一種向傳感器智能充電的地下管線和綜合管廊監(jiān)測采集器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及城市地下管線和綜合管廊及其附屬設施信息化領域，特別涉及一種向傳感器智能充電的地下管線和綜合管廊監(jiān)測采集器。
【背景技術】
[0002]近年來，我國城市地上的建設快速發(fā)展，但是地下空間的規(guī)劃和建設不足、管理水平不高等問題凸顯。一些城市相繼發(fā)生地下管線的窨井蓋丟失、管線泄露、管線水浸等事件，嚴重威脅了城市地下管線、綜合管廊安全穩(wěn)定運行和人民群眾生命財產(chǎn)安全。2014年6月14日，國務院正式發(fā)布《關于加強城市地下管線建設管理的指導意見》，鼓勵在地下管線規(guī)劃建設、運行維護及應急防災等工作中，廣泛應用精確測控、示蹤標識、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測和隱患事故預警等先進技術。《城市綜合管廊工程技術規(guī)范》(GB 50838-2015)中提出，綜合管廊的環(huán)境與設備監(jiān)控需要根據(jù)不同管線對溫濕度、水位、相關氣體等進行監(jiān)測。
[0003]地下管線和綜合管廊監(jiān)測系統(tǒng)，是對地下管線、綜合管廊的運行狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)進行監(jiān)測的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。通過在窨井、綜合管廊、管線及其附屬設施上，安裝一些測量溫濕度、噪聲、水位、可燃氣濃度和有毒氣體濃度等傳感器，利用物聯(lián)網(wǎng)技術，將信息從地下傳送到地上，最終上傳到云端服務器平臺，實現(xiàn)管線運行狀態(tài)和環(huán)境的監(jiān)測和管理。
[0004]由于負責地下管線和綜合管廊現(xiàn)場采集的傳感器，一般安裝在窨井較深處、綜合管廊內(nèi)部，后期不容易通過現(xiàn)場工程對傳感器的電池進行更換；同時，各類傳感器種類較多，不同廠家采用的輸入電壓，不便由采集器直接簡單的進行供電。
[0005]另外，窨井是由鋼筋混凝土井身和鑄鐵井蓋構(gòu)成的封閉空間，綜合管廊是由鋼筋混凝土構(gòu)成的封閉空間，存在無線信號屏蔽的問題，同時不宜采用有線傳輸方式將監(jiān)測信號傳輸至地面。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的是針對上述問題，提供一種向傳感器智能充電的地下管線和綜合管廊監(jiān)測采集器，避免傳感器電源需要不斷更換而實現(xiàn)長期運行，實現(xiàn)地下管線、綜合管廊運行狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)采集上傳。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0008]本實用新型提供一種向傳感器智能充電的地下管線和綜合管廊監(jiān)測采集器，包括采集器外殼、控制器、電子標簽、電源接口、電池外殼和鋰電池;所述的控制器安裝于采集器外殼內(nèi)部;所述的電子標簽固定于采集器外殼內(nèi)壁;所述的電源接口位于采集器外殼;所述的鋰電池安裝于電池外殼內(nèi)部;所述的采集器外殼和電池外殼掛接后通過螺絲緊固；所述的控制器和鋰電池通過一聯(lián)絡線電連接;所述的控制器由微控制器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、無線組網(wǎng)模塊、調(diào)試升級模塊以及電源模塊構(gòu)成;所述的電源模塊包含穩(wěn)壓控制電路、電壓檢測與控制電路、電壓變送電路，通過電源接口向具備充電功能的傳感器進行智能充電。
[0009 ] 所述的電源模塊包括穩(wěn)壓控制電路、電壓檢測與控制電路、電壓變送電路、電源接口 ；所述的電源模塊通過聯(lián)絡線與鋰電池電連接。
[0010]所述的電壓檢測與控制電路能接收微控制器模型指令，連通或斷開電壓變送電路;所述的電壓變送電路可以將直流24V電源轉(zhuǎn)換為直流12V電源。
[0011]所述的電源接口通過聯(lián)絡線與電壓變送電路電連接，通過外接電源線與傳感器電連接，具備直流24V、直流12V等多種接口，并向?qū)妷旱摹⒕邆涑潆姽δ艿膫鞲衅鬟M行智能充電。
[0012]所述的微控制器模塊可采用ARM芯片作為主控制芯片；所述的數(shù)據(jù)采集模塊為一個RS485電平轉(zhuǎn)換器，是采集器與現(xiàn)場傳感器的接口。
[0013]所述的無線組網(wǎng)模塊為一個433MHz無線微功率透傳模塊，包括射頻收發(fā)模塊和天線部分;所述的射頻收發(fā)模塊與MCU的串口、SPI或者I2C接口進行連接。
