本發(fā)明屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種地下智能管網(wǎng)信息系統(tǒng)，尤其涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的地下智能管網(wǎng)信息系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

為了發(fā)展地下智能管網(wǎng)技術(shù)給城市帶來便捷管理,以及及時防范風(fēng)險為前提,從實際出發(fā),需要智能化和網(wǎng)絡(luò)化地下管道以及管道節(jié)點傳感器,并且需要在各節(jié)點把相關(guān)數(shù)據(jù)連接到遠(yuǎn)程大數(shù)據(jù)平臺，現(xiàn)有的地下管道管理方式無法實現(xiàn)。

有鑒于此，如今迫切需要設(shè)計一種新的地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)，以便克服現(xiàn)有系統(tǒng)存在的上述缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的地下智能管網(wǎng)信息系統(tǒng)，可實現(xiàn)各節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸，并且能夠可靠的連接附近的傳感器小網(wǎng)絡(luò)，常規(guī)的傳感器可以方便組網(wǎng)，并通過節(jié)點和遠(yuǎn)程大數(shù)據(jù)平臺對接，同時節(jié)點可以自帶傳感器實現(xiàn)移動報警，斷線報警等輔助功能。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的地下智能管網(wǎng)信息系統(tǒng)，所述信息系統(tǒng)包括：電源及電源管理電路、MCU、GPRS模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊總線、震動傳感器、干簧管傳感器、斷線檢測傳感電路、雙螺旋彈簧壓力傳遞桿，整個系統(tǒng)密閉在塑料容器中；

所述MCU分別連接GPRS模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊總線、震動傳感器、干簧管傳感器、斷線檢測傳感電路，雙螺旋彈簧壓力傳遞桿連接干簧管傳感器；電源及電源管理電路為信息系統(tǒng)提供電源；

當(dāng)震動傳感器、斷線檢測傳感電路檢測到狀態(tài)發(fā)生改變時，以及雙螺旋彈簧壓力傳遞桿跳動導(dǎo)致干簧管傳感器發(fā)生變化，MCU把告警編碼通過GPRS模塊發(fā)送到遠(yuǎn)端大數(shù)據(jù)平臺，MCU每小時自動對電池電壓檢測，并評估剩余電量，如果電量充足，那在發(fā)送周期間隔喚醒時間發(fā)送當(dāng)前電量，否則及時開啟GPRS模塊告知大數(shù)據(jù)平臺需要更換；當(dāng)周期喚醒時間到達(dá)，系統(tǒng)首先檢查是否有短信指令，如果有首先處理，其次主動連接到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)平臺，如數(shù)據(jù)平臺有指令執(zhí)行指令，沒有就遞交周期報告；如果節(jié)點帶有傳感器網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點自動搜集當(dāng)前時刻的傳感器數(shù)據(jù)主動返回報告；讀取傳感器數(shù)據(jù)可以由云端提供參考時間基準(zhǔn)以及獲取時間設(shè)置來達(dá)到準(zhǔn)同步采集的方式采集；

電源及電源管理電路包含電池、穩(wěn)壓器LDO以及可控制的電源開關(guān)；其中，電池BAT2是系統(tǒng)主要工作電源，第三十九電容C39、第四十電容C40、第三十八電容C38和第六芯片U6構(gòu)成的電源電路給MCU提供不間斷的供電；

電池BAT2的正極VCC連接第六芯片U6的輸入端口、第三十九電容C39的正極、第四十電容C40的正極，第六芯片U6的輸入端口連接第三十八電容C38的正極，第三十九電容C39的負(fù)極、第四十電容C40的負(fù)極、第三十八電容C38的負(fù)極、電池BAT2的負(fù)極接地；

由第四十三電容C43、第四十四電容C44、第四十五電容C45、第四十九電容C49、第四十二電容C42、第四十八電容C48、第四十六電容C46、第四十七電容C47、第三十七電阻R37、第三十六電阻R36、第三十八電阻R38、第二二極管D2、第一電感L1及第七芯片U7組成的可控DCDC給GPRS模塊提供可關(guān)斷的電源，控制信號來自MCU的GPS_S通過第三十七電阻R37給到第七芯片U7的第三腳EN控制端口；

電池BAT2的正極連接第四十三電容C43的正極、第四十四電容C44的正極、第四十五電容C45的正極、第七芯片U7的VIN端口，第七芯片U7的EN端口通過第三十七電阻連接MCU，第七芯片U7的SS端口接地；第七芯片U7的第七端口連接第四十二電容C42的第一端，第七芯片U7的SW端口連接第四十二電容C42的第二端、第二二極管D2的負(fù)極、第一電感L1的第一端；第七芯片U7的GS端口、第二二極管D2的正極接地；第一電感L1的第二端連接第四十八電容C48的第一端、第三十六電阻R36的第一端、第四十六電容C46的正極、第四十七電容C47的正極；第七芯片U7的FB端口連接第四十八電容C48的第二端、第三十六電阻R36的第二端、第三十八電阻R38的第一端，第三十八電阻R38的第二端接地；

