一种井盖监测装置和监测方法与流程

本发明涉及公共安全技术领域，尤其涉及一种井盖监测装置和监测方法。

背景技术

目前大量井盖缺乏有效的实时监控手段，人工巡查成本高、效率低。因此，为保障人员以及公共设施安全，迫切需要加强针对城市道路检查井窨井盖的管理。然而，由于城市窨井盖数量庞大，管理主体众多，产权关系复杂，使得道路窨井盖安全管理与维护成为城市管理的一大难题。目前，主要依靠人工巡查方式对窨井盖进行排查、事后维护，效率低，增加了管理难度，难以及时处置好突发事件。

若要解决窨井盖实时监测面临的问题，必须采用成熟的物联网技术，实现对窨井盖的在线实时监测，对异常事件进行及时报警，警情实时上报至管理平台，便于管理部门实时监控窨井盖状况，并对异常事件进行迅速处置，通过建设基于物联网技术的道路窨井盖实时监测系统，可大大提升窨井盖安全管理水平，提高管理效率，有助于实现智能化的城市管理，对于构建和谐、平安的智慧城市起有效的支撑作用。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出了一种实时监测井盖状态、无线传输的井盖监测装置和监测方法。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种井盖监测装置，其包括cpu处理器和nb-iot通信组件，还包括红外光源阵列、红外传感器阵列、井盖悬垂物和光敏电阻；

nb-iot通信组件、红外光源阵列、红外传感器阵列和光敏电阻的第一连接端均与cpu处理器电性连接；

红外光源阵列和红外传感器阵列分别设置在靠近井盖的井座内壁相对位置上，井盖悬坠物悬空设置在红外光源阵列和红外传感器阵列之间。

在以上技术方案的基础上，优选的，红外光源阵列包括：多个红外led灯和电源电路，红外线传感器阵列包括：四组光电传感器、前级差分信号放大电路和后级信号放大电路；

电源电路分别与cpu处理器和红外led灯电性连接；

四组光电传感器的正极cpu处理器电性连接，其负极与前级差分信号放大电路电性连接，前级差分放大器与后级信号放大电路电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括电源、报警器、定时器和存储器；

电源、报警器、定时器和存储器均与cpu处理器电性连接，电源还与光敏电阻的第二连接端电性连接。

进一步优选的，电源包括：并联的一次性锂亚电池和hpc超级电容；

一次性锂亚电池和hpc超级电容的正极与光敏电阻的第二连接端电性连接，一次性锂亚电池和hpc超级电容的负极与cpu电性连接。

更进一步优选的，一次性锂亚电池容量是8500mah。

进一步优选的，还包括外壳；

cpu处理器、报警装置、电源、nb-iot通信组件、定时器、存储器和光敏电阻均设置在外壳内；

外壳固定在井盖的背面。

更进一步优选的，外壳的材料为高强度尼龙材料和玻纤材料，外壳表面涂有防水涂层；外壳设有放置一次性锂亚电池的电池仓和透光孔；

透光孔正对着光敏电阻。

本发明提供了一种井盖监测方法，包括以下步骤：

s101、对城市的每一个井盖建立唯一的井盖id，在数据管理平台记录城市的井盖的id号和具体的位置；

s102、在每一个井盖的背面上设置有井盖监测装置，井盖监测装置与数据管理平台联动；

s103、当井盖发生翻转或位移时，通过井盖监测装置将井盖的id号和故障情况发给数据管理平台处理；当井盖处于良好状态时，井盖监测装置向数据管理平台发送井盖监测装置的电池电压信息和无线传输信号的强弱。

在以上技术方案的基础上，优选的，s102中井盖监测装置包括处理器，以及和处理器电性连接的无线传输组件和光敏传感器。

更进一步优选的，s102中井盖监测装置监测井盖状态的具体方法包括：当井盖发生位移或者被打开时，井盖监测装置中的光敏传感器产生一个变化的信号给处理器，处理器控制无线传输组件将井盖的状态传给数据管理平台处理。

本发明的相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)通过设置红外光源阵列、红外传感器阵列、井盖悬垂物，可以检测井盖是否开启，防止井盖丢失，结构简单，红外传感器阵列的灵敏度高，可以感受微弱的光信号；

(2)通过设置光敏电阻，可以在红外光源阵列、红外传感器阵列、井盖悬垂物中任一项发生故障时，发挥检测光信号的作用，相当于二次检测，提高整个装置的效率；

(3)整个装置结构简单，成本低，拥有两种检测光信号并报警的模块，可以有效的监测井盖状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种井盖监测装置的电路连接图；

