一种基于磁场分析结合超声波测距的井盖监测设备的制作方法

1.本实用新型涉及井盖监测技术领域，尤其是一种基于磁场分析结合超声波测距的井盖监测设备。


背景技术：

2.众所周知，井盖是用于遮盖道路井口的一个遮挡物件，主要是用于防止人或者物体坠落。因为一旦人或者车经过未盖设有井盖的道路井，很容易出现危险，而为了防止这类事情的发生，便会设置针对井盖的监测设备。
3.目前，现有的井盖监测设备存在多种多样，其主要是针对井盖的异常监测（如井盖丢失、井盖被私自打开、井盖发生偏移等），主要是通过磁力计监测井盖异常，而这种监测也只是针对铸铁井盖这类铁磁物体，在监测树脂或水泥材料的井盖时，这种方法便无法进行监测。而这一些井盖监测设备有些还具备水位监测，但其主要是采用线缆传感器监测井内液位，其需要放一条传感器线缆垂直到井底，当液位上升时通过线缆上的传感器感知水位情况，此方式容易出现以下问题：1、线缆容易受井内施工影响，经常线缆被挂墙壁或被弄断导致测量不准；2、线缆容易受井内水流冲击，拉扯断裂或倾斜导致测量不准；3、线缆容易受井内酸碱环境腐蚀，导致传感器裸漏金属溶解导致测量不准。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于磁场分析结合超声波测距的井盖监测设备。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种基于磁场分析结合超声波测距的井盖监测设备，包括:
7.主机，所述主机固定安装于道路井的镜壁上，且内置电池；
8.控制板，所述控制板固定安装于主机内部，且所述控制板与电池连接并集成有单片机、超声波传感器、移动通信模块、蓝牙模块以及至少一个磁力传感器，所述单片机分别与超声波传感器、移动通信模块、蓝牙模块以及磁力传感器连接，所述单片机还通过超声波供电开关电路与超声波传感器连接，所述单片机还通过通信驱动电路与移动通信模块连接，所述单片机还通过蓝牙驱动电路与蓝牙模块连接，所述移动通信模块连接有天线和sim卡，所述超声波传感器的探头方向垂直朝下，所述磁力传感器位于主机的上半部；
9.磁场件，所述磁场件内置磁铁，且附着于井盖的内端面或内嵌于井盖中。
10.优选地，所述超声波供电开关电路包括第一三极管和第一mos管，所述第一三极管的基极通过第一电阻与单片机连接并通过第二电阻接地，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极与第一mos管的栅极连接并通过第三电阻接入工作电源，所述第一mos管的漏极接入工作电源，所述第一mos管的源极连接超声波传感器并分别通过第一电容和第二电容接地。
11.优选地，所述通信驱动电路包括第二三极管和第二mos管，所述第二三极管的基极
通过第四电阻与单片机连接并通过第五电阻接地，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极与第二mos管的栅极连接并通过第六电阻接入工作电源，所述第二mos管的漏极接入工作电源，所述第二mos管的源极连接移动通信模块的控制端脚并分别通过第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容和第八电容接地。
12.优选地，所述蓝牙驱动电路包括第三三极管和第三mos管，所述第三三极管的基极通过第七电阻与单片机连接并通过第八电阻接地，所述第三三极管的发射极接地，所述第三三极管的集电极与第三mos管的栅极连接并通过第九电阻接入工作电源，所述第三mos管的漏极接入工作电源，所述第三mos管的源极连接蓝牙模块的控制端脚并分别通过第九电容和第十电容接地。
13.优选地，所述单片机的型号为stm32l051c8t6。
14.优选地，所述移动通信模块的型号为bc25。
15.优选地，所述磁力传感器为lms303。
16.由于采用了上述方案，本实用新型整体采用非接触式进行探测，利用磁力传感器作为对井盖的探测，并针对非铸铁井盖时，可依靠磁场件作为与磁力传感器形成感应的物件，从而便可以满足不同材质的井盖异常监测；同时，移除线缆接触式探测水位，依靠超声波进行水位探测，提升设备自身耐久；以及所设立的移动通信和蓝牙通信，可满足数据远距离传输和与手持终端之间的蓝牙通信连接。
附图说明
17.图1是本实用新型实施例的结构示意图。
18.图2是本实用新型实施例的原理结构示意图。
19.图3是本实用新型实施例的超声波供电开关电路的电路结构示意图。
20.图4是本实用新型实施例的通信驱动电路的电路结构示意图。
21.图5是本实用新型实施例的蓝牙驱动电路的电路结构示意图。
22.图6是本实用新型实施例的移动通信模块的电路结构示意图。
23.图7是本实用新型实施例的单片机周边电路结构示意图。
24.图8是本实用新型实施例的磁力传感器的电路结构示意图。
具体实施方式
25.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
