CN101393444B

CN101393444B - 复合式监控系统

Info

Publication number: CN101393444B
Application number: CN200810202085.6A
Authority: CN
Inventors: 周正仙; 仝芳轩; 刘亮; 李旭; 张大成
Original assignee: SHANGHAI HUAWEI AT CO Ltd
Current assignee: Jiangxi Huashen Intelligent Interconnection Technology Co ltd; Shanghai Boom Technology Shares Co ltd; Shanghai Boom Fiber Sensing Technology Co Ltd
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2028-10-31
Also published as: CN101393444A

Abstract

本发明揭示一种复合式监控系统，该系统包括中央处理单元、至少一线性监测处理系统、至少一点式监测处理系统、若干现场采集模块、输出控制处理系统；所述点式监测处理系统通过若干现场采集模块配合线性监测处理系统及其线性探测线路，负责全面监测被监测场所的温度、应力、振动、压力，气体、烟雾、及电力监测需要的电压、功率、频率、过载、欠压、漏电等信息，中央处理单元通过综合分析接收到的各现场信息判断是否有异常发生；如有，中央处理单元通过输出控制处理系统控制设置在现场的设备做出相应反应。本发明有探测准确度高、功能全面和反应快等特点，能在较大程度上监测被监测区域的异常变化，保护人们生命财产安全。

Description

复合式监控系统

技术领域

本发明属于智能自动化技术领域，涉及一种监控系统，尤其涉及一种复合式监控系统。

背景技术

隧道、电网、地铁、采油区等场所周边的环境恶劣：常常有强劲的风，大量的灰尘，比较强烈的振动；隧道一般都在数公里以上，某一地点可能有由数个隧道组成的隧道群，且一般都在野外的山中。所以采用传统的监控系统无法满足他们全面地监控。

现有的监控系统通常仅包括一个或二个探测器或仅包括分布式光纤温度传感器/感温电缆探测系统。它们不具有准确度高、监测全面各种信息和做出应对措施的特点；现有的监测系统不具有反应快速灵敏的特点。综上所述现有的监测系统，存在的缺陷和不足，需要进一步改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种可用于隧道温度监控、隧道环境控制、电力参数监控、电力系统环境监控、地铁环境监控、地铁隧道环境控制等的复合式监控系统。提供一种能全面地监测温度，应力、振动、压力，湿度、气体、烟雾、及电力监测需要的电压、功率、频率、过载、欠压、漏电等信息的速度快、报警及时的复合式监控系统。该系统能实时监测被监测现场，对现场异常情况防患于未然或及时对异常变化反应做出实时反应；保护人们生命财产安全。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种复合式监控系统，该系统包括中央处理单元、至少一线性监测处理系统、至少一点式监测处理系统、若干现场采集模块、输出控制处理系统；所述线性监测处理系统、点式监测处理系统、输出控制处理系统通过总线与所述中央处理单元连接；

所述线性监测处理系统通过在被监测场所设置线性探测线路，以监测被监测场所温度场的现场信息，并将监测到的现场信息传输至所述中央处理单元；

所述各点式监测处理系统连接所述若干现场采集模块，在所述现场采集模块中设置探测器，以监测被监测场所的现场信息，并将监测到的现场信息传输至所述中央处理单元；

所述中央处理单元通过分析接收到的各现场信息判断是否有异常或潜在危险发生；如有，中央处理单元通过输出控制处理系统控制设置在被监测场所的设备做出相应反应。

作为本发明的一种优选方案，所述系统还包括至少一连接所述中央处理单元的PC机。

作为本发明的一种优选方案，所述系统还包括至少一连接所述中央处理单元的人机接口处理系统。

各探测器、传感器通过各种数据接口将信息输给现场采集模块的MCU；MCU通过总线与点式监测处理系统通信，点式监测处理系统综合分析处理火情信息报告给所述中央处理单元。

作为本发明的一种优选方案，所述现场采集模块还预留若干接口供用户根据需要选择连接探测器；所述接口为RS232、RS485、4～20mA信号接口、RS422、网络接口、CAN接口、UART接口、USB接口、视频接口、SCSI接口以及继电器输入接口等现有通信方式中的一种或多种通信方式。

作为本发明的一种优选方案，所述现场采集模块中的各探测器、传感器还包括具备测温功能的光栅测温传感器、热电偶、热电阻式温度传感器、红外线测温传感器、光电感温传感器、及具备测应力、振动、压力功能的光栅测应力传感器、差容式振动传感器、压力传感器、及具备气体、烟雾监测功能的光电感烟探测器、气体浓度传感器、及具备电力监测功能的电压传感器、电流传感器功率传感器、频率传感器、过载、欠压、漏电等传感器、及具备火焰探测功能的三波段火焰探测器、双波段火焰探测器、视频火焰探测器、湿度传感器、及液位传感器、超声波物位传感器、视频安全监视传感器中的一个或多个。

