一种基于互联网的排水管网实时监控系统及监测装置的制作方法

本发明涉及市政排水设施，具体涉及一种排水管网的实时监控系统，以及监测装置。

背景技术：

城市排水管网是城市水污染防治和城市排渍、排涝、防洪的骨干工程。管道堵塞容易造成城市污染和城市内涝；污水管道沼气浓度过高也容易形成事故隐患；道路上的井盖缺损或开启对行人或车辆造成危险隐患，容易造成人员伤害。因此对这些安全隐患的实时监测与预警，提高排水管网的管护效率显得越来越重要。

现有公开的技术已有不少，或因成本过高，或因实施难度大都未能普及实施。主要有以下特点：1、监测终端采用无线方案，无线信号容易受地面物体干扰，稳定性差，由于电池供电，终端自身可能因为电池耗尽而停止工作造成监测失效，其次电池的维护、更换成本高昂且不利环保；2、由于电池供电的局限性，能连接的传感器种类有限，功能单一，对于新的监测需求，有必要添加新的传感器种类时，容易受制于电池的供电能力，可扩展性差。3、井盖的缺失、异常开启检测元件普遍采用机械式传感器，相对于半导体传感器可靠性低、寿命短，甚至水位检测也用机械式传感器，水中的污物更容易干扰传感器的正常工作。因此，目前仍普遍采用人工排查、管理，难度大、效率低。因此开发一种经济、有效、可扩展性强，易于被市政主管部门接受的系统方案尤为重要，尽早普及对排水管网的各类安全隐患的实时监测与预警，提高排水管网的管护效率显得越来越迫切。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种基于互联网的城市排水管网实时监控系统，成本低、运管高效、可扩展性强。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于互联网的城市排水管网实时监控系统，包括：监测装置、数据采集器、服务器、监控中心、移动终端app和遥控装置；所述监测装置通过总线与所述数据采集器通联，由数据采集器通过总线集中给监测装置供电，监测装置通过多种传感器采集排水管网内的不同被测参数，以特定格式打包成监测数据通过总线传送给数据采集器；再由数据采集器的移动通信电路通过移动蜂窝网络经internet互联网将监测数据传送至所述服务器；所述服务器将汇总、处理系统运行的所有数据，并进行分析和存储；所述监控中心为管理人员提供运管操作平台，管理人员通过监控中心进行系统维护、监控作业。所述移动终端app是现场维护人员的辅助工具，完成与现场作业相关的信息采集及控制操作；所述遥控装置接收监控中心或移动终端app遥控指令控制相应执行设备开启与关闭，实现远程控制操作。

所述监测装置以低功耗微处理器为核心，集成有ldo电源稳压器电路、总线控制电路和传感器组成智能传感器装置，所有电路用环氧树脂封装于同一个壳体内，通过带防水接头的线束与外部相联，以确保适应不同恶劣环境下能正常工作；所述线束包括两条总线连接线和一条以备后续传感器扩展用的扩展传感器连接线；所述传感器可以为mems传感器、温度传感器、超声波传感器等至少其中一种或多种，以实现不同被测量的监测；监测装置通过总线获得工作电源，并通过总线上传监测数据。

所述数据采集器以低功耗微处理器为核心，集成有电源稳压电路、多路总线控制器电路、移动通信电路；电源稳压电路使用电源适配器连接市电或接太阳能电池组供电，经稳压后通过总线集中给监测装置供电，通过所述多路总线控制器电路轮询各总线上各监测装置的监测数据，再由移动通信电路通过移动蜂窝网络经internet互联网发送给远端服务器。

所述服务器可以是拥有固定ip地址专用服务器也可以是租用的商业云服务器并可通过internet互联网访问。服务器将汇总处理系统运行的所有数据，并进行分析和存储。这些数据包括：由数据采集器上报的监测数据，从监控中心接收到的运管、遥控指令以及移动终端app上传的前端状态数据。

