一種基于無線傳感網(wǎng)的窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實用新型是一種基于無線傳感網(wǎng)的窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備，該無線設(shè)備包括：防水外殼和安裝在所述防水外殼內(nèi)且分別與電源裝置有線連接的微處理器、無線傳感網(wǎng)組網(wǎng)通信器、低能耗控制器、存儲器、行程開關(guān)監(jiān)測器和故障報警裝置，所述電池裝置安裝到所述防水外殼內(nèi)。本實用新型解決了現(xiàn)有窨井管道監(jiān)測設(shè)備安裝不便、無線通訊成本高、功耗大、維護成本高、使用范圍窄、不能實現(xiàn)網(wǎng)絡通訊質(zhì)量云監(jiān)測和不能將射頻參數(shù)在線修改的問題。
【專利說明】一種基于無線傳感網(wǎng)的窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及無線監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于無線傳感網(wǎng)的窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的窨井管道監(jiān)測多以窨井蓋的實時監(jiān)測為主，監(jiān)測設(shè)備多安裝于井蓋上，因此存在安裝不便的問題。此外，也有設(shè)計方案提出將監(jiān)測設(shè)備安裝于井壁上，但其通訊方式多采用有線或GPRS、Zigbee等無線通訊方式。有線通訊方式存在施工不便的問題，GPRS無線通訊方式雖然通訊可靠穩(wěn)定，可大規(guī)模部署，但其成本、功耗及維護成本較高，不利于規(guī)模化使用。Zigbee無線通訊方式雖然降低了單個設(shè)備的成本及功耗，但因其通訊距離短，無法大規(guī)模組網(wǎng)等原因，也存在推廣困難。
[0003]此外，現(xiàn)有用于窨井管道的檢測設(shè)備還存在不能實現(xiàn)網(wǎng)絡通訊質(zhì)量云監(jiān)測、功耗大和不能射頻參數(shù)在線修改的問題。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于提供一種基于無線傳感網(wǎng)的窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的前述問題。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型一種基于無線傳感網(wǎng)的窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備，該窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備包括:防水外殼和安裝在所述防水外殼內(nèi)且分別與電源裝置有線連接的微處理器、無線傳感網(wǎng)組網(wǎng)通信器、低能耗控制器、存儲器、行程開關(guān)監(jiān)測器和故障報警裝置；
[0006]其中，所述微處理器分別與所述無線傳感網(wǎng)組網(wǎng)通信器、所述低能耗控制器、所述存儲器、所述行程開關(guān)監(jiān)測器和所述故障報警裝置無線通信連接；所述故障報警裝置均與所述無線傳感網(wǎng)組網(wǎng)通信器、所述低能耗控制器、所述存儲器和所述行程開關(guān)監(jiān)測器無線通信連接；所述電池裝置安裝到所述防水外殼內(nèi)。
[0007]優(yōu)選地，所述無線傳感網(wǎng)組網(wǎng)通信器上設(shè)置有無線天線，通過所述無線天線，所述微處理器將采集到的數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)奖O(jiān)測終端。
[0008]更優(yōu)選地，所述無線傳感網(wǎng)組網(wǎng)通信器是具有無線傳感網(wǎng)智能組網(wǎng)功能的射頻器。
[0009]優(yōu)選地，所述行程開關(guān)監(jiān)測器包括行程開關(guān)和行程開關(guān)監(jiān)測裝置，所述行程開關(guān)與所述行程開關(guān)監(jiān)測裝置有線連接，所述行程開關(guān)監(jiān)測裝置與所述微處理器無線通信連接；其中，所述行程開關(guān)與設(shè)置在井蓋上的井蓋傳感器通信連接。
[0010]優(yōu)選地，所述存儲器存儲所述窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備的唯一識別碼。
[0011]優(yōu)選地，所述電池裝置包括電池和電池監(jiān)測器，所述電池監(jiān)測器與所述電池有線連接。
[0012]更優(yōu)選地，所述電池是微功耗電池。
[0013]優(yōu)選地，該窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備還與設(shè)置在所述防水外殼外部的傳感器通過擴展開口連接。
[0014]更優(yōu)選地，所述傳感器包括:環(huán)境溫濕度傳感器和/或滲漏傳感器和/或壓力傳感器和/或光感傳感器和/或加速度傳感器和/或位移傳感器和/或有害氣體監(jiān)測傳感器和/或液位監(jiān)測傳感器。
