基于信号强度变化的井盖开启状态报警系统、装置、方法与流程

本发明涉及市政建设监测技术领域，具体来说是基于信号强度变化的井盖开启状态报警系统、装置、方法。

背景技术：

目前各种井盖防盗装置非常多，各种装置主要是通过监测井盖被移动后的位移或者是位置来判断井盖是否发生非法的位移，但是由于窨井内存在大量腐蚀性气体，机械装置容易被腐蚀而失效；另外还有部分在井盖上安装倾角传感器和振动监测装置，一旦井盖发生位移或振动，发出报警信息，但是由于路上车辆碾压振动，导致误报频发。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是如何避免井盖监测装置误报。

本发明通过以下技术方案来解决上述技术问题：

一种基于信号强度变化的井盖开启状态报警系统，包括

倾角探测器，用以探测井盖的倾斜角度，并设定报警倾角为x；井盖倾斜角度超过x值后触发所述倾角探测器；

信号传输模块，用以接收和发出信号；信号探测模块，当井盖处于正常状态下，信号探测模块按照事先设定的探测频率每隔一段时间探测一次信号强度，并发送给处理模块；当井盖倾斜角度超过x值时，被触发的倾角探测器触发信号探测模块，信号探测模块探测信号传输模块接收到的信号强度，记作t0时刻信号强度为nt，并将信号强度发送给处理模块；

处理模块，在t0时刻之前已接收到n个信号强度值，计算t0时刻之前n个信号强度值的平均值，得到n0，计算nt与n0的差值，即nt-n0，若nt-n0≥c，c为井盖开启和井盖盖上后的信号差值，则判断井盖被开启；

定位模块，处理模块判断nt-n0≥c后启动定位模块，定位模块对井盖位置进行实时定位，并将定位信息发送给分析对比模块；

分析对比模块，将当前井盖定位信息与预先设定的位置信息进行对比分析，当信息不一致时，则发出报警信号；

用户端，用以接收报警信号及定位模块实时发送的定位信号信息。

优选的，还包括供电模块，所述供电模块与倾角探测器、信号传输模块、信号探测模块、处理模块、定位模块、分析对比模块供电。

优选的，所述供电模块为电池。

优选的，所述x为15°。

本发明还提供一种基于信号强度变化的井盖开启状态报警装置，包括壳体，将上述的系统封装在壳体内，壳体固定在井盖下表面。

优选的，所述壳体为金属壳体，通过焊接固定在井盖底壁。

本发明还提一种基于信号强度变化的井盖开启状态报警方法，应用于上述的报警系统，具体为：

正常状态下，信号探测模块按照设定频率进行信号探测，并将探测到的信号强度值发送给处理模块；当井盖角度发生变化后触发所述倾角探测器，所述倾角探测器立即触发信号探测模块，信号探测模块探测信号的强度，记作t0时刻信号强度为nt，并将信号强度值发送给处理模块；

假设在t0时刻之间处理模块接受到的信号强度值数量为n个，计算t0时刻之前n个信号强度值的平均值，得到n0，计算nt与n0的差值，即nt-n0，若nt-n0≥c，c为井盖开启和井盖盖上后的信号差值，则判断井盖被开启；

处理模块判断nt-n0≥c后向用户端发送井盖被开启的信号；同时定位模块对井盖位置进行实时定位，并将定位信息发送给分析对比模块；

分析对比模块将当前井盖定位信息与预先设定的位置信息进行对比分析，当信息不一致时，则发出报警信号，并将报警信号和井盖实时定位信息发送给用户。

本发明的优点在于：

通过倾角探测器来触发信号探测模块，无需信号探测模块不间断探测当前信号强度，达到节电的目的，另外，通过设置一个较为合理的倾斜角x，避免由于车辆碾压导致井盖稍微倾斜而产生的误报。

