基于物联网技术的智慧水务管网地理信息管理平台系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于物联网技术的智慧水务管网地理信息管理平台系统；其特征在于：包括调度中心服务器系统、网络传输系统、现场检测系统；调度中心服务器系统与现场检测系统之间通过网络传输系统实现数据通信；数据采集终端分别与水位信息采集器、雨量采集器、水质信息采集器、视频信息采集器连接实现数据通信。本实用新型利用物联网构架实现水质、水压、能耗等管网参数的城域化汇集管理，做出相应的处理结果辅助决策建议，以更加精细和动态的方式管理水务系统的整个生产、管理和服务流程。有效解决普通水表管理困难，人工抄表时效性低、人员需用量大等问题，及时发现供水管网泄漏及设施故障。
【专利说明】
基于物联网技术的智慧水务管网地理信息管理平台系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种水务管网地理信息管理平台系统，尤其是一种基于物联网技术的智慧水务管网地理信息管理平台系统。
【背景技术】
[0002]随着城市不断加快建设的速度，城市地下管网近年来水安全事故不断发生，水务管理成本持续上升，企业和其他组织广泛应用IT技术、建立智慧水务的创新管理模式来帮助企业有效处理日益复杂的水务运营管理。智慧水务可以帮助水务企业实现以下管理目标:敏捷地随时获取水质等可用性的所有信息;实现节水和节能目标;更好地管理遍布各处的给水设施。
[0003]智慧水务平台打破以往旧的“各自为政”的运行模式，将以往的一座座“信息孤岛”有机的组合起来，从数据到功能实现完全的资源共享和应用集成，为保障安全供水、降低产销差和提高营销水平提供完美的技术支撑。
[0004]建设“智能化信息中心”，构建智慧水务管控一体化平台，将对这一目标实现，保障“安全、优质、优量、低耗”的供水，提升水务公司的运营管理能力、增强核心竞争优势、达到决策过程的敏捷化和智慧化，实现企业经济效益和社会效益的不断提升，提供有力支撑。构建基于物联网、云计算的智慧水务管控一体化平台，是服务于水务企业战略目标，打造“智慧、低碳、绿色、环保”现代水务企业的必有之路。它是以先进信息技术为手段、融合行业先进管理模式、以提升绩效表现和决策水平为目标的智慧化信息平台。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，在此提供一种基于物联网技术的智慧水务管网地理信息管理平台系统;该系统结构简单，易于构建与实施;利用物联网构架实现水质、水压、能耗等管网参数的城域化汇集管理，做出相应的处理结果辅助决策建议，以更加精细和动态的方式管理水务系统的整个生产、管理和服务流程。有效解决普通水表管理困难，人工抄表时效性低、人员需用量大等问题，及时发现供水管网泄漏及设施故障。为公司统筹管理和人员调度安排提供了便捷的数字信息化管理平台。
[0006]本实用新型是这样实现的，构造一种基于物联网技术的智慧水务管网地理信息管理平台系统，其特征在于:包括调度中心服务器系统、网络传输系统、现场检测系统;调度中心服务器系统与现场检测系统之间通过网络传输系统实现数据通信;所述调度中心服务器系统包括水位信息服务器、雨量信息服务器、水质信息服务器、水质信息服务器、WEB服务器以及显不屏；
[0007]所述现场检测系统包括数据采集终端、水位信息采集器、雨量采集器、水质信息采集器、视频信息采集器;数据采集终端分别与水位信息采集器、雨量采集器、水质信息采集器、视频信息采集器连接实现数据通信。
[0008]所述数据采集终端包括MCU、模拟量输入模块、开关量输入模块、继电器输出模块、数字量输出模块、SRAM模块、RTC模块、看门狗模块、RS232/RS485/RS422模块、无线模块以及电源模块;模拟量输入模块、开关量输入模块与MCU连接，MCU与继电器输出模块、数字量输出模块连接，同时MCU还与SRAM模块、RTC模块、看门狗模块、RS232/RS485/RS422模块、无线模块以及LED指示灯连接;RS232/RS485/RS422模块与用户接口电路连接，无线模块连接天线和Sm/IHM卡接口电路。
