[发明专利]基于非线性磁传感器的井盖在位监测系统及其方法

说明书

本发明公开了一种基于非线性磁传感器的井盖在位监测系统，主要包括磁铁线圈、井盖监控器、云平台；所述磁铁线圈均匀分布于井盖底面；所述井盖监控器主要包括主控制器、与主控制器输入端连接的磁传感器、与主控制器输出端连接的蜂窝通信模块；所述云平台与蜂窝通信模块通信连接。还公开了一种基于非线性磁传感器的井盖在位监测方法。本发明设计适用于各种井盖的综合性传感器监控装置，不易影响作业的同时安装方便，利用非线性变化的磁传感器，采用云平台进行实时监控，通过数据的变化对点位画像并结合监测在位的算法，可靠性高，可以大大降低井盖监测监控的运维及使用成本。

技术领域

本发明涉及井盖监控领域，特别是涉及一种基于非线性磁传感器的井盖在位监测系统及其方法。

背景技术

随着城市智能化的推进，国内各种架空的电缆光缆都得到了很好的整治，地下管廊和地下井盖被大量使用。由此也带来了很多的问题，井盖移位、被偷甚至部分破坏等等，直接或者间接地造成了人员伤亡、财产被盗或者破坏等情况的发生。

因此，设计一种适用于井盖在位监测的方案成为迫切的需求，而现在的在位监测更多的是采用行程开关或者点位门磁的方式进行，这些设计都造成工作人员进出井盖的时候会影响到进出，刮擦到身体；有的在井盖底下安装传感器，在开盖并拖动的时候也会受影响甚至容易脱落或者压坏。工人在施工和维护时，拖拉动作是比较粗放的，采用贴装井盖监测终端，很容易在拖拽过程中出现脱落或损坏的问题。

井盖数量和应用行业巨大，设计适用于各种井盖的综合性传感器监控装置，而且不易影响作业、安装方便尤为关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于非线性磁传感器的井盖在位监测系统及其方法，利用非线性变化的磁传感器采用云平台进行实时井盖在位监控，可靠性高。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于非线性磁传感器的井盖在位监测系统，主要包括磁铁线圈、井盖监控器、云平台；

所述磁铁线圈均匀分布于井盖底面；

所述井盖监控器主要包括主控制器、与主控制器输入端连接的磁传感器、与主控制器输出端连接的蜂窝通信模块；

所述云平台与蜂窝通信模块通信连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述井盖监控器采用壁装网络监控器，安装在靠近井盖的井壁上。

进一步的，所述磁传感器采用非线性磁性传感器。

在本发明一个较佳实施例中，所述磁铁线圈安装在靠近井盖监控器的井盖边缘。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种基于非线性磁传感器的井盖在位监测系统的监测方法，包括以下步骤：

首先，发射端通过井盖监控器的主控制器控制磁铁线圈产生磁场，在周边形成特定不变的非线性磁场和磁通量，发射特定编码的电磁信号；

其次，接收端通过井盖监控器的主控制器控制磁传感器实时采集地磁强度，接收磁场变化信息，再进行解码处理；

最后，解码的信息通过井盖监控器的蜂窝通信模块上传到云平台，根据磁感应强度的检测数值进行距离测量换算和阈值判断，进而判断井盖是否在位。

在本发明一个较佳实施例中，井盖磁场变化参数的具体计算方法为：

假设所述井盖监控器采用三轴磁传感器，z轴沿地球轴线方向为正方向、x轴指向磁道基准方向、y轴方向符合右手法则；三轴磁传感器测量x轴、y轴、z轴方向的加速度大小分别为gx、gy、gz，三轴磁传感器角度的测量数据分别为θx、θy、θz；X轴方向的加速度gx与水平线的夹角为α1，与重力加速度g的夹角为α，Y轴方向的加速度gy与水平线的夹角为β1，与重力加速度g的夹角为β，Z轴方向的加速度gz与水平线的夹角为γ1，与重力加速度g的夹角为γ；则