一种适用于低信号强度的地下井探测器的制作方法

1.本实用新型属于地下井探测技术领域，尤其涉及一种适用于低信号强度的地下井探测器。


背景技术：

2.传统的电池供电无线设备,在偏远地区，环境中信号强度不稳定时，极易造成数据丢失，同时会对电池消耗过大，影响产品寿命。因此亟需一种适用于低信号强度的地下井探测器来解决现有技术存在的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于，为克服现有技术缺陷，提供了一种适用于低信号强度的地下井探测器,解决了偏远地区低信号强度低且信号不稳定环境下，设备数据可能无法有效上传，且若反复尝试重发会造成电池消耗过大的问题。
4.本实用新型目的通过下述技术方案来实现：
5.一种适用于低信号强度的地下井探测器，包括：数据处理中心以及与数据处理中心连接的地下井探测传感器组，所述数据处理中心还包括无线通信处理模块与传感器数据处理模块组，传感器数据处理模块组用于处理地下井探测传感器组采集的数据。
6.进一步的，还包括供电单元，所述数据处理中心还包括电池管理模块，电池管理模块与供电单元连接，供电单元用于为地下井探测器提供工作电源。
7.进一步的，数据处理中心采用单片机，单片机在未接收到传感器数据处理模块组报警信号时处于休眠状态。
8.进一步的，地下井探测传感器组包括甲烷激光传感器、液位传感器和井盖异动传感器；
9.所述传感器数据处理模块组包括甲烷激光传感器数据处理模块、液位传感器数据处理模块和井盖异动传感器数据处理模块；
10.甲烷激光传感器、液位传感器和井盖异动传感器分别与甲烷激光传感器数据处理模块、液位传感器数据处理模块和井盖异动传感器数据处理模块对应通讯连接。
11.进一步的，无线通信处理模块与仅在需要上传数据时才开启的nb-iot通信模块连接，nb-iot通信模块通过nb-iot天线与云平台进行通信。
12.进一步的，井盖异动传感器为行程开关。
13.进一步的，甲烷激光传感器为激光点式探头。
14.本实用新型的有益效果在于：
15.极大地避免了低信号强度下，数据上传失败的概率和电池消耗过快的影响。使市电无法供电且信号强度不稳定地区的检测设备，能达到更长的监控时间和更可靠的数据上传。
附图说明
16.图1是本发明实施例1提供的一种适用于低信号强度的地下井探测器结构框图。
具体实施方式
17.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
18.需要说明的是，为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
19.因此，以下对本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.实施例1
21.如附图1所示，是本实施例提供的一种适用于低信号强度的地下井探测器结构框图，该探测具体结构包括：作为数据处理中心的单片机，本实施例采用的单片机型号为ti-msp430f6723，单片机中包括无线通信处理模块、电池管理模块、甲烷激光传感器数据处理模块、液位传感器数据处理模块和井盖异动传感器数据处理模块。
22.其中，无线通信处理模块连接nb-iot通信模块，nb-iot通信模块通过nb-iot天线向云平台上传相关信息。nbiot模块可选用型号a9600 r2。
23.甲烷激光传感器数据处理模块、液位传感器数据处理模块和井盖异动传感器数据处理模块分别对应与甲烷激光传感器、液位传感器和井盖异动传感器连接。
24.甲烷激光传感器采用激光点式探头，具体可用型号为mcjjj-010va v1.1，此外，还可选用型号为pls-mf03l100的激光点式探头。
25.液位传感器具体可选用型号为z1s-gmf-207si-akx01。
26.井盖移动传感器可采用行程开关，具体可用型号为jlxk1-511。
27.液位传感器与井盖移动传感器为常用标准件，其他可选用型号不再进行例举。
28.本实施例提供的一种适用于低信号强度的地下井探测器具体工作流程如下：
