CN106027310A - 一种用于窨井监测的网络设备故障诊断方法 - Google Patents

一种用于窨井监测的网络设备故障诊断方法 Download PDF

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张勇
刘芝国
范恒
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Abstract

本发明公开了一种用于窨井监测的网络设备故障诊断方法，构建服务器及多个ZigBee网络，每个ZigBee网络由一个协调器、少量路由器和多个分别安装在窨井中的终端组成；终端将采集的窨井数据发送至父路由器，父路由器会在终端发送的数据中加入自身的ID编号信息，然后将数据直接发给协调器或者通过其他的路由转发给协调器；协调器通过串口将数据发送到单片机，单片机再将数据通过SIM卡使用3G/4G网络发送到服务器，服务器端根据接收的数据采用故障诊断方法分析设备故障发生的原因、地点，管护人员便可及时而有效的处理这些故障设备。

Description

一种用于窨井监测的网络设备故障诊断方法
技术领域
本发明涉及窨井监测方法领域，具体是一种用于窨井监测的网络设备故障诊断方法。
背景技术
城市排水系统是城市建设、环境保护、防洪排涝的重要基础设施,关系到社会经济稳定发展和人民生活的安定,在保障城市发展和安全运行中发挥着重要的作用。随着城市化的迅速发展,城市排水管网系统越来越复杂、越来越庞大,对排水管网的运行管理、养护管理、应急防汛和科学决策等提出了越来越高的要求。
一个完整的排水系统由排水泵站、窨井和管道组成。不少地区已经建设了排水泵站自动监控系统,泵站管理已经实现自动化和信息化，窨井终端已经实现了信息化和智能化。
但由于技术或成本原因，现有的窨井监测的网络设备一般不具备设备故障诊断的功能，如果设备出现故障，无法及时而准确查出故障点的位置和故障的原因，会严重影响窨井数据实时获取，给系统维修带来极大的困难，严重时还将将给人民群众生命安全带来隐患，带来社会危害。因此如何快速准确的监测设备故障的发生以及设备故障发生原因、设备故障发生地点，对于城市排水系统的完善具有重大的意义。
针对现有技术中由于无法对窨井监测设备故障检测、诊断导致的养护管理困难的问题，为此提出一种窨井监测的网络设备故障诊断方法，提高窨井监测管理水平。
发明内容 本发明的目的是提供一种用于窨井监测的网络设备故障诊断方法，以解决现有技术窨井监测设备无法自动诊断故障发生的地点、原因等所造成的养护管理困难的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种用于窨井监测的网络设备故障诊断方法，其特征在于：在各个窨井中分别设置终端，该终端采集所在窨井的窨井信息，若干个窨井中终端配置并共用一台路由器，每个窨井中终端分别与对应的路由器通讯连接，多台路由器彼此之间通讯连接，若干个路由器配置一台协调器，所述协调器与对应的各个路由器通讯连接，每个协调器还分别各自通过串口连接有单片机，由终端、多个窨井中终端对应的路由器、多个路由器对应的协调器分别构成ZigBee网络，每个ZigBee网络中的协调器、路由器、终端均运行在点对点模式，在远端构建服务器，单片机通过3G或4G网络与服务器通讯连接，在服务器中构建窨井、终端、路由器、协调器的GPS信息，同时给每个终端、路由器、协调器分别分配唯一的ID编号，且服务器中在地图上表示出各个窨井、终端、路由器、协调器；
终端采集所在窨井的数据后，将数据打包发送至对应的父路由器，父路由器是直接与终端相连的路由器，父路由器在终端发送的数据中加入自身的ID编号，并且将数据发送至协调器，协调器通过串口将数据发送至单片机，再由单片机通过3G或4G网络将数据发送至服务器；
服务器首先判断某个协调器下属所有的终端的数据是否均接收不到，若均收不到则为协调器故障，否则服务器继续判断某个路由器下面的终端的数据是否均接收不到，若均接收不到则为路由器故障，否则服务器判定故障为终端故障。
所述的一种用于窨井监测的网络设备故障诊断方法，其特征在于：所述终端至少可监测窨井的水位信息、温度信息。
所述的一种用于窨井监测的网络设备故障诊断方法，其特征在于：一个路由器还可以通过所在ZigBee网络中其他路由器与对应的协调器连接。
所述的一种用于窨井监测的网络设备故障诊断方法，其特征在于：所述终端故障包括但不局限于：电池电量故障、超声波传感器故障、温度传感器故障，根据终端上传的数据具体分析终端故障。
本发明对每个终端、路由器、协调器分配一个唯一的ID号，并通过GPS设备在地图上标识出来。
本发明终端采集的窨井数据信息如水位、温度等信息打包发送到父路由器，父路由器在终端发送的数据中添加其ID编号信息，并将数据直接发给协调器或者通过其他的路由器转发给协调器。
本发明协调器通过串口将接收的数据发送到单片机，单片机再将数据通过SIM卡使用3G/4G网络发送到服务器。
本发明服务器运用上述故障诊断方法分析各种数据进行设备故障诊断。管护人员进行相关维护。
本发明的优点是：
在现有窨井监测设备的基础上，对其进行智能改造，能通过服务器端所接收的窨井数据判断窨井监测设备故障发生的原因、地点，方便管护人员及时而有效的处理这些故障设备，维持窨井监测设备正常的运行，提升城市的环境质量、城市品位和管理水平，改善广大市民群众的生存环境和生活质量。