[0009]基于物联网技术的智慧水务管网地理信息管理平台系统采用数据采集、传输等传感设备在线检测水务系统的运行状态，并采用可视化的方式有机整合水务管理部门设施，形成“水务物联网”。通过水务数字化管理平台将海量数据进行及时分析与处理，即在各污水处理厂、栗站安装数据采集前置机或数据采集DSP模块，将自控系统中的生产运行数据通过3G网络实时传输到后端服务器，进行集中存储和应用。通过对各类关键数据的实时监视和智能分析，再提供分类、分级预警，且利用短信、光、警报声等通知相关负责人，同时给予相应的处理结果辅助决策建议，以更加精细和动态的方式管理水务运营系统的整个生产、管理和服务流程，使之更加数字化、智能化、规范化，从而达到“智慧水务”的状态。
[0010]本实用新型的优点在于:本实用新型公开了一种基于物联网技术的智慧水务管网地理信息管理平台系统，该系统结构简单，易于构建与实施;智慧水务管网地理信息管理平台系统的组成部分主要采用数据采集终端、无线网络、远传水表、水质水压表等在线监测设备实时感知城市供水系统的运行状态，并采用GIS等可视化的方式有机整合水务管理部门与供水设施，形成城市水务物联网，通过调度中心的大屏幕能够完成远传水表控制、小表集抄、营业系统、管网参数、水厂调度、二次供水设备、管网巡检、漏失率控制等的动态监控，并做出及时的反应。远传水表采用具有光电直读技术的数字远传(网络)水表直接读取水量数据，采用云计算服务平台实现综合管理，利用物联网构架实现水质、水压、能耗等管网参数的城域化汇集管理，做出相应的处理结果辅助决策建议，以更加精细和动态的方式管理水务系统的整个生产、管理和服务流程。有效解决普通水表管理困难，人工抄表时效性低、人员需用量大等问题，及时发现供水管网泄漏及设施故障。为公司统筹管理和人员调度安排提供了便捷的数字信息化管理平台。
【附图说明】
[0011 ]图1智慧水务平台系统网络传输架构图
[0012]图2数据采集终端原理图
[0013]图3数据采集终端接口信号定义说明示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面将结合附图1-3对本实用新型进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0015]本实用新型通过改进提供一种基于物联网技术的智慧水务管网地理信息管理平台系统，可以按照如下方式予以实施;如图1所示:包括调度中心服务器系统1、网络传输系统2、现场检测系统3;调度中心服务器系统I与现场检测系统3之间通过网络传输系统2实现数据通信;所述调度中心服务器系统I包括水位信息服务器4、雨量信息服务器5、水质信息服务器6、水质信息服务器7、WEB服务器8以及显示屏9。
[0016]所述现场检测系统3包括数据采集终端10、水位信息采集器11、雨量采集器12、水质信息采集器13、视频信息采集器14;数据采集终端10分别与水位信息采集器11、雨量采集器12、水质信息采集器13、视频信息采集器14连接实现数据通信。
[0017]所述数据采集终端1包括MCU71、模拟量输入模块72、开关量输入模块73、继电器输出模块74、数字量输出模块75、SRAM模块76、RTC模块77、看门狗模块78、RS232/RS485/RS422模块79、无线模块80以及电源模块81;模拟量输入模块72、开关量输入模块73与MCU71连接，MCU71与继电器输出模块74、数字量输出模块75连接，同时MCU71还与SRAM模块76、RTC模块77、看门狗模块78、RS232/RS485/RS422模块79、无线模块80以及LED指示灯85连接；RS232/RS485/RS422模块79与用户接口电路82连接，无线模块80连接天线83和S頂/ΙΠΜ卡接口电路84。
