井盖监测装置及井盖技术领域
本发明探测技术领域，特别是涉及一种井盖监测装置及井盖。
背景技术
在城市中，井盖通常用来遮盖窨井，防止人或物坠落窨井。一方面，在暴
雨天，常会因下水管道的排水不畅而造成部分窨井如下水管道的水位暴涨，水
位暴涨可能会导致城市积水。因此，当水位超过预设的警戒水位时，需要进行
警报。另一方面，若井盖因倾斜而发生位移，则非常危险，行人很有可能踩空
或被井盖绊到，因此，当井盖发生倾斜时，需要即时发送报警消息给相关部门，
由相关部门对井盖进行及时维修。
现有的对井盖进行监测的装置，功能比较单一，如仅能对是否倾斜进行监
测或对水位进行监测，因此，井盖需要安装多个报警装置。且现有的报警装置
通常是通过传感器进行监测，当监测到水位上升到警戒线或井盖倾斜时，发出
警报。其中，传感器需要电源提供电能。由于井盖使用环境限制，一般采用电
池为其供能。但是，目前的井盖中，传感器通常处于通电待机状态，电能消耗
较大，从而使得电池很快耗完电，而影响监测装置的使用寿命。
发明内容
基于此，有必要多功能且能量消耗少的井盖监测装置及井盖。
一种井盖监测装置，包括：
水浸开关，所述水浸开关常开，所述水浸开关设置在警戒水位处，当液面
到达警戒水位时，所述水浸开关被水浸泡开启，
与所述水浸开关连接的压力传感器，所述压力传感器设置在设定水位处，
在所述水浸开关开启时通电，用于采集当前液位压强；
角度传感器，用于探测井盖的倾斜角度；
与所述角度传感器和所述压力传感器连接的微处理器，用于在所述水浸开
关开启时启动和/或在所述角度传感器探测到井盖倾斜到预设角度时启动，并根
据所述当前液位压强得到当前水位，和/或获取所述井盖的倾斜角度；以及；
与所述水浸开关、压力传感器、角度传感器和微处理器连接的电源，所述
电源为所述水浸开关、压力传感器、角度传感器和微处理器提供电能。
在其中一种实施方式中，还包括与所述微处理器连接的通信模块，所述通
信模块在所述微处理器启动后被启动，所述微处理器通过所述通信模块向上位
机发送报警信息，所述报警信息包括当前水位和/或所述井盖的倾斜角度。
在其中一种实施方式中，所述角度传感器用于在探测到倾斜到预设角度时，
根据所述井盖的倾斜角度输出对应的电压信号；
所述装置还包括比较器，所述比较器的同相输入端与所述角度传感器连接，
反相输入端用于输入参考电压，其输出端与所述微处理器的输入端连接，所述
微处理器在所述比较器输出高电平时被启动。
在其中一种实施方式中，所述压力传感器包括探头和导线，所述探头设置
在警戒水位处，所述探头通过所述导线与所述微处理器连接。
在其中一种实施方式中，所述水浸开关设置在所述探头上。
在其中一种实施方式中，还包括计时器，所述计时器与所述微处理器连接，
所述微处理器在所述计时器的预设时间被启动。
在其中一种实施方式中，所述微处理器用于在启动后向所述计时器输入重
置信号，所述计时器根据所述重置信号重置。
在其中一种实施方式中，还包括报警器，所述报警器与所述微处理器连接，
所述微处理器在所述微处理器启动后向所述报警器发出报警信号，所述报警器
根据所述报警信号发出警报。
一种井盖，包括上述的井盖监测装置，所述井盖监测装置设置在所述井盖
上。
该井盖监测装置，在井盖未倾斜到预设角度时，微处理器不工作，处于休
眠状态，在液面水位未上升到警戒水位时，压力传感器和微处理器不工作，处
于休眠状态，只有当井盖出现倾斜并倾斜到预设角度和/或液面上升到警戒水位
时，微处理器才启动进入工作状态，因此，能有效减小电池的能耗，提高装置
的使用寿命。而且，在井盖倾斜到预设角度或液面水位上升到警戒水位时，都
能启动微处理器，使微处理器处于工作状态，因此，该井盖监测装置，能同时
对井内的水位和井盖是否倾斜进行监测，功能齐全。
附图说明
图1为一种实施方式的井盖监测装置的模块示意图；
图2为另一种实施方式的井盖监测装置的模块示意图；
图3为又一种实施方式的井盖监测装置的模块示意图。
具体实施方式
如图1所示，井盖监测装置包括：水浸开关100、压力传感器200、角度传
感器300、微处理器400和电源500，电源500与水浸开关100、压力传感器200、
角度传感器300、微处理器400连接，用于给水浸开关100、压力传感器200、
角度传感器300、微处理器400提供电能。
水浸开关100常开，水浸开关100设置在警戒水位处。当液面水位低于警
戒水位时，压力传感器和微处理器不工作，处于休眠状态。当液面水位上升到
警戒水位时，水浸开关100被水浸泡开启。
压力传感器200与水浸开关100连接，压力传感器200设置在设定水位处，
在水浸开关100开启时通电，用于采集当前液位压强。
角度传感器300，用于探测井盖的倾斜角度。在具体的实施方式中，角度传
感器300可采用三轴加速芯片构成，具体的可采用ADXL345芯片。
角度传感器300和压力传感器200与微处理器400连接，微处理器在水浸
开关100未开启和角度传感器300未探测到井盖倾斜到预设角度时处于休眠状
态，微处理器400在水浸开关100开启时启动和/或在角度传感器300探测到井
盖倾斜到预设角度时启动，并根据当前液位压强得到当前水位，和/或获取井盖
的倾斜角度。
如图1所示，压力传感器200设定在设定水位处，其水位为h1，压力传感
器可设置于警戒水位处或设置于警戒水位以下。
当液面水位上升至警戒水位时，水浸开关开启，压力传感器200开始工作
采集当前液位压强，微处理器400根据当前液位压强得到当前水位。
在具体的实施方式中，如图1所示，当前水位为根据压强计算得到液面至
