一种地下密闭空间环境多参数监控装置和系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于远程监测技术领域，公开一种地下密闭空间环境多参数监控装置和系统，装置中主控模块通过电压检测模块与电池连接，电池通过电源模块进行电压转换后给继电器驱动模块和延时电路供电，延时电路的输出端与继电器驱动电路的控制端连接，用于输出周期性时序信号控制继电器驱动模块周期性导通，电源模块的电压输出端通过继电器驱动模块向主控模块

【技术实现步骤摘要】
一种地下密闭空间环境多参数监控装置和系统


[0001]本技术涉及远程监测
，属于环境监测物联网
，尤其涉及一种地下密闭空间内环境多参数监控装置和系统
。

技术介绍

[0002]近年来，燃气管线泄漏后可燃气体扩散至地下密闭空间发生爆炸事故时有发生，对区域公共安全造成了较大威胁
。
地下密闭空间是指城市燃气阀门井
、
城市污水井
、
雨水井
、
化粪池
、
下水道区域等封闭空间，不利于气体扩散，容易积聚有毒有害气体，尤其是在居民区
、
商场
、
农贸市场
、
食品加工厂等重点区域，一旦发生事故，危险性极大
。
因此，要采取一切措施来防范地下密闭空间安全事故发生
。
[0003]燃气阀门井是地下管线及地下管道的阀门为了在需要进行开启和关闭部分管网操作或者检修作业时方便，就设置类似小房间的一个坑（或井），将阀门等安装布置在这个坑里，便于定期检查
、
清洁和疏通管道，防止管道堵塞的枢纽
。
阀井内部的燃气管网设施经过长时间运行，在潮湿环境等影响下，阀门与法兰盘等连接部位因腐蚀，热胀冷缩等原因可能会产生细微的天然气泄漏，易造成天然气大量聚集，遇明火或者电火花就会发生爆炸
。
甲烷气体是天然气的主要成分，因此阀门井中对于甲烷气体的监测尤为重要
。
另外，化粪池
、
污水池r/>、
污水井
、
雨水井里面极有可能形成沼气，其主要成分是甲烷，当聚集沼气达到一定浓度后，如果不及时进行处理，在密闭空间内一遇到火星就会产生爆炸，危险性极大
。
[0004]目前，检测燃气管道泄漏普遍做法是步行或车辆巡检方式，这种方式已经不能完全适应快速发展的社会需求，因此，需要对城市地下密闭空间进行在线远程检测，以实现燃气管网发生的泄漏的预测预警分析和报警，为及时消除风险隐患提供依据，避免重大事故发生
。

