本實用新型涉及綜合管廊監(jiān)測技術(shù)領域,更具體地,涉及一種基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器。
背景技術(shù):
現(xiàn)代綜合管廊內(nèi)裝有包含電力、通訊、燃氣、熱力、給排水等在內(nèi)的工程管線,現(xiàn)有的監(jiān)測技術(shù)通過現(xiàn)場執(zhí)行器可以采集管廊內(nèi)的視頻、火情、有害氣體、溫度、安防等環(huán)境參數(shù),現(xiàn)場執(zhí)行器將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱笮捅O(jiān)控中心,由此實現(xiàn)業(yè)主對管廊內(nèi)部運營情況的實時監(jiān)控。
但是傳統(tǒng)的固定式中央監(jiān)控室需要專業(yè)技術(shù)人員隨時對各項指標進行監(jiān)測,耗費大量的人力資源。并且政府管理人員,生產(chǎn)廠家等相關客戶的監(jiān)管難以進行,因為除業(yè)主以外的人無法隨時隨地獲取感興趣的管廊監(jiān)控信息,數(shù)據(jù)共享難以實現(xiàn)。其次,傳統(tǒng)的管廊監(jiān)測鋪設線纜繁多復雜,模擬線路引入的干擾和數(shù)字線路的冗余給數(shù)據(jù)的準確傳遞和故障排除工作等帶來了挑戰(zhàn)和困難。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
鑒于上述問題,本實用新型的目的是提供一種利用網(wǎng)絡收集數(shù)據(jù),質(zhì)量分析,實時監(jiān)控管廊內(nèi)部狀態(tài),并通過互聯(lián)網(wǎng)上傳給不同客戶,并為其提供動態(tài)決策支持和預警的基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器。
為了實現(xiàn)上述目的,本實用新型提供一種基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器,一端連接到管廊局域網(wǎng),另一端連接到路由器,所述基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器包括:數(shù)據(jù)收發(fā)接口,通過有線或無線方式連接到管廊局域網(wǎng),所述管廊局域網(wǎng)存儲有管廊中各節(jié)點的各傳感器的信號;數(shù)據(jù)處理模塊,與所述數(shù)據(jù)收發(fā)接口連接,通過所述數(shù)據(jù)收發(fā)接口采集來自管廊局域網(wǎng)的不同節(jié)點的信號,包括:第一判斷單元,判斷信號中是否包括報警信息,如果包括報警信息,發(fā)送報警信息給網(wǎng)絡管理模塊,如果沒有報警信息,將信號發(fā)送給比較單元;比較單元,比較各節(jié)點的信號中同種類傳感器的測量數(shù)據(jù),并將比較結(jié)果發(fā)送給第二判斷單元;第二判斷單元,判斷所述測量數(shù)據(jù)的變化趨勢是否有超過報警閾值的趨勢,當有超過報警閾值的趨勢時,發(fā)送預警信號給網(wǎng)絡管理模塊,其中,所述預警信號包括預警類型、測量數(shù)據(jù)和節(jié)點位置;網(wǎng)絡管理模塊,與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接,通過有線或者無線方式連接到路由器,通過路由器將各節(jié)點的信號、報警信息和預警信號上傳到互聯(lián)網(wǎng)。
所述的基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器,其中,所述數(shù)據(jù)收發(fā)接口包括第一網(wǎng)絡接口和第一協(xié)議棧芯片,所述第一網(wǎng)絡接口連接到管廊局域網(wǎng),所述第一協(xié)議棧芯片連接在所述第一網(wǎng)絡接口和所述數(shù)據(jù)處理模塊之間。
所述的基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器,其中,所述網(wǎng)絡管理模塊包括第二網(wǎng)絡接口和第二協(xié)議棧芯片,所述第二網(wǎng)絡接口與所述路由器連接,所述第二協(xié)議棧芯片連接在第二網(wǎng)絡接口和所述數(shù)據(jù)處理模塊之間。