所述MCU包括第一芯片U1、第一高低頻晶振OSC1、第二高低頻晶振OSC2、掉電監(jiān)測芯片U2、輔助電池BAT1、若干電阻、若干電容；主要提供串口ISP同步串口以及AD采樣，以及電池電壓檢測、斷線檢測、機(jī)械運(yùn)動檢測動作控制能力；其中，第十七電阻R17、第二十一電阻R21、第二十二電阻R22、第二十三電阻R23、第二MOS管M2組成的電路用來采集主電池的電壓情況，用來評估剩余電量；采集結(jié)束后關(guān)斷第二MOS管M2避免電路額外的功耗電流；通過P1口用來調(diào)試以及灌程序；

所述GPRS模塊包括SIM卡電路、通訊電路；SIM卡電路包括第三芯片U3、第二十電容C20、第十六電容C16、第二十一電容C21、第二十三電容C23、第二十四電容C24、第二十五電容C25、第二十六電容C26、第二十二電容C22；

通訊電路包括第五芯片U5、第一二極管D1、第一LED燈LED1、第三十三電容C33、第三十二電容C32、第三十一電容C31、第三十五電容C35、第三十四電容C34、第三十七電容C37、第三十六電容C36、第四十一電容C41、第二十九電容R29、第三十電容R30、第三十一電容R31、第三十二電容R32、第三十三電容R33以及天線ANT1 BT-ANT；主要負(fù)責(zé)MCU和云端的數(shù)據(jù)通訊，必要的時候開啟，通訊完畢關(guān)閉；

第一二極管D1的負(fù)極連接第三十三電容C33的第一端、第三十二電容C32的第一端、第三十一電容C31的第一端、第三十五電容C35的正極、第三十四電容C34的正極、第五芯片U5，第三十三電容C33的第二端、第三十二電容C32的第二端、第三十一電容C31的第二端、第三十五電容C35的負(fù)極、第三十四電容C34的負(fù)極接地；

所述網(wǎng)絡(luò)通訊總線包括第四芯片U4、第十五電阻R15、第十六電阻R16、第十八電阻R18、第二十電阻R20、第十九電阻R19、第二十四電阻R24、第二十八電阻R28、第二十七電容C27、第二十九電容C29、第二十八電容C28、第三十電容C30、第三MOS管M3以及網(wǎng)絡(luò)變壓器B2；主要提供數(shù)據(jù)信號方式的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)低功耗高隔離，提高產(chǎn)品的可靠性和IPI等級；第二十電阻R20充當(dāng)終端設(shè)備電阻，第十八電阻R18、第十九電阻R19是一個可設(shè)置的終端電阻，由配置決定帶負(fù)載電阻還是不帶負(fù)載電阻；

所述震動傳感器包括第九退偶電容C9、第三電阻R3、第二電阻R2以及鋼珠傳感器ST1；第九退偶電容C9的第一端連接第三電阻R3的第一端，鋼珠傳感器ST1的第一端連接第三電阻R3的第二端、第二電阻R2的第二端，鋼珠傳感器ST1的第二端、第九退偶電容C9的第二端接地；主要作用是在產(chǎn)品感知到大的震動以及產(chǎn)品翻轉(zhuǎn)時及時通過中斷喚醒MCU，讓MCU處理告警信號通知云端；

所述干簧管傳感器包括一個微型干簧管k1、第四MOS管M4、第五十退偶電容C50、第三十九電阻R39、第四十電阻R40、第四十一電阻R41；

所述第五十退偶電容C50的第一端連接第四十電阻R40的第一端，第五十退偶電容C50的第二端接地；微型干簧管k1的第二端連接第四十電阻R40的第二端、第三十九電阻R39的第二端，微型干簧管k1的第一端連接第四MOS管M4；第四MOS管M4的柵極連接第四十一電阻R41；

當(dāng)壓力桿臺起，磁鋼運(yùn)動產(chǎn)生一個分合動作，給MCU發(fā)送一個中端喚醒信號，喚醒MCU給遠(yuǎn)程云端發(fā)送告警；第四MOS管M4負(fù)責(zé)管理簧管電路的功耗，由配置選擇，第四十一電阻R41負(fù)責(zé)傳遞MCU的開關(guān)信號到第四MOS管M4；

所述斷線檢測傳感電路包括第一電阻R1、第四電阻R4、第七電阻R7、第八電阻R8、第一電容C1、第一MOS管M1、第一隔離變壓器B1；

第一電容C1的正極連接電源電壓VCC、第一隔離變壓器B1的第一端，第一電容C1的負(fù)極接地；第一隔離變壓器B1的第二端連接第一MOS管M1的漏極；第一MOS管M1的源極連接第七電阻R7、第八電阻R8，第一MOS管M1的柵極連接第一電阻R1、第四電阻R4；

MCU提供固定寬度的脈沖信號給第一MOS管，第一MOS管則有固定的打開時間，脈沖電流經(jīng)過互偶得第一隔離變壓器B1產(chǎn)生一個變化的電流斜率信號，第一隔離變壓器B1的次級BT1、BT2分別呈現(xiàn)短路開路狀態(tài)時，初級的電流斜率會發(fā)生大范圍改變，用ADC固定延時采集到的信號也會發(fā)生很大的區(qū)別，以此判斷安全線是否斷裂，是否需要向遠(yuǎn)程云端遞交告警判斷；使用本電路的好處是隔離，和被檢測部份沒有直接接觸，對于可靠性有非常大的提升；

