CN111179557A - 基于nb-iot的井盖远程监控***及传感器终端 - Google Patents

基于nb-iot的井盖远程监控***及传感器终端 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于NB‑IOT的井盖远程监控***及传感器终端。传感器终端用于所述井盖远程监控***，该***包括云监控平台、移动监管终端APP、传感器终端：传感器终端内集成有微控制单元、无线通讯模块、用于实时监测井盖倾斜角度的倾角传感器以及用于实时监测井盖的实时位置的GPS定位模块；云监控平台用于基于各传感器终端监测到的数据对应分析各井盖的井盖状态，并用于在分析井盖状态为井盖正常关闭且井盖倾斜时、在分析井盖状态为井盖异常开启时、以及在分析井盖状态为井盖忘记关闭时，向所述APP发送对应井盖的相应报警信息；还用于在向所述APP发送报警信息后，将对应井盖的实时位置加载在GIS地图上。本发明用于增加对井盖的监控力度，以降低安全隐患。

Description

基于NB-IOT的井盖远程监控***及传感器终端
技术领域
本发明涉及井盖监控领域，具体涉及一种基于NB-IOT的井盖远程监控***及传感器终端。
背景技术
随着城市化进程的进一步加快，市政公用设施建设发展迅速。市政、电力、通信等部门有大量市政设备、资产需要管理，井盖成为了不可忽视的一项。
但在实际使用过程中，井盖由于缺乏有效的监控管理手段，容易出现以下情况：(1)井盖被开盖，开盖之后忘记闭合。(2)井盖因车辆碾压而倾斜。(3)井盖丢失。另外，对于未发生上述三种情况的井盖，还容易出现如下情况：年久失修而损坏。
一旦发生上述情况，往往对道路上的车辆、行人造成极大的危害，对社会安定、安全造成极大的负面影响。为此，本发明提供一种基于NB-IOT的井盖远程监控***及传感器终端，用于解决上述问题。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供一种基于NB-IOT的井盖远程监控***及传感器终端，用于增加对井盖的监控力度，以便及时掌握井盖状态、降低安全隐患。
第一方面，本发明提供一种基于NB-IOT的井盖远程监控***，该井盖远程监控***包括云监控平台、用于安装在智能手机上的移动监管终端APP、用于一对一地安装在待监控井盖内侧壁上的若干个传感器终端；其中：
各传感器终端内均集成有微控制单元和与该微控制单元相连的NB-IOT无线通讯模块、用于实时监测井盖倾斜角度的倾角传感器以及用于实时监测安有所述传感器终端的井盖的实时位置的GPS定位模块；
所述云监控平台，与各传感器终端以及与安装在智能手机上的移动监管终端APP均通过无线网络连接，用于实时获取各传感器终端监测到的数据，并用于实时通过获取到的数据对应分析各井盖的井盖状态并存储，并用于在分析井盖状态为井盖正常关闭且井盖倾斜时、在分析井盖状态为井盖异常开启时、以及在分析井盖状态为井盖忘记关闭时，分别向移动监管终端APP发送对应井盖的相应报警信息；还用于在向移动监管终端APP发送对应井盖的相应报警信息后，将对应井盖的实时位置加载在GIS地图上进行显示；
所述的移动监管终端APP，用于接入云监控平台查看辖区内井盖的井盖状态，用于接收与查看云监控平台发来的报警信息，并用于将接收到报警信息的井盖的正常关闭状态下的位置加载在GIS地图上进行显示。
进一步地，所述的传感器终端还集成有用于监测井内液位的液位传感器，所述液位传感器与所述微控制单元相连。
进一步地，所述的移动监管终端APP，还用于将待监测井盖对应的安装及维护信息上传至云监控平台进行存储；
所述传感器终端上分别设有RFID电子标签，每个RFID电子标签内均存有起唯一性标识作用的电子标签编码；
每个传感器终端上的RFID电子标签，分别与云监控平台内存储的井盖的生命周期内的安装及维护信息相关联。
进一步地，所述井盖采用配设有井盖电子锁的井盖。