所述的基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器,其中,所述第一網(wǎng)絡接口和第二網(wǎng)絡接口為雙絞線網(wǎng)絡接口,所述第一協(xié)議棧芯片和第二協(xié)議棧芯片為硬件協(xié)議棧芯片W5500。
所述的基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器,其中,所述網(wǎng)絡管理模塊包括WIFI模塊。
所述的基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器,其中,還包括:供電模塊,為所述數(shù)據(jù)收發(fā)接口、數(shù)據(jù)處理模塊和網(wǎng)絡管理模塊供電,所述供電模塊包括太陽能板、電源管理器、鋰電池和DC/DC轉(zhuǎn)換器,太陽能板將太陽能轉(zhuǎn)換成電能通過電源管理器存儲到鋰電池,存儲到鋰電池的電能通過DC/DC轉(zhuǎn)換器分別轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)收發(fā)接口、數(shù)據(jù)處理模塊和網(wǎng)絡管理模塊所需的額定電壓。
所述的基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器,其中,所述數(shù)據(jù)處理模塊包括單片機、DSP和PLC中的一種或多種。
所述的基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器,其中,還包括:分類單元,對不同客戶授予不同的授權(quán)號,將報警信息和預警信號進行分類提供給不同的客戶。
所述的基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器,其中,還包括移動裝置,所述移動裝置包括:信號收發(fā)單元,通過無線方式與數(shù)據(jù)處理模塊連接,接收數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送的報警信息和預警信號;設定單元,設定代表管廊內(nèi)各類開關和閥門的按鍵;輸入單元,輸入報警閾值,其中,通過設定單元反饋客戶指令給數(shù)據(jù)處理模塊,進而將指令傳達到現(xiàn)場執(zhí)行器,執(zhí)行指令中的操作,通過對報警閾值的輸入對報警閾值進行更新。
所述的基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器,其中,所述數(shù)據(jù)處理模塊還包括第三判斷單元,判斷輸入的報警閾值的變化趨勢與同類傳感器的測量數(shù)據(jù)設定時間段內(nèi)的變化趨勢是否相同,如果不相同時,發(fā)出預警信號給移動裝置。
本實用新型所述基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器采用網(wǎng)絡管理模塊與互聯(lián)網(wǎng)連接,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享?;诨ヂ?lián)網(wǎng)的管廊主控制器可將監(jiān)測結(jié)果和預警信息發(fā)送給任何接入互聯(lián)網(wǎng)的授權(quán)客戶??蛻粢部呻S時隨地通過智能終端查看管廊的傳輸情況并通過授權(quán)基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器實現(xiàn)對節(jié)點的執(zhí)行器點對點地操作。
附圖說明
通過參考以下具體實施方式及權(quán)利要求書的內(nèi)容并且結(jié)合附圖,本實用新型的其它目的及結(jié)果將更加明白且易于理解。在附圖中:
圖1是本實用新型基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器的構(gòu)成框圖;
圖2是利用所述的基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器對管廊進行監(jiān)控的方法的流程圖。
具體實施方式
在下面的描述中,出于說明的目的,為了提供對一個或多個實施例的全面理解,闡述了許多具體細節(jié)。然而,很明顯,也可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下實現(xiàn)這些實施例。在其它例子中,為了便于描述一個或多個實施例,公知的結(jié)構(gòu)和設備以方框圖的形式示出。
