基于NB网络的城市管网井盖安全在线监测及预警装置的制作方法

基于nb网络的城市管网井盖安全在线监测及预警装置
技术领域
1.本实用新型属于井盖安全监测技术领域，尤其涉及一种基于nb网络的城市管网井盖安全在线监测及预警装置。


背景技术：

2.目前，城市道路上井盖数量很多，井盖是路面与地下的一个通入口，生活中常见的是下水道的井盖，其次还有电力管道、通信管道等，而且城市中所使用的井盖大多数是传统类型的非智能井盖，井盖被盗无法立即得知，井盖被打开或损坏无法立即得知，时间久了甚至会对路过的行人造成安全隐患，另外在某些重要管道中如有气体泄露也不能及时得知，使周围环境存在一定的安全隐患。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种基于nb 网络的城市管网井盖安全在线监测及预警装置，该装置可以实时监测井盖姿态、井盖内可燃气体含量并通过警示灯带提醒行人危险，还可以将监测数据上传至云端服务器，方便管理人员进行管理、维修等，提高城市公共安全系数。
4.本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：基于nb网络的城市管网井盖安全在线监测及预警装置，包括控制电路、倾斜角检测电路、co检测电路、ch4检测电路、温湿度检测电路、继电器电路、黄色灯带、红色灯带、 usb充电电路、太阳能充电电路、下载电路、nb网络电路、sim卡驱动电路、云端服务器，所述控制电路分别电连接倾斜角检测电路、co检测电路、ch4检测电路、温湿度检测电路、usb充电电路、太阳能充电电路、下载电路，所述控制电路通过继电器电路电连接黄色灯带，所述控制电路通过继电器电路电连接红色灯带，所述控制电路通过串口通信连接nb网络电路，所述nb网络电路电连接sim卡驱动电路，所述nb网络电路无线连接云端服务器。
5.进一步，所述控制电路还分别电连接晶振电路、复位电路、降压电路、滤波电路、rtc驱动电路。
6.进一步，所述nb网络电路还分别电连接nb网络天线。
7.进一步，所述控制电路采用stm32f103c8t6单片机，所述nb网络电路采用 bc20模块。
8.进一步，所述倾斜角检测电路采用mpu6050倾斜角检测传感器，所述co 检测电路采用mq-7型co检测传感器，所述ch4检测电路采用mq-4型ch4检测传感器，所述温湿度检测电路采用dht11型温湿度传感器。
9.本实用新型的有益效果为：
10.1、本装置通过倾斜角检测电路采集井盖摆放的倾斜角，通过温湿度检测电路、co检测电路、ch4检测电路采集井盖内温湿度和co、ch4等可燃气含量，当井盖姿态、井盖内可燃气体含量异常时通过警示灯带提醒行人危险，提高城市公共安全系数。
11.2、本装置的控制电路通过倾斜角检测电路、co检测电路、ch4检测电路、温湿度检测电路采集井盖倾斜角、井盖内温湿度、可燃气含量等监测数据，控制电路对监测数据进行数据处理后通过串口发送nb网络电路，nb网络电路通过nb网络和mqtt协议发送到云端服务器，云端服务器可以远距离实时监控井盖状态，方便管理人员进行管理，提高城市公共安全系数；当井盖异常时，管理人员可通过sim卡驱动电路找到井盖位置，方便管理人员进行维修。
附图说明
12.图1为本实用新型一种基于nb网络的城市管网井盖安全在线监测及预警装置的原理示意图。
13.图2为本实用新型的控制电路的电路图。
14.图3为本实用新型的倾斜角检测电路的电路图。
15.图4为本实用新型的co检测传感器电路的电路图。
16.图5为本实用新型的ch4检测传感器电路的电路图。
17.图6为本实用新型的温湿度检测电路的接口电路图。
18.图7为本实用新型的继电器电路的电路图。
19.图8为本实用新型的usb充电电路的电路图。
20.图9(a)-图9(b)为本实用新型的晶振电路的电路图。
21.图10为本实用新型的复位电路的电路图。
22.图11为本实用新型的rtc驱动电路的电路图。
23.图12为本实用新型的下载电路的电路图。
24.图13为本实用新型的降压电路的电路图。
25.图14为本实用新型的滤波电路的电路图。
26.图15(a)-图15(b)为本实用新型的nb网络电路的电路图。
27.图16(a)-图16(b)为本实用新型的nb网络天线的电路图。
28.图17为本实用新型的sim卡驱动电路的电路图。
具体实施方式
29.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地
连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.如图1至图17所示，本实用新型提供的一种基于nb网络的城市管网井盖安全在线监测及预警装置，包括控制电路、倾斜角检测电路、co检测电路、ch4 检测电路、温湿度检测电路、继电器电路、黄色灯带、红色灯带、usb充电电路、太阳能充电电路、下载电路、nb网络电路、sim卡驱动电路、云端服务器，控制电路分别电连接倾斜角检测电路、co检测电路、ch4检测电路、温湿度检测电路、usb充电电路、太阳能充电电路、下载电路，控制电路通过继电器电路电连接黄色灯带，控制电路通过继电器电路电连接红色灯带，控制电路通过串口通信连接nb网络电路，nb网络电路电连接sim卡驱动电路，nb网络电路无线连接云端服务器。
33.控制电路还分别电连接晶振电路、复位电路、降压电路、滤波电路、rtc 驱动电路。
34.nb网络电路还分别电连接nb网络天线。
35.控制电路采用stm32f103c8t6单片机，nb网络电路采用bc20模块。
36.倾斜角检测电路采用mpu6050倾斜角检测传感器，co检测电路采用mq-7 型co检测传感器，ch4检测电路采用mq-4型ch4检测传感器，温湿度检测电路采用dht11型温湿度传感器。
37.图7所示，继电器电路为5伏继电器，当控制电路发送信号时，继电器三极管导通使继电器吸合。
38.图8所示，usb充电电路主要电源管理芯片为tp4056,通过dw01a与8205a 辅助对电池冲放电管理。
39.图9(a)-图9(b)所示，晶振主要为控制电路提供脉冲，32.768mhz为控制电路后备电源提供脉冲为图9(b)中x2，8mhz晶振为控制电路正常工作提供脉冲为图9(a)中x1,两个晶振均为无源晶振。
40.图12所示，采用j-link下载方式通过mcu的pa13、pa14引脚口进行程序烧写。
41.图13所示，rt9193将5v电压降至3.3v，以供3.3v用电器使用。
42.图14所示，滤波电路利用电容充放电原理使脉冲波形变平坦，进而得到一个相对稳定的直流电压。
43.实施例
44.本装置启动后，倾斜角检测电路、温湿度检测电路、co检测电路、ch4检测电路分别采集井盖倾斜角度、井盖内温湿度、co和ch4等可燃气含量，控制电路接收采集的这些监测数据并进行数据处理分析，当井盖倾斜角度异常时，控制电路通过继电器电路驱动黄色灯带闪亮进行警示，当井盖内可燃气含量超标时，控制电路通过继电器电路驱动红色灯带闪亮进行警示；同时，控制电路再将处理后数据通过串口发送nb网络电路，nb网络电路通过nb网络和mqtt 协议发送到云端服务器，云端服务器可以远距离实时监控井盖状态，供管理人员进行查看管理当井盖倾斜角度或可燃气体异常时，云端服务器端管理人员可通过sim卡驱动电路找到井盖位置，方便管理人员进行维修。另外，本装置可以根据外界实际环境情况自行选择usb充电电路、太阳能充电电路两种方式供电。
45.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当
理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。