CN210181777U - 一种基于姿态检测的井盖监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于姿态检测的井盖监测装置,包括配套的外壳和盖板,所述外壳内设置有主板,所述主板上集成有姿态检测模块、MCU模块和LORA无线传输模块;所述姿态检测模块的输出端与MCU模块的输入端连接,所述MCU模块的输出端与LORA无线传输模块的输入端连接,所述LORA无线传输模块的输出端与终端通信连接。本实用新型实现了对井盖的监测,该井盖监测装置为一体化集成结构,具有稳定可靠、安装方便、维护简单的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及市政设备监测领域,具体涉及一种基于姿态检测的井盖监测装置。
背景技术
随着城市基础设施建设的快速发展,城市公共区域存在大量供水、排水、燃气、热力、房产、电力、电信、广播电视等***的地下管道井盖。不时发生因井盖位移、倾斜、被盗造成的行人、车辆受到严重伤害。人工巡检存在周期长,发现异常不及时等问题,为保障人民群众的人身和财产安全,需要一种能实时监控井盖状态的装置。
基于井盖数量巨大、地下管道外部取电困难,井内信号较差,容易被水浸泡等因素,监控装置需要具备可靠性高,安装、维护简单,成本低廉的特性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于姿态检测的井盖监测装置,实现对井盖的监测,该井盖监测装置为一体化集成结构,具有稳定可靠、安装方便、维护简单的优点。
本实用新型通过下述技术方案实现:
一种基于姿态检测的井盖监测装置,包括配套的外壳和盖板,所述外壳内设置有主板,所述主板上集成有姿态检测模块、MCU模块和LORA无线传输模块;
所述姿态检测模块的输出端与MCU模块的输入端连接,所述MCU模块的输出端与LORA无线传输模块的输入端连接,所述LORA无线传输模块的输出端与终端通信连接。
本实用新型所述外壳内设置有与主板形状匹配的卡槽,所述盖板可通过螺栓与外壳连接。所述盖体与外壳具有相同形状,实现对外壳开口端的密封。
本实用新型所述姿态检测模块、MCU模块和LORA无线传输模块均为现有模块,各个模块之间的通信连接也是现有技术,本实用新型的发明点在于将现有模块集成在主板上用于井盖监测。所述姿态检测模块具体为3轴加速度计和3轴磁力计;所述终端可以是远程终端,用于与各个井盖通信并监测各个井盖。
本实用新型采用加速度计结合磁力计解算姿态方案,只与当前状态有关,与前后状态无关,解算精度不依靠高频率采样,极大的降低了功耗,延长使用寿命。
本实用新型不仅能够实现对井盖的监测,且通过将各个模块集成在主板上,将主板安装与外壳内,外壳可通过背胶粘贴或螺钉固定到井盖底面,具有稳定可靠、安装方便、维护简单的优点,同时模块集成度高,体积小。
进一步地,还包括供电模块,所述供电模块与MCU模块和LORA无线传输模块电连接。
进一步地,供电模块为电池。
进一步地,电池安装在电池盒内,所述电池盒安装在外壳内。
进一步地,主板上还集成有稳压电路和电池电压检测电路,所述稳压电路和电池电压检测电路输入端与供电模块电连接,输出端与MCU模块和LORA无线传输模块电连接。
进一步地,MCU模块与姿态检测模块采用IIC接口通信。
进一步地,MCU模块与LORA无线传输模块采用SPI接口通信。
进一步地,外壳为箭头形状。
本实用新型所述装置采用箭头外观指向明确,箭头方向即为装置正前方。
进一步地,LORA无线传输模块与天线电连接。
通过设置天线能够提高信号强度,避免井盖内出现信号弱或信号干扰的问题。
进一步地,外壳上设置有内螺纹安装孔。
实现将装置通过螺钉固定在井盖底面,因为采用井盖俯仰角、滚转角和航向角判断是否发生位移、转动,所以对安装位置没有特殊要求,安装快捷,调试简单。
本实用新型与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
1、本实用新型不仅能够监测井盖,且通过将各个模块集成在主板上,将主板安装与外壳内,外壳可通过背胶粘贴或螺钉固定到井盖底面,具有稳定可靠、安装方便、维护简单的优点,同时模块集成度高,体积小,成本低,适合大批量应用。
2、本实用新型采用加速度计结合磁力计解算姿态方案,只与当前状态有关,与前后状态无关,解算精度不依靠高频率采样,极大的降低了功耗,延长使用寿命。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中:
图1为井盖监测装置的结构示意图;
图2为本实用新型的***框图。
附图中标记及对应的零部件名称:
1-外壳,2-天线,3-主板,4-电池盒,5-盖板。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本实用新型作进一步的详细说明,本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型,并不作为对本实用新型的限定。
实施例1:
如图1、图2所示,一种基于姿态检测的井盖监测装置,包括配套的外壳1和盖板5,所述外壳1上设置有内螺纹安装孔,实现装置与井盖底部的连接,所述外壳1内设置有主板3,所述主板3上集成有姿态检测模块、MCU模块和LORA无线传输模块;
所述姿态检测模块的输出端与MCU模块的输入端连接,所述MCU模块与姿态检测模块采用IIC接口通信,实现参数设置和x,y,z轴的加速度和磁力数据的采集功能,所述MCU模块的输出端与LORA无线传输模块的输入端连接,所述MCU模块与LORA无线传输模块采用SPI接口通信,实现参数设置和无线发送、接收功能,所述LORA无线传输模块的输出端与终端通信连接。
