專(zhuān)利名稱(chēng)：管線井蓋開(kāi)啟監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一套適用于各種地下管線井的井蓋的開(kāi)啟的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和普及應(yīng)用，越來(lái)越多的用于通信和網(wǎng)絡(luò)的電纜、光纜通過(guò) 地下管線連接到相關(guān)機(jī)構(gòu)和千家萬(wàn)戶(hù)。為了工程施工和維護(hù)維修的方便，修建了很多管線井。 但如果管線井的井蓋沒(méi)有經(jīng)過(guò)授權(quán)而被打開(kāi)，則會(huì)出現(xiàn)未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)的諸如井下線纜被破壞 或被盜、井蓋丟失或井蓋未蓋好而造成管線井"吃人"、其他通信運(yùn)營(yíng)商不打招呼而"借用" 管道鋪設(shè)線纜等等情況和隱患。
為了避免這些情況和隱患的發(fā)生，出現(xiàn)了一些井蓋開(kāi)啟的監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)井蓋進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí) 時(shí)監(jiān)測(cè)，以便發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。但這些監(jiān)測(cè)裝置大都采用易被其他無(wú)線信號(hào)干擾、易被如 井蓋本身或停于井蓋上方的汽車(chē)等金屬物體屏蔽或削弱信號(hào)的無(wú)線射頻方式傳送探測(cè)信號(hào)， 而且相關(guān)的電子設(shè)備及其供電電源或電池安裝于管線井內(nèi)，應(yīng)對(duì)環(huán)境變化的能力較差。即使 采用機(jī)械方式進(jìn)行探測(cè)信號(hào)的傳送，長(zhǎng)期使用后，也難免因溫濕度變化而產(chǎn)生機(jī)械變形或機(jī) 械接觸部件發(fā)生腐蝕生銹的現(xiàn)象，從而大大降低使用的可靠性和穩(wěn)定性。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型利用磁控開(kāi)關(guān)與其感應(yīng)磁鐵的物理距離而通斷的特性來(lái)確定井蓋是否被開(kāi) 啟，通過(guò)監(jiān)測(cè)與磁控開(kāi)關(guān)相連接的電阻的有無(wú)來(lái)判斷磁控開(kāi)關(guān)的通斷，進(jìn)而判定井蓋是否被 開(kāi)啟。
本實(shí)用新型含有
一個(gè)監(jiān)測(cè)中心電腦，通過(guò)RS232-RS485轉(zhuǎn)換器和RS485總線與主機(jī)連接； 主機(jī)，通過(guò)RS485總線與n個(gè)分機(jī)連接，n為自然數(shù)；
LED標(biāo)識(shí)地圖板，其上設(shè)有模擬井蓋開(kāi)合狀態(tài)的LED發(fā)光二極管，發(fā)光二極管的信號(hào)線連接LED 驅(qū)動(dòng)電路；
分機(jī)，每個(gè)分機(jī)的八個(gè)通道分別與對(duì)應(yīng)的八個(gè)井蓋監(jiān)測(cè)線的兩條井蓋監(jiān)測(cè)導(dǎo)線連接； 磁控開(kāi)關(guān)，固定在井壁上，磁控開(kāi)關(guān)與一個(gè)電阻串接在所述導(dǎo)線上，該導(dǎo)線的兩端連接在分
機(jī)對(duì)應(yīng)的通道上； 磁鐵，固定在井蓋下側(cè)，與磁控開(kāi)關(guān)位置對(duì)應(yīng)。所述磁控開(kāi)關(guān)有兩個(gè)，串接在導(dǎo)線上；所述磁鐵有兩個(gè)，分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)磁控開(kāi)關(guān)。
所述電阻的值為8K-12K。
所述主機(jī)采用STC89C58微控制器。
所述分機(jī)采用P89LPC935微控制器。
所述磁控丌關(guān)是在磁鐵的感應(yīng)范圍內(nèi)觸點(diǎn)處于常閉的磁控開(kāi)關(guān)。
所述主機(jī)還外接消音按鈕、漢字液晶，并通過(guò)報(bào)警器驅(qū)動(dòng)電路連接報(bào)警器，還具有地址選擇電路。
本實(shí)用新型的有益效果是
