井盖检测装置及方法技术领域
本发明涉及井盖检测技术领域，尤其涉及一种井盖检测装置及方法。
背景技术
为方便下水道等地下管网的疏通以及使用，在管网使用的地表设置开口，为保证
上述开口的使用安全，在开口处设置井盖，井盖将地下管网与地表的开口进行遮盖，防止人
或物坠落至地下管网。在使用过程中，要求井盖具有强度高、耐酸碱、耐腐蚀以及耐磨等特
性。
但在井盖的使用工程中，全国各地频频发生井盖破损、井盖被盗或被雨水冲走等
问题，在黑夜或暴雨等无法辨认井盖状态的情况下造成人员伤亡。如此，为提高井盖的使用
安全，市政部门将不定期进行拉网式井盖状态检查，以保证及时对使用状态不良的井盖进
行检修或更换。
但拉网式检查将耗费广大的人力和物力，且完成整体的检查将耗费较长时间，容
易出现因为检查的时效性不足而致使伤人事故的发生。为提高井盖使用的安全性，需要人
们对井盖的使用状态进行准确而又有时效的监测。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本发明提供一种井盖检测装置及方法。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种井盖检测装置，用于井室井盖监测，包
括：低频信号源、低频信号接收器、处理器和无线信号发射器；其中：
所述低频信号源设置在井盖的下表面，所述低频信号接收器设置在井室的侧壁
上，所述低频信号接收器用于接收所述低频信号源发送的信号，且所述低频信号源的数量
大于或等于3个，且所述低频信号源设置在所述井盖下表面的不同位置；
所述低频信号接收器连接所述处理器，且所述无线信号发射器连接所述处理器，
所述井盖检测装置还包括光强传感器，所述光强传感器设置在所述井室内，且所
述光强传感器连接所述处理器。
优选的，上述井盖检测装置中，还包括压力传感器，所述压力传感器设置在所述井
室内，所述压力传感器连接所述处理器。
优选的，上述井盖检测装置中，还包括气体分析器，所述气体分析器设置在所述井
室内，所述气体分析器连接所述处理器。
优选的，上述井盖检测装置中，所述低频信号源的数量为3个，所述低频信号源两
两共线且所述低频信号源不在同一条直线上。
优选的，上述井盖检测装置中，还包括蓄电池，所述蓄电池为所述井盖检测装置提
供电能，且所述蓄电池串联微型振动发电机，所述微型振动发电机设置在所述井盖的下表
面。
本发明提供的井盖检测装置，设置有低频信号源、低频信号接收器和光强传感器，
通过低频信号源和低频信号接收器相互协作，可以准确的判断井盖位置是否发生变动，同
时通过光强传感器监测井室内亮度，判断井盖是否出现破损，通过判断井盖位置以及井室
内的亮度，获取井盖的状态，实现井盖状态的监测。当出现井盖位置发生变动和/或井盖破
损时候，可以及时获知，实现井盖状态的有效监控，减少拉网排查的工作量，且提高监测的
时效性，可以有效避免因为井盖不良状态发现或检修不准时而发生人员伤亡事故。
基于本发明提供的井盖检测装置，本发明还提供了一种井盖检测方法，所述方法
包括：
获取井盖的下表面低频信号源的低频信号，计算所述低频信号源与低频信号接收
器的实际距离；
对比相对应低频信号源的设定距离与所述低频信号源与低频信号接收器的实际
距离，判断所述井盖的位置是否发生变动；
当井盖的位置发生变动时，发出井盖报警信号；
获取井室内光感强度，判断所述井室内光感强度是否大于井室光感强度标准；
当所述井室内光感强度大于井室光感强度标准时，发出井盖报警信号。
优选的，上述井盖检测方法中，所述方法还包括：
获取井室内的压力数据；
判断所述压力数据，获得井室内液位高度；
判断所述液位高度所属液位状态等级；其中，所述液位状态等级包括正常级、预警
级、报警级和内涝级。
优选的，上述井盖检测方法中，所述方法还包括：
获取井室内气体成分以及其含量；
判断所述井室内气体成分是否高于正常水平；
当所述井室内气体成分高于正常水平时，发出气体报警。
优选的，上述井盖检测方法中，所述方法还包括：
当所述液位高度为预警级时，采用f1频率获取井室内的压力数据；
当所述液位高度为报警级时，采用f2频率获取井室内的压力数据；
当所述液位高度为内涝级时，采用f3频率获取井室内的压力数据；其中，f1＜f2＜
f3。
本发明提供的井盖检测方法，基于本发明提供的井盖检测装置，便于井盖状态的
监测，有助于及时获得井盖的状态，提高井盖使用的安全性。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不