所述雙螺旋彈簧壓力傳遞桿包括同軸套嵌的桿狀結(jié)構(gòu)，桿子一段安裝一個塑料小球方便滑動，另一側(cè)用PVC融合一環(huán)形磁鋼，并且通過彈簧支撐在安裝腔體，當(dāng)壓力桿沒有壓力磁鋼被彈力彈離底座，干簧管失磁分離，反之干簧管吸合；雙螺旋彈簧壓力傳遞桿和塑料外殼套一橡膠護(hù)套，防止灰塵雜物進(jìn)入卡死活動間隙。

一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的地下智能管網(wǎng)信息系統(tǒng)，所述信息系統(tǒng)包括：電源及電源管理電路、MCU、GPRS模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊總線、震動傳感器、干簧管傳感器、斷線檢測傳感電路、雙螺旋彈簧壓力傳遞桿；

所述MCU分別連接GPRS模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊總線、震動傳感器、干簧管傳感器、斷線檢測傳感電路，雙螺旋彈簧壓力傳遞桿連接干簧管傳感器；電源及電源管理電路為信息系統(tǒng)提供電源。

當(dāng)震動傳感器、斷線檢測傳感電路檢測到狀態(tài)發(fā)生改變時，以及雙螺旋彈簧壓力傳遞桿跳動導(dǎo)致干簧管傳感器發(fā)生變化，MCU把告警編碼通過GPRS模塊發(fā)送到遠(yuǎn)端大數(shù)據(jù)平臺，MCU每間隔設(shè)定時間自動對電池電壓檢測，并評估剩余電量，如果電量充足，那在發(fā)送周期間隔喚醒時間發(fā)送當(dāng)前電量，否則及時開啟GPRS模塊告知大數(shù)據(jù)平臺需要更換；當(dāng)周期喚醒時間到達(dá)，系統(tǒng)首先檢查是否有短信指令，如果有首先處理，其次主動連接到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)平臺，如數(shù)據(jù)平臺有指令執(zhí)行指令，沒有就遞交周期報告；如果節(jié)點帶有傳感器網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點自動搜集當(dāng)前時刻的傳感器數(shù)據(jù)主動返回報告；讀取傳感器數(shù)據(jù)由云端提供參考時間基準(zhǔn)以及獲取時間設(shè)置來達(dá)到準(zhǔn)同步采集的方式采集。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述電源及電源管理電路包含電池、穩(wěn)壓器LDO以及可控制的電源開關(guān)；其中，電池BAT2是系統(tǒng)主要工作電源，第三十九電容C39、第四十電容C40、第三十八電容C38和第六芯片U6構(gòu)成的電源電路給MCU提供不間斷的供電；

電池BAT2的正極VCC連接第六芯片U6的輸入端口、第三十九電容C39的正極、第四十電容C40的正極，第六芯片U6的輸入端口連接第三十八電容C38的正極，第三十九電容C39的負(fù)極、第四十電容C40的負(fù)極、第三十八電容C38的負(fù)極、電池BAT2的負(fù)極接地；

由第四十三電容C43、第四十四電容C44、第四十五電容C45、第四十九電容C49、第四十二電容C42、第四十八電容C48、第四十六電容C46、第四十七電容C47、第三十七電阻R37、第三十六電阻R36、第三十八電阻R38、第二二極管D2、第一電感L1及第七芯片U7組成的可控DCDC給GPRS模塊提供可關(guān)斷的電源，控制信號來自MCU的GPS_S通過第三十七電阻R37給到第七芯片U7的第三腳EN控制端口；

電池BAT2的正極連接第四十三電容C43的正極、第四十四電容C44的正極、第四十五電容C45的正極、第七芯片U7的VIN端口，第七芯片U7的EN端口通過第三十七電阻連接MCU，第七芯片U7的SS端口接地；第七芯片U7的第七端口連接第四十二電容C42的第一端，第七芯片U7的SW端口連接第四十二電容C42的第二端、第二二極管D2的負(fù)極、第一電感L1的第一端；第七芯片U7的GS端口、第二二極管D2的正極接地；第一電感L1的第二端連接第四十八電容C48的第一端、第三十六電阻R36的第一端、第四十六電容C46的正極、第四十七電容C47的正極；第七芯片U7的FB端口連接第四十八電容C48的第二端、第三十六電阻R36的第二端、第三十八電阻R38的第一端，第三十八電阻R38的第二端接地。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述MCU包括第一芯片U1、第一高低頻晶振OSC1、第二高低頻晶振OSC2、掉電監(jiān)測芯片U2、輔助電池BAT1、若干電阻、若干電容；主要提供串口ISP同步串口以及AD采樣，以及電池電壓檢測、斷線檢測、機(jī)械運(yùn)動檢測動作控制能力；其中，第十七電阻R17、第二十一電阻R21、第二十二電阻R22、第二十三電阻R23、第二MOS管M2組成的電路用來采集主電池的電壓情況，用來評估剩余電量；采集結(jié)束后關(guān)斷第二MOS管M2避免電路額外的功耗電流；通過P1口用來調(diào)試以及灌程序。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述GPRS模塊包括SIM卡電路、通訊電路；SIM卡電路包括第三芯片U3、第二十電容C20、第十六電容C16、第二十一電容C21、第二十三電容C23、第二十四電容C24、第二十五電容C25、第二十六電容C26、第二十二電容C22；

