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最新一种基于无线传感器网络的RTU调压站数据监控系统的制作方法

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泰宁新闻网 http://www.tainingxinwen.cn 2020-10-19 05:00 出处:网络
本站介绍的最新一种基于无线传感器网络的RTU调压站数据监控系统的制作方法,小编想让大家一起来聆听

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本实用新型涉及调压站数据监控领域,特别涉及一种基于无线传感器网络的rtu调压站数据监控系统。



背景技术:

调压站在城市燃气管网系统中是用来调节和稳定管网压力的设施。通常是由调压器,过滤器,安全装置,旁通管及测量仪表组成。我国大部分城市地下燃气管网一般采用人工检测管理的方式,寻线人员携带便携式检测设备对燃气管道及其附件进行检测,这种方法导致无法快速查找定位管道以及维修管道,并且若是使用现有的一些智能监控系统对燃气管进行监控,在数据传输上无法保护数据传输安全,当数据被篡改后,会导致系统控制切断阀的错误关闭,影响燃气的正常输送。

因此,实用新型一种基于无线传感器网络的rtu调压站数据监控系统来解决上述问题很有必要。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种基于无线传感器网络的rtu调压站数据监控系统,利用无线传感器的拓扑性,通过安全芯片对传输的数据进行加密保存,使数据传输安全,不会发生被篡改的情况,避免燃气管道被错误阻断影响使用,当安全芯片存储过实时数据并将数据上传至云端服务器备份后,数据清理单元将安全芯片内存储的数据清理,方便下一次的数据存储和处理,避免安全芯片存放不了太多的数据导致数据处理错乱或是数据无法存储上传,影响监控,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:

一种基于无线传感器网络的rtu调压站数据监控系统,其特征在于:包含监控终端、汇聚节点、以及由多个设置在检测箱的用于rtu调压站数据检测传感器节点构成的传感器网络,所述传感器网络的传感器节点通过汇聚节点连接的监控终端;所述传感器节点包含微控制模块以及分别与其连接的rtu远程终端、gps定位模块、显示模块、电源模块、气体流量传感器、气体压力传感器、燃气探测器、时钟模块、接口模块、数据传输模块和存储器模块;所述监控终端包含数据处理模块、数据收发模块、安全芯片、用于存储燃气管内正常气压、流量和燃气泄漏报警浓度数据的数据库和用于发送故障信息的报警单元,所述数据收发模块、数据库和报警单元分别与数据处理模块电性连接;所述安全芯片输入端与数据库输出端连接,所述安全芯片输出端与报警单元输入端连接。

作为本实用新型一种基于无线传感器网络的rtu调压站数据监控系统的进一步优选方案,所述汇聚节点包含wifi模块、sd卡、微处理器模块、zigbee芯片和射频电路模块,所述wifi模块、sd卡分别与微处理器模块连接,所述微处理器模块通过zigbee芯片连接射频电路模块。

作为本实用新型一种基于无线传感器网络的rtu调压站数据监控系统的进一步优选方案,所述电源模块包含家用电源模块、光伏电源模块、交流适配器、蓄电池,所述家用电源模块通过交流适配器连接蓄电池,所述光伏电源模块与蓄电池连接,所述蓄电池与主控制器连接。

作为本实用新型一种基于无线传感器网络的rtu调压站数据监控系统的进一步优选方案,所述交流适配器包括主体部,所述主体部的一端连接有第一接线端,所述主体部的另一端连接有第二接线端,所述第二接线端的一侧边通过第一连接线连接有第三接线端,所述第三接线端的一侧边通过第二连接线连接有第四接线端,所述第二接线端的一端设置有第一插头,所述第三接线端的一端设置有与第一插头配合连接的第二插头,所述第三接线端的另一端设置有第三插头,所述第四接线端的一端设置有第三插头相对应连接第四插头,所述第四接线端的另一端设置有第五插头。

作为本实用新型一种基于无线传感器网络的rtu调压站数据监控系统的进一步优选方案,所述安全芯片的输出端设有云端服务器,所述安全芯片的输入端设有数据清理单元,所述报警单元的输出端设有维修员终端。

