[发明专利]一种基于NB-IoT的新型感知井盖一体化装置

说明书

本发明公开了一种基于NB‑IoT的新型感知井盖一体化装置，包括MCU模块、以及与MCU模块双向电连接的开关及指示模块、电源以及电源管理芯片模块、气体/烟雾监测模块、光感监测模块、温度监测模块、NB‑IoT无线传输模块、倾斜角监控模块和超声测距及水位溢满模块，MCU模块用于监测各个传感器单元；开关及指示模块用于设备开关和指示设备的运行状态；气体/烟雾监测模块用于检测各种气体浓度以及进行烟雾探测；光感监测模块用于检测周边环境光照强度；温度监测模块用于检测设备内部温度；所述倾斜角监控模块采用3轴加速度计；超声测距及水位溢满模块中，采用超声测距模块定时的测量井道内水位距离；水位溢满模块用于超声测距有最小距离限定。

技术领域

本发明属于物联网技术领域，具体涉及一种基于NB-IoT的新型感知井盖一体化装置。

背景技术

物联网概念由提出到现在经过接近20年的发展，已经慢慢融入社会生产与活动中，比如智能家居，智慧交通，智慧医疗，智慧城市等领域。

井盖是连接地面和地下的主要载体，是海绵城市，地下管廊等基础设施的重要组成部分，对于井盖智能化或者物联网化研究意义非凡。传统的智能井盖基本采用如下方案：1)GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务)结合倾斜传感器方案；2)采用中短距离低功耗无线技术如433M再结合传感器，搭载433M网关方案。上述方案存在如下几方面问题：1)低功耗问题，井盖下无法取电，产品低功耗设计非常重要；2)无线传输问题，生铁井盖对于设备信号屏蔽非常厉害，GPRS在信号覆盖好的地方传输正常，信号偏弱的地方则无法通讯；3)防盐雾，防油污，防震动等结构设计问题，井盖内外部环境复杂，对于设备防护等级要求比较高；4)不同井道周边环境测试不充分问题，污水井需要测试是否有可燃气体以及有毒气体，电力井需要测试是否有黑烟等。5)其他，包括方案成本高，组网安全，施工安全等诸多因素，如433M网关方案，节点增加，成本增加，通讯的可靠性削弱。综上井盖的智能化管理问题一直未得到规模化解决。

发明内容

鉴于以上存在的技术问题，本发明用于提供一种基于NB-IoT的新型感知井盖一体化装置。NB-IoT，即窄带物联网(Narrow Band Internet of Things)正成为万物互联网络的一个重要分支。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种基于NB-IoT的新型感知井盖一体化装置，包括MCU模块、以及与MCU模块双向电连接的开关及指示模块、电源以及电源管理芯片模块、气体/烟雾监测模块、光感监测模块、温度监测模块、NB-IoT无线传输模块、倾斜角监控模块和超声测距及水位溢满模块，

所述MCU模块用于监测各个传感器单元，通NB-IoT网络将井盖状态以及周边环境上报给云端系统；

开关及指示模块用于设备开关和指示设备的运行状态，其中开关采用磁控开关设置在电源以及电源管理芯片模块与MCU模块之间，指示采用红绿双色灯，当磁铁近场靠近设备时，设备开机，红绿灯交替快闪3次；设备关机，红灯快闪3次；设备驻留到运营商网络或者NB-IoT专用网络，当设备驻留到网络时，绿灯快闪3次；

所述气体/烟雾监测模块用于检测各种气体浓度以及进行烟雾探测，根据不同的应用场景使用不同的监测模块，硬件上采用模块化结构设计方案；

所述光感监测模块用于检测周边环境光照强度；

所述温度监测模块用于检测设备内部温度；

所述倾斜角监控模块采用3轴加速度计，用于精准的测量出井盖的倾斜角度，系统根据预先设置定的阈值，确定是否上报云平台系统；

所述超声测距及水位溢满模块中，采用超声测距模块定时的测量井道内水位距离，到达系统预先设置的阈值后，发出预警或者报警；水位溢满模块用于超声测距有最小距离限定，使用溢满功能做互补。