进一步地，所述云监控平台还预留有用于与其它平台或***进行数据双向交互的数据交互接口。
进一步地，所述传感器终端还集成有用于监测井内甲烷气体的浓度的气体传感器，该气体传感器与所述微控制单元相连。
第二方面，本发明提供一种传感器终端，用于如上所述的基于NB-IOT的井盖远程监控***，该传感器终端包括壳体，壳体内集成有微控制单元和与该微控制单元相连的NB-IOT无线通讯模块、用于实时监测井盖倾斜角度的倾角传感器以及用于实时监测安有所述传感器终端的井盖的实时位置的GPS定位模块。
进一步地，所述壳体上安有用于监测井内液位的液位传感器，该液位传感器与所述微控制单元相连。
进一步地，壳体外侧壁上设有RFID电子标签，每个RFID电子标签内均存有起唯一性标识作用的电子标签编码。
进一步地，壳体上还安有用于监测井内甲烷气体的浓度的气体传感器，该气体传感器与所述微控制单元相连。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明提供的基于NB-IOT的井盖远程监控***包括云监控平台、传感器终端和移动监管终端APP，传感器终端包括用于实时监测井盖倾斜角度的倾角传感器以及用于实时监测安有所述传感器终端的井盖的实时位置的GPS定位模块，使用时，云监控平台实时接收各待监测井盖上的传感器终端传来的各相关信息，并实时通过接收到的数据，对应分析各待监测井盖的井盖状态并存储，在分析对应待监测井盖的井盖状态为井盖正常关闭且井盖倾斜时、以及在分析对应待监测井盖的井盖状态为井盖异常开启时，分别向移动监管终端APP发送对应待监测井盖的相应报警信息，从而有助于对井盖忘记闭合、井盖倾斜以及井盖丢失现象进行报警，以便相关工作人员及时对井盖进行维护或及时补安井盖。
(2)本发明在传感器终端上设置RFID电子标签，所述RFID电子标签分别与云监控平台内存储的井盖的生命周期内的安装及维护信息相关联，使用时，工作人员打开其智能手机中安装的移动监管终端APP，然后按照操作提示通过手机摄像头扫描传感器终端上的RFID电子标签，即可通过移动监管终端APP查看当前传感器终端所在井盖过往的全部的安装及维护信息，从而有助于避免遗漏对待监测井盖的维修，继而有助于降低井盖因年久失修损坏而致使的安全隐患。
(3)本发明在传感器终端上集成有气体传感器，使得本发明具有监测井内甲烷气体的浓度的作用。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
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，对于本领域普通技术人员而言，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是本发明实施例1的***的示意性功能结构框图。
图2是本发明实施例2的***的示意性功能结构框图。
图3是本发明实施例3提供的一种传感器终端的结构示意图。
图4是本发明实施例4提供的一种传感器终端的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1：
图1是本发明所述基于NB-IOT的井盖远程监控***的一个实施例。
如图1所示，该基于NB-IOT的井盖远程监控***包括云监控平台101、用于安装在智能手机上的移动监管终端APP102、用于一对一地安装在待监控井盖内侧壁上的若干个传感器终端103。其中，各传感器终端103内均集成有微控制单元1031和与该微控制单元1031相连的NB-IOT无线通讯模块1032、用于实时监测井盖倾斜角度的倾角传感器1033以及用于实时监测安有所述传感器终端103的井盖的实时位置的GPS定位模块1034。