作为本发明的一种优选方案，所述线性监测处理系统设置有分布式光纤温度传感器、分布式光纤应力传感器、分布式光纤振动传感器、线型光栅应力传感器、线型光栅温度传感器、线型光栅气体传感器、感温电缆传感系统中的一个或多个；线性监测处理单元接收和处理分布式光纤温度传感器、分布式光纤振动传感器、分布式光纤应力传感器通过光纤传感器探测到的信息和线型光栅应力传感器、线型光栅温度传感器、线型光栅气体传感器通过光栅传感器与传输光纤探测到的信息，并把结果传给中央处理单元；线性监测处理单元设有微处理器和数据接口，负责将上述各种线性监测系统监测到的温度，应力、振动、压力等信息通过线性监测处理单元中的数据接口传给中央处理单元。

作为本发明的一种优选方案，所述输出控制处理单元根据中央处理单元的命令控制输出应对监测环境变化的命令，被控制装置包括消防控制器连接的二氧化碳灭火装置、泡沫灭火装置、消火栓、防火门；所述的被控制装置还包括用应在隧道监测系统中的消防泵、防火门，风机、广播系统和声光报警系统和水喷雾系统和用应在电力系统监测系统中的泡沫灭火系统、声光报警系统和断路器及摄像头。

本发明的有益效果在于：本发明能全面监测被监测场所的温度，应力、振动、压力，湿度、气体、烟雾、及电力监测需要的电压、功率、频率、过载、欠压、漏电等信息，防患与未然或及时对异常变化反应实时反应；保护生命财产安全。

另外，本发明监测温度，应力、振动、压力，湿度、气体、烟雾、及电力监测需要的电压、功率、频率、过载、欠压、漏电等信息速度快、报警及时；可以连续存储现场图像数据和温度数据，便于灾后查证；还可以实时监视便于指导现场工作；同时本发明可以准确定位异常或潜在危险发生地点(定位准确度为1米)，并有根据温度曲线上热源的图像来判断异常或潜在危险发展的趋势和特点。

附图说明

图1为本发明复合式监控系统的组成示意图；

图2为本发明中点式监测处理系统组成示意图；

图3为图2中点式监测处理单元的结构示意图；

图4为图2中现场采集模块结构示意图；

图5为本发明中线性监测处理系统组成示意图；

图6为图5中线性监测处理单元的结构示意图；

图7为本发明中人机接口处理系统组成示意图；

图8为本发明中输出控制处理系统和各种被控制设备的组成示意图；

图9为本发明在火灾监控中应用的系统组成示意图；

图10为本发明在电力监控中应用的系统组成示意图；

图11为本发明在安防监控中应用的系统组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

请参阅图1，本发明揭示了一种复合式火灾监控系统，该系统包括人机接口处理系统1、中央处理单元2、至少一线性监测处理系统3、至少一点式监测处理系统4、若干现场采集模块7、输出控制处理系统5；所述。中央处理单元2接收和综合处理点式监测处理系统4、线性监测处理系统3和输出控制处理系统5传来的信息，并与人机接口处理系统1交互通信和接受其命令。

图2为本发明中点式监测处理系统组成示意图，点式监测处理单元通过数据总线与若干个现场采集模块连接；图3为图2中点式监测处理单元的结构示意图，点式监测处理单元通过数据总线与若干个现场采集模块连接。

图4为现场采集模块，它的微处理器MCU通过总线收发器与点式监测处理单元交换信息，微处理器MCU通过RS232、RS485、4～20mA信号接口、RS422、网络接口、CAN接口、UART接口、USB接口、视频接口、SCSI接口以及继电器输入接口等通信方式与以下设备连接：热电偶温度传感器、热电阻式温度传感器、红外线测温传感器、双波段火焰探测器、三波段火焰探测器、离子感温探测器；压力传感器、湿度传感器、液位传感器、超声波物位传感器、容差式振动传感器、气体浓度传感器；光电感烟传感器、及具备电力监测功能的电压传感器、电流传感器、功率传感器、频率传感器、过载、欠压、漏电等传感器、视频探测器中的一个或多个。

如图5、图6所示，所述线性监测处理系统设置有分布式光纤温度传感器、分布式光纤应力传感器、分布式光纤振动传感器、线型光栅应力传感器、线型光栅温度传感器、线型光栅气体传感器、感温电缆传感系统中的一个或多个；所述分布式光纤温度传感器、分布式光纤应力传感器、分布式光纤振动传感器通过设置在被监测场所光纤传感器，线型光栅应力传感器和线型光栅温度传感器、线型光栅气体传感器通过在设定被监测场所的传输光纤及光栅传感器，而则感温电缆传感器则通过感温电缆，把被监测场所中监测到的应力、振动、温度等综合信息通过线性监测处理单元中的数据接口和MCU传给中央处理单元

