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(shù)領(lǐng)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(shù)背景
[0002]水是人類(lèi)賴(lài)以生存的不可或缺的物質(zhì)，水資源的匱乏是目前全世界面臨的一個(gè)重大問(wèn)題，隨著工業(yè)的發(fā)展，加速了城市化的發(fā)展進(jìn)程，建設(shè)城鄉(xiāng)一體化成為了我國(guó)當(dāng)前的一個(gè)大趨勢(shì)。隨著城市人口數(shù)量的劇增，城市用戶(hù)的用水量也將大幅度增加，我國(guó)目前主要是通過(guò)自來(lái)水公司在地下鋪設(shè)的地下管道進(jìn)行供水。
[0003]城市地下綜合管廊建設(shè)是近幾年國(guó)家提出的一項(xiàng)重大民生項(xiàng)目，關(guān)系到經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，管廊建設(shè)的主要目的就是改善當(dāng)前管線管理混亂、管線故障難以維護(hù)、維護(hù)成本高等潛在的問(wèn)題。將包括供水管道的多種管線(燃?xì)狻⑴潘?、電力電纜、工業(yè)管道)融合到管廊中進(jìn)行有效地監(jiān)測(cè)管理，提高城市的運(yùn)行效率和質(zhì)量，解決近些年因?yàn)楣芾砘靵y、故障頻繁、維護(hù)困難所造成的社會(huì)不安定因素。
[0004]供水管道關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，供水管道作為管廊建設(shè)中的重要組成部分，提高其運(yùn)行質(zhì)量和減少故障率成為市政部門(mén)必須解決的重大問(wèn)題。在供水監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)精確傳輸?shù)街醒肟刂剖?，通過(guò)控制室服務(wù)器對(duì)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(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的有效運(yùn)行。在數(shù)據(jù)獲取、傳輸、處理的過(guò)程中，數(shù)據(jù)是由監(jiān)測(cè)點(diǎn)獲取并傳輸?shù)街醒肟刂剖?，監(jiān)測(cè)點(diǎn)和中央控制室的距離會(huì)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(cè)系統(tǒng)可靠運(yùn)行的保障。以前的管線網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)綜復(fù)雜，沒(méi)有一個(gè)合理有效的在線監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中容易失真，傳輸?shù)男室脖容^低，導(dǎo)致監(jiān)控中心不能及時(shí)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(shè)正在有序進(jìn)行，而供水管道作為城市地下綜合管廊中的一部分，針對(duì)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(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有城市地下供水管道在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不完善、事故診斷能力差、故障維護(hù)困難、維護(hù)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(cè)點(diǎn)、GPRS數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、中央控制室、自動(dòng)控制環(huán)節(jié)；
一一所述管道監(jiān)測(cè)點(diǎn)通過(guò)傳感器采集供水管道內(nèi)部壓力、流量、余氯、水位及相關(guān)數(shù)據(jù)，初始數(shù)據(jù)通過(guò)鋪設(shè)電子標(biāo)識(shí)器記錄并建立數(shù)據(jù)庫(kù)；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是通過(guò)傳感器檢測(cè)并利用數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)RS232接口與GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端模塊相連，通過(guò)GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端內(nèi)置的處理器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、協(xié)議封裝后發(fā)送到GPRS網(wǎng)絡(luò)；——所述GPRS數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò):現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)空中接口功能模塊同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理，轉(zhuǎn)換成在公共網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳送的格式，通過(guò)GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，最終傳送到中心控制室；各管道監(jiān)測(cè)點(diǎn)使用GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端，通過(guò)移動(dòng)的GPRS網(wǎng)絡(luò)與中央控制室相連；各數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)使用移動(dòng)通信公司統(tǒng)一的S頂卡，同時(shí)中心控制室對(duì)各點(diǎn)進(jìn)行登記，生成報(bào)表，保存資料以便識(shí)別和維護(hù)處理；各信息監(jiān)測(cè)點(diǎn)運(yùn)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(jìn)行傳輸，將采集到的各分站傳輸過(guò)來(lái)的封裝后的壓力、流量、余氯、液位及相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；
中央控制室服務(wù)器的監(jiān)控軟件采集所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息，并作畫(huà)面顯示，顯示監(jiān)測(cè)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行圖、實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖、運(yùn)行報(bào)表、日期顯示以及報(bào)警數(shù)據(jù)；接收上報(bào)的數(shù)據(jù)及報(bào)告信息，同時(shí)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，生成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，能實(shí)現(xiàn)查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表、故障顯示及自動(dòng)控制；
