一种具有倾斜检测功能的智能闷盖消防栓
技术领域
本实用新型涉及消防栓，具体涉及一种具有倾斜检测功能的智能闷盖消防栓。
背景技术
现有的消防栓，多为固定式消防设施，主要作用是控制可燃物、隔绝助燃物、消灭着火源；主要分室内消防栓和室外消防栓。当消防栓出现工作故障使就无法实现及时扑灭火情的情况，会造成人员的伤亡以及财产的损失。
现有的消防栓经常需要人工检修，十分麻烦，但当消防栓出现倾倒损坏，例如被撞倒或者推倒，维护人员往往无法及时发现这个问题，从而在火灾发生时，无法保证人民的生命财产的安全。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种具有倾斜检测功能的智能闷盖消防栓，用以解决现有技术无法对消防栓进行倾倒监测的问题，当消防栓倾倒时无法及时报警导致当火灾发生时无法保证人民生命财产安全的问题。
为了实现上述任务，本实用新型采用以下技术方案：
一种具有倾斜检测功能的智能闷盖消防栓，包括消防栓本体，在所述的消防栓本体上还设置有消防栓监测装置；
所述的消防栓监测装置包括电源管理模块、数据处理模块、数据传输模块以及倾斜检测模块；
所述的电源管理模块用于为所述的数据处理模块、数据传输模块以及倾斜检测模块供电；
所述的倾斜检测模块用于检测所述的消防栓本体是否出现倾斜，若出现倾斜，则将倾斜角度数据发送给数据处理模块；
所述的数据处理模块用于对所述的倾斜角度数据进行处理，生成倾斜报警信息；
所述的数据传输模块用于将所述的倾斜报警信息发送给远程服务器。
进一步地，所述的倾斜检测模块包括角度传感器；
所述的角度传感器用于检测所述的消防栓本体是否出现倾斜，获得倾斜角度数据；
所述的数据处理模块用于判断当所述的倾斜角度数据大于等于20°时，生成倾斜报警信息。
进一步地，所述的消防栓监测装置还包括消防栓检测模块；
所述的消防栓检测模块包括水量检测子模块、出水检测子模块以及水压检测子模块；
所述的水量检测子模块用于检测所述的消防栓检测模块用于检测消防栓本体内部是否有水，生成水量数据；
所述的出水检测子模块用于检测所述的消防栓本体是否能够出水，生成出水数据，所述的出水数据包括0或1，其中0表示未出水，1表示出水；
所述的水压检测子模块用于检测所述的消防栓本体内部的水压，生成水压数据。
进一步地，所述的数据处理模块还用于对所述的水量数据进行处理，若水量数据低于水量阈值，生成水量报警信息；
所述的数据处理模块还用于对所述的出水数据进行处理，若出水数据为0，生成出水报警信息；
所述的数据处理模块还用于对所述的水压数据进行处理，若水压数据低于水压阈值下限或高于水压阈值上限，则生成水压报警信息。
进一步地，所述的消防栓监测装置还包括巡检模块；
所述的巡检模块包括安装在消防栓本体上的固定巡检子模块以及巡检人员手持的移动巡检子模块；
所述的移动巡检子模块用于向所述的固定巡检子模块发送控制信号；
所述的固定巡检子模块用于将根据所述的控制信号，将倾斜报警信息、水量报警信息、出水报警信息或水压报警信息中的一种报警信息或多种报警信息发送给移动巡检子模块。
进一步地，所述的移动巡检子模块还用于向所述的固定巡检子模块发送阈值参数，所述的阈值参数包括水量阈值、水压阈值上限以及水压阈值下限；
所述的固定巡检子模块用于将所述的阈值参数发送至所述的数据处理模块中。
进一步地，所述的电源管理子模块包括供电电池J2、升压开关电路、升压电路以及稳压电路；
所述的供电电池J2用于提供输入电压；
所述的升压开关电路用于判断所述的输入电压是否大于电压阈值，若大于，将所述的输入电压输入至稳压电路；否则，将所述的输入电压输入至升压电路；
所述的升压电路用于对所述的输入电压升压，获得升压电压；
所述的稳压电路用于对所述的输入电压或升压电压稳压，获得输出电压。
进一步地，所述的升压开关电路包括MOS管Q5以及连接在MOS管Q5的G极与S极之间的电阻R30以及电阻R39。
进一步地，所述的升压电路包括升压芯片U1，所述的升压芯片U1的VIN端与所述的供电电池J2连接，所述的升压芯片U1的VIN端还通过电感L1与SW端连接，所述的升压芯片U1的VIN端还连接有电容C1，所述的升压芯片U1的EN端与所述的升压开关电路连接，所述的升压芯片U1的VOUT端与所述的稳压电路连接，所述的升压芯片U1的VOUT端与FB端之间连接有电阻R1，所述的升压芯片U1的FB端与GND端之间还连接有电阻R2，所述的升压芯片U1的GND端还接地。
