本發明涉及一種基于單片機控制的智能型井蓋，具體為智能型井蓋控制系統及其工作流程，屬于無線遙控的控制領域。

背景技術：

目前的井蓋有諸多不足：1.井蓋打開不方便，工作人員每次在維修時都需要花費一定的時間、體力等，耽誤維修的進度；2.井蓋的安全性存在隱患，井蓋被盜、被非法打開或者移位了卻不知曉，很容易造成行人掉落的可怕后果；3.其它的智能型井蓋成本高，可實施性不高。此智能型井蓋是安放光纖、電纜等重要線路的，是一個城市的命脈所在，其重要性可想而知。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是實現對各個井蓋的智能化管理，提供一種智能型井蓋控制系統及其工作流程，從而提高井蓋的安全性，方便工人維修時打開井蓋，大大降低智能型井蓋的成本，提高可實施性。

本發明的技術方案是：智能型井蓋控制系統，其特征是，包括安裝在井蓋上的從機控制盒、無線遙控器以及置于中心控制室的主機控制盒，所述從機控制盒包括無線模塊、單片機、連接于井蓋的行程開關、電磁鐵、數碼管，所述從機控制盒通過單片機控制數碼管、無線模塊、電磁鐵和行程開關，所述主機控制盒同樣設有無線模塊，所述數碼管為八位，其中前六位用來顯示從機控制盒的地址編碼，后兩位用來顯示主機控制盒發來的動態密碼；無線遙控器設定從機控制盒上的八位數字并將其發送給從機控制盒，若與八位數碼管顯示一致，則打開電磁鐵，然后用扳手輕輕旋轉井蓋上的轉軸，即可打開井蓋。

所述單片機為STC12C5A32S2型號的單片機。

所述無線模塊采用NRF24L01型號的2.4G無線射頻收發芯片用來發射和接收信號。

所述從機控制盒上還設有換位鍵、增加鍵。

所述無線遙控器上設有設定鍵、增加/發送鍵、確定/換位鍵、減少鍵。

所述電源為24V電源，該電源通過降壓模塊降成5V給單片機供電，單片機通過降壓模塊降成3.3V與無線模塊連接。

智能型井蓋控制系統的工作流程，其特征是，當需要打開井蓋時，主機控制盒通過無線模塊將2位動態密碼發送給從機控制盒，從機控制盒通過無線模塊接收動態密碼，并在數碼管上顯示；數碼管為八位，其中前六位用來顯示從機控制盒的地址編碼，另外后兩位用來顯示主機控制盒發來的動態密碼；

人工在無線遙控器上設定從機控制盒上的八位數字，并發送給從機控制盒；從機控制盒接收無線遙控器發來的信號，若無線遙控器發來的數字與八位數碼管顯示一致，則從機控制盒通過單片機控制打開電磁鐵打開，最后人工只需用扳手旋轉井蓋上的轉軸，就能輕松打開井蓋；

當井蓋通過正常途徑被打開時，從機控制盒將地址編號通過無線模塊反饋給主機控制盒，這時主機控制盒上會顯示被打開的井蓋的地址編號，并亮綠燈；

當井蓋被強烈撞擊或者非法途徑被打開，從機控制盒會立即將地址編號反饋給主機控制盒，主機控制盒上會顯示被非法打開的井蓋的地址編號，亮紅燈并報警；

所述單片機為STC12C5A32S2型號的單片機，所述無線模塊采用NRF24L01型號的2.4G無線射頻收發芯片用來發射和接收信號；

主機控制盒在中心控制室處于接收模式，如果接收到從機控制盒發來的信號，先判斷這個信號是否是報警信號，如果是報警信號，那主機控制盒就會顯示報警的從機控制盒的地址編號，并亮紅燈響警報；如果不是報警信號，那就判斷是否是井蓋被正常打開后反饋來的信號，如果是，那主機就顯示被打開井蓋的地址編號，并亮綠燈，如果不是，那主機就繼續進入接收模式；

從機控制盒也一直處于接收模式，當接收到信號后，判斷是否是主機的授權信號，如果是，那從機控制盒需要校對下該信號是否是給本機授權的，如果是給本機授權的，那就保存2位動態密碼，如果不是給本機授權，那從機需要判斷是否要把這個授權信號發給下一個從機，如果需要往后傳輸，從機就把授權信號接著往后傳輸，后面的從機就會接收到這個授權信號，如果不需要往后傳輸，那從機就進入接收模式；

從機收到信號后，判斷不是主機的授權信號，那就判斷是否是報警信號，如果不是報警信號，那從機就進入接收模式，如果是報警信號，從機再判斷是否需要往前一個從機傳輸，如果需要傳輸，那就把報警信號往前傳輸，直至傳到主機為止，如果不需要傳輸，那從機就進入接收模式；

從機接收到的信號除了有授權、報警信號，還會有遙控器發出的信號，從機接收到的既不是授權信號也不是報警信號，那就判斷是否是遙控器的信號，如果是，那從機就打開電磁鐵，如果不是，那就進入接收模式。

本發明是個可以安裝在井蓋上的控制盒，此井蓋不是普通的下水道井蓋，而是安放光纖、電纜等重要線路的智能型井蓋，是一個城市的命脈所在。通過這個控制盒可以實現對井蓋的智能化管理。每個井蓋下都會安裝一個從機控制盒，每個從機控制盒都有屬于自己的地址編號，從機控制盒上有8位數碼管，數碼管的前六位平時用來顯示自己的編號地址，控制盒是運用STC12C5A32S2型號的單片機作為處理器，控制盒還利用NRF24L01型號的2.4G無線射頻收發芯片用來發射和接收信號，控制盒上還有行程開關、電磁鐵等。在中心控制室還會有個主機控制盒用來與各個從機之間進行聯絡。還有一個無線遙控器是用來打開井蓋的，且發射的信號不易受到干擾。