所述的云监控平台101，与各传感器终端103以及与安装在智能手机上的移动监管终端APP102均通过无线网络连接，用于实时获取各传感器终端103监测到的数据，并用于实时通过获取到的数据对应分析各井盖的井盖状态并存储，并用于在分析井盖状态为井盖正常关闭且井盖倾斜时、在分析井盖状态为井盖异常开启时、以及在分析井盖状态为井盖忘记关闭时，分别向移动监管终端APP102发送对应井盖的相应报警信息；还用于在向移动监管终端APP102发送对应井盖的相应报警信息后，将对应井盖的实时位置加载在GIS地图上进行显示。所述的移动监管终端APP102，用于接入云监控平台101查看辖区内井盖的井盖状态，用于接收与查看云监控平台101发来的报警信息，并用于将接收到的报警信息对应的井盖的正常关闭状态下的位置加载在GIS地图上进行显示。
使用前，工作人员将移动监管终端APP102安装在自己的智能手机上，并在每个待监测井盖内侧壁上一对一地安装传感器终端103。使用时，工作人员通过其智能手机中安装的移动监管终端APP102，向云监控平台101注册每个待监测井盖上的传感器终端103。
使用时，各待监测井盖上的传感器终端103，分别通过倾角传感器1033实时监测各待监测井盖的倾斜角度、通过GPS定位模块1034实时监测各待监测井盖的实时位置，并将监测到的各相关信息实时上传至云监控平台101。云监控平台101实时接收各待监测井盖上的传感器终端103传来的各相关信息，并实时通过接收到的数据，对应分析各待监测井盖的井盖状态并存储，在分析对应待监测井盖的井盖状态为井盖正常关闭且井盖倾斜时、以及在分析对应待监测井盖的井盖状态为井盖异常开启时，分别向移动监管终端APP102发送对应待监测井盖的相应报警信息，从而有助于对井盖忘记闭合、井盖倾斜以及井盖丢失现象进行报警，以便相关工作人员及时对井盖进行维护或及时补安井盖。比如云监控平台101在分析A井盖的井盖状态为井盖正常关闭并且井盖倾斜时，向移动监管终端APP102发送A井盖倾斜的报警信息；在分析B井盖的井盖状态为井盖异常开启时，向移动监管终端APP102发送B井盖异常开启的报警信息；在分析C井盖的井盖状态为保持井盖正常开启的时间长度超过预先设定的时间长度阈值时，向移动监管终端APP102发送C井盖忘记关闭的报警信息。其中上述A井盖、B井盖和C井盖内均为待监测井盖。另外，云监控平台101在向移动监管终端APP102发送待监测井盖的相应报警信息时，将发送报警信息的各待监测井盖的实时位置均加载在GIS地图上进行显示，以便监控值班人员及时发现报警信息并进行相应处理。工作人员智能手机内安装的移动监管终端APP102接收并显示云监控平台101发来的报警信息，并将接收到的报警信息对应的待监测井盖的正常关闭状态下的位置加载在GIS地图上进行显示。工作人员可通过其智能手机内安装的移动监管终端APP102及时查看各待监测井盖的井盖状态、以及及时查看云监控平台101发来的各报警信息。
其中，在本实施例中，如果待监测井盖的实时位置与预先设定的当前待监测井盖在处于正常开启状态时的位置一致，则该待监测井盖的井盖状态为井盖正常开启；如果待监测井盖的实时位置与预先设定的当前待监测井盖在处于正常关闭状态时的位置一致，则该待监测井盖的井盖状态为井盖正常关闭；若待监测井盖的实时位置，既与预先设定的当前待监测井盖在处于正常开启状态时的位置不一致、又与预先设定的当前待监测井盖在处于正常关闭状态时的位置不一致，则该待监测井盖的井盖状态为井盖异常开启。其中，此井盖异常开启时，待监测井盖可能处于被盗状态中。
其中，在本实施例中，在待监测井盖的井盖状态为井盖正常关闭、并且在通过倾角传感器1033监测到待监测井盖的倾斜角度超出预先设定的角度范围时，对应有：待监测井盖倾斜。
其中，在本实施例中，在待监测井盖的井盖状态为井盖正常开启时，云监控平台101会分别记录各待监测井盖保持井盖状态为井盖正常开启的时间长度，一旦待监测井盖保持井盖状态为井盖正常开启的时间长度超过预先设定的时间长度阈值，则对应有：待监测井盖忘记关闭。
