CN104240417A - 一种基于无源无线物联网的消防栓防盗水报警装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于无源无线物联网的消防栓防盗水报警装置，包括发电机；所述发电机一端安装在管道壳体内，且所述发电机的旋转轴上连接有叶轮；所述发电机连接有电源管理线路板、微控制器和GPRS模块；所述GPRS模块端还连接有射频天线；所述发电机、电源管理线路板、微控制器、GPRS模块和射频天线设计成一个相互连接的总成，安装于同一个保护罩内；本发明通过采集消防栓被打开后形成的电动势，通过GPRS模块发送到internet网上，供水公司、公安消防部门可以通过基于internet网的动态网页监控界面监控到整个地区的消防栓的报警信息，以及消防水被盗用的流量，并据上述信息及时查处盗取消防栓水的人员，对他们进行处罚和教育，形成对消防栓的及时管理和维护。
Description
技术领域
本发明涉及一种防盗装置，特别是一种基于无源无线物联网的消防栓防盗水报警装置。
背景技术
由于消防用水是不计费的公益性设施，造成三个不良后果：第一，消防用水的无序使用；第二，不花钱的水，用起来毫不珍惜；第三，给消防栓造成损坏，导致发生火灾时消防用水困难，延误救火的时机，酿成大祸；受到人力和物力的限制，供水公司无法进行有效地巡查和管理，为消除消防栓的取水隐患，有些供水企业为消防栓装上特制的端盖，需要特殊的扳手才能打开，这在火灾发生时候容易延误救火的时机，某种程度上是一种因噎废食的方法；现代的物联网技术为供水公司对消防栓盗水的报警和监控提供了新的可行的技术选项，梅武军发表在《电子产品世界》2012年第2期的《基于物联网的城市智能消防栓监控系统设计》一文中提出了采用行程开关传感器检查消防栓阀门开度状态进行报警的方法，但是这种方法受到电源供电能力的限制，采用公用电网供电，要增加铺设电线成本，采用电池供电又都要定期更换电池，采用太阳能或者风能再生能源供电，不仅成本大，而且易受到破坏。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明的目的是：提出了一种能够在消防栓被盗用打开后进行自动报警的基于无源无线物联网的消防栓防盗水报警装置。
本发明的技术解决方案是这样实现的：一种基于无源无线物联网的消防栓防盗水报警装置，包括发电机；所述发电机一端安装在管道壳体内，且所述发电机的旋转轴上连接有叶轮；所述发电机连接有电源管理线路板、微控制器和GPRS模块；所述GPRS模块端还连接有射频天线；所述发电机、电源管理线路板、微控制器、GPRS模块和射频天线设计成一个相互连接的总成，安装于同一个保护罩内；使用时，通过采集消防栓被打开后，形成的水流推动发电机的叶轮旋转，叶轮带动发电机的转子在定子的磁场中做旋转运动产生电动势，该电动势不仅反映了水流的速度，而且能为GPRS模块供电，低功耗的微控制器采集发电机的输出电压，估计消防栓被打开的阀门开度，同时计时，从而得到损失的消防水的流量的估计值，并将该估计值和本消防栓的地址编号信息一起打包为一个数据帧，通过GPRS模块发送到internet网上，供水公司、公安消防部门可以通过基于internet网的动态网页监控界面监控到整个地区的消防栓的报警信息，以及消防水被盗用的流量。
优选的，所述保护罩采用金属材质制成，且底部开设有圆孔，以便射频天线露出。
优选的，所述保护罩采用非金属材质制成。
优选的，所述发电机为微型直流永磁发电机。
优选的，所述电源管理线路板上的电源管理电路采用单片升降压电源管理芯片和外围电路构成。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明的一种基于无源无线物联网的消防栓防盗水报警装置，通过采集消防栓被打开后，形成的水流推动发电机的叶轮旋转，叶轮带动发电机的转子在定子的磁场中做旋转运动产生电动势，该电动势不仅反映了水流的速度，而且能为GPRS模块供电，低功耗的微控制器采集发电机的输出电压，估计消防栓被打开的阀门开度，同时计时，从而得到损失的消防水的流量的估计值，并将该估计值和本消防栓的地址编号信息一起打包为一个数据帧，通过GPRS模块发送到internet网上，供水公司、公安消防部门可以通过基于internet网的动态网页监控界面监控到整个地区的消防栓的报警信息，以及消防水被盗用的流量，并据上述信息及时查处盗取消防栓水的人员，对他们进行处罚和教育，形成对消防栓的及时管理和维护。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
附图1为本发明的一种基于无源无线物联网的消防栓防盗水报警装置的结构示意图；
附图2为本发明的一种基于无源无线物联网的消防栓防盗水报警装置的报警程序流程图；
其中：1、管道壳体；2、叶轮；3、发电机；4、电源管理线路板；5、微控制器；6、GPRS模块；7、射频天线；8、保护罩。
具体实施方式
下面结合附图来说明本发明。