本發明中的行程開關是安裝在井蓋上的，井蓋平時是閉合的，所以行程開關是按下的狀態，如果井蓋被遙控器正常打開了，行程開關就處于松開的狀態，就會把打開著地址反饋給主機，如果井蓋被非法打開，行程開關處于松開狀態，就會把報警者的地址反饋給主機。

從機控制盒上的換位鍵用來調數碼管的位數，按一下換位鍵，數碼管顯示的位數就調到下一位，當調到最后一位時，按下換位鍵，就會調到數碼管的第一位。

按下無線遙控器上的設定鍵，無線模塊就進入設定畫面，先設定8位數的第一位，按下增加/發送鍵，數字就會加1，按下減少鍵，數字就會減1，第一位數字調好后，按下確定/換位鍵，就可以設定第二位的數字，依次如此，調好第8位后按下確定/換位鍵，8位地址設定完畢就會進入工作畫面，再按下增加/發送鍵就會把設定好的8位地址發送給從機控制盒。

本發明有助于工人維修時打開井蓋，無需花費那么多的時間和體力；提高井蓋的安全性，井蓋被盜或被非法打開就會有報警聲；與其他智能型井蓋相比，降低了成本，提高了可實施性。

附圖說明

圖1為本發明中從機控制盒的形狀示意圖；

圖2為本發明中從機控制盒的控制系統簡圖；

圖3為本發明中主機控制盒的程序流程圖；

圖4為本發明中從機控制盒的程序流程圖；

圖5為本發明中無線遙控器的結構示意圖；

圖中：1數碼管，2換位鍵，3增加鍵，4電源插頭，5電磁鐵和行程開關插頭，6電磁鐵，7行程開關，8電源，9遙控器，10遙控器電源鍵，11設定鍵，12增加/發送鍵，13確定/換位鍵，14減少鍵。

具體實施方式

井蓋平時是閉合的狀態，控制盒上的行程開關是按下的狀態。這個時候如果工人需要維修了，中心控制室里的主機會通過無線模塊發送2位的動態密碼給需要維修井蓋上的從機控制盒，從機控制盒的前六位數碼管顯示自己的地址編號，后兩位就顯示主機發來的動態密碼。

然后工人只需拿著遙控器，相應的設定出從機控制盒上的8位數字即可打開控制盒上的電磁鐵，電磁鐵控制的行程開關的小舌頭從轉軸中拔出來，就可以用扳手輕松旋轉轉軸打開井蓋。

而當井蓋被打開時，井蓋上從機控制盒的行程開關是松開的狀態，控制盒就會自動把自己的地址編號通過無線模塊發送給主機，主機上就會顯示被打開井蓋的地址編號，并且主機上會亮起綠燈，表示井蓋是被正常打開的。

如果井蓋是被暴力等非法方式打開，從機控制盒立刻會把自己的地址編號發送給主機，主機收到信號就會發出報警聲并亮起紅燈，這就表示有人在非法打開井蓋。這樣的智能型井蓋大大提高了安全性，為城市安全增加了一分保障。

如圖3所示，主機程序流程圖說明：主機在平時在中心控制室都是處于接受模式，如果接收到信號，就判斷這個信號是否是報警信號，如果是報警信號，那主機就會顯示報警者的地址編號，并亮紅燈響警報；如果不是報警信號，那就判斷是否是井蓋被正常打開后反饋來的信號，如果是，那主機就顯示被打開井蓋的地址編號，并亮綠燈，如果不是，那就繼續進入接收模式。

如圖4所示，從機程序流程圖說明：從機平時都是處于接收模式，當接收到信號后，判斷是否是主機的授權信號，如果是，那從機就校對下是否是給我授權的，如果是給我授權的，那就保存2位動態密碼，如果不是給我授權，那從機需要判斷是否要把這個授權信號接著往后發，如果需要往后傳輸，從機就把授權信號接著往后傳輸，后面的從機就會接收到這個授權信號，如果不需要往后傳輸，那從機就進入接收模式。收到信號判斷不是授權信號，那就判斷是否是報警信號，如果不是報警信號，那從機就進入接收模式，如果是報警信號，從機再判斷是否需要往前接著傳輸，如果需要傳輸，那就把報警往前傳輸，直至傳到主機為止，如果不需要傳輸，那從機就進入接收模式。從機接收到的信號除了有授權、報警信號，還會有遙控器發出的信號，從機接到的既不是授權也不是報警信號，那就判斷是否是遙控器的信號，如果是，那從機就打開電磁鐵，如果不是，那就進入接收模式。

本發明是個可以安裝在井蓋上的控制盒，每個井蓋下都安裝個從機控制盒，中心控制室會有個主機控制盒，通過無線信號實現主機和各個從機間的聯系，實現對井蓋的智能化管理。當工人需要維修時，主機會發送授權信號，工人利用遙控器打開井蓋，打開后從機自動發送反饋信息，主機會收到信號并亮綠燈表示正常打開，強烈撞擊或者非法打開的話主機上就會亮紅燈并發出報警聲。

本發明不但提高井蓋的安全性，降低行人掉落的可能性，為城市的安全建設增加一分保障，而且沒有其它智能型井蓋高昂的成本，具有很高的可實施性。一個中等規模的城市大概需要100萬個井蓋，按每個獲利200元計算，就是盈利20000萬元，經濟效益很可觀。