基于gprs的城市地下綜合管廊供水管道在線監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是一種基于GPRS的城市地下綜合管廊供水管道在線監(jiān)控系統(tǒng)。
技術背景
[0002]水是人類賴以生存的不可或缺的物質，水資源的匱乏是目前全世界面臨的一個重大問題，隨著工業(yè)的發(fā)展，加速了城市化的發(fā)展進程，建設城鄉(xiāng)一體化成為了我國當前的一個大趨勢。隨著城市人口數(shù)量的劇增，城市用戶的用水量也將大幅度增加，我國目前主要是通過自來水公司在地下鋪設的地下管道進行供水。
[0003]城市地下綜合管廊建設是近幾年國家提出的一項重大民生項目，關系到經濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，管廊建設的主要目的就是改善當前管線管理混亂、管線故障難以維護、維護成本高等潛在的問題。將包括供水管道的多種管線(燃氣、排水、電力電纜、工業(yè)管道)融合到管廊中進行有效地監(jiān)測管理，提高城市的運行效率和質量，解決近些年因為管理混亂、故障頻繁、維護困難所造成的社會不安定因素。
[0004]供水管道關系到國民經濟的發(fā)展，供水管道作為管廊建設中的重要組成部分，提高其運行質量和減少故障率成為市政部門必須解決的重大問題。在供水監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)測數(shù)據(jù)精確傳輸?shù)街醒肟刂剖遥ㄟ^控制室服務器對數(shù)據(jù)分析處理是監(jiān)控環(huán)節(jié)不可或缺的部分，影響著整個監(jiān)控系統(tǒng)的有效運行。在數(shù)據(jù)獲取、傳輸、處理的過程中，數(shù)據(jù)是由監(jiān)測點獲取并傳輸?shù)街醒肟刂剖?，監(jiān)測點和中央控制室的距離會影響數(shù)據(jù)的傳輸效率，因此提高傳輸效率是供水管道在線監(jiān)測系統(tǒng)可靠運行的保障。以前的管線網絡錯綜復雜，沒有一個合理有效的在線監(jiān)測管理系統(tǒng)，監(jiān)測數(shù)據(jù)在傳輸過程中容易失真，傳輸?shù)男室脖容^低，導致監(jiān)控中心不能及時發(fā)現(xiàn)故障狀態(tài)，事故發(fā)生率很高。隨著城市的發(fā)展，城市地下綜合管廊建設正在有序進行，而供水管道作為城市地下綜合管廊中的一部分，針對供水管道提出了一種有效的在線監(jiān)控系統(tǒng)具有重大的現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有城市地下供水管道在線監(jiān)測系統(tǒng)不完善、事故診斷能力差、故障維護困難、維護成本高等存在的缺陷，提出一種基于GPRS城市地下綜合管廊供水管道在線監(jiān)控系統(tǒng)。
[0006]一種基于GPRS的城市地下綜合管廊供水管道在線監(jiān)控系統(tǒng)，該在線監(jiān)控系統(tǒng)主要包括四大部分:管道監(jiān)測點、GPRS數(shù)據(jù)傳輸網絡、中央控制室、自動控制環(huán)節(jié)；
一一所述管道監(jiān)測點通過傳感器采集供水管道內部壓力、流量、余氯、水位及相關數(shù)據(jù)，初始數(shù)據(jù)通過鋪設電子標識器記錄并建立數(shù)據(jù)庫；實時數(shù)據(jù)是通過傳感器檢測并利用數(shù)據(jù)處理模塊進行A/D轉換，處理后的數(shù)據(jù)通過RS232接口與GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端模塊相連，通過GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端內置的處理器對數(shù)據(jù)進行處理、協(xié)議封裝后發(fā)送到GPRS網絡；——所述GPRS數(shù)據(jù)傳輸網絡:現(xiàn)場監(jiān)測點采集的數(shù)據(jù)經過GPRS網絡空中接口功能模塊同時對數(shù)據(jù)進行解碼處理，轉換成在公共網絡數(shù)據(jù)傳送的格式，通過GPRS無線數(shù)據(jù)網絡進行傳輸，最終傳送到中心控制室；各管道監(jiān)測點使用GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端，通過移動的GPRS網絡與中央控制室相連；各數(shù)據(jù)監(jiān)測點使用移動通信公司統(tǒng)一的S頂卡，同時中心控制室對各點進行登記，生成報表，保存資料以便識別和維護處理；各信息監(jiān)測點運行監(jiān)控系統(tǒng)軟件，支持全天在線；
一一所述中央控制室的主模塊與分站模塊按照主從方式進行傳輸，將采集到的各分站傳輸過來的封裝后的壓力、流量、余氯、液位及相關數(shù)據(jù)進行處理；
中央控制室服務器的監(jiān)控軟件采集所有監(jiān)測點的數(shù)據(jù)信息，并作畫面顯示，顯示監(jiān)測點的動態(tài)運行圖、實時趨勢圖、運行報表、日期顯示以及報警數(shù)據(jù)；接收上報的數(shù)據(jù)及報告信息，同時對采集的數(shù)據(jù)進行存儲和管理，生成實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫，能實現(xiàn)查詢、統(tǒng)計、報表、故障顯示及自動控制；