通訊電路包括第五芯片U5、第一二極管D1、第一LED燈LED1、第三十三電容C33、第三十二電容C32、第三十一電容C31、第三十五電容C35、第三十四電容C34、第三十七電容C37、第三十六電容C36、第四十一電容C41、第二十九電容R29、第三十電容R30、第三十一電容R31、第三十二電容R32、第三十三電容R33以及天線ANT1 BT-ANT；主要負(fù)責(zé)MCU和云端的數(shù)據(jù)通訊，必要的時候開啟，通訊完畢關(guān)閉；

第一二極管D1的負(fù)極連接第三十三電容C33的第一端、第三十二電容C32的第一端、第三十一電容C31的第一端、第三十五電容C35的正極、第三十四電容C34的正極、第五芯片U5，第三十三電容C33的第二端、第三十二電容C32的第二端、第三十一電容C31的第二端、第三十五電容C35的負(fù)極、第三十四電容C34的負(fù)極接地。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述網(wǎng)絡(luò)通訊總線包括第四芯片U4、第十五電阻R15、第十六電阻R16、第十八電阻R18、第二十電阻R20、第十九電阻R19、第二十四電阻R24、第二十八電阻R28、第二十七電容C27、第二十九電容C29、第二十八電容C28、第三十電容C30、第三MOS管M3以及網(wǎng)絡(luò)變壓器B2；主要提供數(shù)據(jù)信號方式的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)低功耗高隔離，提高產(chǎn)品的可靠性和IPI等級；第二十電阻R20充當(dāng)終端設(shè)備電阻，第十八電阻R18、第十九電阻R19是一個可設(shè)置的終端電阻，由配置決定帶負(fù)載電阻還是不帶負(fù)載電阻。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述震動傳感器包括第九退偶電容C9、第三電阻R3、第二電阻R2以及鋼珠傳感器ST1；第九退偶電容C9的第一端連接第三電阻R3的第一端，鋼珠傳感器ST1的第一端連接第三電阻R3的第二端、第二電阻R2的第二端，鋼珠傳感器ST1的第二端、第九退偶電容C9的第二端接地；主要作用是在產(chǎn)品感知到大的震動以及產(chǎn)品翻轉(zhuǎn)時及時通過中斷喚醒MCU，讓MCU處理告警信號通知云端。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述干簧管傳感器包括一個微型干簧管k1、第四MOS管M4、第五十退偶電容C50、第三十九電阻R39、第四十電阻R40、第四十一電阻R41；

所述第五十退偶電容C50的第一端連接第四十電阻R40的第一端，第五十退偶電容C50的第二端接地；微型干簧管k1的第二端連接第四十電阻R40的第二端、第三十九電阻R39的第二端，微型干簧管k1的第一端連接第四MOS管M4；第四MOS管M4的柵極連接第四十一電阻R41；

當(dāng)壓力桿臺起，磁鋼運(yùn)動產(chǎn)生一個分合動作，給MCU發(fā)送一個中端喚醒信號，喚醒MCU給遠(yuǎn)程云端發(fā)送告警；第四MOS管M4負(fù)責(zé)管理簧管電路的功耗，由配置選擇，第四十一電阻R41負(fù)責(zé)傳遞MCU的開關(guān)信號到第四MOS管M4。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述斷線檢測傳感電路包括第一電阻R1、第四電阻R4、第七電阻R7、第八電阻R8、第一電容C1、第一MOS管M1、第一隔離變壓器B1；

第一電容C1的正極連接電源電壓VCC、第一隔離變壓器B1的第一端，第一電容C1的負(fù)極接地；第一隔離變壓器B1的第二端連接第一MOS管M1的漏極；第一MOS管M1的源極連接第七電阻R7、第八電阻R8，第一MOS管M1的柵極連接第一電阻R1、第四電阻R4；

MCU提供固定寬度的脈沖信號給第一MOS管，第一MOS管則有固定的打開時間，脈沖電流經(jīng)過互偶得第一隔離變壓器B1產(chǎn)生一個變化的電流斜率信號，第一隔離變壓器B1的次級BT1、BT2分別呈現(xiàn)短路開路狀態(tài)時，初級的電流斜率會發(fā)生大范圍改變，用ADC固定延時采集到的信號也會發(fā)生很大的區(qū)別，以此判斷安全線是否斷裂，是否需要向遠(yuǎn)程云端遞交告警判斷；使用本電路的好處是隔離，和被檢測部份沒有直接接觸，對于可靠性有非常大的提升。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述雙螺旋彈簧壓力傳遞桿包括同軸套嵌的桿狀結(jié)構(gòu)，桿子一段安裝一個塑料小球方便滑動，另一側(cè)用PVC融合一環(huán)形磁鋼，并且通過彈簧支撐在安裝腔體，當(dāng)壓力桿沒有壓力磁鋼被彈力彈離底座，干簧管失磁分離，反之干簧管吸合；雙螺旋彈簧壓力傳遞桿和塑料外殼套一橡膠護(hù)套，防止灰塵雜物進(jìn)入卡死活動間隙。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提出的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的地下智能管網(wǎng)信息系統(tǒng)，可實現(xiàn)各節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸，并且能夠可靠的連接附近的傳感器小網(wǎng)絡(luò)，常規(guī)的傳感器可以方便組網(wǎng)，并通過節(jié)點和遠(yuǎn)程大數(shù)據(jù)平臺對接，同時節(jié)點可以自帶傳感器實現(xiàn)移動報警，斷線報警等輔助功能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的地下智能管網(wǎng)信息系統(tǒng)的組成示意圖。