一一所述自動(dòng)控制環(huán)節(jié)在供水管道監(jiān)測(cè)點(diǎn)上安裝電子閥門(mén)，電子閥門(mén)的開(kāi)關(guān)由監(jiān)測(cè)終端的微處理器控制，微處理器控制閥門(mén)開(kāi)關(guān)動(dòng)作信號(hào)來(lái)源于中央控制室控制軟件；當(dāng)供水管道發(fā)生故障時(shí)，中央控制室會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，在顯示屏上顯示故障點(diǎn)的位置信息，根據(jù)位置信息和故障信息，中央控制室服務(wù)器上的控制軟件就會(huì)發(fā)出一個(gè)信號(hào)，通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)將該信號(hào)無(wú)線傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)終端控制電子閥門(mén)開(kāi)關(guān)動(dòng)作的微處理器上，微處理器接收到信號(hào)后根據(jù)故障信息，使故障點(diǎn)的電子閥開(kāi)關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，切斷故障管道的供水，等到工程維護(hù)人員解決問(wèn)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(hào)以GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)終端微處理器，微處理器發(fā)出指令打開(kāi)相應(yīng)的電子閥門(mén)；
該控制系統(tǒng)施工時(shí)，在管道監(jiān)測(cè)點(diǎn)上裝設(shè)電子標(biāo)識(shí)器，將供水管道的基礎(chǔ)信息記錄到電子標(biāo)志器中；每個(gè)標(biāo)識(shí)器都有唯一的ID，標(biāo)識(shí)器埋設(shè)后，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)記錄標(biāo)識(shí)器的ID和GPS坐標(biāo)，用探測(cè)器將這些電子標(biāo)識(shí)器中的信息獲取出來(lái)，把標(biāo)識(shí)器的ID和基礎(chǔ)信息以及標(biāo)識(shí)器的GPS空間坐標(biāo)，上傳給服務(wù)器建立數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)在監(jiān)測(cè)中心服務(wù)器中；同時(shí)將各類(lèi)傳感器安裝在管線監(jiān)測(cè)點(diǎn)上，通過(guò)數(shù)據(jù)采集裝置，將監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)量的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理后通過(guò)RS232接口與GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端模塊相連，通過(guò)GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端內(nèi)置的處理器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、協(xié)議封裝后發(fā)送到GPRS網(wǎng)絡(luò)，中央控制室接收GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸回來(lái)的數(shù)據(jù)，并在顯示屏上顯示、生成報(bào)表。
[0007]本發(fā)明是利用GPRS網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒肟刂剖?，?duì)供水管道的壓力、流量、液位、余氯的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理，通過(guò)無(wú)線傳輸回來(lái)的數(shù)據(jù)分析供水管道的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)管道數(shù)據(jù)異常時(shí)，在報(bào)警的同時(shí)自行啟動(dòng)計(jì)算機(jī)輔助控制軟件關(guān)閉安裝在故障點(diǎn)的開(kāi)關(guān)閥門(mén)，對(duì)地下綜合管廊中供水管道的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施在線檢測(cè)、在線診斷以及在線控制。其中傳感器檢測(cè)供水系統(tǒng)的流量、壓力、水位、余氯，并在鋪設(shè)管道時(shí)把這些數(shù)據(jù)的初始量通過(guò)電子標(biāo)識(shí)器記錄并建立數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，利用在線監(jiān)測(cè)軟件和控制軟件對(duì)供水管道的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。在管道發(fā)生故障時(shí)利用GIS和GPS進(jìn)行精確定位故障點(diǎn)位置，定位出故障點(diǎn)后自動(dòng)發(fā)出指令關(guān)閉故障管線周?chē)嚓P(guān)的開(kāi)關(guān)閥門(mén)，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(yùn)行效率和質(zhì)量，保證城市供水的可靠運(yùn)行。
【附圖說(shuō)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(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，獲取城市地下管廊中供水管道的各項(xiàng)測(cè)量數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)奖O(jiān)控中心服務(wù)器，并利用無(wú)線射頻(RFID)技術(shù)獲取管道的基礎(chǔ)信息建立數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理，結(jié)合監(jiān)測(cè)軟件和控制軟件實(shí)現(xiàn)供水管道的在線監(jiān)測(cè)、在線診斷及在線控制，以提高供水系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)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(cè)點(diǎn)模塊、GPRS數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)模塊、中央控制室、自動(dòng)控制環(huán)節(jié)模塊。
[0012](I)管道監(jiān)測(cè)點(diǎn)
管道監(jiān)測(cè)點(diǎn)根據(jù)需要設(shè)置，每一個(gè)管道監(jiān)測(cè)點(diǎn)通過(guò)傳感器采集供水管道內(nèi)部壓力、流量、余氯、水位等數(shù)據(jù)，初始數(shù)據(jù)通過(guò)鋪設(shè)電子標(biāo)識(shí)器記錄并建立數(shù)據(jù)庫(kù)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是通過(guò)傳感器檢測(cè)并利用數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)RS232接口與GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端模塊相連，通過(guò)GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端內(nèi)置的處理器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、協(xié)議封裝后發(fā)送到GPRS網(wǎng)絡(luò)。
[0013](2) GPRS數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)
目前，GSM網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)已經(jīng)趨于完善，在電信部門(mén)多年的努力下，其覆蓋范圍不斷擴(kuò)大，在通信方面具有成熟、穩(wěn)定、可靠的特點(diǎn)，尤其是中國(guó)移動(dòng)推出的GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，通過(guò)增加相應(yīng)的功能實(shí)體和對(duì)現(xiàn)有基站系統(tǒng)進(jìn)行部分改造來(lái)實(shí)現(xiàn)分組交換，這種改造的投入相對(duì)較小，但得到的用戶(hù)數(shù)據(jù)速率卻相當(dāng)可觀。因此，利用GPRS業(yè)務(wù)平臺(tái)構(gòu)建供水管道監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸可以有效利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，降低建設(shè)成本，縮短建