[0014]所述的調(diào)試升級模塊為用于下載調(diào)試和軟件升級的接口電路。
[0015]所述的電子標簽固定于采集器外殼內(nèi)壁上，用于存儲包括地理位置、管線名目、傳感器種類、檢修記錄在內(nèi)的重要信息。
[0016]所述的采集器外殼為ABS工程材料封閉外殼，具有防塵、防水、耐腐蝕特性;所述的采集器外殼上設有一用于安裝采集器的掛接件，所述的采集器安裝在地下窨井的內(nèi)壁。
[0017]所述的電池外殼為ABS工程材料封閉外殼，具有防塵、防水、耐腐蝕特性;所述的電池外殼上設有一掛接件，所述的電池外殼掛接在采集器外殼上。
[0018]針對多傳感器輸入電壓數(shù)值、數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一、無線信號屏蔽等問題，本實用新型的采集器提供了以下解決方案。地下管線和綜合管廊監(jiān)測系統(tǒng)中，電壓檢測與控制電路通過微控制器模塊接收指令，連通或斷開電壓變送電路，電壓變送電路提供24V、12V等多種電壓的電源輸出，向與之連接的傳感器進行智能充電，同種電壓規(guī)格的傳感器并聯(lián)受電。為了解決多信號接入的問題，采集器采用RS485總線方式將分散的不同設備相互連接起來協(xié)同工作。采集器對接收的數(shù)據(jù)信號進行簡單處理后，把它們按照一定格式封裝為報文載荷，并進行數(shù)據(jù)壓縮處理;然后通過無線組網(wǎng)模塊對載荷進一步封裝，借助433MHz無線自組網(wǎng)技術，將信息上傳至地面上的無線接收裝置。433MHz無線信號具有穿透力強，抗干擾能力強，組網(wǎng)能力強，無線網(wǎng)絡穩(wěn)定、可靠等優(yōu)點。433MHz無線通信距離為100米到3千米，無線信號能穿透一米厚鋼筋水泥墻壁，適用于窨井和綜合管廊的封閉環(huán)境。
[0019]本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)的有益效果:
[0020]1、采用電壓檢測與控制電路接收微控制器模塊指令，連通或斷開電壓變送電路。
[0021]2、電壓變送電路，將采集器鋰電池電壓進行變壓，提供24V、12V等多種電壓輸出，向傳感器進行智能充電，不需更換傳感器電池。
[0022]3、采用鋰電池和控制器分離安裝的方式，便于采集器更換電池。
[0023]4、采用RS485總線通信方式，實現(xiàn)地下管線和綜合管廊現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集。
[0024]5、能夠?qū)⑤斎霐?shù)據(jù)進行標準化和壓縮處理，從而減小數(shù)據(jù)傳輸?shù)膹碗s程度，提高網(wǎng)絡通信速度。
[0025]6、利用433MHz無線自組網(wǎng)技術，將數(shù)據(jù)信息上傳至地面接收設備。
[0026]7、利用電子標簽實現(xiàn)采集器的身份識別，便于工作人員巡檢和維修。
[0027]8、通過監(jiān)測電池電量信息，能夠通過網(wǎng)絡及時提醒工作人員更換電池，從而保證系統(tǒng)的正常運行。
[0028]9、采用防水封閉外殼，避免因環(huán)境潮濕或雨雪天氣的影響，造成電子器件和線路的腐蝕。
[0029]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0030]圖1為本實用新型的采集器結(jié)構(gòu)圖。
[0031 ]圖2為采集器的窨井安裝示意圖。
【具體實施方式】
[0032]以下結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0033]圖1所示為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，向傳感器智能充電的地下管線和綜合管廊監(jiān)測采集器由采集器外殼(U)、控制器、電子標簽(8)、電池外殼(10)和鋰電池(9)構(gòu)成。所述的控制器固定于采集器外殼(11)內(nèi)部，外殼內(nèi)壁貼有電子標簽(8);所述的鋰電池(9)固定于電池外殼(10)內(nèi)部，所述的鋰電池(9)和控制器通過聯(lián)絡線電連接;所述的控制器由微控制器模塊(1)、數(shù)據(jù)采集模塊(2)、無線組網(wǎng)模塊(3)、調(diào)試升級模塊(4)以及電源模塊(5)構(gòu)成。
[0034]所述的電源模塊(5)包括穩(wěn)壓控制電路、電壓檢測與控制電路、電壓變送電路、電源接口。其中，穩(wěn)壓控制電路包含電源開關、指示燈和穩(wěn)壓電路。一方面，鋰電池(9)的輸出電壓經(jīng)穩(wěn)壓控制電路處理，為微控制器模塊(I)、數(shù)據(jù)采集模塊(2)、無線組網(wǎng)模塊(3)以及調(diào)試升級模塊(4)智能充電。另一方面，在微控制器模塊(I)的指令下，電壓檢測與控制電路對鋰電池(9)的輸出電壓分壓處理后送入微控制