一种基于NB-IoT通信技术的智能雨水井盖制造技术

本发明专利技术涉及一种基于NB‑IoT通信技术的智能雨水井盖，所述井盖可通过其内部设置的限位传感器、光线传感器、液位传感器感知井盖所在区域内的气象降雨情况、外界的光线照度变化情况，雨水井内的液位变化情况，利用NB‑IoT通信模块发送报警与监测信息至远程服务器。本发明专利技术实现雨水井盖的智能物联，为城市防洪排涝平台提供完整可靠的感知信息，提高城市市政雨水管网的管理与维护水平。本发明专利技术具有使用方便、易扩展升级、预警效果好、能耗低等优点。

An Intelligent Rainwater Well Cover Based on NB-IoT Communication Technology

The present invention relates to an intelligent rainwater well cover based on NB_IoT communication technology. The well cover can sense the meteorological rainfall, the external illumination and the change of the liquid level in the area where the well cover is located by a limit sensor, a light sensor and a liquid level sensor set inside the well cover. The alarm and monitoring information can be sent to the remote service by using the NB_IoT communication module. Server. The invention realizes the intelligent material connection of the rainwater well cover, provides complete and reliable sensing information for the urban flood control and drainage platform, and improves the management and maintenance level of the urban municipal rainwater pipe network. The invention has the advantages of convenient use, easy expansion and upgrading, good early warning effect and low energy consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种基于NB-IoT通信技术的智能雨水井盖
本专利技术属于窄带物联网应用
，涉及一种基于NB-IoT通信技术具备监测与预警功能的智能雨水井盖。
技术介绍
城市市政雨水管网主要承担了输送城市雨水的主要功能，关乎人民生命与财产安全。传统雨水井盖作为地下雨水管网与地表联通的直接载体，其数量众多，功能单一，不具备感知与信息收集的功能，人工维护的工作量巨大。目前我国的各大中城市，对于气象、雨量、水文等反应城市内涝情况的监测预警主要依靠专业的监测站，虽然精度与准确性较高，但由于地域分布不够广泛，所采集信息的广度有限,对小范围区域的应急调度响应针对性不强，实时性不高，从而造成局部内涝灾害的处置措施相对滞后。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于NB-IoT通信技术的智能雨水井盖，具备对井盖本体及周边环境信息的感知功能，并将所监测获得的数据传输至远程服务器。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种基于NB-IoT通信技术的智能雨水井盖，包括盖顶，盖体，及盖底，其特征在于盖体内包含过流腔、感应腔、智能腔三个功能腔，过流腔底部设具备机械复位功能的机械翻板，机械翻板设有与之配合的限位传感器，感应腔内设有光线传感器、液位传感器，智能腔内设有主控制器；盖顶表面设有与过流腔相通的雨水入流孔、与感应腔配合的光照感应孔；所述的感应腔内的限位传感器用于感知过流腔底部机械翻板的角度变化，并将翻板角度信号发送给主控制器；所述感应腔内的光线传感器用于感知井盖上部环境照度的变化，并将环境亮度信号发送给主控制器；所述感应腔内的液位传感器用于感测雨水井内的液位值，并将雨水井内液位信号发送给主控制器；主控制器接收