进一步地，所述的稳压电路包括稳压芯片U2，所述的稳压芯片U2的VIN端与所述的升压芯片U1的VOUT端或与所述的供电电池J2连接，所述的稳压芯片U2的VIN端还通过电容C3、电容C4以及电容C5接地，所述稳压芯片U2的GND端接地，所述稳压芯片U2的VOUT端还通过电容C6接地，所述的电容C6还与电容C7以及电容C8并联，所述的电容C6与电容C7之间还串联由电感L2。
本实用新型与现有技术相比具有以下技术特点:
1、本实用新型提供的具有倾斜检测功能的智能闷盖消防栓通过设置了倾斜检测模块能够对消防栓本体出现的倾斜状况进行实时检测，当消防栓本体出现倾斜时，能够及时产生报警信息发送给远程监控人员，从而保证了人民的生命财产的安全；
2、本实用新型提供的具有倾斜检测功能的智能闷盖消防栓通过设置了消防栓检测模块能够对消防栓本体内部的水量、水流以及水压进行实时检测，当消防栓本体内部的水量、水量以及水压出现问题时能够及时生产报警信息后发送给远程监控人员，从而保证了人民的生命财产的安全；
3、本实用新型提供的具有倾斜检测功能的智能闷盖消防栓通过设置了巡检模块能够方便巡检人员高效、快速的完成巡检工作，利用巡检模块实现了对巡检人员监控的功能，以避免巡检人员出现漏记漏统或弄虚作假的情况，从而保障消防栓的正常监控，保证在火灾发生时，灭火器安全可用，从而保障人民生命财产安全；并且可以通过巡检模块实现对阈值参数的灵活更改设定；
4、本实用新型提供的具有倾斜检测功能的智能闷盖消防栓通过设计了电源管理模块，灵活地控制升压电路的使用，电池电压正常时不启用升压电路，由电池直接供电，避免升压带来的功率损失,电池电压低时，启用升压电路提高了电池电量的利用率从而保证装置工作正常。
附图说明
图1为本实用新型提供的消防栓监测装置内部结构示意图；
图2为本实用新型提供的电源管理模块内部电路结构图。
具体实施方式
智能消防栓由普通消防栓改造而来，是将普通消防栓的出水口闷盖更换为电子智能闷盖，实现对用水、倾倒的监控；消防栓取水管道加装超低功耗无线压力采集设备，实现对管道实时压力的监控及报警；这两种设备是消防栓远程监控系统的重要组成部分。消防栓远程监控系统是有效监控消防栓的重要手段，可有效杜绝发生火灾时“无栓可找、有栓无水、有水无压”的问题，对提升消防栓日常管理和维护水平具有重要意义，也为人民群众提供了更加安全、可靠的消防保障。
在本实施例中公开了一种具有倾斜检测功能的智能闷盖消防栓，包括消防栓本体，在所述的消防栓本体上还设置有消防栓监测装置；
所述的消防栓监测装置包括电源管理模块、数据处理模块、数据传输模块以及倾斜检测模块；
所述的电源管理模块用于为所述的数据处理模块、数据传输模块以及倾斜检测模块供电；
所述的倾斜检测模块用于检测所述的消防栓本体是否出现倾斜，若出现倾斜，则将倾斜角度数据发送给数据处理模块；
所述的数据处理模块用于对所述的倾斜角度数据进行处理，生成倾斜报警信息；
所述的数据传输模块用于将所述的倾斜报警信息发送给远程服务器。
在本实施例中，相比于现有技术中的消防栓，在消防栓增加了倾倒检测的功能，通过实时地对消防栓本体的是否出现倾斜进行检测，当出现倾斜时，倾斜检测模块将倾斜角度数据发送给数据处理模块，数据处理模块根据倾斜角度数据决定是否生成倾斜报警信息，如果生成倾斜报警信息说明此事消防栓已经出现了倾斜损坏，则利用数据传输模块将倾斜报警信息发送给远程服务器，后台监控人员通过登录远程服务器就可以查看消防栓的倾倒报警信息。
在本实施例中，数据传输模块包括了，其中NB-IoT子模块以及LoRa子模块，NB-IoT子模块主要是数据上报的传输和控制命令的下发，数据上报给就近基站，基站传输到服务器，服务器将数据分发到消防管理平台进行数据存储和分析；用户就可以看到平台和本地的数据值相同；LoRa子模块主要是闷盖压力(LoRa1)采集状态传输给闷盖消防栓(LoRa2)，LoRa2模块将数据传输给NB-IoT子模块将数据上报给就近基站，基站传输到服务器，服务器将数据分发到消防管理平台进行数据存储和分析，用户就可以看到平台和本地的数据值相同。