下面將參照附圖來對根據(jù)本實用新型的各個實施例進行詳細描述。
圖1是本實用新型基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器的構(gòu)成框圖,如圖1所示,所述基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器100包括:
數(shù)據(jù)收發(fā)接口110,通過有線或無線方式連接到管廊局域網(wǎng)10,所述管廊局域網(wǎng)10存儲有管廊中各節(jié)點的各傳感器的信號,例如通過網(wǎng)線或者光纖連接到管廊局域網(wǎng)10;
數(shù)據(jù)處理模塊120,與所述數(shù)據(jù)收發(fā)接口110連接,通過所述數(shù)據(jù)收發(fā)接口110采集來自管廊局域網(wǎng)的不同節(jié)點的信號,包括:第一判斷單元121,判斷信號中是否包括報警信息,如果包括報警信息,發(fā)送報警信息給網(wǎng)絡管理模塊130,如果沒有報警信息,將信號發(fā)送給比較單元122;比較單元122,比較各節(jié)點的信號中同種類傳感器的測量數(shù)據(jù),并將比較結(jié)果發(fā)送給第二判斷單元123,例如,通過比較各節(jié)點的信號判斷管廊的運行狀態(tài),所述管線一個節(jié)點的入口流量大于下一節(jié)點的流量,說明管線存在泄露;第二判斷單元123,判斷所述測量數(shù)據(jù)的變化趨勢是否有超過報警閾值的趨勢,當有超過報警閾值的趨勢時,發(fā)送預警信號給網(wǎng)絡管理模塊130,其中,所述信號包括各節(jié)點各傳感器的測量數(shù)據(jù)和節(jié)點位置;所述報警信息包括報警類型(溫度、水壓、氧氣含量、硫化氫氣體含量、甲烷含量、濕度等)、測量數(shù)據(jù)和節(jié)點位置;所述預警信號包括預警類型(溫度、水壓、氧氣含量、硫化氫氣體含量、甲烷含量、濕度等)、測量數(shù)據(jù)和節(jié)點位置,優(yōu)選地,所述數(shù)據(jù)處理模塊120存儲有各節(jié)點的IP地址與位置坐標的映射表,通過查詢節(jié)點的IP地址確定節(jié)點的坐標;
網(wǎng)絡管理模塊130,與所述數(shù)據(jù)處理模塊120連接,通過有線或者無線方式連接到路由器20,通過路由器20將所述報警信息和預警信號上傳到互聯(lián)網(wǎng),通過路由器20可將報警信息和預警信號發(fā)送到授權(quán)客戶的智能終端,客戶可根據(jù)實際情況做進一步判斷,決定是否授權(quán)基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器現(xiàn)場執(zhí)行器進行操作??蛻舻氖跈?quán)操作在智能終端上進行,經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)铰酚善?0,路由器20經(jīng)過網(wǎng)絡管理模塊130再傳給數(shù)據(jù)處理模塊120。
優(yōu)選地,所述基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器100還包括供電模塊140,為所述數(shù)據(jù)收發(fā)接口110、數(shù)據(jù)處理模塊120和網(wǎng)絡管理模塊130供電,所述供電模塊140包括太陽能板141、電源管理器142、鋰電池143和DC/DC轉(zhuǎn)換器144,太陽能板141將太陽能轉(zhuǎn)換成電能通過電源管理器142存儲到鋰電池143,存儲到鋰電池143的電能通過DC/DC轉(zhuǎn)換器144分別轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)收發(fā)接口110、數(shù)據(jù)處理模塊120和網(wǎng)絡管理模塊130所需的額定電壓。
另外,優(yōu)選地,所述基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器100還包括分類單元(未示出),對不同客戶授予不同的授權(quán)號,將報警信息和預警信號進行分類提供給不同的客戶,為其提供預警信息和決策支持,例如,將管道傳輸情況,是否漏水、漏氣、發(fā)生火情等報警信息和預警信號發(fā)送給業(yè)主;將管廊中即將到達檢修期限的各部件,以及發(fā)生險情的部件的類型和測量數(shù)據(jù)發(fā)送給廠家;將各節(jié)點的信號(各傳感器的測量數(shù)據(jù))發(fā)送給政府部門進行監(jiān)管,或者將管廊內(nèi)各部件發(fā)生險情的次數(shù)以及生產(chǎn)廠家等報警信息發(fā)送給政府部門進行監(jiān)管。
