CN106873012A - 一种路网设备多状态远程监测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种路网设备多状态远程监测系统及方法，所述监测系统包括监测站点、多状态监测模块及监控中心，所述监测站点包括道路监测设备，所述道路监测设备连接多状态监测模块，所述多状态监测模块连接监控中心。该远程监测系统结构简单，安装方便，在道路监测设备断电、断网时可以提供临时用电，使用该监测方法可以将设备断电的相关信息传输到远程监控中心，方便工作人员尽快到达断电、断网设备地点进行维修，提高了工作效率，保证交通通畅运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种监测系统及方法，具体是一种路网设备多状态远程监测系统及方法。
背景技术
GPS模块是集成了RF射频芯片、基带芯片和核心CPU，并加上相关外围电路而组成的一个集成电路。系列GPS模组整合灵敏度高，功耗低，在紧凑的设计里，可以同时追踪20多颗卫星，并迅速定位。GPS模块在实际应用中也经常作为时间基准确性辅以内部的RTC，可获得非常精确的时间参考。GPS模块所能提供的定位和时间基准功能对道路监测设备的日常管理有很大作用。
近年来，通信和网络技术的迅速发展，特别是无线通信技术的发展，使得电力系统自动化程度进一步提高。GSM网络出现后，技术人员很快将GSM模块嵌入到各种仪表仪器汇总，如多功能表、故障监测表等，从而使这些仪表仪器具有远程通信功能。而GPRS是现有GSM系统上发展出来的一种新的数据承载业务，支持TCP/IP协议，可以与分组数据网Internet等直接互通。GPRS无线传输系统的应用范围非常广泛，几乎可以涵盖所有的中低业务和低速率的数据传输，尤其适合突发的小流量数据传输业务，所以GPRS通信网络可以很好的应用于道路监测设备突发故障的信息传输。
在纵横交错的路网中，遍布了许多的监测和外场设备，例如摄像机、车检器及情报板等，由于设备所在地断电、断网或设备本身可能出现的故障，都会让远程监测不到任何数据。同时，现场温度大小、设备控制盒门销开关状态，对路网设备的使用寿命也起到至关重要的作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种路网设备多状态远程监测系统及方法，该远程监测系统结构简单，安装方便，在道路监测设备断电、断网时不仅可以提供临时用电，而且使用该监测方法可以将设备断电、断网、现场温度及设备控制合门销开关的相关信息传输到远程监控中心，方便工作人员尽快到达断电、断网设备的地点进行维修，提高工作效率，保证交通通畅运行。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种路网设备多状态远程监测系统，包括监测站点、多状态监测模块及监控中心，所述监测站点包括道路监测设备，所述道路监测设备连接多状态监测模块，所述多状态监测模块连接监控中心。
进一步，所述多状态监测模块与外部电源部分连接，所述多状态监测模块包括控制单元、GPS或北斗定位装置、GSM信息传输装置、内部锂电池、温度、门锁多路传感器，所述控制单元分别与GPS或北斗定位装置、GSM信息传输装置、内部锂电池及温度、门锁多路传感器总线相连接，所述门锁多路传感器总线与温度、门锁传感器相连接。
进一步，所述多状态监测模块设置有多PIN接口，黑色为电源负极，红色为电源正极，白色接线连接温度传感器，紫色接线连接门锁状态传感器。
进一步，所述多状态监测模块外置两个接口，一个是GPS或北斗接口，另一个是GSM接口。
进一步，所述GSM信息传输装置安装有SIM卡。
一种路网设备多状态远程监测的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)首先将多状态监测模块安装具备上网功能的SIM卡，且确保SIM卡具备上网功能；
(2)当道路监测设备断电时，带有锂电池的多状态监测模块的红色接口无电压，控制单元产生的断电信号并触发GPS或北斗定位装置；