[0015]本實用新型的有益效果是:
[0016]1、本實用新型公開的無線設(shè)備不僅可以實現(xiàn)窨井蓋的異常開啟管理，還可實現(xiàn)窨井管道的身份識別、井下環(huán)境監(jiān)測、維護作業(yè)管理，以及監(jiān)測設(shè)備自身的通訊質(zhì)量管理及電池低電報警等。
[0017]2、本實用新型的設(shè)備可對窨井管道進行實時管理，可實現(xiàn)窨井蓋異常開啟報警、井下設(shè)備的維修管理及井下環(huán)境監(jiān)測等，防止窨井管道資源被非法使用，并可對井下作業(yè)人員的人身安全起到一定的保護作用。
[0018]3、本實用新型的設(shè)備通過內(nèi)置的無線傳感網(wǎng)智能組網(wǎng)射頻模塊實現(xiàn)無線傳感網(wǎng)的組網(wǎng)通訊，將窨井管道的標識信息、窨井蓋的開啟狀態(tài)、電池告警信息等及時上報給監(jiān)測終端即云平臺管理系統(tǒng)，實現(xiàn)窨井管道的實時管理。
[0019]4、本實用新型的設(shè)備一般處于完全斷電狀態(tài)或待機狀態(tài)，需要工作時，可通過打開電源開關(guān)(即窨井蓋開啟后，設(shè)備上電)、定時喚醒、指令喚醒、中斷喚醒等多種方式使設(shè)備進入工作狀態(tài)，通過此種低能耗控制方法，提高電池的效率，延長設(shè)備的工作時間。
[0020]5、本實用新型的設(shè)備可通過在線配置的方式修改射頻頻段，有效避免干擾。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是實施例中所述基于無線傳感網(wǎng)的窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0022]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0023]參照圖1，本實施例中一種基于無線傳感網(wǎng)的窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備，該窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備包括:防水外殼和安裝在所述防水外殼內(nèi)且分別與電源裝置有線連接的微處理器、無線傳感網(wǎng)組網(wǎng)通信器、低能耗控制器、存儲所述窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備身份信息的唯一識別碼的存儲器、行程開關(guān)監(jiān)測器和故障報警裝置；其中，所述微處理器分別與所述無線傳感網(wǎng)組網(wǎng)通信器、所述低能耗控制器、所述存儲器、所述行程開關(guān)監(jiān)測器和所述故障報警裝置無線通信連接；所述故障報警裝置均與所述無線傳感網(wǎng)組網(wǎng)通信器、所述低能耗控制器、所述存儲器和所述行程開關(guān)監(jiān)測器通信連接；所述電池裝置安裝到所述防水外殼內(nèi)，所述電池裝置包括微功耗電池和電池監(jiān)測器，所述電池監(jiān)測器與所述電池有線連接，本實施例中所述微功耗電池的平均功率小于1mA。所述防水外殼為IP67防水外殼，安裝方便，便于施工。
[0024]本實施例中，所述無線傳感網(wǎng)組網(wǎng)通信器上設(shè)置有無線天線，通過所述無線天線，所述微處理器將采集到的數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)奖O(jiān)測終端。所述無線傳感網(wǎng)組網(wǎng)通信器是具有無線傳感網(wǎng)智能組網(wǎng)功能的射頻器。所述行程開關(guān)監(jiān)測器包括行程開關(guān)和行程開關(guān)監(jiān)測裝置；其中，所述行程開關(guān)與設(shè)置在井蓋上的井蓋傳感器通信連接。
[0025]本實施例中，該窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備還與設(shè)置在所述防水外殼外部的傳感器通過擴展開口連接；所述傳感器包括:有害氣體監(jiān)測傳感器和液位監(jiān)測傳感器。
[0026]本實施例中，所述微處理器是所述窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備的核心處理部分，負責設(shè)備身份信息的讀取，無線傳感器網(wǎng)絡通信的定時控制，通訊質(zhì)量分析及通訊距離控制，系統(tǒng)控制指令的獲取與執(zhí)行，設(shè)備的低功耗控制，以及故障告警。
[0027]本實施例中，所述存儲器存儲所述窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備的身份信息唯一識別碼，同時，使用者可按需寫入新的標識信息或密鑰信息，以提高存儲器中標簽內(nèi)身份信息的安全性；因此所述存儲器使本實施例中所述窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備具有唯一的身份信息，該身份信息在通訊管理身份認證及管道標識管理過程中具有重要作用，用戶在獲得故障報警裝置發(fā)出的報警信息時，可通過此身份信息第一時間確定報警發(fā)生的具體位置。