一一所述自動控制環(huán)節(jié)在供水管道監(jiān)測點上安裝電子閥門，電子閥門的開關由監(jiān)測終端的微處理器控制，微處理器控制閥門開關動作信號來源于中央控制室控制軟件；當供水管道發(fā)生故障時，中央控制室會發(fā)出報警信號，在顯示屏上顯示故障點的位置信息，根據(jù)位置信息和故障信息，中央控制室服務器上的控制軟件就會發(fā)出一個信號，通過GPRS網絡將該信號無線傳輸?shù)奖O(jiān)測終端控制電子閥門開關動作的微處理器上，微處理器接收到信號后根據(jù)故障信息，使故障點的電子閥開關處于關閉狀態(tài)，切斷故障管道的供水，等到工程維護人員解決問題，排除故障后，中央控制室顯示故障解除，控制軟件再發(fā)出信號以GPRS網絡傳輸?shù)奖O(jiān)測終端微處理器，微處理器發(fā)出指令打開相應的電子閥門；
該控制系統(tǒng)施工時，在管道監(jiān)測點上裝設電子標識器，將供水管道的基礎信息記錄到電子標志器中；每個標識器都有唯一的ID，標識器埋設后，通過現(xiàn)場記錄標識器的ID和GPS坐標，用探測器將這些電子標識器中的信息獲取出來，把標識器的ID和基礎信息以及標識器的GPS空間坐標，上傳給服務器建立數(shù)據(jù)庫存儲在監(jiān)測中心服務器中；同時將各類傳感器安裝在管線監(jiān)測點上，通過數(shù)據(jù)采集裝置，將監(jiān)測點測量的數(shù)據(jù)經過處理后通過RS232接口與GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端模塊相連，通過GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端內置的處理器對數(shù)據(jù)進行處理、協(xié)議封裝后發(fā)送到GPRS網絡，中央控制室接收GPRS無線網絡傳輸回來的數(shù)據(jù)，并在顯示屏上顯示、生成報表。
[0007]本發(fā)明是利用GPRS網絡將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒肟刂剖?，對供水管道的壓力、流量、液位、余氯的各項?shù)據(jù)進行采集、處理，通過無線傳輸回來的數(shù)據(jù)分析供水管道的運行狀態(tài)，當管道數(shù)據(jù)異常時，在報警的同時自行啟動計算機輔助控制軟件關閉安裝在故障點的開關閥門，對地下綜合管廊中供水管道的運行狀態(tài)實施在線檢測、在線診斷以及在線控制。其中傳感器檢測供水系統(tǒng)的流量、壓力、水位、余氯，并在鋪設管道時把這些數(shù)據(jù)的初始量通過電子標識器記錄并建立數(shù)據(jù)庫。通過GPRS無線網絡進行數(shù)據(jù)傳輸，利用在線監(jiān)測軟件和控制軟件對供水管道的狀態(tài)進行實時監(jiān)測和控制。在管道發(fā)生故障時利用GIS和GPS進行精確定位故障點位置，定位出故障點后自動發(fā)出指令關閉故障管線周圍相關的開關閥門，并在監(jiān)控中心顯示屏上顯示故障信息，減少事故的損害程度，提高供水管道的運行效率和質量，保證城市供水的可靠運行。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明城市地下綜合管廊供水管道在線監(jiān)控系統(tǒng)流程圖。
【具體實施方式】
[0009]下面結合附圖對本發(fā)明進行詳述。
[0010]如圖1所示，城市地下綜合管廊供水管道在線監(jiān)控系統(tǒng)是以GPRS無線網絡傳輸方式，獲取城市地下管廊中供水管道的各項測量數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)奖O(jiān)控中心服務器，并利用無線射頻(RFID)技術獲取管道的基礎信息建立數(shù)據(jù)庫進行管理，結合監(jiān)測軟件和控制軟件實現(xiàn)供水管道的在線監(jiān)測、在線診斷及在線控制，以提高供水系統(tǒng)的運行質量和效率。
[0011]基于GPRS的城市地下綜合管廊供水管道在線監(jiān)控系統(tǒng)主要包括四大部分:管道監(jiān)測點模塊、GPRS數(shù)據(jù)傳輸網絡模塊、中央控制室、自動控制環(huán)節(jié)模塊。
[0012](I)管道監(jiān)測點
管道監(jiān)測點根據(jù)需要設置，每一個管道監(jiān)測點通過傳感器采集供水管道內部壓力、流量、余氯、水位等數(shù)據(jù)，初始數(shù)據(jù)通過鋪設電子標識器記錄并建立數(shù)據(jù)庫。實時數(shù)據(jù)是通過傳感器檢測并利用數(shù)據(jù)處理模塊進行A/D轉換，處理后的數(shù)據(jù)通過RS232接口與GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端模塊相連，通過GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端內置的處理器對數(shù)據(jù)進行處理、協(xié)議封裝后發(fā)送到GPRS網絡。
[0013](2) GPRS數(shù)據(jù)傳輸網絡
目前，GSM網絡的建設已經趨于完善，在電信部門多年的努力下，其覆蓋范圍不斷擴大，在通信方面具有成熟、穩(wěn)定、可靠的特點，尤其是中國移動推出的GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務，通過增加相應的功能實體和對現(xiàn)有基站系統(tǒng)進行部分改造來實現(xiàn)分組交換，這種改造的投入相對較小，但得到的用戶數(shù)據(jù)速率卻相當可觀。因此，利用GPRS業(yè)務平臺構建供水管道監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)監(jiān)測點數(shù)據(jù)的無線數(shù)據(jù)傳輸可以有效利用現(xiàn)有網絡，降低建設成本，縮短建