可选地，作为本发明一个实施例，所述的移动监管终端APP102，还用于将待监测井盖对应的安装及维护信息上传至云监控平台101进行存储；所述传感器终端103上分别设有RFID电子标签1035，每个RFID电子标签1035内均存有起唯一性标识作用的电子标签编码；每个传感器终端103上的RFID电子标签1035，分别与云监控平台101内存储的井盖的生命周期内的安装及维护信息相关联。使用时，工作人员可先打开其智能手机中安装的移动监管终端APP102，之后按照操作提示通过手机摄像头扫描传感器终端103上的RFID电子标签1035获取对应的电子标签编码，移动监管终端APP102则自动生成用于查询当前扫描获取到的电子标签编码所关联的井盖的安装及维护信息的查询指令并自动发送给云监控平台101，之后接收并显示云监控平台101返回的与所述查询指令对应的井盖的安装及维护信息。即工作人员打开其智能手机中安装的移动监管终端APP102，然后按照操作提示通过手机摄像头扫描传感器终端103上的RFID电子标签1035，则当前传感器终端103所在井盖过往的全部的安装及维护信息均在移动监管终端APP102中显示供工作人员查看。其中，每个井盖的生命周期内的每次新的安装及维护信息均可通过移动监管终端APP102上传至云监控平台101进行存储，以备工作人员下次查看。可见一定程度上有助于避免遗漏对待监测井盖的维修，继而有助于降低井盖因年久失修损坏而致使的安全隐患。
综上可见，本发明一定程度上增加了对待监测井盖的监控力度，有助于相关工作人员及时掌握井盖状态，降低了安全隐患。
实施例2：
如图2所示，本实施例与实施例1相比，不同之处在于，本实施例中的基于NB-IOT的井盖远程监控***：
其云监控平台101还预留有用于与其它平台或***进行数据双向交互的数据交互接口；
其传感器终端103还集成有用于监测井内甲烷气体的浓度的气体传感器1036，该气体传感器1036与所述微控制单元1031相连；
其传感器终端103还集成有用于监测井内液位的液位传感器1037，所述液位传感器1037与所述微控制单元1031相连。
使用时，该基于NB-IOT的井盖远程监控***可通过预留的数据交互接口，扩展相应的功能模块，以实现本基于NB-IOT的井盖远程监控***与其它相应平台或***之间的双向数据交互。
另外使用时，本基于NB-IOT的井盖远程监控***可通过传感器终端103的气体传感器1036实时监测对应井尤其可为甲烷燃气井内甲烷气体的浓度，并可通过传感器终端103的液位传感器1037监测对应井内的液位。
本实施例中的液位传感器1037采用超声波液位传感器。本领域技术人员还可依据实际情况，选择现有技术中其他类型的液位传感器进行替换。
需要说明的是，为进一步增加井盖使用的安全性，本实施例中所涉及的井盖配设有井盖电子锁。
实施例3：
本实施例提供一种传感器终端103，用于实施例1中所述的基于NB-IOT的井盖远程监控***。如图3所示，该传感器终端103包括壳体1038，壳体1038内集成有微控制单元1031和与该微控制单元1031相连的NB-IOT无线通讯模块1032、用于实时监测井盖倾斜角度的倾角传感器1033以及用于实时监测安有所述传感器终端103的井盖的实时位置的GPS定位模块1034。壳体1038外侧壁上设有RFID电子标签1035，每个RFID电子标签1035内均存有起唯一性标识作用的电子标签编码。
实施例4：
如图4所示，本实施例与实施例3相比，不同之处在于，本实施例中的传感器终端103：
其壳体1038上安有用于监测井内液位的液位传感器1037，该液位传感器1037与所述微控制单元1031相连；
其壳体1038上还安有用于监测井内甲烷气体的浓度的气体传感器1036，该气体传感器1036与所述微控制单元1031相连。
需要说明的是，本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于NB-IOT的井盖远程监控***，其特征在于：
