一种双云端冗余通信的雨水箅积水监测传感器

本发明涉及市政管理领域，具体是一种双云端冗余通信的雨水箅积水监测传感器。

背景技术：

1、近年来，受全球气候变化影响，暴雨等极端天气频发，对城市管理和民众生活造成严重影响。特别是部分城市排水防涝设施滞后，导致暴雨内涝灾害频发，经济损失巨大。据统计，中国东部城市几乎均遭遇过内涝，尤以大暴雨频繁光顾的地区为甚。特别是2000年以来，平均每年发生两百多起城市内涝灾害。其中，2008至2010年间，超六成中国城市发生过暴雨内涝，部分城市积水时间超过12小时。面对严峻形势，政府出台了一系列政策文件，旨在加强城市排水防涝设施建设，提高防灾减灾能力。这些文件要求编制排水防涝设施建设规划，推进雨污分流改造，并构建完善的城市排水防涝工程体系。同时，强调加强降雨规律研究，提升数字化水平，应用先进技术系统，建立综合信息管理平台，以支撑排水防涝工作。

2、在此背景下，建立智慧化的城域环境内涝监测预警系统显得尤为重要。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种双云端冗余通信的雨水算积水监测传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种双云端冗余通信的雨水箅积水监测传感器，包括：主控电路板、外接器件、双层密封壳体以及电路连接框图：

4、所述主控电路板，包括：stm32l010c6t6单片机(9)、电压监测电路(10)、自动升降压电路(11)、wh-nb82模组(12)；

5、所述外接器件，包括：移远bc28-cnv模组(13)、振动开关(14)、浮球开关(15)、ms5837-30ba水压力传感器(16)；

6、所述双层密封壳体，包括：传感器顶盖(1)、传感器底座(2)、预装底座(3)、胶棒天线(4)、连接孔(6)、l型连接孔(5)、浮球开关安装槽(7)、ms5837-30ba水压力传感器安装槽(8)；

7、所述电路连接框图，包括：锂电池(17)、stm32l010c6t6单片机(9)、电压监测电路(10)、wh-nb82模组(12)、移远bc28-cnv模组(13)、振动开关(14)、自动升降压电路(11)将锂电池(17)转换为dc3.3v，为主控电路板中的stm32l010c6t6单片机(9)、wh-nb82模组(12)、以及外接器件中的移远bc28一cnv模组(13)、ms5837-30ba水压力传感器(16)供电，振动开关(14)用于检测井盖是否发生震动、倾斜、移位，浮球开关(15)用于检测积水液位是否达到需检测高度，一旦水位升高到一定高度使得浮球开关(15)导通，ms5837-30ba水压力传感器(16)会开始水位检测直到积水下降使得浮球开关(15)断开，stm32l010c6t6单片机(9)通过modbus协议和coap协议实现井盖异动传感器的双云端冗余通信，向主控电路板中的wh-nb82模组(12)和外接器件中的移远bc28-cnv模组(13)发送井盖的位姿数据、积水液位高度、电量信息，显示于有人云平台和华为云平台之上；

8、优选的是，还包括：主控电路板中设计了电压监测电路(10)，该电路可将锂电池(17)的电压转换为能被stm32l010c6t6单片机(9)引脚通过ad转换进行检测的电信号。除此之外，在双云端冗余通信的设计中，该电压监测电路(10)还可以实现井盖异动传感器的电量信息上报，以通知相关工作人员传感器的电量状态；

9、优选的是，还包括：预装底座(3)位于传感器底座(2)下方，并用四个螺丝螺母通过四个l型连接孔(5)固定在传感器底座(2)上；

10、优选的是，还包括：传感器顶盖(1)安装了两个胶棒天线(4)其内部封装了两个通讯天线以实现井盖异动传感器的双云端冗余通信；

11、优选的是，还包括：连接孔(6)分别均匀分布设计在了井盖异动传感器的四周，保证井盖异动传感器的固定性和密封性；

12、优选的是，还包括：振动开关(14)为bl-108系列滚珠式倾斜开关，开关功能为on/off倾斜转换，开关静止时为不导通off状态，倾斜达到开关本身倾斜角度要求从不导通off状态转换为导通on状态，复水平位置时开关不导通off状态，主控电路板中的stm32l010c6t6单片机(9)检测到设备震动、倾斜、移位时，将发送报警数据到云平台，直到数据恢复正常，关闭报警；

13、优选的是，还包括：锂电池(17)，其满电状态电压为4.2v，中间值电压为3.7v，最低放电电压为2.75v，为使系统能够稳定供电采用了自动升降压电路(11)将输出电压稳定在3.3v；

14、优选的是，还包括：浮球开关安装槽(7)、ms5837-30ba水压力传感器安装槽(8)用于嵌入式安装浮球开关(15)和ms5837-30ba水压力传感器(16)；

15、优选的是，还包括：ms5837-30ba水压力传感器(16)，其量程可达3mpa，换算为水深约为300米深度且支持stm32主控方案，数据传输采用12c的传输方式；