附图说明
图1为本发明实施例的一种窨井监测网络设备系统图。
图2为本发明实施例的窨井监测的网络设备地图标识图。
图3为本发明实施例的设备故障诊断方法数据传输流程图。
图4为本发明实施例窨井监测设备故障类型图。
图5为本发明实施例的设备故障诊断方法在实际应用中的流程图。
图6为本发明实施例组建的ZigBee网络拓扑图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图对本发明作更进一步详细的描述。
本发明实施例的一种窨井监测系统如图1所示，包括井内终端、路由器、协调器、服务器端。协调器、路由器、终端均运行在点对点模式。构建窨井及终端、路由、协调的GPS信息，分配唯一的ID号，并在地图上标识出来，如图2所示。本发明的设备故障诊断方法数据传输流程图如图3所示，窨井终端采集窨井信息发送至父路由，父路由接收数据后在数据中加入自己的ID号，然后在转发给协调器或者通过别的路由器转发给协调器，协调器通过串口将数据发送到单片机，单片机再将数据通过SIM卡使用3G/4G网络发送到服务器。
本发明实施例的一种用于窨井监测的网络设备故障类型图如图4所示，设备故障主要包括：协调器故障、路由器故障和窨井终端故障。窨井终端故障又包括：电池电量故障、超声波传感器故障、温度传感器故障、光敏传感器故障等等。
服务器端进行故障诊断，如图5所示，故障诊断方法如下：
第1步 首先判断某个协调器下属的所有的终端的数据是否均接收不到，若均收不到，则为协调器故障，否则进行第2步。例：本发明实施例的ZigBee网络拓扑图如图6所示，若协调器1下属的所有终端均无数据发送，而其他协调器下属的窨井终端有数据发送，则故障为协调器故障。
第2步 若某一个路由器下面的终端均的数据均接收不到，则为路由器故障，否则进行第3步。例：本发明实施例的ZigBee网络拓扑图如图6所示，若协调器1下属的路由器1N下面的所有终端均无数据发送，而协调器1下属其他路由如11下面的终端有数据发送，则故障为路由器故障。
第3步 判断故障为终端故障。终端故障包括：电池电量故障、超声波传感器故障、温度传感器故障等等。根据窨井终端上传的数据具体分析终端故障。例：若是终端发送的数据中无水位信息，则故障为超声波传感器故障；若是发送的数据中温度传感器数值不正确，则为温度传感器故障。
服务器通过上述故障诊断方法，即可得到故障发生的原因、地点。然后通知管护人员进行相关维护。
最后说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对发明进行详细说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述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等同替换；而这些修改或者替换，并不使技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种用于窨井监测的网络设备故障诊断方法，其特征在于：在各个窨井中分别设置终端，该终端采集所在窨井的窨井信息，若干个窨井中终端配置并共用一台路由器，每个窨井中终端分别与对应的路由器通讯连接，多台路由器彼此之间通讯连接，若干个路由器配置一台协调器，所述协调器与对应的各个路由器通讯连接，每个协调器还分别各自通过串口连接有单片机，由终端、多个窨井中终端对应的路由器、多个路由器对应的协调器分别构成ZigBee网络，每个ZigBee网络中的协调器、路由器、终端均运行在点对点模式，在远端构建服务器，单片机通过3G或4G网络与服务器通讯连接，在服务器中构建窨井、终端、路由器、协调器的GPS信息，同时给每个终端、路由器、协调器分别分配唯一的ID编号，且服务器中在地图上表示出各个窨井、终端、路由器、协调器；
终端采集所在窨井的数据后，将数据打包发送至对应的父路由器，父路由器是直接与终端相连的路由器，父路由器在终端发送的数据中加入自身的ID编号，并且将数据发送至协调器，协调器通过串口将数据发送至单片机，再由单片机通过3G或4G网络将数据发送至服务器；
服务器首先判断某个协调器下属所有的终端的数据是否均接收不到，若均收不到则为协调器故障，否则服务器继续判断某个路由器下面的终端的数据是否均接收不到，若均接收不到则为路由器故障，否则服务器判定故障为终端故障。
2.根据权利要求1所述的一种用于窨井监测的网络设备故障诊断方法，其特征在于：所述终端至少可监测窨井的水位信息、温度信息。
3.根据权利要求1所述的一种用于窨井监测的网络设备故障诊断方法，其特征在于：一个路由器还可以通过所在ZigBee网络中其他路由器与对应的协调器连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于窨井监测的网络设备故障诊断方法，其特征在于：所述终端故障包括但不局限于：电池电量故障、超声波传感器故障、温度传感器故障，根据终端上传的数据具体分析终端故障。
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