到限位传感器发送的翻板角度信号，当翻板角度大于阈值，则主控制器由日常休眠模式进入触发预警模式；主控制器接收到光线传感器发送的环境亮度，当环境亮度低于阈值，则主控制器由日常休眠模式进入触发预警模式；主控制器接收到液位传感器检测的液位值，所述液位传感器至少包括两个高液位阈值，分别为第一高液位和第二高液位，其中第二高液位高于第一高液位，当液位值超过第一高液位时，主控制器由日常休眠模式进入触发预警模式；所述触发预警模式中，主控制器定时测量井内液位，并将所测的液位数据通过NB-IoT通信模块直接发送至远程服务器；当液位值超过第二高液位时，主控制器由触发预警模式进入连续监测模式，液位传感器连续测量井内液位，主控制器将报警信号及所测的液位数据通过NB-IoT通信模块直接发送至远程服务器。进一步地，所述的盖顶表面还设有检修提拉孔。进一步地，智能腔内集成有主控制器、电池、时钟芯片、NB-IoT通信模块，所述时钟芯片用于判别是否白天，主控制器判断在白天且光线传感器发送的环境亮度低于阈值，则智能雨水井盖由日常休眠模式进入触发预警模式。NB-IoT通信模块用于将各雨水井本体固有的管线信息以及各传感器所感测的信息传输至远程服务器。进一步地，井盖感应腔顶部粘贴有电子标签，所述电子标签与主控制器连接，用于记录雨水井的固有具体信息，巡检人员手持配套阅读器即可获知当下雨水井的固有具体信息。进一步地，所述液位传感器具有第一低液位，所述第一低液位低于第一高液位，当主控制器在触发预警模式下，液位传感器检测的液位值在连续若干个采样周期内小于第一低液位，则主控制器由触发预警模式进入日常休眠模式。进一步地，所述液位传感器具有第二低液位，所述第二低液位高于第一高液位且低于第二高液位，当主控制器在连续监测模式中，液位传感器检测的液位值在连续若干个采样周期内小于第二低液位，则主控制器由连续监测模式进入触发预警模式。本专利技术的另一目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于NB-IoT通信技术的智能雨水井盖的控制方法，利用智能雨水井盖对井盖本体及周边环境信息的感知功能，对雨水井盖进行检测，并将所监测获得的数据传输至远程服务器。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种基于NB-IoT通信技术的智能雨水井盖的控制方法，其特征在于所述控制方法包括以下步骤：A、主控制器处于日常休眠模式；B、接收限位传感器检测的翻板角度、光线传感器检测的环境亮度和液位传感器检测的液位，当翻板角度大于阈值、环境亮度低于阈值且处于白天、或者液位超过第一高液位时，则进入C；C、主控制器进入触发预警模式，定时测量井内液位，并将所测的液位数据通过NB-IoT通信模块直接发送至远程服务器；D、判断液位传感器检测的液位在连续3采样周期内是否小于第一低液位，如是则返回A，如否则进入E，其中第一低液位低于第一高液位；E、判断液位传感器检测的液位是否高于第二高液位，如是则进入F，如否则返回C，其中第二高液位高于第一高液位；F、主控制器进入连续监测模式，液位传感器连续测量井内液位，主控制器将报警信号及所测的液位数据通过NB-IoT通信模块直接发送至远程服务器；G、判断液位传感器检测的液位在连续3采样周期内是否小于第二低液位，如是则返回C，如否则返回F，其中第二低液位高于第一高液位且低于第二高液位。本专利技术的优点：可利用城市雨水井盖地域分布广的特点，应用智能化的手段感知所在区域的气象降雨情况，及现有雨水管网的充盈状况，并结合井内液位的变化，外界的光感照度的变化，利用基于NB-IoT的通信技术发送报警与监测信息至远程服务器，相较传统普通的GPRS，WiFi，Zigbee等无线传输方式具有低功耗、广覆盖、低成本、大容量等优势，从而实现雨水井盖的智能物联，为城市防洪排涝平台提供完整可靠的感知信息，提高城市市政雨水管网的管理与维护水平。附图说明图1为本专利技术一个具体实施例的结构示意图。图2为盖顶的结构示意图。图3为盖体的结构示意图。图4为本专利技术内部功能模块框架示意图。图5为本专利技术主控制器内部实施逻辑控制图。图中，1、检修提拉孔，2、光照感应孔，3、雨水入流孔，4、过流腔，5、感应腔，6、智能腔，7、雨水井盖盖顶，8、雨水井盖盖底，9、机械转轴，10、圆形薄板。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清晰明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图3所示，一种基于NB-IoT的智能井盖可工作于以下四种模式：日常休眠模式、触发预警模式、连续监测模式、运维巡检模式。在日常晴好天气，或降雨量较小，雨水井内液位正常的情况下，主控制器关闭一切感知与监测功能，为日常休眠模式。