16、优选的是，还包括：现场处理人员获取异常数据，并发送给需要前往现场处理异常井盖的相应维护人员；

17、与现有技术相比，本发明实施例主要有以下优点：

18、1.本发明在实验测试环节使用方便，操作简单，改变水箅积水监测传感器的倾斜角度便可对传感器的报警效果进行测试。

19、2.本发明各连接处均使用螺丝固定，胶水密封，结构可靠，外观设计比较美观，整体性更好。

20、3.本发明的一种双云端冗余通信的雨水箅积水监测传感器壳体均采用双层密封设计，极大的减轻整体重量以及占地面积。

21、4.本发明基于nb-iot的窄带物联网技术，提高了信号传输增益，并扩大了覆盖面，从而实现了对井盖的有效实时监测维护与管理。

22、5.本发明的一种双云端冗余通信的雨水箅积水监测传感器元器件选型均以低功耗为原则，从而降低能耗，延长电池使用寿命；采用锂电池为电源通过自动升降压电路为井盖异动传感器供电；微处理器采用stm32l系列；雨水箅积水监测传感器平时处于深度睡眠模式，当监测到井盖出现异动、传感器安装处有积水，微处理器立刻从睡眠模式中唤醒，进行双云端冗余通信上报异常信息。此外，传感器还会定时唤醒并发送心跳信号进行上报。

23、6.双云端冗余通信比一般的方式要更加可靠，也用到一些重要的监测场合。

技术特征：

1.一种双云端冗余通信的雨水箅积水监测传感器，其特征在于，包括：主控电路板，外接器件，双层密封壳体以及电路连接框图：

2.根据权利要求1所述一种双云端冗余通信的雨水箅积水监测传感器，其特征在于，包括：主控电路板中设计了电压监测电路(10)，该电路可将锂电池(17)的电压转换为能被stm32l010c6t6单片机(9)引脚通过ad转换进行检测的电信号，除此之外，在双云端冗余通信的设计中，该电压监测电路(10)还可以实现井盖异动传感器的电量信息上报，以通知相关工作人员传感器的电量状态。

3.根据权利要求1所述一种双云端冗余通信的雨水箅积水监测传感器，其特征在于，包括：浮球开关安装槽(7)、ms5837-30ba水压力传感器安装槽(8)用于嵌入式安装浮球开关(15)和ms5837-30ba水压力传感器(16)。

4.根据权利要求1所述一种双云端冗余通信的雨水箅积水监测传感器，其特征在于，包括：预装底座(3)位于传感器底座(2)下方，并用四个螺丝螺母通过四个l型连接孔(5)固定在传感器底座(2)上。

5.根据权利要求1所述一种双云端冗余通信的雨水箅积水监测传感器，其特征在于，包括：传感器顶盖(1)安装了两个胶棒天线(4)其内部封装了两个通讯天线以实现井盖异动传感器的双云端冗余通信。

6.根据权利要求1所述一种双云端冗余通信的雨水箅积水监测传感器，其特征在于，包括：连接孔(6)分别均匀分布设计在了井盖异动传感器的四周，保证井盖异动传感器的固定性和密封性。

7.根据权利要求1所述一种双云端冗余通信的雨水箅积水监测传感器，其特征在于，包括：振动开关(14)为bl-108系列滚珠式倾斜开关，开关功能为on/off倾斜转换，开关静止时为不导通off状态，倾斜达到开关本身倾斜角度要求从不导通off状态转换为导通on状态，复水平位置时开关不导通off状态，主控电路板中的stm32l010c6t6单片机(9)检测到设备震动、倾斜、移位时，将发送报警数据到云平台，直到数据恢复正常，关闭报警。

8.根据权利要求1所述一种双云端冗余通信的雨水箅积水监测传感器，其特征在于，包括：ms5837-30ba水压力传感器(16)，其量程可达3mpa，换算为水深约为300米深度且支持stm32主控方案，数据传输采用i2c的传输方式。

9.根据权利要求1所述一种双云端冗余通信的雨水箅积水监测传感器，其特征在于，包括：锂电池(17)，其满电状态电压为4.2v，中间值电压为3.7v，最低放电电压为2.75v，为使系统能够稳定供电，采用了自动升降压电路(11)将输出电压稳定在3.3v。

10.根据权利要求1所述一种双云端冗余通信的雨水箅积水监测传感器，其特征在于，包括：现场处理人员获取异常数据，并发送给需要前往现场处理异常井盖的相应维护人员。

技术总结本发明公开了一种双云端冗余通信的雨水箅积水监测传感器，涉及市政管理领域。近年来，中国城市内涝频发，政府出台多项政策强化防治。城市排水防涝设施建设亟待加强，需深化降雨规律研究，提升数字化水平。建立智慧化的城域环境内涝监测预警系统，对保障城市安全和人民生命财产安全至关重要。一种双云端冗余通信的雨水箅积水监测传感器包括：主控电路板、外接器件、双层密封壳体。本发明的有益效果是：运用NB‑IOT技术实现双云端冗余通信，在云平台显示井盖是否发生震动、倾斜、移位、反水、以及积水深度的情况，并提供感器的电量信息，异常时可报警。双云端冗余通信比一般的方式要更加可靠，也用到一些重要的监测场合。技术研发人员：于雁南,李雨航,李纪臻,郑家聪,伍祚华受保护的技术使用者：桂林理工大学技术研发日：技术公布日：2024/7/11