图7为本发明中人机接口处理系统组成示意图，所述人机接口处理系统设有人机接口处理单元，它接受和传递PC机、键盘、鼠标、显示器和打印机与中央处理器间的信息；

图8为本发明中输出控制处理系统组成示意图，它的输出控制处理单元根据中央处理单元的命令控制灭火装置和辅助设备灭火，其中灭火装置包括消防控制器连接的二氧化碳灭火装置、泡沫灭火装置、消火栓、防火门；所述现场采集模块还包括与输出控制处理系统连接的声光报警器、电气断路器、水喷雾控制器、广播控制器、摄像头控制器、风机控制器、安防控制器。

此外，如图7所示，与所述中央处理单元连接的人机接口处理系统1还可以与PC机、显示屏、打印机、键盘鼠标连接；所述系统还可以通过所述中央处理单元与至少一PC机连接。

本实施例中，现场采集模块7的节点个数在一个总线网络上可以连接多达几百个，其总线的通信距离最长可以达到数公里，而中央处理单元2则可以连接若干个点式监测处理系统4。而线性监测处理系统3中的分布式光纤温度传感器DTS、分布式光纤应力传感器、分布式光纤振动传感器、线型光栅应力传感器、线型光栅温度传感器、线型光栅温度传感器等同样可以做到上述的长距离、多点数的现场监控。

如图8所示所述输出控制处理单元的受控设备包括水泵灭火装置、二氧化碳灭火装置、泡沫灭火装置、消火栓、防火门以及声光报警器、电气断路器、水喷雾控制器、广播控制器、摄像头控制器、风机控制器、安防控制器。

本发明的流程如下：

(1)现场采集模块7中设置的多种监测和传感设备，以探测被监测场所的现场包括温度，应力、振动、压力，湿度、气体、烟雾、及电力监测需要的电压、功率、频率、过载、欠压、漏电等信息。

(2)现场采集模块7将探测到的现场信息通过总线反馈到至少一个点式监测处理系统4。

(3)各点式监测处理系统4将接收到的现场信息通过总线传输至中央处理单元2。

(4)所述线性监测处理系统3(如分布式光纤温度传感器、感温电缆探测系统、分布式光纤应力传感器、分布式光纤振动传感器等)通过在被监测场所设置线性构件(如传感光纤、传感电缆)监测被监测场所的温度、应力和振动信号，并将监测到的现场信息传输至中央处理单元2。

(5)中央处理单元2通过分析接收到的各现场信息判断是否有异常变化或潜在危险发生。

(6)如有异常变化或潜在危险发生，中央处理单元2通过总线控制输出控制处理系统配合现场采集模块打开铺设现场的设备(如灭火装置、摄像头、风机，声光报警器、电气断路器、水喷雾控制器、广播控制器、摄像头、风机、安防控制器等)做出相应反应。

具体实施案例一

图9为本发明在火灾监控中的应用，其点式监测处理系统选用三波段火焰探测器、视频探测器、光电感烟探测器、有害气体探测器、热电偶温度传感监测被监测场所的现场各种信息；其线性监测处理系统选用分布式光纤温度传感器；中央处理单元综合线性监测处理系统和点式监测处理系统监测的信息控制输出控制处理系统中的消防泵、防火门，风机、广播系统和声光报警系统和水喷雾系统及摄像头做出相应反应。

具体实施案例二

图10为本发明在电力监控中的应用，其点式监测处理系统选用电压传感器、电流传感器、频率传感器、过载欠压漏电探测器、视频探测器、有害气体探测器监测被监测场所的电力系统现场各种信息；其线性监测处理系统选用分布式光纤温度传感器；中央处理单元综合线性监测处理系统和点式监测处理系统监测的信息控制输出控制处理系统中的风机、泡沫灭火器、安防门、广播系统和警铃及摄像头做出相应反应。

具体实施案例三

图11为本发明在安防监控中的应用，其点式监测处理系统选用三波段火焰探测器、视频探测器、光电感烟探测器、有害气体探测器、超声波物位探测器监测被监测场所的现场各种信息；其线性监测处理系统选用分布式光纤振动传感系统和线型光栅应力传感系统；中央处理单元综合线性监测处理系统和点式监测处理系统监测的信息控制输出控制处理系统中的被控制设备消防泵、安防门，风机、广播系统、声光报警系统及摄像头做出相应反应。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其他形式、结构、布置、比例，以及用其他元件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其他变形和改变。

Claims

1.一种复合式监控系统，其特征在于，该系统包括中央处理单元、至少一线性监测处理系统、至少一点式监测处理系统、若干现场采集模块、输出控制处理系统；所述线性监测处理系统、点式监测处理系统、输出控制处理系统通过总线与所述中央处理单元连接；