作为本实用新型一种基于无线传感器网络的rtu调压站数据监控系统的进一步优选方案,所述安全芯片内部设有处理器和存储器,所述存储器与数据清理单元连接。

作为本实用新型一种基于无线传感器网络的rtu调压站数据监控系统的进一步优选方案,所述维修员终端包括手机和电脑。

作为本实用新型一种基于无线传感器网络的rtu调压站数据监控系统的进一步优选方案,还包含模数转换模块和放大滤波电路,所述气体流量传感器、气体压力传感器、燃气探测器分别依次经过模数转换模块和放大滤波电路连接微控制器模块。

本实用新型的技术效果和优点:

1、本实用新型利用无线传感器网络将监控范围的所有的rtu调压站数据进行监控,通过安全芯片对传输的数据进行加密保存,使数据传输安全,不会发生被篡改的情况,避免燃气管道被错误阻断影响使用;当安全芯片存储过实时数据并将数据上传至云端服务器备份后,数据清理单元将安全芯片内存储的数据清理,方便下一次的数据存储和处理,避免安全芯片存放不了太多的数据导致数据处理错乱或是数据无法存储上传,影响监控;

2、本实用新型通过气体流量传感器、气体压力传感器和燃气探测器的设置,当气体流量、气压和燃气泄漏浓度超出设定的数值后,通过报警单元将gps定位器定位的定位信息和报警信息发送给维修员终端,维修员终端能够快速找到发生泄漏的管道上的检测箱进行检修。

3、本实用新型把光伏电源与家用电源相结合,再加上物联网技术,有效的节约了能源,并且有效的应付诸如断电等突发情况。

4、本实用新型多用交流电源适配器将各种规格或种类的交流电源适配器连接起来形成一整体,从而可针对不同的电源接口选择不同的交流电源适配器,使用时只需通过拉动滑杆选择需要的交流电源适配器,即可实现充电,且本实用新型的结构简单,使用,方便且功能较多,能够提高工作效率,降低成本,同时具有很强的实用性。

附图说明

图1是本实用新型的整体系统结构原理图;

图2是本实用新型的传感器节点的结构示意图;

图3是本实用新型监控终端的结构示意图;

图4是本实用新型汇聚节点的结构原理图;

图5是本实用新型电源模块的结构原理图;

图6是本实用新型交流适配器的结构示意图。

图中:主体部1,第一接线端2,导线3,第二接线端4,第三接线端5,第四接线端6,第一插头7,第一插头8,第二插头9,第三插头10,第四插头11,第五插头12,第一连接线13,第二连接线14。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,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。

一种基于无线传感器网络的rtu调压站数据监控系统,如图1所示,包含监控终端、汇聚节点、以及由多个设置在检测箱的用于rtu调压站数据检测传感器节点构成的传感器网络,所述传感器网络的传感器节点通过汇聚节点连接的监控终端;如图2所示,所述传感器节点包含微控制模块以及分别与其连接的rtu远程终端、gps定位模块、显示模块、电源模块、气体流量传感器、气体压力传感器、燃气探测器、时钟模块、接口模块、数据传输模块和存储器模块;如图3所示,所述监控终端包含数据处理模块、数据收发模块、安全芯片、用于存储燃气管内正常气压、流量和燃气泄漏报警浓度数据的数据库和用于发送故障信息的报警单元,所述数据收发模块、数据库和报警单元分别与数据处理模块电性连接;所述安全芯片输入端与数据库输出端连接,所述安全芯片输出端与报警单元输入端连接。

使用时,在调压站内设置数据处理模块,然后可将检测箱安装于各个燃气输送管道上,gps定位器将每个检测箱位置定位,气体流量传感器、气体压力传感器和燃气探测器分别检测燃气管道内燃气输送的流量和压力以及检测燃气泄漏的浓度,并将定位信息和检测的信息发送给微控制器模块,微控制器模块通过rtu远程终端将信息发送给数据处理模块,数据处理模块将数据发送至数据处理模块进行处理,安全芯片存储数据处理模块发送的数据并加密处理,然后与数据库中存储的燃气管内正常气压、流量和燃气泄漏报警浓度数据进行对比,当气体流量、气压和燃气泄漏浓度超出设定的数值后,通过报警单元将定位信息和报警信息发送给维修员终端,维修员终端快速找到发生泄漏的管道上的检测箱,另外气体流量传感器能够根据气体的流量计算出燃气输送量,并且微控制器模块根据燃气使用量以及燃气费用收取标准计算燃气费用,并经显示模块显示;