该基于NB-IOT的井盖远程监控***包括云监控平台(101)、用于安装在智能手机上的移动监管终端APP(102)、用于一对一地安装在待监控井盖内侧壁上的若干个传感器终端(103)；其中，
各传感器终端(103)内均集成有微控制单元(1031)和与该微控制单元(1031)相连的NB-IOT无线通讯模块(1032)、用于实时监测井盖倾斜角度的倾角传感器(1033)以及用于实时监测安有所述传感器终端(103)的井盖的实时位置的GPS定位模块(1034)；
所述云监控平台(101)，与各传感器终端(103)以及与安装在智能手机上的移动监管终端APP(102)均通过无线网络连接，用于实时获取各传感器终端(103)监测到的数据，并用于实时通过获取到的数据对应分析各井盖的井盖状态并存储，并用于在分析井盖状态为井盖正常关闭且井盖倾斜时、在分析井盖状态为井盖异常开启时、以及在分析井盖状态为井盖忘记关闭时，分别向移动监管终端APP(102)发送对应井盖的相应报警信息；还用于在向移动监管终端APP(102)发送对应井盖的相应报警信息后，将对应井盖的实时位置加载在GIS地图上进行显示；
所述的移动监管终端APP(102)，用于接入云监控平台(101)查看辖区内井盖的井盖状态，用于接收与查看云监控平台(101)发来的报警信息，并用于将接收到报警信息的井盖的正常关闭状态下的位置加载在GIS地图上进行显示。
2.根据权利要求1所述的基于NB-IOT的井盖远程监控***，其特征在于，所述的传感器终端(103)还集成有用于监测井内液位的液位传感器(1037)，所述液位传感器(1037)与所述微控制单元(1031)相连。
3.根据权利要求1所述的基于NB-IOT的井盖远程监控***，其特征在于，所述的移动监管终端APP(102)，还用于将待监测井盖对应的安装及维护信息上传至云监控平台(101)进行存储；
所述传感器终端(103)上分别设有RFID电子标签(1035)，每个RFID电子标签(1035)内均存有起唯一性标识作用的电子标签编码；
每个传感器终端(103)上的RFID电子标签(1035)，分别与云监控平台(101)内存储的井盖的生命周期内的安装及维护信息相关联。
4.根据权利要求1所述的基于NB-IOT的井盖远程监控***，其特征在于，所述井盖采用配设有井盖电子锁的井盖。
5.根据权利要求1所述的基于NB-IOT的井盖远程监控***，其特征在于，所述云监控平台(101)还预留有用于与其它平台或***进行数据双向交互的数据交互接口。
6.根据权利要求1所述的基于NB-IOT的井盖远程监控***，其特征在于，所述传感器终端(103)还集成有用于监测井内甲烷气体的浓度的气体传感器(1036)，该气体传感器(1036)与所述微控制单元(1031)相连。
7.一种传感器终端(103)，用于权利要求1所述的基于NB-IOT的井盖远程监控***，其特征在于，所述传感器终端(103)包括壳体(1038)，壳体(1038)内集成有微控制单元(1031)和与该微控制单元(1031)相连的NB-IOT无线通讯模块(1032)、用于实时监测井盖倾斜角度的倾角传感器(1033)以及用于实时监测安有所述传感器终端(103)的井盖的实时位置的GPS定位模块(1034)。
8.根据权利要求7所述的传感器终端(103)，其特征在于，所述壳体(1038)上安有用于监测井内液位的液位传感器(1037)，该液位传感器(1037)与所述微控制单元(1031)相连。
9.根据权利要求7所述的传感器终端(103)，其特征在于，壳体(1038)外侧壁上设有RFID电子标签(1035)，每个RFID电子标签(1035)内均存有起唯一性标识作用的电子标签编码。
10.根据权利要求7所述的传感器终端(103)，其特征在于，壳体(1038)上还安有用于监测井内甲烷气体的浓度的气体传感器(1036)，该气体传感器(1036)与所述微控制单元(1031)相连。
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