上述分類單元可以通過路由器、交換機、單片機等實現(xiàn)。
另外,優(yōu)選地,所述基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器100還包括移動裝置(未示出),包括:信號收發(fā)單元,通過無線方式與數(shù)據(jù)處理模塊連接,接收數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送的報警信息和預警信號;設定單元,設定代表管廊內(nèi)各類開關和閥門的按鍵;輸入單元,輸入報警閾值,通過設定單元反饋客戶指令給數(shù)據(jù)處理模塊,進而將指令傳達到現(xiàn)場執(zhí)行器,執(zhí)行指令中的操作,通過對報警閾值的輸入可以對報警閾值進行更新,從而優(yōu)化預警模式,提高檢出率和偽報警率,其中,除移動裝置外的主控制器可以設置在管廊附近,移動裝置可以設置在不同客戶處,一個移動裝置可以接收任意局域網(wǎng)的不同數(shù)據(jù)處理模塊的信號。
上述移動裝置的信號收發(fā)單元可以通過信號收發(fā)器、上網(wǎng)卡、WIFI、藍牙等實現(xiàn);所述設定單元和輸入單元可以通過鍵盤、觸摸屏等實現(xiàn)。
進一步,優(yōu)選地,所述數(shù)據(jù)處理模塊120還包括第三判斷單元,判斷輸入的報警閾值的變化趨勢與同類傳感器的測量數(shù)據(jù)設定時間段內(nèi)的變化趨勢是否相同,如果不相同時,發(fā)出預警信號給移動裝置,防止客戶誤操作,例如,夏季或者冬季供暖時,管廊內(nèi)的溫度較高,此時需將溫度的報警閾值提高。
上述基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器可以采集各節(jié)點的管道狀態(tài)信息,由單一接口輸入到數(shù)據(jù)處理模塊中,對管廊傳輸系統(tǒng)進行全面評估,并且通過互聯(lián)網(wǎng)將管廊信息傳輸給相關人員,針對不同客戶的需求各有側(cè)重,為其提供決策支持和預警報告??蛻粢部墒怪悄芙K端隨時隨地查看管廊運行狀況,并通過授權(quán),基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器真正實現(xiàn)對執(zhí)行器點對點的操作。
在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中,上述基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器100的各構(gòu)成部件的組成如下:
所述數(shù)據(jù)收發(fā)接口110包括第一網(wǎng)絡接口111和第一協(xié)議棧芯片112,所述第一網(wǎng)絡接口111連接到管廊局域網(wǎng),所述第一協(xié)議棧芯片112連接第一網(wǎng)絡接口111和數(shù)據(jù)處理模塊120,將管廊局域網(wǎng)中各節(jié)點的信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理模塊120,優(yōu)選地,所述第一網(wǎng)絡接口111為雙絞線網(wǎng)絡接口,例如,RJ-45;優(yōu)選地,所述第一協(xié)議棧芯片112為TCP/IP協(xié)議棧芯片,例如,硬件協(xié)議棧芯片W5500;
所述數(shù)據(jù)處理模塊120包括單片機、DSP和PLC中的一種或多種,優(yōu)選地,所述數(shù)據(jù)處理模塊120為DSP芯片,例如TMS320F2812,又如,所述數(shù)據(jù)處理模塊120的第一判斷單元121、第二判斷單元123和第三判斷單元可以通過邏輯門電路實現(xiàn),所述比較單元122可以通過比較器、邏輯門電路等實現(xiàn);
