一种电力隧道用在线监控设备的制作方法

本发明涉及电力隧道建设领域，尤其涉及一种电力隧道用在线监控设备。

背景技术：

随着城市现代化的发展，越来越多的地方用地下隧道供电来代替高空架线的方式。供电隧道的环境与供电系统的正常运作、以及巡视工作人员的人身安全息息相关；因此需要对电力隧道内的环境状态进行实时监控；然而，由于电力隧道内的需要监控的环境参数较多，因此，因此导致与监测这些环境参数的监测设备连接的监控箱的尺寸较大，其箱体内部的设备都是独立产品，并且设备业务接口数量少，往往一个箱体内需要几台设备才能满足业务需求，这样的话就造成了空间的浪费。箱体内的每一台设备都需要单独供电，这样就造成了供电电源路数的增加。从产品传统的业务接口上来看，箱体内最少需要两款设备、3台交换机产品及1个传感监控单元才能满足业务需求，每台交换机通过级联的方式将业务整合到一起，传感监控单元在接入到交换机中，将数据上传到数据中心，箱体内设备过多，导致在设备供电线、网线、光纤等不能整齐的分区布置，导致箱体内线缆之间互有交叉，看起来很凌乱，不便于后续问题的排查。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电力隧道用在线监控设备。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种电力隧道用在线监控设备，包括均匀设置于电力隧道内的若干在线监控单元，与所述在线监测单元通过网络连接的监控平台，所述在线监控单元包括与监控平台连接的电力隧道传感器网络单元，分别与所述电力隧道传感器网络单元进行连接的隧道数据采集设备和现场工作设备，所述隧道数据采集设备包括隧道监测传感器、摄像终端、光线传感器、有毒气体传感器、氧气传感器、液位传感器和可燃气体传感器，所述现场工作设备包括排风设备和抽水泵、照明设备；

所述电力隧道传感器网络单元用于接收所述数据采集设备采集的数据信息、并对接收的数据信息进行汇总后转发给监控平台，还用于照明将接收的数据信息进行汇总进行数据边缘计算和分析后，根据分析结果向所述现场工作设备下达控制指令，控制所述现场工作设备的运行。

进一步，所述的隧道监测传感器包括电阻式传感器、电感式传感器、振弦式传感器、leica全站仪、水准仪，用于监测隧道工程的应力、应变、位移、渗压、温度参数，对隧道工程安全状况进行实时远程监控。

进一步，所述电力隧道传感器网络单元包括壳体，设置所述壳体内的交换机模块和边缘计算模块，所述交换机与所述边缘计算模块通过网口连接、并进行数据交换通讯；所述交换机模块包括外部接口、电源模块、以及分别与所述信息采集设备和现场工作设备进行连接的交换机控制器，所述电源模块将220v输入电源转换为24v输出电源、并分别与所述数据采集设备、交换机控制器和边缘计算模块电连接；所述边缘计算模块包括与所述交换机控制器通过网口连接的边缘计算控制器。

进一步，所述外部接口包括设置于所述壳体上的电源接口、32个10/100base-t电口,6个10/100/1000base-xspf光口，2个rs232/rs485串口。

进一步，所述交换机控制器用于接收数据采集设备的检测数据，并对其进行数据汇总、数据存储、数据转发并传输给监控平台和/或边缘计算模块，还用于接收边缘计算模块发出的控制指令，并将其转发给现场工作设备。

进一步，所述交换机控制器包括交换机cpu、交换芯片、交换机内存和fly芯片；其中，

所述交换机cpu：负责处理、运算交换机内部的所有数据；

所述fly芯片：为10base-te/100base-tx/1000base-t以太网物理层收发器，实现以太网的电气特性，兼容ieee802.3协议，支持光以太网，ieee1000base-xand100base-fx；

所述交换机内存：用于暂时存放交换机cpu中的运算数据，以及与外部存储器交换的数据；

所述交换芯片：用于完成以太网的二层基于mac的包转发功能。

进一步，所述边缘计算控制器，用于将从交换机模块接收的数据，进行就地化储存、计算、分析、并通过交换机模块给现场工作设备发出控制指令。

进一步，所述边缘计算控制器包括边缘计算cpu、边缘计算内存；其中，

所述边缘计算cpu，负责处理、运算边缘计算内部的所有数据；

所述边缘计算内存：用于暂时存放边缘计算cpu中的运算数据，以及与外部存储器交换的数据。

进一步，所述边缘计算控制器还包括flash，所述flash是一种非易失性内存，在没有电流供应的条件下也能够长久地保持数据。

进一步，所述交换机模块还连接有wifi模块，所述信息采集设备和现场工作设备与所述交换机控制器通过wifi进行数据传输。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

