[发明专利]一种基于物联网可全天候工作智能井盖及其信息传送系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能井盖及其信息传送系统，特别是涉及一种基于物联网可全天候工作智能井盖及其信息传送系统，属于市政节能环保技术领域。它是一种采用非接触式多功能传感器的智能井盖及其信息传送系统，其成本低、抗机械振动特性好、准确度佳、长期稳定强、可靠性高、寿命长。它不仅能够应用在金属井盖、非金属井盖的市政马路井内，还可以安装在具有双层金属井盖、非金属井盖的电信井内使用。

一种基于物联网可全天候工作智能井盖及其信息传送系统以低成本的单换能器式反射型超声波水位传感器为基础，对其进行改造和创新，并且把开发重点放在对常规金属井盖或非金属井盖周边的结构改造以及对经典微型天线的创新上，使得它从低档的普通井盖系统，一步跃升为一种采用非接触式传感器的低成本、高性能的智能井盖及其信息传送系统，能够适宜在市政马路井或电信井内狭小空间安装、可抑制和补偿无益反射、透射的超声波信号，抑制混响超声波和声表面波等的模式转换，大幅度地降低常规反射型超声波水位传感器的波束加宽和盲区范围较大现象以及电磁波的乱反射，改善电磁波发射的方向性，增加天线的增益，抑制电磁波波束的加宽和辐射边瓣的扩大，全面地改善和提升基于物联网可全天候工作智能井盖及其信息传送系统的技术指标，使其能够适应在高温酷暑、暴风骤雨、滴水成冰等恶劣天气以及受到机械振动和冲击，甚至在马路被积水淹没，智能井盖面临灭顶之灾或被大雪覆盖导致电子装置全面崩溃的情况下仍能工作。它不仅能够监测市政马路井内水位，而且可以检测市政马路井盖的移位、下陷、被盗。此外，还能够安装在具有双层金属井盖、双层非金属井盖或金属井盖和非金属井盖各一层的电信井内，进行信号无线远传、超限报警和控制。更有趣的是，尚可以对电信井、市政马路上井盖附近和井内的害虫、老鼠起到消灭和驱赶作用。

背景技术

基于物联网可全天候工作的智能井盖及其信息传送系统是目前国内、外的研发的热门课题之一，也是一个硬骨头课题。众所共知，具有一层金属或一层非金属井盖的市政马路井智能井盖和具有双层金属井盖、非金属井盖的电信井内信息传送系统是一项技术瓶颈颇多的项目，目前国内申报的专利较多，例如中国专利CN201320566617、CN201020113494、CN201210472719等。

CN201320566617公开了一种智能井盖装置的结构，它包括一井道，一井盖；一姿态检测模块，配合固定于所述井盖在该井道内的一面，其内具有检测该井盖姿态的一陀螺仪、判断该井盖振动幅度的一振动传感器和一信号发射模块，以及一位置检测模块，固定于所述井道内，具有一个检测所述井盖与井道相配合程度的触发装置，以及与所述信号发射模块匹配的信号接收模块；该位置检测模块还具有与外部设备通信的一通信模块.其缺点有二：1、所述的陀螺仪、振动传感器价格高昂，对使用环境条件要求苛刻，无法在市政马路井和电信井中大量推广。2、井内电子装置与井盖采用有线方式连接，显然，打开井盖或人员下井维修，极易碰断井内、外装置的连线，导致系统工作的瘫痪。CN201020113494公开了一种智能井盖,它包括一个井盖,井盖上设置有至少一个通孔;在通孔的内部设置有智能芯片。其缺点有二：1、井盖的孔洞是用来开启井盖以及进行井内、外换气的通路。把孔洞移做它用，不仅破坏了其正常功能，而且利用撬棍开启井盖时极易毁坏孔洞内部智能芯片，碰断井内、外装置的连线，导致系统工作瘫痪。2、目前高水平的非接触读写器(也称为电子标签装置)的信息拾取距离也不足4m,因此很难满足物联网的要求。CN201210472719是一项关于智能井盖用光伏电源的专利，它很难实用化：暂不论其体积、价格、发生功率与晴天数是否匹配，是否能够抗击汽车行驶产生的机械振动和冲击等问题，仅仅能够解决由于每天在马路下凹处（光伏电源安装区）的尘土、浊水、泥污的积累和覆盖，导致光伏电源的表面接收的阳光急剧减少，电流供不应求的问题就颇令人头痛了，至于耐暴雨喷淋和抗暴雪覆盖等，更不能提及。

物联网不仅要求装置高性能、低成本，而且需要高可靠、全天候工作，可是目前国内、外的智能井盖传感器、传送系统大都不能满足该要求，例如，对智能井盖传感器的传送系统而言，要求它在高温酷暑、暴风骤雨、马路存在积雪、滴水成冰等恶劣天气下能“全天候”工作是极其苛刻的，倘若再加上要求在马路被积水淹没，智能井盖面临灭顶之灾或被大雪覆盖的情况下仍能可靠地工作，那简直是不可思议的。简言之，物联网需要“高性能”、“低成本”、“高可靠”和“全天候”地工作。一言蔽之曰，要求民品的价格，军品的性能，其困难重重。