圖2為電源及電源管理電路的電路示意圖。

圖3為MUC部分的電路示意圖。

圖4為GPRS模塊的電路示意圖。

圖5為網(wǎng)絡(luò)通訊總線的電路示意圖。

圖6為震動傳感器的電路示意圖。

圖7為干簧管傳感器的電路示意圖。

圖8為斷線檢測傳感的電路示意圖。

圖9為雙螺旋彈簧壓力傳遞桿的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10為雙螺旋彈簧壓力傳遞桿的俯視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。

實施例一

請參閱圖1，本發(fā)明揭示了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的地下智能管網(wǎng)信息系統(tǒng)，所述信息系統(tǒng)包括：電源及電源管理電路1、MCU 2、GPRS模塊3、網(wǎng)絡(luò)通訊總線4、震動傳感器5、干簧管傳感器6、斷線檢測傳感電路7、雙螺旋彈簧壓力傳遞桿8，整個系統(tǒng)密閉在塑料容器中。

所述MCU 2分別連接GPRS模塊3、網(wǎng)絡(luò)通訊總線4、震動傳感器5、干簧管傳感器6、斷線檢測傳感電路7，雙螺旋彈簧壓力傳遞桿8連接干簧管傳感器6；電源及電源管理電路1為信息系統(tǒng)提供電源。

網(wǎng)絡(luò)通訊總線通過隔離變壓器通訊；網(wǎng)絡(luò)通訊總線提供對外局部組網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，并且網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點傳感器可以通過智能管網(wǎng)節(jié)點的GPRS模塊和遠(yuǎn)程大數(shù)據(jù)平臺交換數(shù)據(jù)。

斷線檢測傳感電路通過隔離變壓器檢測外部檢測線導(dǎo)通與開路。智能管網(wǎng)節(jié)點帶一個震動傳感器的結(jié)構(gòu)，并且可以用來實現(xiàn)的震動探測以及智能管網(wǎng)節(jié)點安裝方向改變時提主動發(fā)送給遠(yuǎn)程大數(shù)據(jù)平臺告警信息。

智能管網(wǎng)節(jié)點的壓力探測桿使用了同軸雙螺旋彈簧加PVC的結(jié)構(gòu)，并且一頭帶一球形結(jié)構(gòu)，同時另一端又有彈簧和磁鋼的形體結(jié)構(gòu)。

智能管網(wǎng)節(jié)點的壓力探測桿下有一個干簧管傳感器，通過壓力探測桿位置變化，導(dǎo)致磁鋼位置變化影響干簧管傳感器吸合分離來檢測到壓力探測桿發(fā)生位置變化。

當(dāng)震動傳感器、斷線檢測傳感電路檢測到狀態(tài)發(fā)生改變時，以及雙螺旋彈簧壓力傳遞桿跳動導(dǎo)致干簧管傳感器發(fā)生變化，MCU把告警編碼通過GPRS模塊發(fā)送到遠(yuǎn)端大數(shù)據(jù)平臺，MCU每小時自動對電池電壓檢測，并評估剩余電量，如果電量充足，那在發(fā)送周期間隔喚醒時間發(fā)送當(dāng)前電量，否則及時開啟GPRS模塊告知大數(shù)據(jù)平臺需要更換；當(dāng)周期喚醒時間到達(dá)，系統(tǒng)首先檢查是否有短信指令，如果有首先處理，其次主動連接到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)平臺，如數(shù)據(jù)平臺有指令執(zhí)行指令，沒有就遞交周期報告；如果節(jié)點帶有傳感器網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點自動搜集當(dāng)前時刻的傳感器數(shù)據(jù)主動返回報告；讀取傳感器數(shù)據(jù)可以由云端提供參考時間基準(zhǔn)以及獲取時間設(shè)置來達(dá)到準(zhǔn)同步采集的方式采集。

請參閱圖2，電源及電源管理電路1包含電池BAT2、穩(wěn)壓器LDO(包括第六芯片U6)以及可控制的電源開關(guān)(包括第七芯片U7)；其中，電池BAT2是系統(tǒng)主要工作電源，第三十九電容C39、第四十電容C40、第三十八電容C38和第六芯片U6構(gòu)成的電源電路給MCU提供不間斷的供電；

電池BAT2的正極VCC連接第六芯片U6的輸入端口、第三十九電容C39的正極、第四十電容C40的正極，第六芯片U6的輸入端口連接第三十八電容C38的正極，第三十九電容C39的負(fù)極、第四十電容C40的負(fù)極、第三十八電容C38的負(fù)極、電池BAT2的負(fù)極接地；

由第四十三電容C43、第四十四電容C44、第四十五電容C45、第四十九電容C49、第四十二電容C42、第四十八電容C48、第四十六電容C46、第四十七電容C47、第三十七電阻R37、第三十六電阻R36、第三十八電阻R38、第二二極管D2、第一電感L1及第七芯片U7組成的可控DCDC給GPRS模塊提供可關(guān)斷的電源，控制信號來自MCU的GPS_S通過第三十七電阻R37給到第七芯片U7的第三腳EN控制端口；