图2为本发明一种井盖监测方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的一种井盖监测装置，其包括cpu处理器、电源、nb-iot通信组件、红外光源阵列、红外传感器阵列、光敏电阻、报警器、定时器、存储器和外壳。

红外光源阵列、红外传感器阵列和井盖悬垂物，可以检测井盖的启闭状态，检测微弱的光信号，反应灵敏。红外光源阵列包括：多个红外led灯和电源电路，电源电路分别与cpu处理器和红外led灯电性连接；红外线传感器阵列包括：四组光电传感器、前级差分信号放大电路和后级信号放大电路；四组光电传感器的正极cpu处理器电性连接，其负极与前级差分信号放大电路电性连接，前级差分放大器与后级信号放大电路电性连接。

光敏电阻，二次检测光信号，提高装置检测的正确性，在红外光源阵列、红外传感器阵列、井盖悬垂物中任一项发生故障时，发挥检测光信号的作用。光敏电阻的第一连接端与cpu处理器电性连接，其第二连接端接与电源电性连接。

nb-iot通信组件，通过无线的形式与数据管理平台联动，实现cpu处理器实时检测井盖状态的功能。nb-iot通信组件与cpu处理器电性连接，与数据管理平台无线连接。

报警器，在井盖状态呈开启状态时，进行报警，防止井盖被偷，起到震慑的作用。报警器与cpu处理器电性连接。

定时器，定时向cpu处理器发送时间信号。定时器与cpu处理器电性连接。

存储器，存储井盖实时状态和设备编码。存储器与cpu处理器电性连接。

电源，给井盖监测装置供电，保障井盖监测装置的持续工作。电源包括：并联的一次性锂亚电池和hpc超级电容；一次性锂亚电池和hpc超级电容的正极与光敏电阻的第二连接端电性连接，一次性锂亚电池和hpc超级电容的负极与cpu电性连接。其中，一次性锂亚电池容量是8500mah。电源分别与cpu处理器和红外光源阵列的电源电路正极电性连接。

外壳，防止外壳内的元件损坏。cpu处理器、报警装置、电源、nb-iot通信组件、定时器、存储器和光敏电阻均设置在外壳内；外壳固定在井盖的背面；外壳的材料为高强度尼龙材料和玻纤材料，外壳表面涂有防水涂层；外壳设有放置一次性锂亚电池的电池仓和透光孔；透光孔正对着光敏电阻。

本发明的技术原理是：井盖悬垂物阻挡在红外传感器阵列和红外光源阵列之间，当井盖移动或向上提起时，井盖悬垂物也会随着井盖向上移动，当井盖悬垂物脱离红外传感器阵列和红外光源阵列的光幕时，红外传感器阵列就会接收红外光源阵列的红外光线，cpu处理器就会产生触发警报的信号，并控制nb-iot通信组件将井盖状态传输给数据管理平台管理，控制报警器报警；在红外光源阵列、红外传感器阵列、井盖悬垂物中任一项发生故障时，光敏电阻采集光信号，采集到光信号时就会产生电流变化，cpu处理器就会产生触发报警的信号，或者在红外光源阵列、红外传感器阵列、井盖悬垂物没有发生故障，井盖向上提起时，首次检测到光信号，提高装置的灵敏度；在井盖处于关闭状态时，定时器每隔一段时间向cpu处理器发送时间信号，cpu处理器控制nb-iot通信组件定时向数据管理平台发送井盖状态信息，存储器存储井盖的实时监测信息。

另一方面，如图2所示，本发明还提供了一种井盖检测方法，包括以下步骤：

s101、对城市的每一个井盖建立唯一的井盖id，在数据管理平台记录城市的井盖的id号和具体的位置；

s102、在每一个井盖的背面上设置有井盖监测装置，其中，井盖监测装置包括处理器，以及和处理器电性连接的无线传输组件和光敏传感器，井盖监测装置与数据管理平台联动；

s103、当井盖发生翻转或位移时，通过井盖监测装置将井盖的id号和故障情况发给数据管理平台处理；当井盖处于良好状态时，井盖监测装置向数据管理平台发送井盖监测装置的电池电压信息和无线传输信号的强弱。

其中，s102中井盖监测装置监测井盖状态的具体方法包括：当井盖发生位移或者被打开时，井盖监测装置中的光敏传感器产生一个变化的信号给处理器，处理器控制无线传输组件将井盖的状态传给数据管理平台处理。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。