可靠性 實(shí)用性高現(xiàn)場(chǎng)管線井內(nèi)無(wú)有源設(shè)備，應(yīng)對(duì)環(huán)境溫濕度變化的能力強(qiáng)；無(wú)射頻設(shè)備，抗干擾能力強(qiáng)；利用監(jiān)測(cè)電阻變化的方法，因而提高了預(yù)防監(jiān)測(cè)線路被短路、斷路等破壞的能力；兩個(gè)磁控開(kāi)關(guān)串聯(lián)相接，其中一個(gè)失效短路，另一個(gè)仍然可起作用，增加了可靠性；現(xiàn)場(chǎng)管線井內(nèi)設(shè)備少、連接簡(jiǎn)單，安裝、使用、維護(hù)維修方便。
直觀顯示實(shí)時(shí)狀態(tài)LED標(biāo)識(shí)地圖板直觀指示井蓋的地理位置及實(shí)時(shí)開(kāi)啟狀態(tài)，漢字液晶顯示被開(kāi)啟的井蓋的具體地理位置的文字說(shuō)明。
集中管理事件記錄所有井蓋監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，監(jiān)測(cè)中心電腦記錄并顯示任何
警情的發(fā)生時(shí)間和井蓋編號(hào)等信息。
裁減性擴(kuò)展性好可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分機(jī)數(shù)量的增減，也可在同一監(jiān)測(cè)中心電腦下增加多個(gè)主機(jī)及其所連接的分機(jī)等設(shè)備。
井蓋監(jiān)測(cè)線通過(guò)井內(nèi)線纜管道連接到處于室內(nèi)的監(jiān)測(cè)設(shè)備，因而管線井內(nèi)沒(méi)有任何有源的電子設(shè)備及其供電電源或電池，也無(wú)機(jī)械接觸部件，對(duì)環(huán)境溫濕度的變化有很強(qiáng)的應(yīng)對(duì)能力。同時(shí)采用LED標(biāo)識(shí)地圖板直觀指示井蓋的地理位置及實(shí)時(shí)開(kāi)啟狀態(tài)，并給出了由監(jiān)測(cè)中心電腦、RS232-RS485轉(zhuǎn)換器、主機(jī)、分機(jī)構(gòu)成的完整的系統(tǒng)級(jí)的解決方案。

圖l是系統(tǒng)總體連接示意圖。
圖2是井蓋結(jié)構(gòu)示意圖，圖中未畫(huà)出用于通信和網(wǎng)絡(luò)的線纜示意，其中1為井蓋，2為磁鐵，3為磁控開(kāi)關(guān)，4為電阻，5為井壁，6為井蓋監(jiān)測(cè)導(dǎo)線。
圖3是LED標(biāo)識(shí)地圖板示意圖，圖中只畫(huà)出了4個(gè)LED指示的井蓋的地理位置，其他省略。
圖4是主機(jī)原理框圖。
圖5是分機(jī)原理框圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
如圖l，系統(tǒng)含有一個(gè)監(jiān)測(cè)中心電腦，通過(guò)RS232-RS485轉(zhuǎn)換器和RS485總線1與主機(jī)連接，LED標(biāo)識(shí)地圖板與主機(jī)連接，主機(jī)通過(guò)RS485總線2與n個(gè)分機(jī)連接，n為自然數(shù)。每個(gè)分機(jī)分別檢測(cè)8個(gè)井蓋的開(kāi)啟情況，其中k等于n，表示與第幾個(gè)分機(jī)連接。
如圖2，管線井內(nèi)的井蓋下側(cè)固定有兩個(gè)磁鐵，兩個(gè)磁控開(kāi)關(guān)固定于井壁上，與兩個(gè)磁鐵的位置對(duì)應(yīng)。電阻的兩端分別接入每個(gè)磁控開(kāi)關(guān)的一個(gè)接線端，井蓋監(jiān)測(cè)線的兩條導(dǎo)線分別接入每個(gè)磁控開(kāi)關(guān)的另外一個(gè)接線端。兩個(gè)磁控開(kāi)關(guān)串聯(lián)相接，其中一個(gè)失效短路，另一個(gè)仍然可起作用。井蓋監(jiān)測(cè)線通過(guò)井內(nèi)線纜管道連接到處于室內(nèi)的分機(jī)。如果原通訊電纜中有未用的線路，如空余的電話線，則可以做為井蓋監(jiān)測(cè)線使用，這樣有利于節(jié)省線路費(fèi)用和布線人工成本。安裝在井壁的磁控開(kāi)關(guān)的具體位置根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，以滿足與安裝在井蓋上的磁鐵的最佳感應(yīng)距離。這里推薦監(jiān)測(cè)外接電阻的阻值范圍為8K-12K，也可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，本例中與磁控開(kāi)關(guān)所連接的電阻為10K電阻。
如圖3， LED標(biāo)識(shí)地圖板直觀指示井蓋的地理位置及實(shí)時(shí)開(kāi)啟狀態(tài)，LED的驅(qū)動(dòng)連接線連接到主機(jī)的LED驅(qū)動(dòng)電路。