電池BAT2的正極連接第四十三電容C43的正極、第四十四電容C44的正極、第四十五電容C45的正極、第七芯片U7的VIN端口，第七芯片U7的EN端口通過第三十七電阻連接MCU，第七芯片U7的SS端口接地；第七芯片U7的第七端口連接第四十二電容C42的第一端，第七芯片U7的SW端口連接第四十二電容C42的第二端、第二二極管D2的負(fù)極、第一電感L1的第一端；第七芯片U7的GS端口、第二二極管D2的正極接地；第一電感L1的第二端連接第四十八電容C48的第一端、第三十六電阻R36的第一端、第四十六電容C46的正極、第四十七電容C47的正極；第七芯片U7的FB端口連接第四十八電容C48的第二端、第三十六電阻R36的第二端、第三十八電阻R38的第一端，第三十八電阻R38的第二端接地；

請參閱圖3，所述MCU 2包括第一芯片U1、第一高低頻晶振OSC1、第二高低頻晶振OSC2、掉電監(jiān)測芯片U2、輔助電池BAT1、若干電阻、若干電容；主要提供串口ISP同步串口以及AD采樣和其他動作控制能力(包括電池電壓檢測、斷線檢測、機(jī)械運(yùn)動檢測等)；其中，第十七電阻R17、第二十一電阻R21、第二十二電阻R22、第二十三電阻R23、第二MOS管M2組成的電路用來采集主電池的電壓情況，用來評估剩余電量；采集結(jié)束后關(guān)斷第二MOS管M2避免電路額外的功耗電流；通過P1口用來調(diào)試以及灌程序(如圖3所示)。

請參閱圖4，所述GPRS模塊3包括SIM卡電路、通訊電路；SIM卡電路包括第三芯片U3、第二十電容C20、第十六電容C16、第二十一電容C21、第二十三電容C23、第二十四電容C24、第二十五電容C25、第二十六電容C26、第二十二電容C22；

通訊電路包括第五芯片U5、第一二極管D1、第一LED燈LED1、第三十三電容C33、第三十二電容C32、第三十一電容C31、第三十五電容C35、第三十四電容C34、第三十七電容C37、第三十六電容C36、第四十一電容C41、第二十九電容R29、第三十電容R30、第三十一電容R31、第三十二電容R32、第三十三電容R33以及天線ANT1 BT-ANT；主要負(fù)責(zé)MCU和云端的數(shù)據(jù)通訊，必要的時候開啟，通訊完畢關(guān)閉；

第一二極管D1的負(fù)極連接第三十三電容C33的第一端、第三十二電容C32的第一端、第三十一電容C31的第一端、第三十五電容C35的正極、第三十四電容C34的正極、第五芯片U5，第三十三電容C33的第二端、第三十二電容C32的第二端、第三十一電容C31的第二端、第三十五電容C35的負(fù)極、第三十四電容C34的負(fù)極接地；

請參閱圖5，所述網(wǎng)絡(luò)通訊總線4包括第四芯片U4、第十五電阻R15、第十六電阻R16、第十八電阻R18、第二十電阻R20、第十九電阻R19、第二十四電阻R24、第二十八電阻R28、第二十七電容C27、第二十九電容C29、第二十八電容C28、第三十電容C30、第三MOS管M3以及網(wǎng)絡(luò)變壓器B2；主要提供數(shù)據(jù)信號方式的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)低功耗高隔離，提高產(chǎn)品的可靠性和IPI等級；第二十電阻R20充當(dāng)終端設(shè)備電阻，第十八電阻R18、第十九電阻R19是一個可設(shè)置的終端電阻，由配置決定帶負(fù)載電阻還是不帶負(fù)載電阻；

請參閱圖6，所述震動傳感器5包括第九退偶電容C9、第三電阻R3、第二電阻R2以及鋼珠傳感器ST1；第九退偶電容C9的第一端連接第三電阻R3的第一端，鋼珠傳感器ST1的第一端連接第三電阻R3的第二端、第二電阻R2的第二端，鋼珠傳感器ST1的第二端、第九退偶電容C9的第二端接地；主要作用是在產(chǎn)品感知到大的震動以及產(chǎn)品翻轉(zhuǎn)時及時通過中斷喚醒MCU，讓MCU處理告警信號通知云端；

請參閱圖7，所述干簧管傳感器6包括一個微型干簧管k1、第四MOS管M4、第五十退偶電容C50、第三十九電阻R39、第四十電阻R40、第四十一電阻R41；

所述第五十退偶電容C50的第一端連接第四十電阻R40的第一端，第五十退偶電容C50的第二端接地；微型干簧管k1的第二端連接第四十電阻R40的第二端、第三十九電阻R39的第二端，微型干簧管k1的第一端連接第四MOS管M4；第四MOS管M4的柵極連接第四十一電阻R41；

當(dāng)壓力桿臺起，磁鋼運(yùn)動產(chǎn)生一個分合動作，給MCU發(fā)送一個中端喚醒信號，喚醒MCU給遠(yuǎn)程云端發(fā)送告警；第四MOS管M4負(fù)責(zé)管理簧管電路的功耗，由配置選擇，第四十一電阻R41負(fù)責(zé)傳遞MCU的開關(guān)信號到第四MOS管M4；

