一种井盖联动系统技术方案

一种井盖联动系统，包括电源模块、主控单元、电磁锁井盖，所述电磁锁井盖包括井盖、井圈、锁体、激活钥匙、应急钥匙。所述激活钥匙，用于开锁前插入锁体钥匙孔，触发唤醒开关，激活主控单元。所述主控单元通过蓝牙模块连接至操作人员手机APP，验证开锁权限，控制锁体内电磁锁的通电，锁柱与锁体内锁舌脱扣，锁柱在蓄能弹簧弹力作用下沿锁柱孔上移，完成开锁。所述控制单元通过倾斜振动监测模块、气体传感器模块采集井盖姿态及井下气体浓度信息，基于LoRa通信模块实现报警信息及周期采集数据信息的上报。本发明专利技术结构简单，开锁权限验证，井下气体浓度及井盖姿态自动监测，有效地为井下作业和巡检人员消除安全隐患。

A well lid linkage system

The utility model relates to a well cover linkage system, which comprises a power supply module, a main control unit and an electromagnetic lock cover. The electromagnetic lock cover comprises a well cover, a well ring, a lock body, a activation key and an emergency key. The activation key is used for inserting the key hole of the lock body before unlocking, triggering the wake-up switch and activating the main control unit. The main control unit is connected to the operator's mobile phone APP through the Bluetooth module to verify the unlocking authority, control the power of the electromagnetic lock in the lock body, release the lock post from the lock tongue in the lock body, and move the lock post up along the lock column hole under the elastic force of the energy storage spring to complete the unlocking. The control unit collects the information of the cover attitude and gas concentration through the tilt vibration monitoring module and the gas sensor module, and realizes the alarm information and the periodic data collection information reporting based on the LoRa communication module. The invention has the advantages of simple structure, validation of unlocking authority, automatic monitoring of downhole gas concentration and cover posture, and effectively eliminating hidden dangers for downhole operation and inspection personnel.