如圖4，主機(jī)采用STC89C58微控制器，RS485電路1通過(guò)RS485總線1連接監(jiān)控中心電腦，RS485電路2通過(guò)RS485總線2連接分機(jī)，LED驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)LED標(biāo)識(shí)地圖板上的LED。其他電路都為常規(guī)設(shè)計(jì)。如選擇驅(qū)動(dòng)能力足夠的RS485總線器件，如MAX3080E，則同一條RS485總線最大可連接256個(gè)節(jié)點(diǎn)，即一臺(tái)主機(jī)最多可連接250多個(gè)分機(jī)，也即可監(jiān)測(cè)2000多個(gè)井蓋，足以滿足一般情況下的應(yīng)用需要。如果有更多需要監(jiān)測(cè)的井蓋，可在如圖1所示的RS485總線1上增加多個(gè)主機(jī)及其所連接的分機(jī)等設(shè)備。在井蓋數(shù)量不是很多但需要分區(qū)域監(jiān)測(cè)的情況下，也可增加多個(gè)主機(jī)系統(tǒng)。
如圖5，首先根據(jù)實(shí)際需要監(jiān)測(cè)的井蓋數(shù)量來(lái)確定分機(jī)的數(shù)量。本例中分機(jī)采用具有八通道模擬輸入口的P89LPC935微控制器，八個(gè)通道與對(duì)應(yīng)的八個(gè)井蓋監(jiān)測(cè)線(6)的兩條導(dǎo)線連接，P89LPC935通過(guò)測(cè)量通道輸入電壓的大小來(lái)判斷外接電阻的大小或者有無(wú)，并將電阻變化的信息通過(guò)RS485電路3傳輸?shù)街鳈C(jī)。通道輸入電路中的TVS為抗瞬間干擾的器件，IOM電容為輸入電路濾波器件，IOK電阻為模擬輸入上拉電阻，該電路將對(duì)導(dǎo)線傳來(lái)的信號(hào)起到濾波和抗干擾的作用。分機(jī)的其他電路都為常規(guī)設(shè)計(jì)即可。
井蓋未被開(kāi)啟時(shí)，磁鐵處于磁控開(kāi)關(guān)的感應(yīng)范圍內(nèi)，磁控開(kāi)關(guān)閉合，分機(jī)監(jiān)測(cè)到井蓋監(jiān)測(cè)線末端接有電阻，則將此信息傳送給主機(jī)和監(jiān)測(cè)中心電腦，主機(jī)驅(qū)動(dòng)LED標(biāo)識(shí)地圖板對(duì)應(yīng)的LED常亮，主機(jī)報(bào)警器不響、漢字液晶顯示正常，監(jiān)測(cè)中心電腦顯示無(wú)警情。
井蓋一旦被開(kāi)啟，磁鐵處于磁控開(kāi)關(guān)的感應(yīng)范圍外，磁控開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，分機(jī)監(jiān)測(cè)到井蓋監(jiān)測(cè)線末端沒(méi)有電阻，則將此信息傳送給主機(jī)和監(jiān)測(cè)中心電腦，主機(jī)驅(qū)動(dòng)LED標(biāo)識(shí)地圖板對(duì)應(yīng)的LED閃爍，主機(jī)報(bào)警器響、漢字液晶顯示被開(kāi)啟的井蓋的具體地理位置的文字說(shuō)明，監(jiān)測(cè)中心電腦記錄并顯示警情的發(fā)生時(shí)間和井蓋編號(hào)等信息。
主機(jī)的消音按鈕按下后，可使主機(jī)報(bào)警器靜音，以方便系統(tǒng)調(diào)試、維護(hù)維修等不需要報(bào)警器響的場(chǎng)合。上述設(shè)備，監(jiān)測(cè)中心電腦放于監(jiān)測(cè)中心；主機(jī)及LED標(biāo)識(shí)地圖板可放于監(jiān)測(cè)中心，也可放于其他更方便用戶(hù)使用的場(chǎng)所；分機(jī)可統(tǒng)一放于一個(gè)設(shè)備間或分散放于多個(gè)設(shè)備間。當(dāng)然，也可將所有設(shè)備安放于一個(gè)房間。具體采用哪種方式，由實(shí)際情況確定。
市售設(shè)備中，磁控開(kāi)關(guān)選擇在其配套使用的磁鐵的感應(yīng)范圍內(nèi)觸點(diǎn)處于常閉即線路接通的磁控開(kāi)關(guān)；對(duì)于"RS232-RS485轉(zhuǎn)換器"，注意其RS485總線的接口可連接的設(shè)備數(shù)量滿足實(shí)際要求即可；報(bào)警器、消音按鈕無(wú)特殊要求，適合具體用戶(hù)要求即可；漢字液晶可以顯示所連接的各分機(jī)的每個(gè)通道的實(shí)時(shí)狀態(tài)，以及被開(kāi)啟的井蓋的具體地理位置的文字說(shuō)明，如"井蓋13: 3號(hào)樓西側(cè)"；RS485總線線纜為3芯屏蔽雙絞線，每芯橫截面面積為0. 75平方毫米，其中1芯接RS485芯片地、2芯接RS485總線信號(hào)、屏蔽接大地。
