[发明专利]一种压力能量获取的物联网井盖传感设备

说明书

本发明公开了一种压力能量获取的物联网井盖传感设备，包括压电容器、保护板、压电器件、弹簧片、物联网异动感知终端、连接电缆，物联网异动感知终端安装在井盖下方，压电容器嵌入在井盖上表面，保护板、压电器件、弹簧片安装在压电容器内部，保护板在压电器件上方，弹簧片在压电器件下方，连接电缆通过井盖的过孔连接压电器件与物联网井盖异动感知终端，物联网井盖异动感知终端通过物联网无线通讯与物联网后台连接，当有汽车压过井盖上表面时，压电器件通过压电效应获得能量并提供物联网井盖异动感知终端，从而使得物联网井盖异动感知终端可以长时间免维护工作，在井盖有异动时能及时报警，确保井盖管理的安全。

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，具体为一种压力能量获取的物联网井盖传感设备。

背景技术

随着城市化进程的加快，市政工程设施建设发展迅速。井盖是当代城市中一个重要的基础设施，是所有地下设施的通道与出料口。井盖下的设施主要有排水管道、排污管道、天然气管道、通信线路管道、电力线路管道等。城市的下水道井盖经常被破坏、损坏，如果不能及时修复会给行人和车辆带来巨大的安全问题。同时，井盖下的管道通常要用于城市排污、电力电缆、通信光纤、燃气供给，执行城市重要的功能，不允许非授权人员随意打开井盖，破坏地下设施、影响城市正常运行。同时由于城市的面积较大，井盖较多，井盖的分布范围广泛，单靠人工管理难度较大，管理成本较高，而且经常出现遗漏的情况；人工管理效率低，不能及时的发现井盖出现的问题并解决问题，造成一定的安全隐患。

物联网的快速发展对无线通信技术提出了更高的要求，专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计的低功耗广域物联网LPWAN（low-power Wide-AreaNetwork，低功耗广域网）也快速兴起。NB-IoT与LoRa是其中的典型代表，也是最有发展前景的两个低功耗广域网通信技术。采用NB-IoT或LoRa设计的物联网终端可以满足普通电池供电方式下，续航时间达到3-5年，从而满足城市智能监测的要求。

目前对井盖的异动的检测大多采用振动或倾角传感器，采用NB-IoT或LoRa的物联网通讯模式，智能井盖终端安装在井盖下面，一旦井盖被打开则通过物联网通讯把状态发送至服务器后台。但是，由于智能井盖终端部署在户外，受各种原因的影响，电池寿命终究是有限的，无法满足长时间免维护的要求。因此，需要采用一种能量获取的技术手段，可以不断获取能量，满足智能井盖终端的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压力能量获取的物联网井盖传感设备，以解决上述背景技术中提出的物联网井盖异动感知设备电池续航时间有限的问题，使得物联网井盖异动感知设备可以持续长时间的工作。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种压力能量获取的物联网井盖传感设备，包括压电容器、保护板、压电器件、弹簧片、物联网异动感知终端、连接电缆，物联网异动感知终端安装在井盖下方，压电容器嵌入在井盖上表面，保护板、压电器件、弹簧片安装在压电容器内部，保护板在压电器件上方，弹簧片在压电器件下方，连接电缆通过井盖的过孔连接压电器件与物联网井盖异动感知终端，当有汽车压过井盖上表面时，压电器件通过压电效应获得能量并提供给物联网井盖异动感知终端。

作为优选的技术方案，所述的压电容器嵌入在井盖上表面，保护板、压电器件、弹簧片安装在压电容器内部，保护板在压电器件上方，弹簧片在压电器件下方，保护板的上表面与井盖的上表面平齐，保护板与弹簧片具有一定的弹性。

作为优选的技术方案，所述的物联网异动感知终端安装在井盖下表面，内部有加速度传感器、微处理器、通信模块、电源管理模块、可充电池，微处理器通过加速度传感器检测井盖异动，并通过通信模块将数据发送至物联网后台，电源管理模块可以收集压电器件产生的能量，并存储于可充电池之中。

作为优选的技术方案，所述物联网异动感知终端通过窄带物联网无线通讯技术NBIoT或LoRa与后台进行通讯。