【技术实现步骤摘要】
一种井盖联动系统
本专利技术是一种井盖联动系统，特别涉及一种无线可远控的人井井盖联动系统。
技术介绍
人井，也叫人孔井，常见的人井有雨、污水检查井、电缆人井、通信人井等。对于一些特定行业如市政、燃气、电力等行业的人井，需要定期人工巡检排查，并根据需要进行井下作业。上述人井一般不允许非法开启或进入，因此井内长期处于密闭环境，有毒气体沉积较多，井下作业容易出现中毒、昏迷甚至窒息的现象。针对这一问题，安全生产管理法规定，井下作业需要严格遵守作业流程，下井作业前，巡检或检修人员需要打开相邻上下游4-5个外盖板和井盖，排放境内沼气、一氧化碳等有害气体，然后使用多功能气体检测仪进行有害气体检测，确定危险气体未超标，由施工负责人同意后，方可下井作业。采用人工检测，需要多点位测量，且人井位置分散，不能避免有些作业人员为了节约时间或者未配备气体检测仪，依赖主观经验，强行下井作业，造成人员伤害。目前，市面上的智能井盖基本是基于防盗的目的，设置加速度传感器、触电开关等检测井盖的异动情况，基于GPRS或Zigbee进行数据通信，终端电池功耗高，无法实现大面积的统一管理，对于井下有害气体的联动监控，缺乏自动采集监控技术手段。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现有技术中存在的问题，提供一种井盖联动系统，可联动监测井下气体和井盖姿态，并通过低功耗窄带物联网技术实现数据的上报，作业人员可通过移动终端查看各类监控数据，解决人工检测效率低的问题，保障井下安全作业。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种井盖联动系统，包括电源模块、主控单元、电磁锁井盖，所述电磁锁井盖包括井盖、井圈、锁体、激活钥匙、应急钥匙。所述井盖上设有井盖过钥匙孔、锁柱和两个锁钩、启盖把手，所述井盖过钥匙孔是与锁体上的锁孔相对应的通孔，所述锁柱与两个锁钩分别位于井盖下表面的两端，所述锁柱可以与锁体内的锁舌配合形成卡扣，所述锁钩与井圈配合形成卡扣。所述井圈内沿一侧有一个弓形区域，所述弓形区域的下表面固定锁体，所述弓形区域上的过锁柱孔和过钥匙孔分别与下侧锁体的锁柱孔和钥匙孔相对应。所述锁体固定于井圈的弓形区域下表面，锁体上设有锁柱孔和钥匙孔，锁柱孔底部有蓄能弹簧，锁体内置电磁铁，开锁时电磁铁通电2s，所述井盖上的锁柱与锁体内的锁舌脱扣，锁柱在蓄能弹簧弹力作用下沿锁柱孔上移，完成开锁；上锁时，将锁柱插入锁柱孔后向下按压，锁柱与锁体内的锁舌形成卡扣，完成上锁。所述激活钥匙，用于开锁前插入锁体钥匙孔，触发唤醒开关，激活主控单元。所述应急钥匙，用于当电源模块电能耗尽或锁体出现故障不能开锁时使用。所述电源模块为锂电池供电，为主控单元的MCU、气体传感器模块、倾斜振动监测模块、通讯模块及电压输出模块供电。所述主控单元包括MCU、气体传感器模块、倾斜振动监测模块、通讯模块、电压输出模块、唤醒开关。所述气体传感器模块用以探测井下有毒有害气体浓度，包括硫化氢、甲烷、二氧化碳、一氧化碳等，与所述MCU的模数转化器ADC相连，所述MCU通过采集气体传感器模块输出的电压或电流信号，确定所述气体传感器采集的气体浓度。所述倾斜振动监测模块与所述MCU串行外设总线相连，用于监测井盖倾斜振动情况，通过监测井盖的倾斜角度监测判断井盖开关状态，当振动值超过预设门限值时，所述MCU控制通信模块发送报警信息。所述通讯模块与所述MCU串行外设总线相连，包括蓝牙模块、LoRa模块及天线，蓝牙模块用于开锁时与手机APP进行通信，提高通信速率；LoRa模块通过网关与云服务器连接，用于上传报警信息及周期采集数据信息。所述电压输出模块与所述MCU通用IO口相连，所述MCU通过通用IO口高低电平输出控制电压输出模块电压值的输出，从而实现对锁体中电磁铁通电的控制。所述唤醒开关与所述MCU通用IO口相连，所述MCU在非工作状态时会进入休眠模式，当激活钥匙插入钥匙孔后，会触发唤醒开关，唤醒MCU。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）通过气体传感器模块、倾斜振动监测模块对井下有害气体，井盖姿态进行联动监测，解决人工检测效率低的问题，保障井下安全作业。（2）通信模块采用蓝牙模块加LoRa模块双模块，蓝牙模块用于开锁时与手机APP进行通信，提高开锁速率；LoRa模块通过网关直接与云服务器连接，用于上传报警信息及周期采集数据信息，解决了传统设计方案无法同时兼顾距离、抗干扰和功耗问题。（3）电磁锁井盖结构简单，无复杂机械机构及电气控制元件，可以适用各种恶劣工作环境，避免井盖在施工和下井作业时需要经常挪动，导致井盖与地面或其他硬物碰撞，造成井盖故障率高的问题。附图说明图1是井盖联动系统结构示意图。图2是电磁锁井盖结构示意图。图3是井盖结构示意图。图4是井圈结构示意图。图5是电磁锁井盖开锁流程图。附图标记说明：主控单元100；井盖1，井盖过钥匙孔11，锁柱12，锁钩13，启盖把手14；井圈2，过锁柱孔21，井圈过钥匙孔22，弓形区域23；锁体3。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为对本专利技术的限定。如图1所示，一种井盖联动系统，包括电源模块、主控单元100、电磁锁井盖。如图2所示，所述电磁锁井盖包括井盖1、井圈2、锁体3、激活钥匙、应急钥匙。如图3和图4所示，所述井盖1上设有井盖过钥匙孔11、锁柱12和两个锁钩13以及启盖把手14，所述井盖过钥匙孔11是与锁体3上的锁孔相对应的通孔，所述锁柱12与两个锁钩13分别位于井盖1下表面的两端，所述锁柱12可以与锁体3内的锁舌配合形成卡扣，所述锁钩13与井圈2配合形成卡扣，实现井盖的防盗设计。如图4所示，所述井圈2内沿一侧有一个弓形区域23，所述弓形区域23的下表面固定锁体3，所述弓形区域23上的过锁柱孔21和过钥匙孔22分别与下侧锁体3的锁柱孔和钥匙孔相对应。所述锁体3固定于井圈2的弓形区域23下表面，锁体3上设有锁柱孔和钥匙孔，所述锁柱孔底部有蓄能弹簧，锁体3内置电磁铁，开锁时所述电磁铁通电2s，锁柱12与锁体3内的锁舌脱扣，锁柱12在蓄能弹簧弹力作用下沿锁柱孔上移，完成开锁；上锁时，将锁柱12插入锁柱孔后向下按压，锁柱12与锁体3内的锁舌形成卡扣，完成上锁。所述激活钥匙，用于开锁前插入锁体3钥匙孔，唤醒开关，激活主控单元100。所述应急钥匙，用于电源模块电能耗尽或锁体3出现故障不能开锁时使用。如图1所示，所述电源模块为锂电池供电，为主控单元的MCU、气体传感器模块、倾斜振动监测模块、通讯模块及电压输出模块供电。如图1所示，所述主控单元包括MCU、气体传感器模块、倾斜振动监测模块、通讯模块、电压输出模块、唤醒开关。所述气体传感器模块用以探测井下有毒有害气体浓度，包括硫化氢、甲烷、二氧化碳、一氧化碳等，与所述MCU的模数转化器ADC相连，所述MCU通过采集气体传感器模块输出的电压或电流信号，确定所述气体传感器采集的气体浓度。所述倾斜振动监测模块与所述MCU串行外设总线相连，用于监测井盖倾斜振动情况，通过监测井盖的倾斜角度监测判断井盖开关状态，当振动值超过预设门限值时，所述MCU控制通信模块发送报警信息。所述通讯模块与所述MCU串行外设总线相连，包括蓝牙模块、LoRa模块及天线，蓝牙模块用于开锁时与手机APP进行通信，提高通信速率；LoRa模块通过网关直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井盖联动系统，包括电源模块、主控单元100、电磁锁井盖，其特征在于：所述电磁锁井盖包括井盖1、井圈2、锁体3、激活钥匙、应急钥匙；所述激活钥匙，用于开锁前插入锁体3钥匙孔，激活主控单元100；所述主控单元包括MCU、气体传感器模块、倾斜振动监测模块、通讯模块、电压输出模块、唤醒开关。

