[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于壓電效應(yīng)的井蓋安全監(jiān)控系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310499252.9
• 申請(qǐng)日: 2013-10-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103514722A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李志;韋鵬程;羅青青;鄒曉兵;吳海霞;李宗建;占建
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 李志
• 主分類(lèi)號(hào): G08B25/10
• 分類(lèi)號(hào): G08B25/10;G08B13/18;G08B13/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及井蓋安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于壓電效應(yīng)的井蓋安全監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，中國(guó)一般規(guī)模城市中市政井蓋每年被盜數(shù)量占整個(gè)城市市政井蓋保有量的1%左右，被盜井蓋數(shù)量巨大，造成市政運(yùn)營(yíng)成本增加；井蓋處于室外，長(zhǎng)期經(jīng)受外力作用，容易破裂損壞，對(duì)過(guò)往車(chē)輛和行人造成陷阱危險(xiǎn)；另外下水道如果未按時(shí)清淘造成淤積，長(zhǎng)時(shí)間累積形成沼氣濃度過(guò)高，易誘發(fā)沼氣中毒、爆炸等危險(xiǎn)事件。這些存在的問(wèn)題必須想辦法進(jìn)行解決。

傳統(tǒng)的井蓋防盜技術(shù)一般是從機(jī)械結(jié)構(gòu)方面設(shè)計(jì)其防盜功能，由于受制造技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)使用環(huán)境的影響，最終實(shí)施效果不好，不能有效防止偷盜行為發(fā)生。市場(chǎng)上也有采用電子報(bào)警系統(tǒng)，例如采用3G、GPRS、ZigBee等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)井蓋進(jìn)行安全監(jiān)控的，但大多使用單一技術(shù)，未形成分布式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控效果。

一些即使對(duì)井蓋采用分布式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的，其系統(tǒng)供電問(wèn)題也較難解決，一般采用是高密度的鋰電池就近供電或電纜遠(yuǎn)距離供電。但鋰電池易受潮老化，供電質(zhì)量無(wú)法保證，電纜易被破壞，而且架設(shè)困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于壓電效應(yīng)的井蓋安全監(jiān)控系統(tǒng)，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，具有自報(bào)警和自供電功能，形成分布式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)交換控制信號(hào)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：提供一種基于壓電效應(yīng)的井蓋安全監(jiān)控系統(tǒng)，包含：

嵌入式網(wǎng)關(guān)，所述嵌入式網(wǎng)關(guān)用于顯示井蓋報(bào)警器的實(shí)時(shí)狀態(tài)和位置數(shù)據(jù)；

GPRS模塊，所述GPRS模塊與嵌入式網(wǎng)關(guān)信號(hào)連接，所述GPRS模塊用于接收嵌入式網(wǎng)關(guān)傳來(lái)的報(bào)警信息和窨井編碼信息，并將其轉(zhuǎn)發(fā)到具有固定IP地址的Web服務(wù)器中，實(shí)現(xiàn)報(bào)警數(shù)據(jù)的上傳，同時(shí)將上述報(bào)警信息和窨井編碼信息以短信形式發(fā)送給檢修人員；?

Web服務(wù)器，所述Web服務(wù)器與GPRS模塊信號(hào)連接，所述Web服務(wù)器用于網(wǎng)絡(luò)信息傳輸；以及

帶井蓋報(bào)警器的ZigBee網(wǎng)絡(luò)模塊，所述帶井蓋報(bào)警器的ZigBee網(wǎng)絡(luò)模塊與所述嵌入式網(wǎng)關(guān)通過(guò)信號(hào)連接，所述帶井蓋報(bào)警器的ZigBee網(wǎng)絡(luò)模塊用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井內(nèi)光線強(qiáng)度變化以及氣體濃度變化，并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)路傳輸。

進(jìn)一步的，帶井蓋報(bào)警器的ZigBee網(wǎng)絡(luò)，包括：

若干個(gè)井蓋報(bào)警器，所述若干個(gè)井蓋報(bào)警器用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井內(nèi)光線強(qiáng)度變化以及氣體濃度變化，得到報(bào)警信息；

與井蓋報(bào)警器信號(hào)連接的ZigBee路由器，所述Zigbee路由器用于接收并保存報(bào)警信息并將井蓋報(bào)警器的地址信息以及報(bào)警信息一起傳輸給ZigBee協(xié)調(diào)器；以及

與ZigBee路由器信號(hào)連接的ZigBee協(xié)調(diào)器，用于收集網(wǎng)絡(luò)中所有井蓋報(bào)警器的信息并管理網(wǎng)路上的節(jié)點(diǎn)，?ZigBee協(xié)調(diào)器與嵌入式網(wǎng)關(guān)相連，并將將其處理后的信息傳輸給嵌入式網(wǎng)關(guān)。

再進(jìn)一步的，井蓋報(bào)警器包括：

傳感器，所述傳感器用于檢測(cè)井內(nèi)的光亮以及氣體濃度；

與傳感器相連的A/D采集器，用于接收來(lái)自傳感器的信號(hào)以及將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；

與A/D采集器相連的ZigBee控制器，用于接收來(lái)自A/D采集器的數(shù)字信號(hào)并將數(shù)字信號(hào)與ZigBee控制器內(nèi)設(shè)置的預(yù)設(shè)值比較后輸出報(bào)警控制信號(hào)；

與ZigBee控制器相連的自報(bào)警模塊，所述自報(bào)警模塊接收?qǐng)?bào)警控制信號(hào)并發(fā)出報(bào)警信號(hào)；

與ZigBee控制器相連的嵌入式壓電模塊，用于為ZigBee控制器供電。

再進(jìn)一步的，傳感器包括氣體傳感器以及光敏傳感器。

再進(jìn)一步的，嵌入式壓電模塊包括壓電材料、整流電路、電子開(kāi)關(guān)、超級(jí)電容、高密度鋰電池和電源管理電路，所述壓電材料通過(guò)整流電路與超級(jí)電容電連接，所述超級(jí)電容以及高密度鋰電池通過(guò)電子開(kāi)關(guān)與電源管理電路電連接。

再進(jìn)一步的，電源管理電路包括：

與壓電材料相連的控制電路，用于接收壓電材料產(chǎn)生的交流電并將交流電轉(zhuǎn)化為直流電；

與控制電路相連的降壓電路，用于接收來(lái)自控制電路的直流電并將直流電轉(zhuǎn)換為3.3v的電壓。

再進(jìn)一步的，壓電材料為PZT-5單晶片，多層單晶片之間采用并聯(lián)連接方式。

再進(jìn)一步的，光敏傳感器采用視敏型磷砷化鎵光敏二極管。

再進(jìn)一步的，氣體傳感器采用MH-440V/D?紅外氣體傳感器。

再進(jìn)一步的，ZigBee控制器為針對(duì)IEEE?802.15.4應(yīng)用的片上系統(tǒng)CC2530。