1.本实用新型涉及消防设备技术领域，具体涉及一种加油站智能物联消防沙箱。


背景技术：

2.消防沙箱的材质为金属或玻璃纤维(玻璃钢)，有耐酸耐碱等防腐蚀的优点，利用该消防沙箱可以方便地提供灭火用的沙土等材料，在火灾初期能及时救火，降低安全隐患，配备消防沙箱的地方有加油站、化工厂、油料仓库、锂电金属等场地。
3.现有的消防沙箱使用箱体内置沙子，并在箱体上明确表明消防沙字样，但是由于不经常使用，消防沙箱内部可能会出现沙体流失、沙质被破坏等问题，影响正常使用，特别是在消防领域这种需要紧急处理的情况，更需要保证消防沙内部完好。因为消防沙箱是为了解决突发事件，因此经常的实时检查并不现实，且浪费人力，得不偿失；此外，沙箱多采用密封设计，频繁打开也不利于沙箱的存放。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种加油站智能物联消防沙箱，以解决现有的消防沙箱无法实时检测其内部状态的技术问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
6.设计一种加油站智能物联消防沙箱，包括盛装有消防沙的箱体，所述箱体内设有电器盒，所述电器盒内置电路板，所述消防沙中设置有温度传感器和湿度传感器，所述消防沙的上表面设有微动开关，所述电路板上设有cpu处理器，所述微动开关、温度传感器、湿度传感器和所述cpu处理器的输入端对应连接。
7.进一步的，所述电路板上设有与所述cpu处理器通讯连接的透传模块。
8.进一步的，所述电路板上设有温度采集电路和湿度采集电路，所述温度采集电路的输入端连接所述温度传感器，其输出端连接所述cpu处理器，所述湿度采集电路的输入端连接湿度传感器，其输出端连接所述cpu处理器。
9.进一步的，所述温度采集电路包括恒流源子电路和放大子电路，所述恒流源子电路包括基准电压发生器和第一运算放大器，所述基准电压发生器和所述第一运算放大器的正输入端相连接，所述第一运算放大器的负输入端连接所述温度传感器的一端，所述第一运算放大器的输出端连接所述温度传感器的另一端，且所述第一运算放大器的输出端还连接所述放大子电路的输入端。
10.进一步的，所述放大子电路包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的负输入端连接所述温度传感器，其正输入端连接所述第一运算放大器的输出端。
11.进一步的，所述湿度采集电路包括第三运算放大器，所述第三运算放大器的正输入端连接所述湿度传感器，其负输入端和其输出端相连接。
12.进一步的，所述电路板上设有供电电源，所述供电电源的输出端连接mos管控制电路，所述mos管控制电路包括mos管q1和三极管q2，所述三极管q2的基极和所述供电电源相
连接，所述三极管q2的集电极和所述mos管q1的栅极相连接。
13.进一步的，所述mos管控制电路的输出端连接有限流电阻，所述限流电阻的一端通过稳压管接地。
14.与现有技术相比，本实用新型的主要有益技术效果在于：
15.1.本实用新型在消防沙箱内增设温度湿度传感器检测箱内环境，设置微动开关检测沙子容量，实时获取消防沙箱内部保存情况。
16.2.本实用新型通过透传模块能够将数据上传给4g网关，用户通过互联网终端设备即可方便查看消防沙箱的保存情况并且方便集中管理。
17.3.本实用新型在供电电源的输出端连接mos控制电路，仅在需要采集数据时打开供电开关，降低功耗。
附图说明
18.图1为本实用新型加油站智能物联消防沙箱的结构示意图。
19.图2为本实用新型加油站智能物联消防沙箱的电路结构图。
20.图3为本实用新型加油站智能物联消防沙箱的报警电路图。
21.图4为本实用新型加油站智能物联消防沙箱的温度采集基准电压结构图。
22.图5为本实用新型加油站智能物联消防沙箱的温度采集放大结构图。
23.图6为本实用新型加油站智能物联消防沙箱的湿度采集输入结构图。
24.图7为本实用新型加油站智能物联消防沙箱的湿度采集放大结构图。
25.图8为本实用新型加油站智能物联消防沙箱的电源电路图。
26.图中，1为电器盒，2为湿度传感器，3为温度传感器，4为导线，5为微动开关，6为箱体，7为消防沙。
具体实施方式
27.下面结合附图和实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本实用新型，并不以任何方式限制本实用新型的范围。
28.以下实施例中所涉及或依赖的程序均为本技术领域的常规程序或简单程序，本领域技术人员均能根据具体应用场景做出常规选择或者适应性调整。
29.以下实施例中所涉及的单元模块、零部件、结构、机构或传感器等器件，如无特别说明，则均为常规市售产品。
30.在本技术的描述中，需要理解的是，所涉及的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。如涉及“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于限定特定的顺序或先后次序。
31.实施例1：一种加油站智能物联消防沙箱，参见图1至图8，箱体6内盛装消防沙7，箱体6含有上盖（图中未画出）。箱体6内设有电器盒1，该电器盒1可以设置在箱体6底部并与箱体6一体成型，也可以和箱体6分离，仅埋于消防沙7底部。电器盒1内置电路板，电器盒1内置温度传感器3，该温度传感器3贴在器盒1的内壁上。电器盒1外部连接湿度传感器2，该湿度