【技术特征摘要】
1.一种井盖联动系统，包括电源模块、主控单元100、电磁锁井盖，其特征在于：所述电磁锁井盖包括井盖1、井圈2、锁体3、激活钥匙、应急钥匙；所述激活钥匙，用于开锁前插入锁体3钥匙孔，激活主控单元100；所述主控单元包括MCU、气体传感器模块、倾斜振动监测模块、通讯模块、电压输出模块、唤醒开关。2.如权利要求1所述的一种井盖联动系统，其特征在于：所述气体传感器模块用以探测井下有毒有害气体浓度，与所述MCU的模数转化器ADC相连。3.如权利要求1所述的一种井盖联动系统，其特征在于：所述倾斜振动监测模块与所述MCU串行外设总线相连，用于监测井盖倾斜振动情况。4.如权利要求1所述的一种井盖联动系统，其特征在于：所述通讯模块与所述MCU串行外设总线相连，包括蓝牙模块、LoRa模块及天线，蓝牙模块用于开锁时与手机APP进行通信，提高通信速率；LoRa模块通过网关与云服务器连接，用于上传报警信息及周期采集数据信息。5.如权利要求1所述的一种井盖联动系统，其特征在于：所述电压输出模块与所述MCU通用IO口相连，所述MCU通过通用IO口高低电平输出控制电压输出模块电压值的输出，从而实现对锁体3中电磁铁通电的控制。6.如权利要求1所述的一种井盖联动系统，其特征在于：所述唤醒开关与所述MCU通用IO口相连，所述MCU在非工作状态时进入休眠模式，当激活钥匙插入钥匙孔后，触发唤醒开关，唤醒MCU。7.如权利要求1所述的一种井盖联动系统，其特征在于：所述井盖1上设有井盖过钥匙孔11、锁柱12和两个锁钩13以及启盖把手14，所述井盖过钥匙孔11是与锁体3上的锁孔相对应的通孔，所述锁柱12与两个锁钩13分别位于井盖1下表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨曼，莫文凯，黄红叶，
申请(专利权)人：天津云拓网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12