CN107255988B - 一种智能城市供暖监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能城市供暖监控系统，包括供暖管道和控制中心，所述供暖管道上设置有电磁阀，所述供暖管道上成对设置有监测传感器与GPS定位模块；所述监测传感器通过传感器处理器和传感器无线通信模块向控制中心发送监测信息。通过使用本申请所述的系统，通过监测传感器与GPS定位模块获取供暖管道内的监测信息，并通过无线通信模块传输至控制中心，因此能够时刻掌握城市供暖系统的工作情况，当某一处所述供暖管道发生泄漏时，工作人员能够及时发生并立即控制所述电磁阀关闭，切断泄漏点的热水流动，避免能源的浪费，相比传统的人工检查，监控效率大大提升，监控效果好，实用性强。

Description

一种智能城市供暖监控系统

技术领域

本发明涉及一种智能城市供暖监控系统。

背景技术

城市供暖是指由城市集中制备供热热源，再分别向热用户进行分配与输送。目前，在智能城市供暖监控系统中一般采用人工定期检查供热管道的方式进行监控，由于城市供热面积较大，仅仅依靠人工很难做到实时掌握供暖系统的工作情况，尤其是当城市内某一处管道发生泄漏事故时，如果没有市民及时报警，供暖部门很难在第一时间内发现并掌握泄漏点的信息，因此常常存在阀门关闭滞后，维修速度慢、效率低、热水泄漏量较大、经济损失严重等问题，现有技术急需一种方便监测、及时处理险情、避免资源浪费的智能城市供暖监控系统。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种方便监测、及时处理险情、避免资源浪费的智能城市供暖监控系统。

为实现上述目的，本发明的技术方案是提供了一种智能城市供暖监控系统，包括供暖管道和控制中心，所述供暖管道上设置有电磁阀，所述供暖管道上成对设置有监测传感器与GPS定位模块；所述监测传感器通过传感器处理器和传感器无线通信模块向控制中心发送监测信息，所述GPS定位模块通过GPS无线通信模块向控制中心发送位置信息；所述控制中心包括控制主机以及与所述控制主机相连接的控制中心无线通信模块、显示屏和控制中心报警器；所述控制主机通过控制中心无线通信模块接收监测信息和位置信息；所述电磁阀与上位机控制连接，所述上位机通过上位机无线通信模块接收控制中心指令。

通过使用本申请所述的系统，通过监测传感器与GPS定位模块获取供暖管道内的监测信息，并通过无线通信模块传输至控制中心，因此能够时刻掌握城市供暖系统的工作情况，当某一处所述供暖管道发生泄漏时，工作人员能够及时发生并立即控制所述电磁阀关闭，切断泄漏点的热水流动，避免能源的浪费，相比传统的人工检查，监控效率大大提升，监控效果好，实用性强。

作为优选的，所述供暖管道数设有多根，且相邻两根供暖管道之间通过法兰固定连接，每根供暖管道的两端均设置有一个所述电磁阀。这样可以分段管理，利于分段控制。

作为优选的，每根供暖管道上均设置有监测传感器与GPS定位模块；所述监测传感器包括pH值传感器、水温传感器、流速传感器、流量传感器、空气温度传感器和空气湿度传感器；其中，所述pH值传感器、所述水温传感器、所述流速传感器和所述流量传感器固定安装在所述供暖管道内壁上，所述pH值传感器、所述水温传感器、所述流速传感器和所述流量传感器的数量均至少有一个，且均在所述供暖管道内壁上呈一字型排列；

所述供暖管道外壁上固定安装有固定环，所述空气温度传感器和所述空气湿度传感器固定安装在所述固定环上，其中，所述空气温度传感器和所述空气湿度传感器的数量至少有一个，且在所述供暖管道外壁上呈一字型排列。

这样的设计可以获得较为全面的输送管道的数据信息，利于控制中心和管理人员依据数据做出较为全面的分析，并做出指令。

作为优选的，所述传感器处理器将监测传感器产生的信息处理形成监测信息，并通过传感器无线通信模块向控制中心发送监测信息。这样的设计利于监测信息的形成和传输。

作为优选的，所述GPS定位模块与所述GPS无线通信模块电连接，所述GPS无线通信模块用于将所述GPS定位模块产生的定位信息通过无线信号发送至所述控制中心。这样的设计利于定位出现泄漏或者问题的输送管道的位置，并将其两端的电磁阀关闭，进行精准的操作。同时利于控制中心派人员赶赴现场进行抢修。

作为优选的，所述上位机与所述上位机无线通信模块、所述管道报警器和所述电磁阀电连接，所述上位机无线通信模块用于接收所述控制中心发送给所述上位机的控制指令并将指令信息传递给所述上位机。这样的设计利于上位机进行接收控制中心的控制指令。