当安全芯片存储过实时数据并将数据上传至云端服务器备份后,数据清理单元将安全芯片内存储的数据清理,方便下一次的数据存储和处理,避免安全芯片存放不了太多的数据导致数据处理错乱或是数据无法存储上传,影响监控。

所述安全芯片的输出端设有云端服务器,所述安全芯片的输入端设有数据清理单元,所述报警单元的输出端设有维修员终端。

所述安全芯片内部设有处理器和存储器,所述存储器与数据清理单元连接。

本实用新型利用无线传感器网络将监控范围的所有的rtu调压站数据进行监控,通过安全芯片对传输的数据进行加密保存,使数据传输安全,不会发生被篡改的情况,避免燃气管道被错误阻断影响使用;当安全芯片存储过实时数据并将数据上传至云端服务器备份后,数据清理单元将安全芯片内存储的数据清理,方便下一次的数据存储和处理,避免安全芯片存放不了太多的数据导致数据处理错乱或是数据无法存储上传,影响监控;

本实用新型通过气体流量传感器、气体压力传感器和燃气探测器的设置,当气体流量、气压和燃气泄漏浓度超出设定的数值后,通过报警单元将gps定位器定位的定位信息和报警信息发送给维修员终端,维修员终端能够快速找到发生泄漏的管道上的检测箱进行检修

如图4所示,所述汇聚节点包含wifi模块、sd卡、微处理器模块、zigbee芯片和射频电路模块,所述wifi模块、sd卡分别与微处理器模块连接,所述微处理器模块通过zigbee芯片连接射频电路模块。

如图5所示,所述电源模块包含家用电源模块、光伏电源模块、交流适配器、蓄电池,所述家用电源模块通过交流适配器连接蓄电池,所述光伏电源模块与蓄电池连接,所述蓄电池与主控制器连接。本实用新型把光伏电源与家用电源相结合,再加上物联网技术,有效的节约了能源,并且有效的应付诸如断电等突发情况。

如图6所示,交流适配器包括主体部1,所述主体部1的一端连接有第一接线端2,所述主体部1的另一端连接有第二接线端4,所述第二接线端4的一侧边通过第一连接线13连接有第三接线端5,所述第三接线端5的一侧边通过第二连接线连接14有第四接线端6,所述第二接线端4的一端设置有第一插头7,所述第三接线端5的一端设置有与第一插头8配合连接的第二插头9,所述第三接线端5的另一端设置有第三插头10,所述第四接线端6的一端设置有第三插头10相对应连接第四插头11,所述第四接线端6的另一端设置

有第五插头12。

所述第二插头9的直径大于第三插头10的直径,所述第四插头11的直径大于第五插头12的直径。

所述壳体内设置有电路板,所述电路板包括交流输入电路、交流保护电

路、电磁兼容元件、初级整流滤波电路、电源启动电路、变压器、输出整流滤波电路、电源驱动控制器、光电耦合器、反馈控制回路和电源输出模块。

所述交流输入电路依次通过交流保护电路、电磁兼容元件、初级整流滤

波电路、电源启动电路、变压器和输出整流滤波电路连接电源输出模块,所述电源启动电路通过电磁兼容控制电容连接输出整流滤波电路。

所述电源启动电路通过电源驱动控制器连接光电耦合器,所述光电耦

合器通过反馈控制回路连接电源输出模块。

本实用新型多用交流电源适配器将各种规格或种类的交流电源适配器连接起来形成一整体,从而可针对不同的电源接口选择不同的交流电源适配器,使用时只需通过拉动滑杆选择需要的交流电源适配器,即可实现充电,且本实用新型的结构简单,使用,方便且功能较多,能够提高工作效率,降低成本,同时具有很强的实用性;