[0018]本实用新型公开了一种基于物联网技术的智慧水务管网地理信息管理平台系统，采用数据采集终端、无线网络、相关采集器等在线监测设备实时感知城市供水系统的运行状态，可运营在湖泊、栗站闸门、水库、大坝、水厂;可以采用GIS等可视化的方式有机整合水务管理部门与供水设施，形成城市水务物联网，通过调度中心的大屏幕能够完成远传水表控制、小表集抄、营业系统、管网参数、水厂调度、二次供水设备、管网巡检、漏失率控制等的动态监控，并做出及时的反应。远传水表采用具有光电直读技术的数字远传(网络)水表直接读取水量数据，采用云计算服务平台实现综合管理，利用物联网构架实现水质、水压、能耗等管网参数的城域化汇集管理，做出相应的处理结果辅助决策建议，以更加精细和动态的方式管理水务系统的整个生产、管理和服务流程。有效解决普通水表管理困难，人工抄表时效性低、人员需用量大等问题，及时发现供水管网泄漏及设施故障。为公司统筹管理和人员调度安排提供了便捷的数字信息化管理平台。
[0019]智慧水务分为全面透彻的物联网层、全面泛在的基础架构层和智能融合的应用层三个重要维度来描述:
[0020]第一个维度(物联网):智慧水务需要也能够更透彻地感应和度量世界的本质和变化。就是把传感器嵌入或装备到水源、供水系统、排水系统中，并且被普遍连接，形成所谓物联网，然后将物联网与现有的互联网整合起来，实现政府管理机构、企业和社团与水物理系统的整合。这一部分属于仪表、通信及自动化专业，对于企业它可以是一张私有物联网，对于政府等相关组织也可以构建一张公有物联网，将这一类物联网统称为水联网。
[0021]第二个维度(基础架构与应用):智慧水务将更加全面地互联互通。通过互联网的联通、数据的共享，打破信息孤岛。硬件基础平台是智慧水务的载体，是智慧水务正常运行的基础保障，主要包括硬件基础建设与网络安全建设两方面内容，高性能的基础硬件设施、畅通无阻的网络通讯支撑了智慧水务的高效运行。应用集成平台架起了智慧水务业务系统信息共享的通道，使各业务系统协同运行，保证基础数据畅通无阻、业务流程无障碍流转，有效提升业务系统的运行效率，打破企业信息孤岛。
[0022]第三个维度(智能应用):智慧水务让所有的事物、流程以及运行方式都具有更深入的智能化，管理机构和企业获得更智能的洞察。智慧水务基于云计算，通过智能融合技术的应用实现对海量数据的存储、计算与分析，并引入综合集成法，通过人的“智慧”参与，大大提升决策支持的能力。
[0023]基于物联网技术的智慧水务管网地理信息管理平台系统，集成了模拟信号采集、开关量输入、开关量输出、计数和无线数据通信于一体的高性能测控装置，可以直接接入各种传感器、标准变送器信号、仪表等输出的模拟信号、电平信号、干触点、脉冲信号等，采用高性能的工业级32位通信处理器和工业级无线模块，以嵌入式实时操作系统为软件支撑平台，同时提供RS232和RS485接口，可以实现模拟信号的采集、量值转换和数字信号的采集等，数据的存储周期和上报周期可以根据用户环境的要求而调整。
[0024]数据采集终端工业级应用设计；1.采用高性能工业级无线模块；2.采用高性能工业级32位通信处理器；3.低功耗设计，支持多级休眠和唤醒模式，最大限度降低功耗；4.内置实时时钟(RTC)，支持定时开关机功能；
[0025]5.采用金属外壳，保护等级IP30。金属外壳和系统安全隔离，特别适合于工控现场的应用；6.宽电源输入(DC 5?35V)。
[0026]数据采集终端稳定可靠；1.WDT看门狗设计，保证系统稳定；2.采用完备的防掉线机制，保证数据终端永远在线；3.S232/RS485接口内置15KV ESD保护；4.頂/ΙΠΜ卡接口内置15KV ESD保护；5.电源接口内置反相保护和过压保护；6.天线接口防雷保护(可选)。数据采集终端标准易用；1.采用工业端子接口，特别适合于工业现场应用；2.提供标准RS232和RS485接口，可直接连接串口设备；3.可定制TTL电平串口； 4.智能型数据终端，上电即可进入数据传输状态；5.提供功能强大的中心管理软件，方便设备管理(可选)；6.使用方便，灵活，多种工作模式选择；7.方便的系统配置和维护接口； 8.支持串口软件升级和远程维护，支持远程升级。数据采集终端功能强大；8路模拟量输入，分辨率达16bi t，输入电压(0-5V)，输入电流(0-20mA)，精度小于± 0.5%; 4路继电器输出(干接点)，驱动能力5A/30VDC，5A/250VAC; 4路光隔离数字量输出，集电极开路输出，最大支持30V，最大电流40mA，最大功率125mW; 8路开关量输入，输入范围(0-3.3V为低电平，10-24V为高电平)其中包含一路计数功能(计数频率为IKHz);支持双数据中心备份传输及多数据中心同步传输(5个数据中心)。