29.开机后设备周期采集甲烷激光传感器浓度，默认检测周期为1h，检测周期可根据实际需要进行配置，非采集时关闭激光传感器供电，若采集的浓度达到报警设定值，开启nb-iot无线模组，上传相关报警信息到云平台，若上传数据失败，会根据信号强度表，寻找下一次重发时间。
30.当系统未检测到报警时，默认12h上传一次心跳命令，上传周期可根据实际需要进行配置，若上传数据失败，会根据信号强度表，寻找下一次重发时间。
31.当液位传感器检测到液位报警时，主动唤醒单片机，并开启nb-iot无线模组，上传相关液位报警信息到云平台，若上传数据失败，会根据信号强度表，寻找下一次重发时间。
32.井盖异动传感器检测到井盖异动报警时，主动唤醒单片机，并开启nb-iot无线模组，上传井盖异动报警信息到云平台，若上传数据失败，会根据信号强度表，寻找下一次重发时间。
33.液位传感器和井盖传感器功耗低，持续保持供电，激光传感器在检测周期到达采集浓度时开启否则关闭供电，nb无线模组只有需要上传数据时才开启，否则关闭。单片机在不需要采集数据和上传数据时进入低功耗状态。
34.本实施例提供的一种适用于低信号强度的地下井探测器，极大地避免了低信号强度下，数据上传失败的概率和电池消耗过快的影响。使市电无法供电且信号强度不稳定地区的检测设备，能达到更长的监控时间和更可靠的数据上传。
35.实施例2
36.本实施例提供一种适用于低信号强度的地下井探测器的具体应用实例。
37.该探测器结构与实施例1提供的一种适用于低信号强度的地下井探测器相同，该探测器具体应用方法如下：
38.在极端低信号强度下，设备部署后清除信号强度统计表，每20分钟记录一次信号强度，信号强度表按10分钟间隔区分，分为144个数据，每次填充当前时间和前后10分钟时间数据，每个数据会用队列的方式保留最近4次的信号强度和权重值。更新时，当前时间权重取0.5，前后10分钟权重取0.4，当前144个数据填充完成后，每2小时更新一次信号强度，每8次更新后，延迟10min继续下一轮更新，确保144个数据均可以维护到。
39.每个时间点具体的信号强度为：
40.信号强度＝(信号强1度*权重1+信号强2度*权重2+信号强3度*权重3+信号强4度*权重4)/(权重1+权重2+权重3+权重4)。
41.信号强度1为最新一次信号强度，当新一次信号强度更新后，原信号强度1变为信号强度2时，权重会减0.1，依次信号强度2变为信号强度3且权重依次减0.1。
42.信号强度采用csq 0～31，数值越高则代表信号强度越好，一般信号强度大于10可以有效上传，周期上传时，优先选择信号强度大于10的时刻，当设备检测到状态发生改变时尝试上传一次数据，若失败则寻找最近信号强度大于10的时间点上传数据，若没有大于10的则在最大信号强度点上传,重发间隔时间需大于1h。
43.设备周期采集甲烷激光传感器浓度，检测周期为1h，非采集时关闭激光传感器供电，若采集的浓度达到报警设定值，开启nb-iot无线模组，上传相关报警信息到云平台，若上传数据失败，会根据前述信号强度表，寻找下一次重发时间。
44.当系统未检测到报警时，12h上传一次心跳命令，若上传数据失败，会根据前述信号强度表，寻找下一次重发时间。
45.当液位传感器检测到液位报警时，主动唤醒单片机，并开启nb-iot无线模组，上传相关液位报警信息到云平台，若上传数据失败，会根据前述信号强度表，寻找下一次重发时间。
46.井盖异动传感器检测到井盖异动报警时，主动唤醒单片机，并开启nb-iot无线模组，上传井盖异动报警信息到云平台，若上传数据失败，会根据前述信号强度表，寻找下一次重发时间。
47.液位传感器和井盖传感器功耗低，持续保持供电，激光传感器在检测周期到达采
集浓度时开启否则关闭供电，nb无线模组只有需要上传数据时才开启，否则关闭。单片机在不需要采集数据和上传数据时进入低功耗状态。
48.本实施例提供的一种适用于低信号强度的地下井探测器，其有益效果参见前述实施例，在此不再进行赘述。
49.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。