作为优选的，所述控制主机与所述控制中心无线通信模块、所述显示屏和所述控制中心报警器电连接，所述控制中心无线通信模块用于接收所述传感器无线通信模块和所述GPS无线通信模块发送给所述控制中心的无线数据信息，同时，所述控制中心无线通信模块也用于将所述控制中心给所述上位机的控制指令通过无线信号发送给所述上位机无线通信模块。这样的设计利于信息的共享。并通过显示屏显示信息，并在出现异常时，控制控制中心报警器报警。

作为优选的，所述传感器无线通信模块包括pH值传感器无线通信模块、水温传感器无线通信模块、流速传感器无线通信模块、流量传感器无线通信模块、空气温度传感器无线通信模块和空气湿度传感器无线通信模块。这样的设计利于数据的无线传输。

作为优选的，所述供暖管道包括地上部分，支撑在支架上，所述供暖管道包括内管体和外部的保温层，所述管道上还设有光伏组件，所述光伏组件包括柔性太阳能电池薄膜，所述柔性太阳能电池薄膜一端卷绕在转轴上，另外一端设有坠物，所述转轴与伺服电机驱动连接；所述柔性太阳能电池薄膜与蓄电池充电连接，所述供暖管道上还设有电加热棒，所述电加热棒和所述伺服电机与所述蓄电池充电连接。

这样的设计，在春夏秋三季可以通过光伏组件对蓄电池充电，在冬季将电能通过所述电加热棒对所述供暖管道的导热介质加热，利用太阳能进行取暖，节省能源，同时供暖管道一侧还设有所述温度传感器，当外界温度低于度时，所述电加热棒对所述供暖管道的导热介质加热放置将所述供暖管道冻裂。

作为优选的，所述伺服电机与所述蓄电池的连接线路、所述柔性太阳能电池薄膜与所述蓄电池的连接线路嵌入在所述保温层内。

这样的设计利于整体的紧凑型和集约性。

作为优选的，所述保温层为泡沫保温层， 所述泡沫保温层呈环形，所述环形的泡沫保温层下部掺杂有磁粉，所述坠物为与所述磁粉配合伺服的铁件。这样的设计当伺服电机转动时，柔性太阳能电池薄底部在坠物的带动下，向下移动，当移动至掺杂有磁粉的泡沫保温层下部时，坠物与泡沫保温层吸附，这样柔性太阳能电池薄贴合在供暖管道表面，利于和太阳光形成较好的照射角度，同时，也能避免风吹而摆动，降低光电转化效率和膜体的损伤。

作为优选的，所述供暖管道的两侧设有光照强度传感器，左光照强度传感器和右光照强度传感器；左光照强度传感器和右光照强度传感器通过无线模块向伺服电机控制器传输关照强度，伺服电机控制器控制伺服电机工作。这样的设计，通过伺服电机控制器对比供暖管道左右两侧的关照强度，来转换柔性太阳能电池薄膜贴合在供暖管道的左侧还是右侧，尽最大限度的提高光照利用率。

作为优选的，所述供暖管道一侧有风速传感器，所述风速传感器通过无线模块向伺服电机控制器传输风速信号。这样的设计，可以在强风天气下，将转换柔性太阳能电池薄膜收卷在转轴上，避免损伤，同时这样的光伏组件结构和运行远离，避免了传统的支架光伏占地面积大，布局不灵活的弊端，可以贴合在供暖管道表面，使用灵活。

作为优选的，所述柔性太阳能电池薄膜为双面膜。无论柔性太阳能电池薄膜贴合在供暖管道的左侧还是右侧都可以实现光电转化。

本发明的优点和有益效果在于：通过使用本申请所述的系统，通过监测传感器与GPS定位模块获取供暖管道内的监测信息，并通过无线通信模块传输至控制中心，因此能够时刻掌握城市供暖系统的工作情况，当某一处所述供暖管道发生泄漏时，工作人员能够及时发生并立即控制所述电磁阀关闭，切断泄漏点的热水流动，避免能源的浪费，相比传统的人工检查，监控效率大大提升，监控效果好，实用性强。