能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施
例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而
言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种井盖检测装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种井盖检测方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的又一种井盖检测方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的再一种井盖检测方法的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的智慧井盖系统的框架图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及
附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例
中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附
权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是本发明实施例提供的一种井盖检测装置的结构。
本发明提供的井盖检测装置，用于井室井盖监测，主要包括低频信号源1、光强传
感器2、低频信号接收器3、处理器4和无线信号发射器5,其主要设置在井盖10的下表面和井
室11内，如附图1所示。
其中：低频信号源1设置在井盖10的下表面；光强传感器2设置井室3内，一般选择
井室11出口，的距离井盖10不是很远的位置；光强传感器2连接传感器4，光强传感器3将采
集的光感强度信号传递给处理器4，低频信号接收器3设置在井室11内，优选设置在井室11
的侧壁上，低频信号接收器3用于接收低频信号源1的信号；低频信号接收器3连接处理器4，
低频信号接收器3将接收到的低频信号源1发送信号传递至处理器4；处理器将采集到的光
感强度信号和低频信号接收器3接收到的信号进行处理，且处理器4还连接无线信号发射器
5，无线信号发射器5用于处理器4内数据或信号的发送。
低频信号源1与低频信号接收器3配合使用，低频信号源1发射低频信号，通过低频
信号接收器3接收低频信号源1的低频信号，判定低频信号源1与频信号接收器3的距离，根
据低频信号源1与频信号接收器3的距离，对井盖的位置进行监测。为准确判断井盖10的位
置状态，低频信号源1的数量一般优选3个或3个以上，低频信号接收器3接收每一个低频信
号源1发出的信号。优选的，低频信号源1均匀的分布与井盖10的下表面，一般避免低频信号
源1分布于同一条直线上，当低频信号源1分布于同一条直线时候，可能会出现井盖10绕所
述直线旋转，出现因为低频信号源1与低频信号接收器3的距离不变而检测不出井盖10位置
状态变化状况，造成人员伤亡事故。
优选的，低频信号源1的数量选择3个，低频信号源1两两共线且不在同一条直线
上。如此，节省低频信号源1，还可以实现井盖10状态的全面监测。
光强传感器2是一种光强感应器，可以对井室11内的光强进行监测，当井盖10发生
破损时候，光线从井盖10的破损处进入井室11内，光强传感器2采集光强信号，并将信号发
送至处理器，可以进行井盖10破损的监测，提前发现井盖破损隐患，实现井盖10隐患的及时
排查。
优选的，光强传感器2，白天时启动工作，晚间自动关闭，时间调用网络时间与处理
器4时间闹钟结合，在给处理器4上传数据时反馈当前网络时间，给处理器4中单片机的时间
进行校正，当处理器4时间达到设定的光强传感器2启动时间时，直接启动光强传感器2，采
集光强信号，对光强进行测量。
本发明实施例提供的井盖检测装置，设置有低频信号源1、低频信号接收器3和光
强传感器2，通过低频信号源1和低频信号接收器3相互协作，可以准确的判断井盖10的位置
是否发生变动，同时通过光强传感器2监测井室内亮度，判断井盖10是否出现破损；通过判
断井盖10的位置以及井室11内的亮度，获取井盖11的状态，实现井盖10状态的监测。当出现