所述监控中心由一台或多台计算机组成，管理人员通过这些计算机查阅监测数据，分析异常报警数据，发送运管指令及遥控远程设备指令等，实施运管作业。

所述移动终端app是安装于维护人员智能手机中的app应用程序，维护人员通过app查阅监测装置的异常状态、上报维护进度、发送遥控远程设备指令、获取监测装置的gps定位坐标等操作。

所述遥控装置以低功耗微处理器为核心，集成有继电器电路、移动通信电路，通过移动通信电路从服务器接收遥控指令、控制继电器输出以开启或关闭相应受控设备，同时监测电压及工作电流并回传给服务器，以确保受控设备可靠运行。

附图说明

图1是本发明提供的一种基于互联网的城市排水管网实时监控系统的结构示意图。

图2是本发明提供的监测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图进一步对本发明做详细说明。

图1为本发明的系统结构示意图，如图所示，本发明提供一种基于互联网的城市排水管网实时监控系统，包括：监测装置、数据采集器、服务器、监控中心、移动终端app和遥控装置。

监测装置与数据采集器通过工业总线实现通联，数据总线选用can总线或485总线等两线制总线，电源总线可以是两线12v直流电源。所有监测装置以菊花链结构连接在总线上，俗称手牵手连接，布线、施工简单。监测装置通过电源总线取得工作电源，将传感器采集到监测数据通过数据总线传送给所述数据采集器。

图2为本发明监测装置的结构示意图，设计有电源稳压电路、微处理器、mems传感器和超声波传感器及总线控制器，用环氧树脂将电路封装于同一个壳体内，监测装置可固定在排水管网井盖的下平面，mems传感器用于监测井盖的位置状态和运动过程，超声波传感器监测管道内的水位状态；需要监测污水管道内的可燃气体浓度时，可以将气体传感器模块连接到监测装置的扩展连接线束上，也可以将任何传感器封装成独立的监测装置挂接在总线上，由于总线集中供电，不受电源限制，扩展灵活方便。

数据采集器通过12v光伏电池组供电，并通过总线集中给监测装置供电，由于数据采集器与监测装置都采用低功耗设计，能适应光伏电池组供电；数据采集器通过定时轮询的方式轮询各总线上的所有监测装置，并以同样的定时方式将采集到的监测数据通过移动通信电路经移动蜂窝网络发送给远端服务器。移动蜂窝网络可以选用gprs、cdma、3g、4g等。

服务器将从数据采集器接收到的监测数据和从监控中心接收到的运管指令和遥控指令及从移动终端app接收到的前端状态数据进行汇总处理、分析并存储。

监控中心由一台计算机组成，管理人员通过监控中心进行系统维护、监控作业。通过监控中心管理人员可以在电子地图上查看到每个监测装置的地理位置及各种状态数据，尤其当有异常发生时能以醒目的方式标记出故障点的位置，以便管理人员快速响应、处理。

移动终端app是安装于维护人员智能手机中的app应用程序。在系统建设初期app通过智能手机中的gps获取每一个监测装置所在的经纬度坐标作为地图中的位置信息存储于服务器中；每个维护人员有固定的责任包干区域，在本区域内有异常报警时，相应维护人员的移动终端app会同样收到报警信息；维护人员通过app获得故障点位置实施维护作业后，通过app报送作业进度及清除报警。

遥控装置以低功耗微处理器为核心，集成有继电器电路、移动通信电路，可以通过监控中心或移动终端app远程控制如泵站的水泵等相应受控设备。以确保快速排除排水管网的安全隐患。

本发明有效克服了现有技术的种种缺点，具有建设、维护成本低，运管效率高，后期升级、扩展灵活方便等特点，具有较高实用性。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。本领域技术人员在阅读了本发明讲述的内容之后，对本发明作任何改动，同样落于本发明权利要求书所限定的范围内。