还包括供电模块,所述供电模块与MCU模块和LORA无线传输模块电连接。所述供电模块为电池,所述电池安装在电池盒4内,所述电池盒4安装在外壳1内;所述主板3上还集成有稳压电路和电池电压检测电路,所述稳压电路和电池电压检测电路输入端与供电模块电连接,输出端与MCU模块和LORA无线传输模块电连接。
装置完全由2节5号电池供电,经主板3的稳压电路,为MCU模块、姿态检测模块和LORA无线传输模块供电。MCU模块支持工作和待机两种模式,待机模式下,电能消耗极低。姿态检测模块支持工作和待机两种模式,在待机模式下,可忽略电能消耗;LORA无线传输模块支持发送、接收、低功耗、休眠四种模式,休眠模式下,可忽略电能消耗。
本实施例的工作原理:
安装电池后,MCU模块自动运行,并将姿态检测模块设置为待机模式,LORA无线传输模块设置为休眠模式,MCU模块自身进入待机模式。每隔10秒,MCU模块由内置定时器唤醒,并设置LORA无线传输模块为接收模式;若收到初始化命令,则将命令中的装置编号和报警阈值存储到MCU模块内置的EEPROM中。若未收到上位机初始化命令,则MCU模块将LORA无线传输模块设置为休眠模式之后,自身进入待机模式,反复执行上述过程。
装置初始化完成后,每隔20秒,MCU模块由内置定时器唤醒,并设置LORA无线传输模块为接收模式。若接收到校准命令,则MCU模块将姿态检测模块设置为工作模式,并连续采集5次加速度数据和磁力数据之后,将姿态检测模块设置为待机模式。加速度和磁力数据各取平均值,以减少测量误差。根据加速度数据,计算装置的俯仰角和滚转角。根据当前的俯仰角、滚转角和磁力数据,计算装置的航向角。并将此俯仰角、滚转角和航向角作为初始值存储到MCU模块内置的EEPROM中。MCU模块采集电池电压数据,设置LORA无线传输模块为发送模式,并向上位机发送装置编号、电池电压、俯仰角、滚转角、航向角数据。
装置校准之后,自动进入工作模式。每隔30秒,MCU模块自动唤醒,将姿态检测模块设置为工作模式,连续采集5次加速度和磁力数据之后,再将姿态检测模块设置为待机模式。加速度和磁力数据各取平均值,计算当前俯仰角、滚转角和航向角,并与初始值对比,是否超过报警阈值。若超过报警阈值,则标记为报警状态,当接收到查询命令后,立即发送报警信息。发送完成后,设置LORA无线传输模块为接收模式,等待上位机(终端)命令,根据收到的命令调整工作模式。若未收到上位机命令,则继续按工作模式执行。
在MCU模块唤醒后,设置LORA无线传输模块为接收模式,若收到重置命令,则清除已保存的全部参数。重置后可按上述方法重新初始化、校准,实现反复使用,节约成本。
以上设计的计算过程和控制过程均为现有技术。
实施例2:
如图1、图2所示,本实施例基于实施例1,所述外壳1为箭头形状;所述LORA无线传输模块与天线2电连接。
以上所述的具体实施方式,对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已,并不用于限定本实用新型的保护范围,凡在本实用新型的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于姿态检测的井盖监测装置,其特征在于,包括配套的外壳(1)和盖板(5),所述外壳(1)内设置有主板(3),所述主板(3)上集成有姿态检测模块、MCU模块和LORA无线传输模块;
所述姿态检测模块的输出端与MCU模块的输入端连接,所述MCU模块的输出端与LORA无线传输模块的输入端连接,所述LORA无线传输模块的输出端与终端通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于姿态检测的井盖监测装置,其特征在于,还包括供电模块,所述供电模块与MCU模块和LORA无线传输模块电连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于姿态检测的井盖监测装置,其特征在于,所述供电模块为电池。
4.根据权利要求3所述的一种基于姿态检测的井盖监测装置,其特征在于,所述电池安装在电池盒(4)内,所述电池盒(4)安装在外壳(1)内。
5.根据权利要求2所述的一种基于姿态检测的井盖监测装置,其特征在于,所述主板(3)上还集成有稳压电路和电池电压检测电路,所述稳压电路和电池电压检测电路输入端与供电模块电连接,输出端与MCU模块和LORA无线传输模块电连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于姿态检测的井盖监测装置,其特征在于,所述MCU模块与姿态检测模块采用IIC接口通信。
7.根据权利要求1所述的一种基于姿态检测的井盖监测装置,其特征在于,所述MCU模块与LORA无线传输模块采用SPI接口通信。
8.根据权利要求1所述的一种基于姿态检测的井盖监测装置,其特征在于,所述外壳(1)为箭头形状。
9.根据权利要求1所述的一种基于姿态检测的井盖监测装置,其特征在于,所述LORA无线传输模块与天线(2)电连接。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种基于姿态检测的井盖监测装置,其特征在于,所述外壳(1)上设置有内螺纹安装孔。
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CN201921559689.6U CN210181777U (zh) | 2019-09-18 | 2019-09-18 | 一种基于姿态检测的井盖监测装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN112068523A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-12-11 | 宁波天德创新智能科技有限公司 | 一种安全管理控制*** |
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