(3)当道路监测设备断网时，多状态监测模块的网络端无法与监控中心进行通信交互，控制单元产生的断网信号并触发GPS或北斗定位装置；
(4)GPS或北斗卫星接收器接收卫星的定位信号，从而获得自身的位置、时间信息，并将该信息传送给GSM信息传输装置；
(5)GSM信息传输装置安装有SIM卡，将设备断电或断网等故障相关信息以数据报文的形式经GPRS通道远程传输到监控中心；
(6)监控人员在收到设备故障信息后，安排合适的维修人员到达发生故障的地点，及时的修复断电的道路监测设备；
(7)多状态监测模块为上为GPS或北斗及GSM功能设置黄色和红色指示灯，指示灯常灭或常亮为异常工作状态，慢闪为正常工作状态，当指示灯出现异常工作状态时，则进行检修；
(8)监控中心收到的监测信息保存在中心数据库中，方便查询相关记录；
(9)当温度、门锁传感器的感应数据发生变化时，控制单元将变化后的数值通过GSM网络传送到监控中心。
进一步，步骤(4)中GSM信息传输装置使用TCP/IP协议与数据中心进行通信。
本发明的有益效果是：该路网设备多状态远程监测系统结构简单，安装方便，当道路监测设备突然断电或断网时，锂电池开始为多状态监测模块提供电能，监测模块能立刻监测到该故障，实现响应突发故障的功能；温度、门锁传感器实时感知温度大小和门锁开闭状态；通过GPS或北斗定位装置，及时处理相关定位请求；通过GSM信息传输装置的GPRS通信模块将故障相关信息以数据报文的形式经GPRS通道远程传输到监控中心；使用该监测方法可以将设备断电、断网的相关信息传输到远程监控中心，方便工作人员尽快到达断电设备地点进行维修，提高了工作效率，保证交通通畅运行，监控中心收到的信息要保存到中心的数据库中，方便以后查询历史记录。
附图说明
图1是本发明工作原理示意图，
图2是本发明的多状态监测模块的框图，
图3是多状态监测模块的4PIN接口定义图，
图4是多状态监测模块前面接口图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1至图4所示，一种路网设备多状态远程监测系统，包括监测站点、多状态监测模块及监控中心，所述监测站点包括道路监测设备，道路监测设备连接在路网设备上，所述道路监测设备连接多状态监测模块，所述多状态监测模块连接监控中心；监测站点通过GSM网络与监控中心进行通信，将多状态信息以数据报文的形式经GPRS通道远程传输到监控中心，监控中心PC机人机交互界面主要用于监控人员与控制中心或各个监测站点的人机交互，实现操控可视化。监控中心收到的信息要保存到中心的数据库中，以备查历史记录。
进一步，所述多状态监测模块与外部电源部分连接，所述多状态监测模块包括控制单元、GPS或北斗定位装置、GSM信息传输装置、内部锂电池、温度、门锁多路传感器，所述控制单元分别与GPS或北斗定位装置、GSM信息传输装置、内部锂电池及温度、门锁多路传感器总线相连接，所述门锁多路传感器总线与温度、门锁传感器相连接；其中，外部电源部分与道路监测设备的供电电源为同一电源；控制单元是监测道路监测设备是否断电及控制后续操作的部分；GPS或北斗定位装置完成对道路监测设备的定位及获得当前时间；GSM信息传输装置通过GPRS通道与监控中心进行通信；内部锂电池负责在外部电源断电后向多状态监测模块提供电源，以使其正常工作并完成故障信息的远程传输。
进一步，所述多状态监测模块设置有多PIN接口，黑色为电源负极，红色为电源正极，白色接线连接温度传感器，紫色接线连接门锁状态传感器；当路网设备突然发生断电故障，红色接口处立即无电压，多状态监测模块的控制单元能立马监测到这一信号，然后“通知”GPS或北斗定位装置开始当前道路监测设备的位置定位及获得当前的时间基准，以便监控中心可以获知何时何地的道路监测设备发生了断电故障；同时控制单元“通知”GSM信息传输装置，开始登陆GSM网络，为故障信息的远程传输做准备。当道路监测设备突然发生断网故障，监测模块网络端口无法与监控中心通信，控制单元模块将断网信息通过GSM网络传送到监控中心；白色和紫色接线分别连接温度和门锁状态传感器，一旦有变化，通过GSM网络传送到监控中心。