井盖10位置发生变动和/或井盖10破损的时候，可以及时获知，实现井盖状态的有效监控，
减少拉网排查的工作量，且提高监测的时效性，可以有效避免因为井盖不良状态发现或检
修不准时而发生人员伤亡事故。
为进一步优化技术方案，本发明实施例提供的井盖检测装置还包括压力传感器6，
压力传感器6设置在井室11内，压力传感器6连接处理器4，压力传感器6用于监测井内11压
力值，一般是指对井室11内液体压力进行监测，根据监测到的液体压力，判定井室11内液位
高度，可以进行地下管网水位的监测。处理器4可以控制压力传感器6的采集压力信号的频
率，根据监测到的液位高度值，选择合适的频率进行信号采集。如，当检测的信号反应出液
位高度比较高的时候，采用较高的频率进行压力信号的采集，实时监测液位高度，可以对易
涝点进行监测。
地下管网内一般设置有输送气体的管道，如输送天然气，当管道出现泄漏情况时，
造成经济损失的同时，还可能造成人员伤亡，为能够及时发现管道内气体的泄露，本发明提
供的井盖检测装置还包括气体分析器7，气体分析器7设置在井室11内，气体分析器7能够分
析井室11内气体成分以及含量，气体分析器7连接处理器4，处理器4接收到气体分析器7的
数据，可以将数据通过无线信号发射器5进行传输，进行井室11内气体的监测。同时，气体分
析器7可以进行SO2、NO2等有害气体成分的检测，以防出现下井作业的工作人员因为不知道
井室11内气体情况下而中毒，提高下井作业的工作安全性。
为方便满足本发明实施例提供的井盖检测装置在使用的时候供电需求，本发明实
施例提供的井盖检测装置还包括蓄电池8和微型振动发电机9，微型振动发电机9与蓄电池8
串联，且微型振动发电机9设置在井盖10的下表面，蓄电池8可用于井盖检测装置本身的供
电，微型振动发电机9也可以进行发电，并将电能储存至蓄电池8中。如，当井盖10位于马路
的表面的时候，当行驶的车辆经过井盖10表面或旁边的时候，井盖10发生振动，井盖10的振
动将驱动微型振动发电机9发电，微型振动发电机9将可以为井盖检测装置的使用提供电
能。
基于本发明实施例提供的井盖检测装置，本发明还提供了一种井盖检测方法，应
用于服务器端，用于井盖井室的监测，所述方法如附图2，主要包括以下步骤。
S101：获取井盖的下表面低频信号源的低频信号，计算所述低频信号源与低频信
号接收器的实际距离。
低频信号源与低频信号接收器配套使用，井盖的下表面设置的低频信号源发射低
频信号，低频信号接收器接收低频信号源发射的低频信号，获取低频信号，计算低频信号源
与低频信号接收器的实际距离，通过监测低频信号源与低频信号接收器的实际距离，对井
盖的位置进行监测。根据空间距离的计算公式，l^2＝(x1-x2)^2+(y1-y2)^2+(z1-z2)^2，计
算每一个低频信号源与低频信号接收器的距离。
S102：对比相对应低频信号源的设定距离与所述低频信号源与低频信号接收器的
实际距离，判断所述井盖的位置是否发生变动。
具体为，设置监测低频信号源与低频信号接收器的距离阈值，将监测到的实际距
离与距离阈值进行比较，判断井盖的位置是否发生变动。计算每一个低频信号源与低频信
号接收器的距离，当所有的距离都没有发生变化的时候，井盖的位置才没有变化。为进一步
优化技术方案，设定低频信号源与低频信号接收器的距离修订值，当低频信号源与低频信
号接收器的距离变动量较小的情况下，可以忽略井盖位置的变动。
S103：当井盖的位置发生变动时，发出井盖报警信号。
当获得井盖位置发生变动的时候，发出井盖报警信号，进行报警提示，提醒及时查
看并处理。
S104：获取井室内光感强度，判断所述井室内光感强度是否大于井室光感强度标
准。
光强传感器采集井室内光强信号，并将光强信号传输至处理器，处理器通过无线
信号发射器进行数据的发送传输。获得井室内光感强度，判断光感强度是否正常。通常采
用，将获取的光感强度与设定的井室光感强度标准进行对比。
S105：当所述井室内光感强度大于井室光感强度标准时，发出井盖报警信号。
当获取的光感强度大于井室光感强度标准时，发出井盖报警信号。
当井盖位置发生变动或井室内光强度较大时候，发出井盖报警信号，进行井盖报
警提示。数据传输采用GPRS无线数据传输等技术把监测的数据传输到服务器数据库，在发
出报警信号的时候，将进行井盖位置的显示，锁定井盖位置，便于排查以及维护。
本发明实施例提供的井盖检测方法，基于本发明提供的井盖检测装置，便于井盖