1、本发明通过在电力隧道内设置隧道监测传感器、摄像终端、光线传感器、有毒气体传感器、氧气传感器、液位传感器和可燃气体传感器，来实时监测电力隧道内的环境状态，并通过现场工作设备对异常情况进行处理或将监测数据上传监控平台；比如，当监测到电力隧道内存在有毒气体时，电力隧道传感器网络单元将发送控制指令控制排风设备启动，将有毒气体排出；当监测到电力隧道内有积水时，则由电力隧道传感器网络单元发送控制指令控制抽水泵将积水抽出；当监测到电力隧道内光线不足，摄像终端不能正常工作时，则由电力隧道传感器网络单元发送控制指令控制照明设备开启，以达到摄像终端的工作要求。

2、为了监控并调节电力隧道内的环境，其需要安装的监控和调节设备较多，因此，如果采用传统的连接方式，这就需要有多台交换机产品及传感监控单元才能满足业务需求，通常的做法是将每台交换机通过级联的方式将业务整合到一起，传感监控单元在接入到交换机中，将数据上传到监控平台，然后由交换平台发命令个执行终端，控制终端设备风机、空调、抽湿机的开启，这不仅延长了调节的反应时间，还由于每台设备均为单独供电，从而导致其供电线、网线、光纤等不能整齐的分区布置，且各线缆之间互有交叉，看起来很凌乱，不便于后续问题的排查；而本发明通过设置具有交换机控制器、边缘计算模块、电源模块的电力隧道传感器网络单元，并通过设置高密度的外部接口，来通过电源模块为边缘计算模块、交换机控制器、以及各传感器供电，并通过电力隧道传感器网络单元上的外部接口或wifi与各设备实现数据及信号传输，解决了传统方式导致的个线缆之间交叉凌乱分布的问题，方便了问题的排查。此外，其边缘计算模块的设置，能够实现异常温湿度信号的就地判断，以及执行终端风机等的就地控制，极大的提高了执行终端的反应能力。

附图说明

图1是本发明一个实施例的拓扑图；

图2是本发明一个实施例中电力隧道传感器网络单元的结构示意图。

图3是本发明一个实施例中电力隧道传感器网络单元的结构框图。

在图中，1、电力隧道传感器网络单元，2、隧道监测传感器，3、摄像终端，4、光线传感器，5、有毒气体传感器，6、氧气传感器，7、液位传感器，8、可燃气体传感器，9、排风设备，10、抽水泵，11、照明设备，12、监控平台，13、边缘计算模块，14、交换机模块，15、边缘计算控制器，16、交换机控制器，17、电源模块，18、外部接口；19、壳体。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1～3示出了本发明一种电力隧道用在线监控设备的一个实施例，包括均匀设置于电力隧道内的若干在线监控单元，与所述在线监测单元通过网络连接的监控平台12，所述在线监控单元包括与监控平台12连接的电力隧道传感器网络单元1，分别与所述电力隧道传感器网络单元1进行连接的隧道数据采集设备和现场工作设备，所述隧道数据采集设备包括隧道监测传感器2、摄像终端3、光线传感器4、有毒气体传感器5、氧气传感器6、液位传感器7和可燃气体传感器8，所述现场工作设备包括排风设备9、抽水泵10和照明设备11；

所述电力隧道传感器网络单元1用于接收所述数据采集设备采集的数据信息、并对接收的数据信息进行汇总后转发给监控平台12，还用于将接收的数据信息进行汇总进行数据边缘计算和分析后，根据分析结果向所述现场工作设备下达控制指令，控制所述现场工作设备的运行。本发明通过在电力隧道内设置隧道监测传感器2、摄像终端3、光线传感器4、有毒气体传感器5、氧气传感器6、液位传感器7和可燃气体传感器8，来实时监测电力隧道内的环境状态，并通过现场工作设备对异常情况进行处理或将监测数据上传监控平台12；比如，当监测到电力隧道内存在有毒气体时，电力隧道传感器网络单元1将发送控制指令控制排风设备9启动，将有毒气体排出；当监测到电力隧道内有积水时，则由电力隧道传感器网络单元1发送控制指令控制抽水泵10将积水抽出；当监测到电力隧道内光线不足，摄像终端3不能正常工作时，则由电力隧道传感器网络单元1发送控制指令控制照明设备11开启，以达到摄像终端3的工作要求。

进一步的，所述的隧道监测传感器2包括电阻式传感器、电感式传感器、振弦式传感器、leica全站仪、水准仪，用于监测隧道工程的应力、应变、位移、渗压、温度参数，对隧道工程安全状况进行实时远程监控。

