窨井盖位置在线监测装置及方法与流程

本发明涉及一种窨井盖位置在线监测装置及方法，属于市政工程设备技术领域。

背景技术：

城市建设中会有好多地下管道，比如下水道、地下煤气管道、自来水管道、电力管道、通讯管道、国防管道等，这些管道每隔一段要有一个通向地面的出口，由管道到地面的这一段称为窨井，窨井口通常与地面平齐，因此需要一个盖子防止人员掉入窨井造成伤害，用来盖窨井的盖子，叫窨井盖。窨井盖通常用钢筋水泥、金属、强化塑料等材料制成，形状以圆形和方形为主。

多年以来，由于城市道路上的窨井盖缺失而造成的安全事故频发，各个地方窨井伤人事故时有发生，特别是洪水泛滥期间，窨井盖被洪水冲浮冲走，行人直接掉到窨井中甚至被洪水冲走，发生非死即伤的惨痛事故。窨井盖缺失形成的“黑洞”已经成为行人安全的危险因素之一。在井盖丢失后不能及时地进行修补，极易造成安全隐患问题。随着城市规模的不断扩大，公共基础设施建设的配套及覆盖率逐年上升，由于窨井盖数量大，城市车流量和人流量密集，城市道路监管系统不够完善等原因，窨井盖缺失的情况下，相关部门对窨井盖进行修整需要相对较长的时间，使用传统的人工巡视和管理已经无法及时有效的进行监管。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种窨井盖位置在线监测装置及方法，对窨井盖缺失、位置不正确的问题进行有效监测，可以有效的对监测区域的每个井盖状态进行监测，降低了人工巡检的工作量，提升了监测的可靠性和后期维护的及时性。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种窨井盖位置在线监测装置，包括三个窨井盖位置传感器3、控制器7、电源8；窨井盖位置传感器3由触头4、弹簧5、开关6组成，所述弹簧5布置于触头4和开关6之间，触头4受压克服弹簧5的弹力触发开关6闭合，窨井盖位置传感器3的开关6的一端接控制器7的输入端，开关6的另一端经电源8与控制器7相连，三个窨井盖位置传感器3在窨井圈圆周方向均布，三个窨井盖位置传感器3相对窨井圈圆心两两成120度夹角。

一种窨井盖位置在线监测装置的监测方法，三个窨井盖位置传感器3在窨井圈圆周方向均布于abc三点，先测a点传感器信号，如果窨井盖在a点位置开关闭合，电路导通，控制器7检测到对应引脚有输入，即ua>0，则a＝1，再依次检测b、c点传感器信号，根据a、b、c的值进行与运算，如果窨井盖在正确位置，则abc＝1，否则，位置错误或丢失。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：

前述窨井盖位置在线监测装置，其中控制器7采用atmega328。

前述窨井盖位置在线监测装置，还包括无线通讯模块，无线通讯模块与控制器7相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.可以有效的对监测区域的每个井盖状态进行监测，降低了人工巡检的工作量，提升了监测的可靠性和后期维护的及时性。

2.实时采集功能，配合直观的市政平面图，管理部门可实时查看井盖所在辖区的位置和基本属性信息，方便统一指挥调度和工程维护。

附图说明

图1是窨井结构俯视图；

图2是窨井结构主视图；

图3是窨井盖位置在线监测装置工作示意图；

图4是窨井盖位置在线监测装置电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

本方法测量原理是基于不在同一直线上的三点确定一平面的几何原理，提出的一个窨井盖位置快速监测方法。窨井盖内表面与窨井圈(窨井盖与窨井口接触面)接触面为同一平面，如果窨井盖正确的安装在窨井口上，根据平面定位原理，窨井盖至少与窨井圈接触面有三个(不在同一直线上的)不同点接触。如果窨井盖没有丢失，并且安装在正确的位置，只需测量井盖内表面上的三点位置就可以，只要有一个点不接触，则窨井盖没有安装在正确的位置。测量位置的方法有很多，由于井盖口大小形状和类型多样化，窨井盖的形状有方型、圆型等，现有窨井盖材料有铸铁、塑料、水泥等，窨井灰尘、湿度大，环境恶劣。本发明的窨井盖位置在线监测装置包括控制器7、电源8，以及对应于窨井盖平面上a、b、c三个点的窨井盖位置传感器3组成。本发明的窨井盖位置检测装置安装在窨井口接触面上，窨井盖没有特殊要求仍然采用市场上普通的，无需改进，结构简单，使用方便。本实施例以井盖口为圆形为例，具体结构如图1所示。根据图1可知窨井盖位置在线检测装置安装在窨井圈位置处共有3个窨井盖位置传感器，在窨井圈圆周方向均布，两两成120度。窨井盖位置传感器3分布在窨井圈2与窨井盖1接触最稳定的位置。窨井盖位置在线检测装置具体由对应于窨井盖接触面上a、b、c三个点的窨井盖位置传感器3、控制器(mcu)7、电源8组成。

如图2、3所示，本发明专门设计了井盖位置传感器3，由触头4、弹簧5、开关6构成，由于窨井工作环境恶劣，灰尘、污水多，如果采用普通电子型位置传感器，很难长期工作。故此，本发明专门设计了井盖位置传感器，当窨井盖安装在正确的位置时，窨井盖压在对应于窨井盖接触面上a、b、c三个点的窨井盖位置传感器3的触头4，触头4压缩弹簧5，直至按下开关6，电路导通，控制器(mcu)7对应输入引脚收到信号，控制器(mcu)7判断该点位置正确，如果a、b、c三个点对应3个对应输入引脚都收到信号，则窨井盖安装在正确的位置，否则窨井盖位置不对或缺失。如果窨井盖没有压在对应于窨井盖接触面上a、b、c三个点的某个窨井盖位置传感器3上时，触头4在弹簧5复位下，弹起，开关6复位，电路断开，控制器(mcu)7对应输入引脚无信号。控制器(mcu)7判断a、b、c三个点某点位置不正确，如果a、b、c三个点对应3个对应输入引脚都没收到信号，则窨井盖安装在错误的位置或缺失。

如图4所示，本发明的测量电路相对简单，控制器(mcu)7选择atmega328，由于只需测量a、b、c三个点的电压输入信号有无，电源直接采用电池，采用此测量电路非常简单，电源直接采用5v电池，位置传感器直连atmega328三个输入引脚。

测量时，先测a点传感器信号，如果窨井盖在a点位置则下开关闭合，电路导通，atmega328检测到对应引脚有输入，即ua>0，a＝1,同理依次检测b、c点传感器信号，根据a、b、c的值与运算，如果窨井盖在正确位置，则abc＝1，否则，位置错误或丢失。然后再进行下轮测试，不间断的检测窨井盖位置。为了延长电池使用时间，也可以延时一段时间再进行下轮测试。当然如果窨井能够方便引入电网电源，则使用更方便，无需定时更换电池。

本发明的窨井盖位置在线监测装置，添加无线通讯模块，可以应用在窨井盖监控管理系统上，当窨井盖位置检测模块到窨井盖异常时，首先将报警信息发送到无线中继网关，再由无线中继网关上传到窨井盖位置在线监测系统预警及处置平台。实现所管辖范围内窨井盖位置进行数据互通，通过gis地图标记报警区域、点位。实时把控现场监测点的情况。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。