所述網(wǎng)絡管理模塊130包括第二網(wǎng)絡接口131和第二協(xié)議棧芯片132,所述第二網(wǎng)絡接口131通過網(wǎng)線連接到路由器20,所述第二協(xié)議棧芯片132連接第二網(wǎng)絡接口131和數(shù)據(jù)處理模塊120,優(yōu)選地,所述第二網(wǎng)絡接口131為雙絞線網(wǎng)絡接口,例如,RJ-45;優(yōu)選地,所述第二協(xié)議棧芯片132為TCP/IP協(xié)議棧芯片,例如,硬件協(xié)議棧芯片W5500;
所述供電模塊140的太陽能板141為使用最大功率40瓦特的ROS040-36M,可提供的最大電壓為17.2伏特,電源管理器為四通道供電設備(PSE)電源控制器,鋰電池143可提供48伏特的電壓,DC/DC轉(zhuǎn)換器144可轉(zhuǎn)換為3.3伏特的電壓給第一協(xié)議棧芯片112、數(shù)據(jù)處理模塊120、第二協(xié)議棧芯片132供電。
優(yōu)選地,所述網(wǎng)絡管理模塊130還包括WIFI模塊133,通過無線方式與路由器20連接。
上述基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器可以對來自下位智能網(wǎng)絡中多個現(xiàn)場執(zhí)行器的數(shù)據(jù)進行分析評測,針對不同客戶的需求提供動態(tài)決策支持,通過一根高速數(shù)字網(wǎng)線實現(xiàn)對所有下位智能網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的搜集,減少噪聲干擾,大大簡化傳統(tǒng)線纜設計。
圖2是利用所述的基于互聯(lián)網(wǎng)的管廊主控制器對管廊進行監(jiān)控的方法的流程圖,如圖2所示,所述監(jiān)控方法包括:
在步驟S210中,通過數(shù)據(jù)收發(fā)接口110將管廊局域網(wǎng)存儲的管廊中各節(jié)點的各傳感器的信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理模塊120;
在步驟S220中,數(shù)據(jù)處理模塊120判斷信號中是否包括報警信息;
如果包括報警信息,在步驟S230中,發(fā)送報警信息給網(wǎng)絡管理模塊130;
如果沒有報警信息,在步驟S240中,比較各節(jié)點的信號中同種類傳感器的測量數(shù)據(jù);
在步驟S250中,判斷所述測量數(shù)據(jù)的變化趨勢是否有超過報警閾值的趨勢;
如果沒有超過報警閾值的趨勢,在步驟S260中,不發(fā)出預警信號,將測量數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)絡管理模塊130;
如果有超過報警閾值的趨勢,在步驟S270中,發(fā)送預警信號給網(wǎng)絡管理模塊130,其中,所述預警信號包括預警類型、測量數(shù)據(jù)和節(jié)點位置;
在步驟S280中,上述報警信息和預警信號通過網(wǎng)絡管理模塊130和路由器20上傳到互聯(lián)網(wǎng)。
優(yōu)選地,上述監(jiān)控方法還包括:
對不同客戶授予不同的授權(quán)號,將報警信息和預警信號進行分類提供給不同的客戶,為其提供預警信息和決策支持。
優(yōu)選地,上述監(jiān)控方法還包括:
通過路由器20將報警信息和預警信號發(fā)送到授權(quán)客戶的智能終端(手機、電腦或者移動裝置等);
智能終端的反饋信號通過互聯(lián)網(wǎng)和路由器20,經(jīng)過網(wǎng)絡管理模塊130傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理模塊120;
數(shù)據(jù)處理模塊120根據(jù)上述反饋信號判斷是否發(fā)送指令給現(xiàn)場執(zhí)行器,現(xiàn)場執(zhí)行器進行指令中的操作,例如,當某一節(jié)點的水壓傳感器的測量數(shù)值發(fā)生異常時,授權(quán)客戶發(fā)出關斷水閥的反饋信號給數(shù)據(jù)處理模塊120,則數(shù)據(jù)處理模塊120發(fā)送水閥關斷指令給下位網(wǎng)絡的現(xiàn)場執(zhí)行器進行關斷水閥的操作。
盡管前面公開的內(nèi)容示出了本實用新型的示例性實施例,但是應當注意,在不背離權(quán)利要求限定的范圍的前提下,可以進行多種改變和修改。根據(jù)這里描述的實用新型實施例的方法權(quán)利要求的功能、步驟和/或動作不需以任何特定順序執(zhí)行。此外,盡管本實用新型的元素可以以個體形式描述或要求,但是也可以設想具有多個元素,除非明確限制為單個元素。