作为本发明一种电力隧道用在线监控设备的一个实施例，所述电力隧道传感器网络单元1包括壳体19，设置所述壳体19内的交换机模块14和边缘计算模块13，所述交换机与所述边缘计算模块13通过网口连接、并进行数据交换通讯；所述交换机模块14包括外部接口18、电源模块17、以及分别与所述信息采集设备和现场工作设备进行连接的交换机控制器16，所述电源模块17将220v输入电源转换为24v输出电源、并分别与所述数据采集设备、交换机控制器16和边缘计算模块13电连接；所述边缘计算模块13包括与所述交换机控制器16通过网口连接的边缘计算控制器15。

进一步的，所述外部接口18包括设置于所述壳体19上的电源接口、32个10/100base-t电口,6个10/100/1000base-xspf光口，2个rs232/rs485串口。为了监控并调节电力隧道内的环境，其需要安装的监控和调节设备较多，因此，如果采用传统的连接方式，这就需要有多台交换机产品及传感监控单元才能满足业务需求，通常的做法是将每台交换机通过级联的方式将业务整合到一起，传感监控单元在接入到交换机中，将数据上传到监控平台12，然后由交换平台发命令个执行终端，控制终端设备风机、空调、抽湿机的开启，这不仅延长了调节的反应时间，还由于每台设备均为单独供电，从而导致其供电线、网线、光纤等不能整齐的分区布置，且各线缆之间互有交叉，看起来很凌乱，不便于后续问题的排查；而本发明通过设置具有交换机控制器16、边缘计算模块13、电源模块17的电力隧道传感器网络单元1，并通过设置高密度的外部接口18，来通过电源模块17为边缘计算模块13、交换机控制器16、以及各传感器供电，并通过电力隧道传感器网络单元1上的外部接口18或wifi与各设备实现数据及信号传输，解决了传统方式导致的个线缆之间交叉凌乱分布的问题，方便了问题的排查。此外，其边缘计算模块13的设置，能够实现异常温湿度信号的就地判断，以及执行终端风机等的就地控制，极大的提高了执行终端的反应能力。

进一步的，所述交换机控制器16用于接收数据采集设备的检测数据，并对其进行数据汇总、数据存储、数据转发并传输给监控平台12和/或边缘计算模块13，还用于接收边缘计算模块13发出的控制指令，并将其转发给现场工作设备。

进一步的，所述交换机控制器16包括交换机cpu、交换芯片、交换机内存和fly芯片；其中，

所述交换机cpu：即中央处理器，负责处理、运算交换机内部的所有数据；

所述fly芯片：为10base-te/100base-tx/1000base-t以太网物理层收发器，实现以太网的电气特性，兼容ieee802.3协议，支持光以太网，ieee1000base-xand100base-fx。支持rgmii、sgmii接口，在全双工模式下支持10kb的巨帧，支持mdi/mdix功能，48-pinqfn封装，3.3v工作电压，工业级工作温度。

所述交换机内存：内存(memory)也被称为内存储器，其作用是用于暂时存放交换机cpu中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，cpu就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后cpu再将结果传送出来，内存的运行也决定了计算机的稳定运行。

所述交换芯片：完成以太网的二层基于mac的包转发功能，内部集成24个10/100mbphy，提供24个10/100base-t或是100base-fx以太网接口，集成4个rgmii/mii接口，通过外部phy芯片可以提供410/100/1000mb10/100/1000base-t或是100base-fx、1000base-fx以太网接口。集成1个rgmii/gmii/mii接口，用于cpu管理。支持ieee802.3az高效节能以太网。内置4mbsram包缓存，支持16k巨型以太网帧，4ktagvlan。

进一步的，所述边缘计算控制器15，用于将从交换机模块14接收的数据，进行就地化储存、计算、分析、并通过交换机模块14给现场工作设备发出控制指令。

进一步的，所述边缘计算控制器15包括边缘计算cpu、边缘计算内存；其中，

所述边缘计算cpu，即中央处理器，负责处理、运算边缘计算内部的所有数据；

所述边缘计算内存：内存(memory)也被称为内存储器，其作用是用于暂时存放边缘计算cpu中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，cpu就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后cpu再将结果传送出来，内存的运行也决定了计算机的稳定运行。

进一步的，所述边缘计算控制器15还包括flash，所述flash是一种非易失性(non-volatile)内存，在没有电流供应的条件下也能够长久地保持数据。

作为本发明一种电力隧道用在线监控设备的一个实施例，所述交换机模块14还连接有wifi模块，所述信息采集设备和现场工作设备与所述交换机控制器16通过wifi进行数据传输。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。