所述线性监测处理系统通过在被监测场所设置线性探测线路，以监测被监测场所的各种参数信息，并将监测到的现场信息传输至所述中央处理单元；

所述的点式监测处理系统连接所述若干现场采集模块，现场采集模块的节点个数在一个总线网络上连接有多个；在所述现场采集模块中设置各种探测器、传感器，以监测被监测场所的各种信息，并将监测到的现场信息传输至所述中央处理单元；

所述中央处理单元通过分析接收到的各现场信息判断是否有异常发生；如有异常发生，中央处理单元通过输出控制处理系统控制设置在被监测场所的设备做出相应反应；所述输出控制处理系统控制的被控制装置包括水泵、二氧化碳灭火装置、泡沫灭火装置、消火栓、防火门；及风机、广播系统和水喷雾系统，断路器及摄像头；

所述现场采集模块中设置MCU、总线收发器和各种数据接口；

各探测器、传感器通过各种数据接口将信号输给现场采集模块的MCU；

现场采集模块通过总线与点式监测处理单元通信，点式监测处理单元综合分析处理被监测场所的各种信息并将信息传输给所述中央处理单元。

2.根据权利要求1所述的复合式监控系统，其特征在于，被监测场所的各种探测器、传感器包括分布式温度、应力、振动传感器、点式温度传感器、点式应力传感器、容差式振动传感器、压力传感器，湿度传感器、有害气体传感器、烟雾传感器、红外线传感器、视频传感器、火焰探测器、物位传感器、液位传感器及电力监测需要的电压传感器、电流传感器、功率传感器、频率传感器、过载传感器、欠压传感器、漏电传感器等。

3.根据权利要求1所述的复合式监控系统，其特征在于：所述系统还包括至少一连接所述中央处理单元的人机接口处理系统，至少一连接所述人机接口处理单元的PC机。

4.根据权利要求1或2或3所述的复合式监控系统，其特征在于：所述设置在输出控制处理系统的设备还包括与输出控制处理系统连接的声光报警器、电气断路器、水喷雾控制器、广播控制器、摄像头、风机、安防控制器；所述中央处理单元通过输出控制处理系统控制所述声光报警器、电气断路器、水喷雾控制器、广播控制器、摄像头、风机、安防控制器。

5.根据权利要求1所述的复合式监控系统，其特征在于：所述现场采集模块提供各种数据接口供用户根据需要选择连接探测器和传感器；所述接口为RS232、RS485、4～20mA信号接口、RS422、网络接口、CAN接口、UART接口、USB接口、视频接口、SCSI接口以及继电器输入接口中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的复合式监控系统，其特征在于：所述现场采集模块中的探测器和传感器包括具备测温功能的光栅测温传感器、热电偶、热电阻式温度传感器、红外线测温传感器、光电感温传感器、及具备测应力、振动、压力功能的光栅测应力传感器、差容式振动传感器、压力传感器、及具备气体、烟雾监测功能的光电感烟探测器、气体浓度传感器、及具备电力监测功能的电压传感器、电流传感器功率传感器、频率传感器、过载、欠压、漏电等传感器、及具备火焰探测功能的三波段火焰探测器、双波段火焰探测器、视频火焰探测器、湿度传感器、及液位传感器、超声波物位传感器、视频安全监视传感器中的一个或多个。

7.根据权利要求1所述的复合式监控系统，其特征在于：所述线性监测处理系统设置有分布式光纤温度传感器、分布式光纤应力传感器、分布式光纤振动传感器、线型光栅应力传感器、线型光栅温度传感器、线型光栅气体传感器、线型感温电缆传感器中的一个或多个；

所述分布式光纤温度传感器通过在被监测场所设置光纤传感器监测被监测场所的温度信息，并将监测到的现场信息传输至中央处理单元；

所述分布式光纤应力传感器通过在被监测场所设置光纤传感器监测被监测场所的应力、压力，并将监测到的现场信息传输至中央处理单元；

所述分布式光纤振动传感器通过在被监测场所设置光纤传感器监测被监测场所的振动信号，并将监测到的现场信息传输至中央处理单元；

所述线型光栅应力传感器通过在被监测场所设置传输光纤及光栅传感器监测被监测场所的应力、压力，并将监测到的现场信息传输至中央处理单元；

所述线型光栅温度传感器通过在被监测场所设置传输光纤及光栅传感器监测被监测场所温度场的信号，并将监测到的现场信息传输至中央处理单元；

所述线型光栅气体传感器通过在被监测场所设置传输光纤及光栅传感器监测被监测场所温度场的信号，并将监测到的现场信息传输至中央处理单元

所述线型感温电缆传感器通过设置在被监测场所的感温电缆监测被监测场所温度场的信号，并将监测到的现场信息传输至中央处理单元。