压力传感器的高度h与压力传感器设定位置的高度h1的和。
微处理器400根据压强公式得到液面至压力传感器的高度：
P＝ρgh；
其中P为压力传感器检测的压强，ρ为液体的密度，g为重力加速度，h为
液面至压力传感器的高度，如图1所示，因此，微处理器在液面水位上升至警
戒水位，水浸开关100被水浸泡时被启动，能够根据压力传感器采集的当前液
位压强得到当前水位。
微处理器还能在角度传感器探测到井盖倾斜到预设的角度时被启动，并获
取角度传感器探测的井盖的倾斜角度。
因此，该井盖监测装置，在井盖未倾斜到预设角度时，微处理器不工作，
处于休眠状态，在液面水位未上升到警戒水位时，压力传感器和微处理器不工
作，处于休眠状态，只有当井盖出现倾斜并倾斜到预设角度和/或液面上升到警
戒水位时，微处理器才启动进入工作状态，因此，能有效减小电池的能耗，提
高装置的使用寿命。而且，在井盖倾斜到预设角度或液面水位上升到警戒水位
时，都能启动微处理器，使微处理器处于工作状态，因此，该井盖监测装置，
能同时对井内的水位和井盖是否倾斜进行监测，功能齐全。
在另一实施方式中，如图2所示，还包括与微处理器连接的通信模块600，
通信模块600在微处理器400启动后被启动，微处理器400通过通信模块600
向上位机发送报警消息，报警消息包括当前水位和/或井盖的倾斜角度。
通信模块600在未启动时处于休眠状态，只有在微处理器启动后才启动，
因此能减少电池的能耗。微处理器将当前水位和/或井盖的倾斜角度的报警消息
通过通信模块600发送给上位机。
在井盖倾斜到预设角度和/或水位超过警戒水位后，相关部门工作人员通过
上位机能够查看井报警消息，能够及时根据报警消息对井盖进行维护或及时部
属安排，如疏散人群，拉闸泄洪等，从而保障人民群众的生命和财产安全。
在具体的实施方式中，角度传感器300在探测到井盖倾斜到预设角度时，
根据井盖的倾斜角度输出对应的电压信号，该电压信号的大小与井盖的倾斜角
度有关。
如图3所示，该井盖倾斜报警装置还包括比较器900，比较器900的同相输
入端与角度传感器300连接，反相输入端用于输入参考电压，其输出端与微处
理器400的输入端连接。比较器900在角度传感器300输出的电压信号大于参
考电压时，输出高电平信号给微处理器400，微处理器400被启动。
在其它实施方式中，比较器900也可以采用相反的方式接入参考电压和角
度传感器300的输出电压，在低电平信号时，启动微处理器，原理相同，在此
不再赘述。
在另一种实施方式中，该井盖监测装置，如图2所示，还包括计时器800，
计时器800与微处理器400连接，微处理器400在计时器的预设时间被启动。
计时器800用于启动井盖监测装置进行自检。计时器800的预设时间可由
用户根据需要进行设置，如一个月或一个星期。在设置的时间到达后，计时器
800向微处理器400发送控制信号，微处理器400根据该控制信号启动，并启动
通信模块，微处理器400获取角度传感器采集的井盖倾斜角度数据，并将井盖
倾斜角度数据通过通信模块发送给上位机。通过对井盖倾斜报警装置进行自检，
能够获取该井盖倾斜报警装置的状况，如电池状况，运行状况。
微处理器400在启动后，还向计时器输入重置信号，计时器800根据重置
信号重置，计时器800重新计时，在预设时间启动微处理器进行自检，或在井
盖倾斜到预设角度时启动并发送报警信号。
该井盖监测装置，能够在预设时间进行自检，每隔预设时间获取该井盖倾
斜报警装置的状况。
相关工作人员根据报警信息能够及时对井盖进行维护，使井盖重新被放平，
井盖在被放平后，探测器探测到井盖未倾斜到预设角度且水位未上升至警戒水
位时，微处理器和通信模块将处于休眠状态，从而减少电池的能耗。
如图2所示，压力传感器包括探头201和导线202，探头201设置在警戒水
位处，当液面上升至警戒水位时，水浸开关100开启，压力传感器通电，采集
当前液位压强数据，探头201通过导线202与微处理器400的输入端连接，在
其它的实施方式中，可以将水浸开关300设置在探头301上。
该井盖监测装置还包括与微处理器连接的报警器700，微处理器400在启动
后，向报警器700发出报警信号，报警器根据所述报警信号发出警报。警报可
用于提醒行人注意井盖发生倾斜或水位上涨，注意行走安全。
该井盖监测装置，不仅能够对井内的水位进行监测，还能对井盖是否倾斜
进行监测，具体多种功能。且该井盖监测只有当井盖出现倾斜并倾斜到预设角
度和/或液面上升到警戒水位时，微处理器才启动进入工作状态，因此，能有效
减小电池的能耗，提高装置的使用寿命。该井盖监测装置，还能够每隔预设时
间进行自检。
本发明还提供一种井盖，包括上述的井盖监测装置，该井盖监测装置设置
在井盖上，对井盖是否倾斜及井内水位进行监测。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对
上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技
术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，
但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的
普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改
进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权
利要求为准。