进一步，所述多状态监测模块外置两个接口，一个是GPS或北斗接口，另一个是GSM接口；GPS或北斗定位装置在收到控制单元的定位要求信号后，接收卫星的定位信号，将获得的自身位置、时间的信息传送到GSM信息传输装置，通过GPRS通信模块将故障相关信息以数据报文的形式经GPRS通道远程传输到监控中心。目前，大多数基于GPRS网络应用系统所使用的GPRS模块不支持TCP/IP协议，要想工作在相同的网络层面上，其内部传输的数据必须都要采用相同的协议，所以除了利用GPRS模块的功能外，必须模块中嵌入按TCP/IP和PPP协议标准编写的程序，从而使终端设备能够方便的使用GPRS数据分组业务。GPRS模块登录上GSM网络后，自动连接到数据中心并报告其IP地址，一旦发生异常，模块自动重新连接链路，数据中心和GPRS模块之间就可通过TCP/IP协议进行通信，实现透明可靠的数据传输。此处，安装定位和通讯天线都有一定的要求：
注意定位天线的接收面必须向上且上方应无金属物遮挡，为了达到最佳效果，定位天线底面安装尽量保持平整，倾斜度最好不要超过45°；
定位天线布线尽可能隐蔽，防止无意或者有意的损坏；
定位天线要确保拧紧，以避免长期震动造成接口松动影响定位效果；
为防止信号被干扰，通讯天线要避免与其他控制线交缠在一起。
为了更方便的得知GPS或北斗/GSM功能是否正常，多状态监测模块设置了相应的信号指示灯来表明相关功能是否正常：
黄色灯代表GPS或北斗功能：常灭，表示无数据或者模块异常；常亮，表示收到数据但不定位；慢闪(1次/秒)，表示有效定位；
红色灯代表GSM功能：常灭，表示模块异常；常亮，表示网络无注册；慢闪(1次/秒)，表示网络上线，拨号成功。
进一步，所述GSM信息传输装置安装有SIM卡。
一种路网设备多状态远程监测的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)首先将多状态监测模块安装具备上网功能的SIM卡，且确保SIM卡具备上网功能；
(2)当道路监测设备断电时，带有锂电池的多状态监测模块的红色接口无电压，控制单元产生的断电信号并触发GPS或北斗定位装置；
(3)当道路监测设备断网时，多状态监测模块的网络端无法与监控中心进行通信交互，控制单元产生的断网信号并触发GPS或北斗定位装置；
(4)GPS或北斗卫星接收器接收卫星的定位信号，从而获得自身的位置、时间信息，并将该信息传送给GSM信息传输装置；
(5)GSM信息传输装置安装有SIM卡，将设备断电或断网等故障相关信息以数据报文的形式经GPRS通道远程传输到监控中心；
(6)监控人员在收到设备故障信息后，安排合适的维修人员到达发生故障的地点，及时的修复断电的道路监测设备；
(7)多状态监测模块为上为GPS或北斗及GSM功能设置黄色和红色指示灯，指示灯常灭或常亮为异常工作状态，慢闪为正常工作状态，当指示灯出现异常工作状态时，则进行检修；
(8)监控中心收到的监测信息保存在中心数据库中，方便查询相关记录；
(9)当温度、门锁传感器的感应数据发生变化时，控制单元将变化后的数值通过GSM网络传送到监控中心。
进一步，步骤(4)中GSM信息传输装置使用TCP/IP协议与数据中心进行通信。
GSM信息传输模块安装有SIM卡，采用GPRS无线通信，内嵌TCP/IP协议，GPRS是以运营商传输的数据量而不是连接时长为基准来计费，从而可降低该模块的使用成本；GPRS模块登录上GSM网络后，自动连接到数据中心并报告其IP地址，一旦发生异常，模块自动重新连接链路，数据中心和GPRS模块之间就可通过TCP/IP协议进行通信，实现透明可靠的数据传输；监控中心收到的信息要保存到中心的数据库中，以备查历史记录，监控中心接收和保存GPRS信息，不需要再设置GPRS模块，可通过GPRS直接访问互联网。