基于井盖关闭和开启后信号强度差异较大的前提，根据计算出的信号差值，可准确判断井盖是否为打开状态，且配合定位模块，可实现监控井盖的实时位置，如果井盖打开后的位置与事先设定位置一致，则判断为正常打开状态，如果不一致，则判断为非正常打开状态，即发出报警信号给用户端，并将井盖的实时位置发送给用户端，便于用户端及时查找井盖。

附图说明

图1为本发明一种基于信号强度变化的井盖开启状态报警系统的结构框图；

图2为本发明实施例2中井盖与装置装配的水平视角结构示意图。

具体实施方式

为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

实施例1

如图1所示，一种基于信号强度变化的井盖开启状态报警系统，包括

倾角探测器，用以探测井盖的倾斜角度，并设定最大报警倾角为x；井盖1倾斜角度超过x值后触发所述倾角探测器。本实施例中给出的倾角探测器为市场直接购置的探测器即可。本实施例中x为15°

信号传输模块，用以接收和发出信号；采用的传输模块可以为nb-iot、gprs模块。

信号探测模块，当井盖倾斜角度小于x值时，因为井盖通常是关闭的，所以低频率能够满足要求，并可起到省电的作用，信号探测模块每隔一段时间(如1天或几天一次)探测一次信号强度，并发送给处理模块；当井盖倾斜角度超过x值时，被触发的倾角探测器触发信号探测模块，信号探测模块探测信号的强度，记作t0时刻信号强度为nt，并将信号强度发送给处理模块。探测信号强度的模块很成熟，现有的nb-iot、gprs模块就可以实现探测，如手机信号强度的探测模块。

处理模块，假设在t0时刻之前已接收到n个信号强度值，计算n个信号强度值的平均值，得到n0，计算nt与n0的差值，即nt-n0，若nt-n0≥c，c为井盖1开启和井盖1盖上后的信号差值，则判断井盖1被开启；该差值c为在系统安装过程或者安装之前，测试出井盖1开启和井盖1闭合的信号强度差值。

定位模块，处理模块判断nt-n0≥c后启动定位模块，定位模块对井盖1位置进行实时定位，并将定位信息发送给分析对比模块；

分析对比模块，将当前井盖1定位信息与预先设定的位置信息进行对比分析，当信息不一致时，则发出报警信号；

供电模块，给系统供电，供电模块可以为电池。

用户端，用以接收报警信号及定位模块实时发送的定位信号。

当然，系统还包括数据传输模块，用以系统与用户端的数据传输。

实施例2

如图2所示，本实施将实施例1的系统集成于一个壳体2内，形成一个完整的报警装置。壳体2可以为方形结构，其尺寸根据实际需要设定。可以采用金属制作而成，但应涂刷防腐漆。通过焊接将装置固定在井盖1下表面。关于装置的固定位置具体要求要看倾角探测器的选型，不同选型，原理不同，这里不能一概而论。原则是固定在倾角探测器敏感度最高的方向为宜。

具体工作原理为：

正常状态下，信号探测器处于低频率工作状态(探测频率事先设定)，每次采集的信号值发送给处理模块用于存储和进行计算，正常情况下除gps定位模块，其他都是低频工作状态。当井盖1角度发生变化且大于最大报警倾角x时，倾角探测器被触发，然后倾角探测器立即触发信号探测模块，信号探测模块探测信号的强度，记作t0时刻信号强度为nt，并将信号强度发送给处理模块；在此之前，处理模块已经接收了n个信号强度值。

处理模块计算t0时刻之前n个信号强度值的平均值，得到n0，计算nt与n0的差值，即nt-n0，若nt-n0≥c，c为井盖1开启和井盖1盖上后的信号差值，则判断井盖1被开启；若nt-n0＜c，则井盖1未被开启。

处理模块判断nt-n0≥c后向用户端发送井盖1被开启的信号；同时定位模块对井盖1位置进行实时定位(一直处于启动状态)，并将定位信息发送给分析对比模块；

分析对比模块，将当前井盖1定位信息与预先设定的位置信息进行对比分析，当信息不一致时，则发出报警信号，并将报警信号和井盖1实时定位信息发送给用户。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。