[0028]本實施例中，所述具有無線傳感網(wǎng)智能組網(wǎng)功能的射頻器，安裝在其上的天線用于無線傳感網(wǎng)智能組網(wǎng)的射頻信號收發(fā)，以及信號強度和信號方向的獲取，因此，實現(xiàn)了無線傳感網(wǎng)大規(guī)模組網(wǎng)通訊，故使所述窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備通過無線傳感網(wǎng)大規(guī)模組網(wǎng)獲得監(jiān)測終端發(fā)出的控制指令，并可將微處理器采集的窨井蓋的開啟狀態(tài)、電池的工作狀態(tài)及告警信息上傳至監(jiān)測終端。此外，通過無線傳感網(wǎng)大規(guī)模組網(wǎng)，監(jiān)測終端可對所述窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備的通訊質(zhì)量和通訊距離進行實時監(jiān)測，可通過界面管理和統(tǒng)計分析的方法，保證所述窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備的通訊質(zhì)量穩(wěn)定和長距離通訊。
[0029]本實施例中，所述窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備可通過GP1檢測行程開關(guān)的開啟或關(guān)閉狀態(tài)。
[0030]本實施例中，所述行程開關(guān)和所述行程開關(guān)監(jiān)測裝置通信連接，所述行程開關(guān)監(jiān)測裝置于監(jiān)測行程開關(guān)的開啟或關(guān)閉狀態(tài)，按照監(jiān)控終端發(fā)出的控制指令將行程開關(guān)狀態(tài)反饋給所述微處理器，所述微處理器通過行程開關(guān)控制設(shè)備測窨井蓋的開啟或關(guān)閉狀態(tài)。
[0031]本實施例中，所述低能耗控制器實現(xiàn)所述窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備的能耗管理，當窨井蓋閉合時，所述低能耗控制器依據(jù)監(jiān)測終端的指令或行程開關(guān)狀態(tài)，使設(shè)備進入休眠狀態(tài)或斷電狀態(tài)，以降低設(shè)備的耗能，達到延長電池的使用時間，所述窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備一般處于休眠狀態(tài)，可通過打開電源開關(guān)(窨井蓋開啟后，設(shè)備即上電)、定時喚醒、指令喚醒、中斷喚醒等多種方式觸發(fā)設(shè)備，使其進入工作狀態(tài)。
[0032]本實施例中，所述電池裝置中電池監(jiān)測器通過A/D采樣的方式獲取電池電壓、電池溫度、過電流等信息，以監(jiān)測電池的工作狀態(tài)，確保電池工作于安全狀態(tài)下。當電池電壓低于門限值時，該單元及時向核心處理單元發(fā)送告警信息，確保電池長期穩(wěn)定工作，避免因為誤操作導致電池損毀或其他安全隱患。
[0033]本實施例中，所述故障報警裝置均與所述無線傳感網(wǎng)組網(wǎng)通信器、所述低能耗控制器、存儲器、井蓋開啟狀態(tài)監(jiān)測器和電池裝置通信連接。實現(xiàn)監(jiān)測各模塊的工作狀態(tài)及窨井蓋的開啟或關(guān)閉狀態(tài)，如有裝置出現(xiàn)故障或窨井蓋被異常打開，則自動通過無線傳感網(wǎng)發(fā)送故障報警信息給監(jiān)測終端。
[0034]本實施例中，所述窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備具有擴展開口，所述擴展開口為標準的通訊接口，可外接多種井下環(huán)境監(jiān)測傳感器，如環(huán)境溫濕度傳感器、滲漏傳感器、壓力傳感器、光感傳感器、加速度傳感器、位移傳感器、有害氣體監(jiān)測傳感器和液位監(jiān)測傳感器等，實現(xiàn)井下環(huán)境監(jiān)測。
[0035]通過采用本實用新型公開的上述技術(shù)方案，得到了如下有益的效果:
[0036]1、本實用新型公開的無線設(shè)備不僅可以實現(xiàn)窨井蓋的異常開啟管理，還可實現(xiàn)窨井管道的身份識別、井下環(huán)境監(jiān)測、維護作業(yè)管理，以及監(jiān)測設(shè)備自身的通訊質(zhì)量管理及電池低電報警等。
[0037]2、本實用新型的設(shè)備可對窨井管道進行實時管理，可實現(xiàn)窨井蓋異常開啟報警、井下設(shè)備的維修管理及井下環(huán)境監(jiān)測等，防止窨井管道資源被非法使用，并可對井下作業(yè)人員的人身安全起到一定的保護作用。
[0038]3、本實用新型的設(shè)備通過內(nèi)置的無線傳感網(wǎng)智能組網(wǎng)射頻模塊實現(xiàn)無線傳感網(wǎng)的組網(wǎng)通訊，將窨井管道的標識信息、窨井蓋的開啟狀態(tài)、電池告警信息等及時上報給監(jiān)測終端即云平臺管理系統(tǒng)，實現(xiàn)窨井管道的實時管理。
[0039]4、本實用新型的設(shè)備一般處于完全斷電狀態(tài)或待機狀態(tài)，需要工作時，可通過打開電源開關(guān)(即窨井蓋開啟后，設(shè)備上電)、定時喚醒、指令喚醒、中斷喚醒等多種方式使設(shè)備進入工作狀態(tài)，通過此種低能耗控制方法，提高電池的效率，延長設(shè)備的工作時間。