在本实施例中选用上海移远的BC-95型号的NB-IoT模块，在本实施例中直接将BC-95型号的NB-IoT模块厂家提供的参考设计电路作为数据传输模块，实现信息以及信号传输的功能。
在本实施例中，在本实施例中，如图2所示，无线LoRa子模块包括LoRa芯片U11，型号为LSD4RF-2F717N30，LORA芯片U11具有14个引脚，分别是复位引脚RST，SPI片选引脚NSS，中断引脚DIO0-DIO3以及DIO5，SPI总线从机输出引脚SO，SPI总线从机输入引脚SI，时钟引脚CLK，天线引脚RF，电源引脚VCC以及接地引脚GND。其中电源引脚VCC与电源模块的输出端连接，用于接收3.3V供电，在电源引脚VCC与接地引脚GND之间并联有多个用于滤波的电容，分别是电容C50、C51以及C52，其中电容C50选用10PF电容，电容C51选用0.1UF电容，电容C52选用10UF电容；SPI总线从机输出引脚SO以及SPI总线从机输入引脚SI均与数据处理模块连接，用于接收信号；天线引脚RF连接有LoRa天线J10，在天线引脚RF与LoRa天线J10之间串联有电感L10，在电感L10的两端分别连接有两个电容C54以及C53并与接地引脚GND连接后，接地。
在本实施例中，数据传输模块还可以用于对具有倾斜检测功能的智能闷盖消防栓进行升级，具体地，数据传输模块还包括了蓝牙子模块，管理员打开手机蓝牙连接闷盖消防栓蓝牙子模块进行配对，配对成功后，将手机中的闷盖消防栓的参数或者升级数据通过蓝牙传输给蓝牙子模块，蓝牙子模块再将参数信息或者升级数据发送给输出处理模块，保证数据信息安全性和隐私性。
可选地，所述的倾斜检测模块包括角度传感器；
所述的角度传感器用于检测所述的消防栓本体是否出现倾斜，获得倾斜角度数据；
所述的数据处理模块用于判断当所述的倾斜角度数据大于等于20°时，生成倾斜报警信息。
在本实施例中，角度传感器选用ADXL345芯片，并采用厂商提供的标准外围电路。
在本实施例中在整个过程中，当消防栓有倾斜状态时(倾斜角度≥20°)，角度传感器将数据发送数据给数据处理模块，数据处理模块来做判断后生成报警信息，数据处理完成后发送给数据传输模块，通过数据传输模块中的NB-IoT子模块将报警信息上报给就近基站，基站传输到服务器，服务器将数据分发到消防管理平台进行数据存储和分析，用户就可以看到平台和本地的数据值相同。
可选地，所述的消防栓监测装置还包括消防栓检测模块；
所述的消防栓检测模块包括水量检测子模块、出水检测子模块以及水压检测子模块；
所述的水量检测子模块用于检测所述的消防栓检测模块用于检测消防栓本体内部是否有水，生成水量数据；
所述的出水检测子模块用于检测所述的消防栓本体是否能够出水，生成出水数据，所述的出水数据包括0或1，其中0表示未出水，1表示出水；
所述的水压检测子模块用于检测所述的消防栓本体内部的水压，生成水压数据。
在本实施例中，水量检测子模块采用由TTP223芯片以及其标准外围电路组成的水量检测电路。
在本实施例中，出水检测子模块采用现有技术中的HFS-15型号的水流开关以及其标准外围电路，水流开关能够检测是否有水流，并且生成开关量数据。
在本实施例中，水压检测子模块采用MPM280型号的扩散硅及其标准外围电路，水压检测模块输出水压值。
可选地，所述的数据处理模块还用于对所述的水量数据进行处理，若水量数据低于水量阈值，生成水量报警信息；
所述的数据处理模块还用于对所述的出水数据进行处理，若出水数据为0，生成出水报警信息；
所述的数据处理模块还用于对所述的水压数据进行处理，若水压数据低于水压阈值下限或高于水压阈值上限，则生成水压报警信息。
在本实施例中，水量阈值、水压阈值上限以及水压阈值下限都是可以根据实际情况进行设定的。
可选地，所述的消防栓监测装置还包括巡检模块；
所述的巡检模块包括安装在消防栓本体上的固定巡检子模块以及巡检人员手持的移动巡检子模块；
所述的移动巡检子模块用于向所述的固定巡检子模块发送控制信号；