传感器2埋在消防沙7里，通过导线4和电路板相连。在消防沙7的上表面设有微动开关5，微动开关5是一种水银开关，当倾斜一定角度，会让开关有通有断，水平状态输出0，倾斜状态输出1。当箱体6内消防沙7减少时，沙体上面会呈倾斜状，此时微动开关产生中断信号输入电路板。电路板上设有cpu处理器，用来接收湿度传感器2、温度传感器3、微动开关5的输出信号，并通过无线传输模块向4g网关传输。
32.上述无线传输模块为433m透传模块，通过串口和cpu通讯，接收cpu数据，将数据上传给4g网关。电路板的cpu通过串口连接到433m透传模块，用串口发送数据给433m透传模块，433m透传模块再将数据通过无线继续上传。433m透传模块的型号选择亿佰特的e70
‑
433t14s3无线透传模块，低功耗，具有无线唤醒功能。具体参数如下：型号：e70
‑
433t14s3，工作频段：433mhz，通信距离：1.5km，通信接口：uart（ttl电平），工作电压：2.2~3.8v（dc），发射电流（ma）：27，接收电流（ma）：8，休眠电流（ua）：1，射频接口：ipex/邮票孔，等效阻抗约50ω。
33.微动开关5连接至图3中的p3接口，当消防沙7过少时，微动开关5闭合产生报警信号由high io输入cpu，该报警信号可以经cpu通过4g模块传输至用户终端，或者，也可以在消防沙箱上安装报警器，通过导线连接至电路板，一旦沙子过少立即报警。
34.电路板上设有温度采集电路和湿度采集电路，采集到温度、湿度信号经ad转换以后可输入cpu。温度采集电路参见图4和图5，采用恒流源电路进行采集， 创建恒流源电路产生一个固定的1ma电流，采集温度传感器3（型号pt100）因为温度变化产生的电压值，通过运算放大器放大到可以采集的范围。通过运放u2a将基准电压转换为恒流源，电流流过pt100时在其上产生压降，再通过运放u2b将该微弱压降信号放大（放大倍数为10），即输出期望的电压信号，该信号通过运算放大电路可直接连接ad转换芯片然后输入cpu进行运算。
35.湿度采集电路参见图6和图7，湿度传感器是根据沙子中水分含量的多少来判定沙子的湿度大小，当插入沙子中时由于沙子中水分含量不同，沙子的电容值就不同，经过ad转换算出对应的湿度。in4148_tlc555连接湿度传感器，当湿度变化时引起电压变化，导致u3a的3脚电压变化，进而u3a的输出端输出湿度信号。在测试土壤之前需要进行校准，在空气中可以视为湿度为0，在水中可以视为湿度100%，hum_adc输出的湿度信号接ad采集引脚连接ad转换芯片后输入cpu进行运算。
36.由于本安电路要求，如果放置在防爆区，需要接限流电阻，限流电阻功率比较大，导致电池无法长时间使用，所以需要在本安电路之前加一个mos管控制开关，参见图8，cpu的pow_on连接三极管q2的基极，三极管q2的集电极和mos管q1的栅极相连接，mos管q1的漏极连接本安电路。通过控制mos管q1，需要采集数据时开关打开，不需要采集数据时开关关闭，以此实现低功耗。为了本安电路的需求，在电源输入端设置稳压管d3和d4以及限流电阻r23，保证工作电流始终低于安全限值。
37.本实施例可实现运行的低功耗，极大地节约能源。其电池供电消耗如下：
38.i.433mhz无线模块：
39.1.发射电流30ma
40.假设发射时间均为100ms 每天按照3次接收发送，30*100*3=9000ma.ms
41.2.休眠电流2ua
42.按照一天来算：2ua*24*60*60*1000ms=172800000ua.ms=172800ma.ms
43.ii.cpu：
44.1.工作时电流140ua，假设工作时间2s,每天工作1次 140ua*2s=280ma.ms
45.2.待机模式0.85ua ，按照一天来算：0.85ua*24*60*60*1000ms =73440ma.ms
46.iii.pt100：
47.采集时间设为1s，工作电流1ma，每天1次，所以是1ma.s=1000ma.ms
48.iv.湿度采集电路部分：
49.采集时间设为1s,工作电流100ua，每天1次，所以是100ua.s=100ma.ms
50.平时mos管关断电流100na,所以不采集时的电流就是mos管漏电流，所以是100na*24*60*60*1000ms=8640ma.ms。
51.v.电源芯片tps62827
52.静态工作电流为4ua，按照一天工作量计算，4ua*24*60*60*1000ms=345600ma.ms。
53.综上按照一天计算：9000ma.ms + 172800ma.ms + 280ma.ms + 73440ma.ms + 1000ma.ms + 100ma.ms + 8640ma.ms + 345600ma.ms = 610860ma.ms
54.按照一年365天计算，需要的电池容量为610860ma.ms*365=222963900ma.ms≈62ma.h。
55.上面结合附图和实施例对本实用新型作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本实用新型宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，或者是对相关部件、结构及材料进行等同替代，从而形成多个具体的实施例，均为本实用新型的常见变化范围，在此不再一一详述。