如附图1、2所示为本发明所述的一种基于无源无线物联网的消防栓防盗水报警装置，包括发电机3；所述发电机3一端安装在管道壳体1内，且所述发电机3的旋转轴上连接有叶轮2；所述发电机3连接有电源管理线路板4、微控制器5和GPRS模块6；所述GPRS模块6端还连接有射频天线7；所述发电机3、电源管理线路板4、微控制器5、GPRS模块6和射频天线7设计成一个相互连接的总成，安装于同一个保护罩8内；所述保护罩8可以采用金属材质制成，但是底部需要开设有圆孔，以便射频天线露出，也可以采用非金属材质制成，底部不需要开设圆孔。
一般情况下，如果无人盗用消防栓的水，消防栓处于关闭状态，叶轮2处于静止状态，发电机3不发电。
当消防栓被非法打开时，产生巨大的水流的冲击力使得叶轮2快速旋转，通过充电电路，电容被充电电容两端电压上升，该电压被电源管理线路板4上的电源管理芯片稳定到3V~5V，给微控制器5和GPRS模块6的电路供电，微控制器5得电工作，通过射频天线7开始向外发送射频报警信号，该报警信号传送到internet网上，供水公司、物业、消防监管部门通过基于动态网页监控画面收到报警信息；供水公司、物业、消防监管部门还可以通过监管画面查询到由于盗水所造成的流量损失，并派人到现场对肇事者进行处罚、对消防栓进行维护。
在发生火灾的时候，消防队员可以通过手持器向本发明的消防栓防盗水报警装置发送关闭报警功能的信息，当消防栓防盗水报警装置接收到该信息之后，将自动关闭报警功能。
本发明的电源管理线路板4上的电源管理电路采用单片升降压电源管理芯片和外围电路构成，这样可以使得每块PCB上仅有一个集成电路，从而使得PCB面积最大程度地减小，便于整个装置集成为一个结构紧凑的总成，便于安装到消防栓上的有限空间内。
本发明所采用的发电机3为微型直流永磁发电机，输出电压范围1V-12V。
本发明所用的发电机3也可以采用输出电压为1V~12V的永磁交流发电机。
本发明的程序流程如下，系统上电进行系统初始化和GPRS模块6的初始化，由于系统得电就意味着消防栓有水流流出，所以即可发出一个特定的数据作为报警信息，如该数据可为00000000，然后进入等待，等待进入定时中断，在中断服务程序中检测发电机3的输出电压、估计阀门开度、计算消防水的流量，完成后返回主程序，在主程序中完成对流量信息的发送，并且接受外部信息，如果外部信息要求禁用报警功能，则系统转入休眠状态，否则进入循环等待。
本发明通过采集消防栓被打开后，形成的水流推动发电机3的叶轮2旋转，叶轮2带动发电机3的转子在定子的磁场中做旋转运动产生电动势，该电动势不仅反映了水流的速度，而且能为GPRS模块6供电，低功耗的微控制器5采集发电机3的输出电压，估计消防栓被打开的阀门开度，同时计时，从而得到损失的消防水的流量的估计值；并将该估计值和本消防栓的地址编号信息一起打包为一个数据帧，通过GPRS模块6发送到internet网上，供水公司、公安消防部门可以通过基于internet网的动态网页监控界面监控到整个地区的消防栓的报警信息，以及消防水被盗用的流量，并据上述信息及时查处盗取消防栓水的人员，对他们进行处罚和教育，形成对消防栓的及时管理和维护。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种基于无源无线物联网的消防栓防盗水报警装置，其特征在于：包括发电机；所述发电机一端安装在管道壳体内，且所述发电机的旋转轴上连接有叶轮；所述发电机连接有电源管理线路板、微控制器和GPRS模块；所述GPRS模块端还连接有射频天线；所述发电机、电源管理线路板、微控制器、GPRS模块和射频天线设计成一个相互连接的总成，安装于同一个保护罩内；使用时，通过采集消防栓被打开后，形成的水流推动发电机的叶轮旋转，叶轮带动发电机的转子在定子的磁场中做旋转运动产生电动势，该电动势不仅反映了水流的速度，而且能为GPRS模块供电，低功耗的微控制器采集发电机的输出电压，估计消防栓被打开的阀门开度，同时计时，从而得到损失的消防水的流量的估计值，并将该估计值和本消防栓的地址编号信息一起打包为一个数据帧，通过GPRS模块发送到internet网上，供水公司、公安消防部门可以通过基于internet网的动态网页监控界面监控到整个地区的消防栓的报警信息，以及消防水被盗用的流量。
2.如权利要求1所述的一种基于无源无线物联网的消防栓防盗水报警装置，其特征在于：所述保护罩采用金属材质制成，且底部开设有圆孔，以便射频天线露出。
3.如权利要求1所述的一种基于无源无线物联网的消防栓防盗水报警装置，其特征在于：所述保护罩采用非金属材质制成。
4.如权利要求1所述的一种基于无源无线物联网的消防栓防盗水报警装置，其特征在于：所述发电机为微型直流永磁发电机。
5.如权利要求1所述的一种基于无源无线物联网的消防栓防盗水报警装置，其特征在于：所述电源管理线路板上的电源管理电路采用单片升降压电源管理芯片和外围电路构成。
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