權(quán)利要求1、管線井蓋開(kāi)啟監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，含有一個(gè)監(jiān)測(cè)中心電腦，通過(guò)RS232-RS485轉(zhuǎn)換器和RS485總線與主機(jī)連接；主機(jī)，通過(guò)RS485總線與n個(gè)分機(jī)連接，n為自然數(shù)；LED標(biāo)識(shí)地圖板，其上設(shè)有模擬井蓋開(kāi)合狀態(tài)的LED發(fā)光二極管，發(fā)光二極管的信號(hào)線連接LED驅(qū)動(dòng)電路；分機(jī)，每個(gè)分機(jī)的八個(gè)通道分別與對(duì)應(yīng)的八個(gè)井蓋監(jiān)測(cè)線的兩條井蓋監(jiān)測(cè)導(dǎo)線連接；磁控開(kāi)關(guān)，固定在井壁上，磁控開(kāi)關(guān)與一個(gè)電阻串接在所述導(dǎo)線上，該導(dǎo)線的兩端連接在分機(jī)對(duì)應(yīng)的通道上；磁鐵，固定在井蓋下側(cè)，與磁控開(kāi)關(guān)位置對(duì)應(yīng)。
2、 如權(quán)利要求l所述的管線井蓋開(kāi)啟監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述磁控開(kāi)關(guān)有兩個(gè)，串接在 導(dǎo)線上；所述磁鐵有兩個(gè)，分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)磁控開(kāi)關(guān)。
3、 如權(quán)利要求l所述的管線井蓋開(kāi)啟監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述電阻的值為8K-12K。
4、 如權(quán)利要求l所述的管線井蓋開(kāi)啟監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述主機(jī)采用STC89C58微控制器。
5、 如權(quán)利要求l所述的管線井蓋開(kāi)啟監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述分機(jī)采用P89LPC935微控制器。
6、 如權(quán)利要求l所述的管線井蓋開(kāi)啟監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述磁控開(kāi)關(guān)是在磁鐵的感應(yīng) 范圍內(nèi)觸點(diǎn)處于常閉的磁控開(kāi)關(guān)。
7、 如權(quán)利要求l所述的管線井蓋開(kāi)啟監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述主機(jī)還外接消音按鈕、漢 字液晶，并通過(guò)報(bào)警器驅(qū)動(dòng)電路連接報(bào)警器，還具有地址選擇電路。
專(zhuān)利摘要管線井蓋開(kāi)啟監(jiān)測(cè)系統(tǒng)涉及適用于各種地下管線井的井蓋的開(kāi)啟的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。其特征在于，含有監(jiān)測(cè)中心電腦，該電腦通過(guò)RS232-RS485轉(zhuǎn)換器和RS485總線與主機(jī)連接；主機(jī)通過(guò)RS485總線與分機(jī)和LED標(biāo)識(shí)地圖板和若干個(gè)分機(jī)連接，每個(gè)分機(jī)與對(duì)應(yīng)八個(gè)井蓋監(jiān)測(cè)線的兩條井蓋監(jiān)測(cè)導(dǎo)線連接。在井蓋下側(cè)固定磁鐵，在井壁上固定磁控開(kāi)關(guān)，磁控開(kāi)關(guān)和電阻串接在監(jiān)測(cè)導(dǎo)線上。利用磁控開(kāi)關(guān)與其感應(yīng)磁鐵的物理距離而通斷的特性來(lái)確定井蓋是否被開(kāi)啟，通過(guò)監(jiān)測(cè)與磁控開(kāi)關(guān)相連接的電阻的有無(wú)來(lái)判斷磁控開(kāi)關(guān)的通斷，進(jìn)而判定井蓋是否被開(kāi)啟。本實(shí)用新型具有可靠性、實(shí)用性高，裁減性、擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01V3/00GK201281766SQ20082012304
公開(kāi)日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
發(fā)明者曹宗生, 矯德生, 聶風(fēng)華, 郭立新 申請(qǐng)人:清華大學(xué)