc-dc升压电路，用于将3.3v电压升压至5v，然后给a7600通信模块进行供电。
35.通过stm8的pd1、pd2、pd4三个引脚分别连接如图4中图(a)所示的mos1的栅极、图(b)所示的mos2的栅极和图(c)所示的mos3的栅极，stm8控制mos1用于为stm32与lora通信模组供电，stm8控制mos2用于为图5所示的倾角模组与图7所示的水浸绳监测电路供电，stm8控制mos3用于为dc-dc升压电路供电。dc-dc模块由mos3控制，stm8的引脚pd4连接mos2的栅极。图2-7中相同网络标号的引脚连接在一起。stm8的引脚输出高电平时，mos组件不导通，此时后续电路无电流通过，因此此时电路不工作也不消耗电能。stm8的引脚输出低电平时，mos组件导通，此时电流通过，电路正常工作。
36.本实用新型的有益效果是：
37.1.有效监测井盖倾斜状态，溢水状态，位置移动等多种信息。通过多种信息监测判断井盖状态，并上传至云端，实现远程管理。相较于常规的巡检模式，有效减少了人力物力的消耗。
38.2.传感器电路的低功耗设计，延长了电池寿命。在无意外状态下有效期三年。
39.3.两种通信模式适用于通信质量不同的两类场景，互为冗余保证设备的可靠性。
40.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。