26.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个
所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
27.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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.如图1至图8所示，本实施例提供的一种基于磁场分析结合超声波测距的井盖监测设备，包括:
29.主机1，所述主机1固定安装于道路井的镜壁上，且内置电池；
30.控制板，所述控制板固定安装于主机1内部，且所述控制板与电池连接并集成有单片机11、超声波传感器12、移动通信模块13、蓝牙模块14以及至少一个磁力传感器15，所述单片机11分别与超声波传感器12、移动通信模块13、蓝牙模块14以及磁力传感器15连接，所述单片机11还通过超声波供电开关电路16与超声波传感器12连接，所述单片机111还通过通信驱动电路17与移动通信模块13连接，所述单片机11还通过蓝牙驱动电路18与蓝牙模块14连接，所述移动通信模块13连接有天线19和sim卡20，所述超声波传感器12的探头方向垂直朝下，所述磁力传感器15位于主机1的上半部；
31.磁场件2，所述磁场件2内置磁铁21，且附着于井盖的内端面或内嵌于井盖中。
32.本实施例具体实施时，只需将主机1固定安装于道路井的内墙壁上，然后将磁场件2固定安装于井盖内，或者内嵌于井盖上，从而不管井盖是否是铸铁井盖，都可以满足与磁力传感器15的感应探测要求。其中，磁场件2为内置磁铁21，当然当所选的磁力传感器15的探测强度较强时，也可以采用铁磁金属。当井盖未发生异常时，磁场件2与磁力传感器15所处的环境磁场保持静态平衡，当井盖发生异常时，如脱离井口，即磁场件2便发生移动，进而改变此处的磁场，磁场发生变化之后，磁力传感器15便探测到磁场变化，从而便可以判别井盖发生异常，从而依靠单片机11之后，通过移动通信模块13向外发生警报。而对于水位的探测，则通过超声波传感器12垂直向下，依靠超声波12的发射和反弹，来甄别主机1与水面之间的距离，进而来达到水位探测的作用，所探测所得出的数据则再次由移动通信模块13远距离发送出。而对于蓝牙模块14的设计，则主要是便会现场手持移动终端与主机1之间形成蓝牙连接，从而在不需要开启井盖便可以进行对应的操作，如工作的开启和关闭，又如现场数据直接获取等。
33.进一步，本实施例的所述超声波供电开关电路16如图3所示，即具体结构包括第一三极管u13和第一mos管u12，所述第一三极管u13的基极通过第一电阻r50与单片机11连接并通过第二电阻r51接地，所述第一三极管u13的发射极接地，所述第一三极管u13的集电极与第一mos管u12的栅极连接并通过第三电阻r49接入工作电源，所述第一mos管u12的漏极接入工作电源，所述第一mos管u12的源极连接超声波传感器12并分别通过第一电容c30和第二电容c31接地，其主要通过该电路去控制超声波传感器12的开启与关闭，而电路的开启，便主要由第一三极管u13和第一mos管u12进行通断控制，避免一直处于工作状态，提高节能作用。
34.进一步，本实施例的所述通信驱动电路17如图4所示，即具体结构包括第二三极管
u11和第二mos管u10，所述第二三极管u11的基极通过第四电阻r34与单片机11连接并通过第五电阻r35接地，所述第二三极管u11的发射极接地，所述第二三极管u11的集电极与第二mos管u10的栅极连接并通过第六电阻r33接入工作电源，所述第二mos管u10的漏极接入工作电源，所述第二mos管u10的源极连接移动通信模块13的控制端脚并分别通过第三电容c16、第四电容c17、第五电容c18、第六电容c19、第七电容c20和第八电容c21接地。其主要通过该电路来控制移动通信模块的工作开启与关闭，即控制数据的远程发生以及关闭发生功能，避免一直处于工作状态，提高节能作用。
35.进一步，本实施例的所述蓝牙驱动电路18如图5所示，即包括第三三极管u7和第三mos管u6，所述第三三极管u7的基极通过第七电阻r16与单片机11连接并通过第八电阻r17接地，所述第三三极管u7的发射极接地，所述第三三极管u7的集电极与第三mos管u6的栅极连接并通过第九电阻r15接入工作电源，所述第三mos管u6的漏极接入工作电源，所述第三mos管u6的源极连接蓝牙模块14的控制端脚并分别通过第九电容c8和第十电容c9接地，该电路主要来控制蓝牙模块14的开启与关闭。
36.进一步，本实施例针对型号的选择则可以采用以下型号：所述单片机11的型号为stm32l051c8t6；所述移动通信模块13的型号为bc25；所述磁力传感器15为lms303。
37.以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。