所述的固定巡检子模块用于将根据所述的控制信号，将倾斜报警信息、水量报警信息、出水报警信息或水压报警信息中的一种报警信息或多种报警信息发送给移动巡检子模块。
在本实施例中，为了方便巡检人员对消防栓进行巡检，设置了巡检模块，巡检人员手持移动巡检子模块，该移动巡检子模块可以是PDA或者是手机APP等，利用NFC功能进行信号传输。
在本实施例中，固定巡检子模块采用由nRF52832芯片及其标准外围电路组成的NFC电路。
可选地，所述的移动巡检子模块还用于向所述的固定巡检子模块发送阈值参数，所述的阈值参数包括水量阈值、水压阈值上限以及水压阈值下限；
所述的固定巡检子模块用于将所述的阈值参数发送至所述的数据处理模块中。
在本实施例中，移动巡检子模块还能够实现通过NFC功能传递阈值参数，使得巡检人员在巡检的过程中根据实际情况对阈值参数进行设定。
在本实施例中，当巡检人员使用时，先通过手机靠近消防栓进行NFC验证，验证该用户是否合法为巡检员，若是验证通过，可以查看各个消防栓的运行状态；若验证失败，巡检模块发送数据给数据处理模块，数据处理完成后发送给数据传输模块中的NB-IoT子模块，NB数据上报给就近基站，基站传输到服务器，服务器将数据分发到消防管理平台进行推送告警信息。
可选地，所述的电源管理子模块包括供电电池J2、升压开关电路、升压电路以及稳压电路；
所述的供电电池J2用于提供输入电压；
所述的升压开关电路用于判断所述的输入电压是否大于电压阈值，若大于，将所述的输入电压输入至稳压电路；否则，将所述的输入电压输入至升压电路；
所述的升压电路用于对所述的输入电压升压，获得升压电压；
所述的稳压电路用于对所述的输入电压或升压电压稳压，获得输出电压。
在本实施例中为了防止单独的供电电池J2提供的输入电压随着时间的消耗，电压无法满足数据处理模块、数据传输模块以及倾斜检测模块的供电要求，因此设置了升压开关电路以及升压电路。
升压开关电路通过检测输入电压的大小，当输入电压小于等于电压阈值时，则需要通过升压电路对输入电压进行升压，获得升压电压。
在本实施例中，供电电池J2选用锂亚电池。
可选地，所述的升压开关电路包括MOS管Q5以及连接在MOS管Q5的S极与G极之间的电阻R30以及电阻R39。
在本实施例中，MOS管Q5选用FDN340型MOS管，该MOS管低电平导通，电阻R30选用47KΩ电阻，电阻R39选用1KΩ电阻。
可选地，所述的升压电路包括升压芯片U1，所述的升压芯片U1的VIN端与所述的供电电池J2连接，所述的升压芯片U1的VIN端还通过电感L1与SW端连接，所述的升压芯片U1的VIN端还连接有电容C1，所述的升压芯片U1的EN端与所述的升压开关电路连接，所述的升压芯片U1的VOUT端与所述的稳压电路连接，所述的升压芯片U1的VOUT端与FB端之间连接有电阻R1，所述的升压芯片U1的FB端与GND端之间还连接有电阻R2，所述的升压芯片U1的GND端还接地。
在本实施例中，升压芯片U1选用TPS61099型芯片,数据处理模块通过IO口控制升压芯片U1的EN端启用升压电路，数据处理模块通过IO口控制MOS管Q5的通断及升压电路，这个电路的特点是电池电压正常时不启用升压电路，由电池直接供电，避免升压带来的功率损失,电池电压低时，启用升压电路提高了电池电量的利用率从而保证系统工作正常。
在本实施例中，电感L1选用2.2UH电感，电阻R1选用12.2KΩ电阻，电阻R2选用4.7KΩ电阻，电容C2选用10UF电容。
可选地，所述的稳压电路包括稳压芯片U2，所述的稳压芯片U2的VIN端与所述的升压芯片U1的VOUT端或与所述的供电电池J2连接，所述的稳压芯片U2的VIN端还通过电容C3、电容C4以及电容C5接地，所述稳压芯片U2的GND端接地，所述稳压芯片U2的VOUT端还通过电容C6接地，所述的电容C6还与电容C7以及电容C8并联，所述的电容C6与电容C7之间还串联由电感L2。
在本实施例中，稳压电路输出的电压供给数据处理模块、数据传输模块以及倾斜检测模块。
在本实施例中，稳压芯片U2选用TLV70433型稳压芯片，电容C3、电容C4与电容C6均选用10UF电容，电容C5以及电容C8均选用105电容，电容C7选用101电容。