支持多中心多功能(例如:一个中心可以是MODBUS RTU协议，一个中心是RTU扩展协议)；支持多种上下线触发模式，包括短信、电话振铃、串口数据触发上下线模式；支持根据域名和IP地址访问中心；支持RS232/RS485 MODBUS RTU协议；支持TCP转换虚拟串口的MODBUS RTU协议(实现MODBUS RTU数据的远程传输)；支持MODBUSRTU查询8路开关量与8路模拟量采集数据(模拟量采集是实际数据，用户不需要换算)；支持MODBUS RTU控制4路光耦输出与4路继电器输出；支持MOBDBUS RTU设置计数器的初值，以及查询计数器的当前值；支持RTU扩展协议。协议的格式统一，方便客户开发；支持RTU扩展协议:实现采集数据(8路模拟量输入与8路开关量输入)间隔上报；支持RTU扩展协议:采集数据上报的通道可以选择网络或短信，也可以选择先用网路，网络失败才用短信；支持RTU扩展协议:采集数据主动上报失败时，采集的数据可以缓存到2M字节的SPI FLASH中，数据永久保存，供用户随时查询和读取；支持RTU扩展协议:中心主动查询采集数据；支持RTU扩展协议:实现计数功能。计数器的初值可以设置，计数的值可以读取；支持RTU扩展协议:实现R232/RS485与中心数据透明传输功能；支持RTU扩展协议:实现采集数据报警信息上传(报警的触发条件各个通道可以独立设置)；支持RTU扩展协议:可以远程重启设备；支持RTU扩展协议:可以远程配置参数；支持RTU扩展协议:可以设置远程升级参数并远程升级；采集数据的报警功能，报警信息可以通过RTU扩展协议，短信或同时使用两者通知管理员；采集数据的报警信息用短信上报方式时，报警号码与报警内容各个通道可以独立设置；短信配置远程升级参数，使设备进行远程升级；短信远程配置参数；内置工业时钟，可以实时记录采集时间；设备加电自动连接网络，断线后自动重连；设备定时开关机的功能，使设备工作在低功耗模式。
[0027]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种基于物联网技术的智慧水务管网地理信息管理平台系统，其特征在于:包括调度中心服务器系统(I)、网络传输系统(2)、现场检测系统(3);调度中心服务器系统(I)与现场检测系统(3)之间通过网络传输系统(2)实现数据通信;所述调度中心服务器系统(I)包括水位信息服务器(4)、雨量信息服务器(5)、水质信息服务器(6)、水质信息服务器(7)、WEB服务器(8)以及显示屏(9); 所述现场检测系统(3)包括数据采集终端(10)、水位信息采集器(11)、雨量采集器(12)、水质信息采集器(13)、视频信息采集器(14);数据采集终端(10)分别与水位信息采集器(11)、雨量采集器(12)、水质信息采集器(13)、视频信息采集器(14)连接实现数据通信。2.根据权利要求1所述基于物联网技术的智慧水务管网地理信息管理平台系统，其特征在于:所述数据采集终端(10)包括MCU(71)、模拟量输入模块(72)、开关量输入模块(73)、继电器输出模块(74)、数字量输出模块(75)、SRAM模块(76)、RTC模块(77)、看门狗模块(78)、RS232/RS485/RS422模块(79)、无线模块(80)以及电源模块(81);模拟量输入模块(72),开关量输入模块(73 )与M⑶(71)连接，MCU( 71)与继电器输出模块(74)、数字量输出模块(75)连接，同时MCU(71)还与SRAM模块(76)、1^(:模块(77)、看门狗模块(78)、1^232/RS485/RS422模块(79)、无线模块(80)以及LED指示灯(85)连接;RS232/RS485/RS422模块(79)与用户接口电路(82)连接，无线模块(80)连接天线(83)和S頂/ΙΠΜ卡接口电路(84)。
【文档编号】G05B19/418GK205608502SQ201620123312
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年2月17日
【发明人】刘庆军
【申请人】四川智联正邦信息技术有限公司