状态的监测，有助于及时获得井盖的状态，提高井盖使用的安全性。
为进一步优化技术方案，本发明实施例提供的井盖检测方法，如附图3所示，其还
包括如下步骤：
S201：获取井室内的压力数据。
处理器接收压力传感器的信号，并将信号进行处理，得到压力数据并将所述压力
数据发送至服务器。获取处理器传输的压力数据，得到井室内的压力数据。
S202：判断所述压力数据，获得井室内液位高度。
将井室内的压力数据进行分析，得到井室内液位高度，实现对井室内液位高度的
监测。
S203：判断所述液位高度所属液位状态等级。
将液位高度进行液位状态等级划分，如将液位划分成正常级、预警级、报警级和内
涝级。根据液位高度值以及井室所处的位置，进行液位高度划分，设定3个液位高度，如H1、
H2、H3，且H1＜H2＜H3，液位低于H1时，液位属于正常级；液位高于H1低于H2时，液位属于预
警级；当液位高于H2低于H3时，液位属于报警级；液位高于H3时，液位属于内涝级。进行液位
等级的划分可以直观的反应井室内液位的高度情况。
当液位高度达到预警级、报警级或内涝级时，可选用不同的频率继续进行液位数
据的采集，即控制压力传感器以相应的频率进行压力信号的采集。优选的，当所述液位高度
为预警级时，采用f1频率获取井室内的压力数据；当所述液位高度为报警级时，采用f2频率
获取井室内的压力数据；当所述液位高度为内涝级时，采用f3频率获取井室内的压力数据；
其中，f1＜f2＜f3。但也不局限于此，可以根据具体情况选择合适的频率。
在上述实施例的基础上，进行实施例的优化，本发明还提供了新的实施例，其附加
步骤如附图4所示，其井盖检测方法还包括如下步骤：
S301：获取井室内气体成分以及其含量。
接收处理器发送的井室内气体成分以及其含量数据，获取井室内气体成分以及其
含量。
S302：判断所述井室内气体成分是否高于正常水平。
设定井室内气体成分正常水平，预存井室内气体成分正常水平，将获取到的井室
内气体成分以及其含量与预存的井室内气体成分正常水平进行对比。
S303：当所述井室内气体成分高于正常水平时，发出气体报警。
当获取到的井室内气体成分以及其含量高于正常水平时，进行气体报警提醒。如，
当检测到井室内甲烷含量高于正常水平时，进行甲烷含量超标提醒，警示甲烷含量超标，应
避免明火，同时可以警示可能存在燃气泄漏；但检测到SO2、NO2等有害气体时，进行SO2、NO2
警示提醒，避免井下操作人员因为井室气体情况不明而中毒。如此，提高井下操作的安全
性。
通过本发明实施例提供的井盖检测方法，可以实现井盖检测装置的高效使用，方
便井盖检测装置监测数据的高效利用。井盖检测装置监测的数据通过GPRS无线数据传输等
技术把监测的数据传输到服务器数据库，通过智慧井盖系统对其信息进行统一管理。智慧
井盖系统的结构如附图5，其实现了井盖检测方法。
数据层中的监测数据库为前端设备监测的数据，空间数据库与管网数据库为管网
地埋位置数据及管网基础数据是地图展示的基础。
服务层包括地图服务、数据处理服务、评估分析服务。服务层为应用层提供统一的
数据访问接口，同时也对通用的功能进行抽象和封装，实现服务级功能的重复利用。
应用层主要包括地图展示模块、数据管理模块、报警提示模块、管网缺陷分析模
块、管网运维管理模块对井盖及管网进行有效的管理。
其中报警提示模块对有问题的井盖及管网位置进行定位，在管网运维管理时有针
对性的管理重点区域。
管网缺陷分析通过监测数据如各井室的液位，结合管网基础信息，如管径，坐标，
地形，管网连接关系自动分析管网的严重功能性缺陷，减少拉网式管网缺陷排查的工程费
用。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本发明的其
它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或
者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识
或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的
权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并
且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。