监控中心收到的信息要保存到中心的数据库中，方便再次查询相关记录。也可以作为道路监测设备相关管理人员，通过分析中心数据库中的设备断电故障记录，得到是否有道路监测设备断电故障多发区域，从而有针对性的到相应区域排查及检查，确认是否有人为因素的破坏、当地的电力系统或者电缆存在问题，如此，可避免指标不治本的频繁维修。
Claims (7)
1.一种路网设备多状态远程监测系统，其特征在于，包括监测站点、多状态监测模块及监控中心，所述监测站点包括道路监测设备，所述道路监测设备连接多状态监测模块，所述多状态监测模块连接监控中心。
2.根据权利要求1所述的一种路网设备多状态远程监测系统，其特征在于，所述多状态监测模块与外部电源部分连接，所述多状态监测模块包括控制单元、GPS或北斗定位装置、GSM信息传输装置、内部锂电池、温度、门锁多路传感器，所述控制单元分别与GPS或北斗定位装置、GSM信息传输装置、内部锂电池及温度、门锁多路传感器总线相连接，所述温度、门锁多路传感器总线与温度、门锁传感器相连接。
3.根据权利要求1所述的一种路网设备多状态远程监测系统，其特征在于，所述多状态监测模块设置有多PIN接口，黑色为电源负极，红色为电源正极，白色接线连接温度传感器，紫色接线连接门锁状态传感器。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种路网设备多状态远程监测系统，其特征在于，所述多状态监测模块外置两个接口，一个是GPS或北斗接口，另一个是GSM接口。
5.根据权利要求2所述的一种路网设备多状态远程监测系统，其特征在于，所述GSM信息传输装置安装有SIM卡。
6.一种路网设备多状态远程监测的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)首先将多状态监测模块安装具备上网功能的SIM卡，且确保SIM卡具备上网功能；
(2)当道路监测设备断电时，带有锂电池的多状态监测模块的红色接口无电压，控制单元产生的断电信号并触发GPS或北斗定位装置；
(3)当道路监测设备断网时，多状态监测模块的网络端无法与监控中心进行通信交互，控制单元产生断网信号并触发GPS或北斗定位装置；
(4)GPS或北斗卫星接收器接收卫星的定位信号，从而获得自身的位置、时间信息，并将该信息传送给GSM信息传输装置；
(5)GSM信息传输装置安装有SIM卡，将设备断电或断网等故障相关信息以数据报文的形式经GPRS通道远程传输到监控中心；
(6)监控人员在收到道路监测设备故障信息后，安排合适的维修人员到达发生故障的地点，及时的修复断电的道路监测设备；
(7)多状态监测模块上为GPS或北斗及GSM功能设置黄色和红色指示灯，指示灯常灭或常亮为异常工作状态，慢闪为正常工作状态，当指示灯出现异常工作状态时，则进行检修；
(8)监控中心收到的监测信息保存在中心数据库中，方便查询相关记录；
(9)当温度、门锁传感器的感应数据发生变化时，控制单元将变化后的数值通过GSM网络传送到监控中心。
7.根据权利要求6所述的一种道路断电监测的方法，其特征在于，步骤(4)中GSM信息传输装置使用TCP/IP协议与数据中心进行通信。
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| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Shen Leixiao Inventor after: Zhao Zuopeng Inventor after: Liu Jun Inventor after: Xu Shanshan Inventor before: Zhao Zuopeng Inventor before: Liu Jun Inventor before: Shen Leixiao Inventor before: Xu Shanshan |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170620 |