請參閱圖8，所述斷線檢測傳感電路7包括第一電阻R1、第四電阻R4、第七電阻R7、第八電阻R8、第一電容C1、第一MOS管M1、第一隔離變壓器B1；

第一電容C1的正極連接電源電壓VCC、第一隔離變壓器B1的第一端，第一電容C1的負(fù)極接地；第一隔離變壓器B1的第二端連接第一MOS管M1的漏極；第一MOS管M1的源極連接第七電阻R7、第八電阻R8，第一MOS管M1的柵極連接第一電阻R1、第四電阻R4；

MCU提供固定寬度的脈沖信號給第一MOS管，第一MOS管則有固定的打開時間，脈沖電流經(jīng)過互偶得第一隔離變壓器B1產(chǎn)生一個變化的電流斜率信號，第一隔離變壓器B1的次級BT1、BT2分別呈現(xiàn)短路開路狀態(tài)時，初級的電流斜率會發(fā)生大范圍改變，用ADC固定延時采集到的信號也會發(fā)生很大的區(qū)別，以此判斷安全線是否斷裂，是否需要向遠(yuǎn)程云端遞交告警判斷；使用本電路的好處是隔離，和被檢測部份沒有直接接觸，對于可靠性有非常大的提升；

請參閱圖9、圖10，所述雙螺旋彈簧壓力傳遞桿8包括同軸套嵌的桿狀結(jié)構(gòu)，桿子一段安裝一個塑料小球81方便滑動，另一側(cè)用PVC融合一環(huán)形壓力磁鋼84，并且通過支撐彈簧86支撐在安裝腔體，當(dāng)壓力桿82沒有環(huán)形壓力磁鋼84被彈力彈離底座，干簧管87失磁分離，反之干簧管87吸合(干簧管87靠近內(nèi)腔88設(shè)置)；雙螺旋彈簧壓力傳遞桿8的壓力桿82(彈簧桿)和塑料外殼套85一橡膠護(hù)套83，防止灰塵雜物進(jìn)入卡死活動間隙。如圖10所示，在雙螺旋彈簧壓力傳遞桿包括左螺旋彈簧桿89、右螺旋彈簧桿90。

實施例二

一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的地下智能管網(wǎng)信息系統(tǒng)，所述信息系統(tǒng)包括：電源及電源管理電路、MCU、GPRS模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊總線、震動傳感器、干簧管傳感器、斷線檢測傳感電路、雙螺旋彈簧壓力傳遞桿，整個系統(tǒng)密閉在塑料容器中；

所述MCU分別連接GPRS模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊總線、震動傳感器、干簧管傳感器、斷線檢測傳感電路，雙螺旋彈簧壓力傳遞桿連接干簧管傳感器；電源及電源管理電路為信息系統(tǒng)提供電源。

當(dāng)震動傳感器、斷線檢測傳感電路檢測到狀態(tài)發(fā)生改變時，以及雙螺旋彈簧壓力傳遞桿跳動導(dǎo)致干簧管傳感器發(fā)生變化，MCU把告警編碼通過GPRS模塊發(fā)送到遠(yuǎn)端大數(shù)據(jù)平臺，MCU每間隔設(shè)定時間自動對電池電壓檢測，并評估剩余電量，如果電量充足，那在發(fā)送周期間隔喚醒時間發(fā)送當(dāng)前電量，否則及時開啟GPRS模塊告知大數(shù)據(jù)平臺需要更換；當(dāng)周期喚醒時間到達(dá)，系統(tǒng)首先檢查是否有短信指令，如果有首先處理，其次主動連接到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)平臺，如數(shù)據(jù)平臺有指令執(zhí)行指令，沒有就遞交周期報告；如果節(jié)點帶有傳感器網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點自動搜集當(dāng)前時刻的傳感器數(shù)據(jù)主動返回報告；讀取傳感器數(shù)據(jù)由云端提供參考時間基準(zhǔn)以及獲取時間設(shè)置來達(dá)到準(zhǔn)同步采集的方式采集。

實施例三

請參閱圖1,基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的地下智能管網(wǎng)信息系統(tǒng)包括：電源及電源管理電路1、MCU 2、GPRS模塊3、網(wǎng)絡(luò)通訊總線4、震動傳感器5、干簧管傳感器6、斷線檢測傳感電路7、雙螺旋彈簧壓力傳遞桿8，組成的一個完整系統(tǒng)，整個系統(tǒng)密閉在塑料容器中。當(dāng)震動傳感器5、斷線檢測傳感電路7檢測到狀態(tài)發(fā)生改變的時候，以及雙螺旋彈簧壓力傳遞桿8跳動導(dǎo)致干簧管傳感器6發(fā)生變化，MCU把告警編碼通過GPRS模塊發(fā)送到遠(yuǎn)端大數(shù)據(jù)平臺，模塊每小時自動對電池電壓檢測，并評估剩余電量，如果電量充足，那在發(fā)送周期間隔喚醒時間發(fā)送當(dāng)前電量，否則及時開啟GPRS模塊告知大數(shù)據(jù)平臺需要更換。當(dāng)周期喚醒時間到達(dá)，系統(tǒng)首先檢查是否有短信指令，如果有首先處理，其次主動連接到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)平臺，如數(shù)據(jù)平臺有指令執(zhí)行指令，沒有就遞交周期報告。如果節(jié)點帶有傳感器網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點自動搜集當(dāng)前時刻的傳感器數(shù)據(jù)主動返回報告。讀取傳感器數(shù)據(jù)可以由云端提供參考時間基準(zhǔn)以及獲取時間設(shè)置來達(dá)到準(zhǔn)同步采集的方式采集。