技术实现思路

[0005]本技术克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种地下密闭空间内环境多参数监控装置和系统，以实现环境的多参数在线远程监控
。
[0006]为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种地下密闭空间环境多参数监控装置，包括主控模块
、
电池
、
电源模块
、
通讯模块
、
继电器驱动模块
、
延时电路
、
串口扩展模块
、
传感器接口模块；
[0007]所述主控模块通过电压检测模块与电池连接，所述电池通过电源模块进行电压转换后给继电器驱动模块和延时电路供电，所述延时电路的输出端与所述继电器驱动电路的控制端连接，用于输出周期性时序信号控制所述继电器驱动模块周期性导通，所述电源模块的电压输出端通过继电器驱动模块向所述主控模块
、
通讯模块
、
串口扩展模块和传感器接口模块供电；所述通讯模块所述主控模块连接，所述传感器接口模块通过串口扩展模块与主控模块连接，用于将传感器的数据发送至所述主控模块，还用于对传感器供电
。
[0008]优选地，所述延时电路包括芯片
CD4060、
电阻
R4、
电阻
R5、
电容
C5、
二极管
D1、
二极
管
D2、
二极管
D3、
电阻
R0
，所述电阻
R0
的一端与电源正极连接，另一端与二极管
D1、
二极管
D2、
二极管
D3
的阳极连接，二极管
D1、
二极管
D2、
二极管
D3
的阴极分别连接芯片
CD4060
的
RST
引脚，
Q8
引脚和
Q14
引脚，芯片
CD4060
的引脚
CLK1、
引脚和引脚
CLK0
分别与电阻
R4、
电阻
R5、
电容
C5
的一端连接，电阻
R4、
电阻
R5、
电容
C5
的另一端连接在一起；
[0009]所述继电器驱动模块包括电阻
R3、
电阻
R2、
三极管
Q1
和继电器
K1
，电阻
R3
的一端与芯片
CD4060
的引脚
Q14
连接，另一端与三极管
Q1
的基极连接，电阻
R2
的一端与三极管
Q1
的基极连接，另一端与三极管
Q1
的发射级接地，继电器
K1
的线圈一端与电源正极连接，另一端与三极管
Q1
的集电极连接，继电器的触点一端与电源模块的输出端连接，另一端与用电模块连接
。
[0010]优选地，
R5=232k
Ω
，
C5=4.7uF。
[0011]优选地，所述电源模块包括升压模块和
LDC
模块，所述升压模块用于将电池提供的电压升压为
5V
的
VCC
电压后输出给延时电路
、LDC
模块和继电器驱动模块供电，所述
LDC
模块用于将
VCC
电压转化为
3.3V
的
VCC33
电压后输出；
[0012]所述继电器
K1
为双通道继电器，其中一个触点的两端分别连接
VCC
电压和传感器接口模块，另一个触点的一端连接
VCC33
电压，另一端连接主控模块
、
通讯模块
、
串口扩展模块的电源输入端
。
[0013]优选地，所述主控模块采用
ESP32
‑
PICO
‑
D4
作为核心控制芯片，所述串口扩展模块为
WK2204
模块，所述装置还包括
CH4
传感器，
H2S
传感器，
CO
传感器和水位传感器，所述
CH4
传感器，
H2S
传感器，
CO
传感器和水位传感器与所述传感器接口模块连接
。
[0014]优选地，所述通讯模块包括通信单元
、
串口通信电平转换电路和
SIM本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种地下密闭空间环境多参数监控装置，其特征在于，包括主控模块
、
电池
、
电源模块
、
通讯模块
、
继电器驱动模块
、
延时电路
、
串口扩展模块
、
传感器接口模块；所述主控模块通过电压检测模块与电池连接，所述电池通过电源模块进行电压转换后给继电器驱动模块和延时电路供电，所述延时电路的输出端与所述继电器驱动电路的控制端连接，用于输出周期性时序信号控制所述继电器驱动模块周期性导通，所述电源模块的电压输出端通过继电器驱动模块向所述主控模块
、
通讯模块
、
串口扩展模块和传感器接口模块供电；所述通讯模块所述主控模块连接，所述传感器接口模块通过串口扩展模块与主控模块连接，用于将传感器的数据发送至所述主控模块，还用于对传感器供电
。2.
根据权利要求1所述的一种地下密闭空间环境多参数监控装置，其特征在于，所述延时电路包括芯片
CD4060、
电阻
R4、
电阻
R5、
电容
C5、
二极管
D1、
二极管
D2、
二极管
D3、
电阻
R0
，所述电阻
R0
的一端与电源正极连接，另一端与二极管
D1、
二极管
D2、
二极管
D3
的阳极连接，二极管
D1、
二极管
D2、
二极管
D3
的阴极分别连接芯片
CD4060
的
RST
引脚，
Q8
引脚和
Q14
引脚，芯片
CD4060
的引脚
CLK1、
引脚和引脚
CLK0
分别与电阻
R4、
电阻
R5、
电容
C5
的一端连接，电阻
R4、
电阻
R5、
电容
C5
的另一端连接在一起；所述继电器驱动模块包括电阻
R3、
电阻
R2、
三极管
Q1
和继电器
K1
，电阻
R3
的一端与芯片
CD4060
的引脚
Q14
连接，另一端与三极管
Q1
的基极连接，电阻
R2
的一端与三极管
Q1
的基极连接，另一端与三极管
Q1
的发射级接地，继电器
K1
的线圈一端与电源正极连接，另一端与三极管
Q1
的集电极连接，继电器的触点一端与电源模块的输出端连接，另一端与用电模块连接
。3.
根据权利要求2所述的一种地下密闭空间环境多参数监控装置，其特征在于，
R5=232k
Ω
，
C5=4.7uF。4.
根据权利要求2所述的一种地下密闭空间环境多参数监控装置，其特征在于，所述电源模块包括升压模块和
LDC
模块，所述升压模块用于将电池提供的电压升压为
5V
的
VCC
电压后输出给延时电路
、LDC
模块和继电器驱动模块供电，所述
LDC
模块用于将
VCC
电压转化为
3.3V
的
VCC33
电压后输出；所述继电器
K1
为双通道继电器，其中一个触点的两端分别连接
VCC
电压和传感器接口模块，另一个触点的一端连接
VCC33
电压，另一端连接主控模块
、
通讯模块
、
串口扩展模块的电源输入端
。5.
根据权利要求1所述的一种地下密闭空间环境多参数监控装置，其特征在于，所述主控模块采用
ESP32
‑
PICO
‑
D4
作...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨丽雯，王大勇，刘建成，冀鹏程，郝佳晋，
申请(专利权)人：山西讯潮科技有限公司，
类型：新型
国别省市：