[0040]5、本實用新型的設(shè)備可通過在線配置的方式修改射頻頻段，有效避免干擾。
[0041]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于無線傳感網(wǎng)的窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備，其特征在于，該窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備包括:防水外殼和安裝在所述防水外殼內(nèi)且分別與電源裝置有線連接的微處理器、無線傳感網(wǎng)組網(wǎng)通信器、低能耗控制器、存儲器、行程開關(guān)監(jiān)測器和故障報警裝置； 其中，所述微處理器分別與所述無線傳感網(wǎng)組網(wǎng)通信器、所述低能耗控制器、所述存儲器、所述行程開關(guān)監(jiān)測器和所述故障報警裝置通信連接；所述故障報警裝置均與所述無線傳感網(wǎng)組網(wǎng)通信器、所述低能耗控制器、所述存儲器和所述行程開關(guān)監(jiān)測器通信連接；所述電池裝置安裝到所述防水外殼內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于無線傳感網(wǎng)的窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備，其特征在于，所述無線傳感網(wǎng)組網(wǎng)通信器上設(shè)置有無線天線，通過所述無線天線，所述微處理器將采集到的數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)奖O(jiān)測終端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于無線傳感網(wǎng)的窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備，其特征在于，所述無線傳感網(wǎng)組網(wǎng)通信器是具有無線傳感網(wǎng)智能組網(wǎng)功能的射頻器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于無線傳感網(wǎng)的窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備，其特征在于，所述行程開關(guān)監(jiān)測器包括行程開關(guān)和行程開關(guān)監(jiān)測裝置，所述行程開關(guān)與所述行程開關(guān)監(jiān)測裝置有線連接，所述行程開關(guān)監(jiān)測裝置與所述微處理器無線通信連接；其中，所述行程開關(guān)與設(shè)置在井蓋上的井蓋傳感器通信連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于無線傳感網(wǎng)的窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備，其特征在于，所述存儲器存儲所述窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備的唯一識別碼。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于無線傳感網(wǎng)的窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備，其特征在于，所述電池裝置包括電池和電池監(jiān)測器，所述電池監(jiān)測器與所述電池有線連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述基于無線傳感網(wǎng)的窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備，其特征在于，所述電池是微功耗電池。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于無線傳感網(wǎng)的窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備，其特征在于，該窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備還與設(shè)置在所述防水外殼外部的傳感器通過擴展開口連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述基于無線傳感網(wǎng)的窨井管道監(jiān)測微功耗無線設(shè)備，其特征在于，所述傳感器包括:環(huán)境溫濕度傳感器和丨或滲漏傳感器和丨或壓力傳感器和丨或光感傳感器和/或加速度傳感器和/或位移傳感器和/或有害氣體監(jiān)測傳感器和/或液位監(jiān)測傳感器。
【文檔編號】G05B19/042GK204215211SQ201420765160
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月5日
【發(fā)明者】欒志海, 郭志英, 呂海波, 孫健, 廖原, 王煜 申請人:北京博大光通國際半導體技術(shù)有限公司, 北京博大網(wǎng)信科技發(fā)展有限公司