請參閱圖2，電源及電源管理電路1包含了電池、LDO以及可以控制的電源開關(guān)。其中電池BAT2是系統(tǒng)主要工作電源,電容C39 C40 C38和U6構(gòu)成的電源電路給MCU提供不間斷的供電。由電容C43 C44 C45 C49 C42 C48 C46 C47電阻R37 R36 R38二極管D2電感L1及U7組成的可控DCDC給GPRS模塊提供可關(guān)斷的電原，控制信號來自MCU的GPS_S通過R37給到U7的3腳EN控制端口。

請參閱圖3，所述MCU 2由圖3的U1以及高低頻晶振OSC1 OSC2掉電監(jiān)測U2輔助電池BAT1以及其他若干電阻電容等附件組成，主要提供串口ISP同步串口以及AD采樣和其他動作控制能力。其中R17 R21 R22 R23 M2組成的電路用來采集主電池的電壓情況，用來評估剩余電量。采集結(jié)束后關(guān)斷M2避免電路額外的功耗電流。P1口用來調(diào)試以及灌程序。

請參閱圖4，所述GPRS模塊3由C20、C16、C21、C23、C24、C25、C26、C22、U3組成的SIM卡電路以及由D1 LED1 C33 C32 C31 C35 C34 C37 C36 C41 R29 R30 R31 R32 R33以及天線ANT1 BT-ANT和模塊本身U5組成。主要負(fù)責(zé)MCU和云端的數(shù)據(jù)通訊，必要的時候開啟，通訊完畢關(guān)閉。

請參閱圖5，所述網(wǎng)絡(luò)通訊總線4由芯片U4、電阻R15、R16、R18、R20、R19、R24、R28、電容C27、C29、C28、C30、MOS管M3以及網(wǎng)絡(luò)變壓器B2組成。主要提供數(shù)據(jù)信號方式的轉(zhuǎn)換，主要特點是低功耗高隔離，可以提高產(chǎn)品的可靠性和IPI等級。R20充當(dāng)了終端設(shè)備電阻，R18R19是一個可設(shè)置的終端電阻，可以由配置決定帶負(fù)載電阻還是不帶負(fù)載電阻。

請參閱圖6，所述震動傳感器5由退偶電容C9、電阻R3、R2以及鋼珠傳感器ST1組成，主要作用是在產(chǎn)品感知到大的震動以及產(chǎn)品翻轉(zhuǎn)時及時通過中斷喚醒MCU，讓MCU處理告警信號通知云端。

請參閱圖7，所述干簧管傳感器6由一個微型干簧管、退偶電容C50以及電阻R39、R40組成，當(dāng)壓力桿臺起，磁鋼運(yùn)動產(chǎn)生一個分合動作，給MCU發(fā)送一個中端喚醒信號，喚醒MCU給遠(yuǎn)程云端發(fā)送告警。M1負(fù)責(zé)管理簧管電路的功耗，由配置選擇，R41負(fù)責(zé)傳遞MCU的開關(guān)信號到M1。

請參閱圖8，所述斷線檢測傳感電路7由電阻R1、R4、R7、R8、電容C1、MOS管M1、隔離變壓器B1組成，MCU提供固定寬度的脈沖信號給M1，M1則有固定的打開時間，脈沖電流經(jīng)過互偶得B1產(chǎn)生一個變化的電流斜率信號，B1的次級BT1 BT2分別呈現(xiàn)短路開路狀態(tài)時，初級的電流斜率會發(fā)生大范圍改變，用ADC固定延時采集到的信號也會發(fā)生很大的區(qū)別，以此判斷安全線是否斷裂，是否需要向遠(yuǎn)程云端遞交告警判斷。使用本電路的好處是隔離，和被檢測部份沒有直接接觸，對于可靠性有非常大的提升。

請參閱圖9、圖10，所述雙螺旋彈簧壓力傳遞桿8有同軸套嵌的桿狀結(jié)構(gòu)組成，桿子一段安裝一個塑料小球方便滑動，另一側(cè)用PVC融合一環(huán)形磁鋼，并且通過彈簧支撐在安裝腔體，當(dāng)壓力桿沒有壓力磁鋼被彈力彈離底座，干簧管失磁分離，反之干簧管吸合。雙螺旋彈簧壓力傳遞桿和塑料外殼套一橡膠護(hù)套，防止灰塵雜物進(jìn)入卡死活動間隙。

綜上所述，本發(fā)明提出的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的地下智能管網(wǎng)信息系統(tǒng)，可實現(xiàn)各節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸，并且能夠可靠的連接附近的傳感器小網(wǎng)絡(luò)，常規(guī)的傳感器可以方便組網(wǎng)，并通過節(jié)點和遠(yuǎn)程大數(shù)據(jù)平臺對接，同時節(jié)點可以自帶傳感器實現(xiàn)移動報警，斷線報警等輔助功能。

這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實施例中。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來實現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實施例進(jìn)行其它變形和改變。