所述维修员终端包括手机和电脑。

还包含模数转换模块和放大滤波电路,所述气体流量传感器、气体压力传感器、燃气探测器分别依次经过模数转换模块和放大滤波电路连接微控制器模块。

最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

本技术领域技术人员可以理解的是,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想,不能以此限定本实用新型的保护范围,凡是按照本实用新型提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本实用新型保护范围之内。上面对本实用新型的实施方式作了详细说明,但是本实用新型并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。


技术特征:

1.一种基于无线传感器网络的rtu调压站数据监控系统,其特征在于:包含监控终端、汇聚节点、以及由多个设置在检测箱的用于rtu调压站数据检测传感器节点构成的传感器网络,所述传感器网络的传感器节点通过汇聚节点连接的监控终端;所述传感器节点包含微控制模块以及分别与其连接的rtu远程终端、gps定位模块、显示模块、电源模块、气体流量传感器、气体压力传感器、燃气探测器、时钟模块、接口模块、数据传输模块和存储器模块;所述监控终端包含数据处理模块、数据收发模块、安全芯片、用于存储燃气管内正常气压、流量和燃气泄漏报警浓度数据的数据库和用于发送故障信息的报警单元,所述数据收发模块、数据库和报警单元分别与数据处理模块电性连接;所述安全芯片输入端与数据库输出端连接,所述安全芯片输出端与报警单元输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的rtu调压站数据监控系统,其特征在于:所述汇聚节点包含wifi模块、sd卡、微处理器模块、zigbee芯片和射频电路模块,所述wifi模块、sd卡分别与微处理器模块连接,所述微处理器模块通过zigbee芯片连接射频电路模块。

3.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的rtu调压站数据监控系统,其特征在于:所述电源模块包含家用电源模块、光伏电源模块、交流适配器、蓄电池,所述家用电源模块通过交流适配器连接蓄电池,所述光伏电源模块与蓄电池连接,所述蓄电池与主控制器连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于无线传感器网络的rtu调压站数据监控系统,其特征在于:所述交流适配器包括主体部(1),所述主体部(1)的一端连接有第一接线端(2),所述主体部(1)的另一端连接有第二接线端(4),所述第二接线端(4)的一侧边通过第一连接线(13)连接有第三接线端(5),所述第三接线端(5)的一侧边通过第二连接线连接(14)有第四接线端(6),所述第二接线端(4)的一端设置有第一插头(7),所述第三接线端(5)的一端设置有与第一插头(7)配合连接的第二插头(9),所述第三接线端(5)的另一端设置有第三插头(10),所述第四接线端(6)的一端设置有第三插头(10)相对应连接第四插头(11),所述第四接线端(6)的另一端设置有第五插头(12)。

5.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的rtu调压站数据监控系统,其特征在于:所述安全芯片的输出端设有云端服务器,所述安全芯片的输入端设有数据清理单元,所述报警单元的输出端设有维修员终端。

6.根据权利要求5所述的一种基于无线传感器网络的rtu调压站数据监控系统,其特征在于:所述安全芯片内部设有处理器和存储器,所述存储器与数据清理单元连接。

7.根据权利要求5所述的一种基于无线传感器网络的rtu调压站数据监控系统,其特征在于:所述维修员终端包括手机和电脑。

8.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的rtu调压站数据监控系统,其特征在于:还包含模数转换模块和放大滤波电路,所述气体流量传感器、气体压力传感器、燃气探测器分别依次经过模数转换模块和放大滤波电路连接微控制器模块。

技术总结
本实用新型公开了一种基于无线传感器网络的RTU调压站数据监控系统,属于数据监控技术领域,包含监控终端、汇聚节点、以及由多个设置在检测箱的用于RTU调压站数据检测传感器节点构成的传感器网络,本实用新型利用无线传感器网络将监控范围的所有的RTU调压站数据进行监控,通过安全芯片对传输的数据进行加密保存,使数据传输安全,不会发生被篡改的情况,避免燃气管道被错误阻断影响使用;当安全芯片存储过实时数据并将数据上传至云端服务器备份后,数据清理单元将安全芯片内存储的数据清理,方便下一次的数据存储和处理,避免安全芯片存放不了太多的数据导致数据处理错乱或是数据无法存储上传,影响监控。

技术研发人员:赖仕燕
受保护的技术使用者:赖仕燕
技术研发日:2019.09.25
技术公布日:2020.06.26

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