如图1~3所示，一种基于NB-IoT通信技术的智能雨水井盖，包括盖顶，盖体，及盖底，盖顶设有检修提拉孔1、光照感应孔2、雨水入流孔3，盖体内包含过流腔4、感应腔5、智能腔6三个功能腔，所述井盖盖底由带机械翻板结构和实体隔断结构组成。其中过流腔底部为具备机械复位功能的机械翻板，所述机械翻板包括机械转轴9和固定在机械转轴9上的圆形薄板10，机械翻板设有与之配合的限位传感器，感应腔内设有光线传感器、液位传感器，雨水井盖的盖顶入流孔与盖体过流腔直接相通，过流腔底部为具备机械复位功能的翻板，可根据入流雨量的大小调节翻板的角度。当未有降雨或雨量较小时，仅有少量雨水通过入流孔进入井盖过流腔，过流腔底部翻板未开启或开启角度较小，井盖主控制器处于低功耗休眠模式，不进行监测与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于NB‑IoT通信技术的智能雨水井盖，包括盖顶，盖体及盖底，其特征在于盖体内包含过流腔、感应腔、智能腔三个功能腔，过流腔底部设具备机械复位功能的机械翻板，机械翻板设有与之配合的限位传感器，感应腔内设有光线传感器、液位传感器，智能腔内设有主控制器；盖顶表面设有与过流腔相通的雨水入流孔、与感应腔配合的光照感应孔；所述的感应腔内的限位传感器用于感知过流腔底部机械翻板的角度变化，并将翻板角度信号发送给主控制器；所述感应腔内的光线传感器用于感知井盖上部环境照度的变化，并将环境亮度信号发送给主控制器；所述感应腔内的液位传感器用于感测雨水井内的液位值，并将雨水井内液位信号发送给主控制器；主控制器接收到限位传感器发送的翻板角度信号，当翻板角度大于阈值，则主控制器由日常休眠模式进入触发预警模式；主控制器接收到光线传感器发送的环境亮度，当环境亮度低于阈值，则主控制器由日常休眠模式进入触发预警模式；主控制器接收到液位传感器检测的液位值，所述液位传感器至少包括两个高液位阈值，分别为第一高液位和第二高液位，其中第二高液位高于第一高液位，当液位值超过第一高液位时，主控制器由日常休眠模式进入触发预警模式；所述触发预警模式中，主控制器定时测量井内液位，并将所测的液位数据通过NB‑IoT通信模块直接发送至远程服务器；当液位值超过第二高液位时，主控制器由触发预警模式进入连续监测模式，液位传感器连续测量井内液位，主控制器将报警信号及所测的液位数据通过NB‑IoT通信模块直接发送至远程服务器。...

【技术特征摘要】
1.一种基于NB-IoT通信技术的智能雨水井盖，包括盖顶，盖体及盖底，其特征在于盖体内包含过流腔、感应腔、智能腔三个功能腔，过流腔底部设具备机械复位功能的机械翻板，机械翻板设有与之配合的限位传感器，感应腔内设有光线传感器、液位传感器，智能腔内设有主控制器；盖顶表面设有与过流腔相通的雨水入流孔、与感应腔配合的光照感应孔；所述的感应腔内的限位传感器用于感知过流腔底部机械翻板的角度变化，并将翻板角度信号发送给主控制器；所述感应腔内的光线传感器用于感知井盖上部环境照度的变化，并将环境亮度信号发送给主控制器；所述感应腔内的液位传感器用于感测雨水井内的液位值，并将雨水井内液位信号发送给主控制器；主控制器接收到限位传感器发送的翻板角度信号，当翻板角度大于阈值，则主控制器由日常休眠模式进入触发预警模式；主控制器接收到光线传感器发送的环境亮度，当环境亮度低于阈值，则主控制器由日常休眠模式进入触发预警模式；主控制器接收到液位传感器检测的液位值，所述液位传感器至少包括两个高液位阈值，分别为第一高液位和第二高液位，其中第二高液位高于第一高液位，当液位值超过第一高液位时，主控制器由日常休眠模式进入触发预警模式；所述触发预警模式中，主控制器定时测量井内液位，并将所测的液位数据通过NB-IoT通信模块直接发送至远程服务器；当液位值超过第二高液位时，主控制器由触发预警模式进入连续监测模式，液位传感器连续测量井内液位，主控制器将报警信号及所测的液位数据通过NB-IoT通信模块直接发送至远程服务器。2.如权利要求要求1所述的一种基于NB-IoT通信技术的智能雨水井盖，其特征在于所述的盖顶表面还设有检修提拉孔。3.如权利要求要求1所述的一种基于NB-IoT通信技术的智能雨水井盖，其特征在于智能腔内集成有主控制器、电池、时钟芯片、NB-IoT通信模块，所述时钟芯片用于判别是否白天，主控制器判断在白天且光线传感器发送的环境亮度低于阈值，则智能雨水井盖由日常休眠模式进入触发预警模式。4.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆继诚，李翊君，袁征，张善伟，熊杰，
申请(专利权)人：上海市政工程设计研究总院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31