附图说明

图1是本发明供暖管道安装示意图；

图2是本发明供暖监控系统的控制框图；

图3是本发明光伏组件结构示意图；

图4是本发明光伏组件控制框图。

图中：1、供暖管道；2、电磁阀；3、固定环；4、监测传感器；5、传感器处理器；6、传感器无线通信模块；7、GPS定位模块；8、GPS无线通信模块；9、管道报警器；10、上位机；11、控制中心报警器；12、上位机无线通信模块；13、控制中心无线通信模块；14、控制主机；15、显示屏；16、支架；17、内管；18、保温层；19、柔性太阳能电池薄膜；20、转轴 ；21、坠物；22、伺服电机；23、蓄电池；24、电加热棒；25、磁粉；26、伺服电机控制器；27、左光照强度传感器；28、右光照强度传感器；29、风速传感器；30、温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1-图4所示，一种智能城市供暖监控系统，包括供暖管道1和控制中心，所述供暖管道1上设置有电磁阀2，所述供暖管道1上成对设置有监测传感器4与GPS定位模块7；所述监测传感器4通过传感器处理器5和传感器无线通信模块6向控制中心发送监测信息，所述GPS定位模块7通过GPS无线通信模块8向控制中心发送位置信息；所述控制中心包括控制主机14以及与所述控制主机14相连接的控制中心无线通信模块13、显示屏15和控制中心报警器11；所述控制主机14通过控制中心无线通信模块13接收监测信息和位置信息；所述电磁阀2与上位机10控制连接，所述上位机10通过上位机无线通信模块12接收控制中心指令。

所述供暖管道1数设有多根，且相邻两根供暖管道1之间通过法兰固定连接，每根供暖管道1的两端均设置有一个所述电磁阀2。

每根供暖管道1上均设置有监测传感器4与GPS定位模块7；所述监测传感器4包括pH值传感器、水温传感器、流速传感器、流量传感器、空气温度传感器30和空气湿度传感器；其中，所述pH值传感器、所述水温传感器、所述流速传感器和所述流量传感器固定安装在所述供暖管道1内壁上，所述pH值传感器、所述水温传感器、所述流速传感器和所述流量传感器的数量均至少有一个，且均在所述供暖管道1内壁上呈一字型排列；

所述供暖管道1外壁上固定安装有固定环3，所述空气温度传感器30和所述空气湿度传感器固定安装在所述固定环3上，其中，所述空气温度传感器30和所述空气湿度传感器的数量至少有一个，且在所述供暖管道1外壁上呈一字型排列。

所述传感器处理器5将监测传感器4产生的信息处理形成监测信息，并通过传感器无线通信模块6向控制中心发送监测信息。

所述GPS定位模块7与所述GPS无线通信模块8电连接，所述GPS无线通信模块8用于将所述GPS定位模块7产生的定位信息通过无线信号发送至所述控制中心。

所述上位机10与所述上位机无线通信模块12、所述管道报警器9和所述电磁阀2电连接，所述上位机无线通信模块12用于接收所述控制中心发送给所述上位机10的控制指令并将指令信息传递给所述上位机10。

所述控制主机14与所述控制中心无线通信模块13、所述显示屏15和所述控制中心报警器11电连接，所述控制中心无线通信模块13用于接收所述传感器无线通信模块6和所述GPS无线通信模块8发送给所述控制中心的无线数据信息，同时，所述控制中心无线通信模块13也用于将所述控制中心给所述上位机10的控制指令通过无线信号发送给所述上位机无线通信模块12。

所述传感器无线通信模块6包括pH值传感器无线通信模块6、水温传感器无线通信模块6、流速传感器无线通信模块6、流量传感器无线通信模块6、空气温度传感器30无线通信模块6和空气湿度传感器无线通信模块6。

所述供暖管道1包括地上部分，支撑在支架16上，所述供暖管道1包括内管17体和外部的保温层18，所述管道上还设有光伏组件，所述光伏组件包括柔性太阳能电池薄膜19，所述柔性太阳能电池薄膜19一端卷绕在转轴20上，另外一端设有坠物21，所述转轴20与伺服电机22驱动连接；所述柔性太阳能电池薄膜19与蓄电池23充电连接，所述供暖管道1上还设有电加热棒24，所述电加热棒24和所述伺服电机22与所述蓄电池23充电连接。

所述伺服电机22与所述蓄电池23的连接线路、所述柔性太阳能电池薄膜19与所述蓄电池23的连接线路嵌入在所述保温层18内。

所述保温层18为泡沫保温层18， 所述泡沫保温层18呈环形，所述环形的泡沫保温层18下部掺杂有磁粉25，所述坠物21为与所述磁粉25配合伺服的铁件。

所述供暖管道1的两侧设有光照强度传感器，左光照强度传感器27和右光照强度传感器28；左光照强度传感器27和右光照强度传感器28通过无线模块向 伺服电机控制器26传输关照强度，伺服电机控制器26控制伺服电机22工作。

所述供暖管道1一侧有风速传感器29，所述风速传感器29通过无线模块向伺服电机控制器26传输风速信号。

所述柔性太阳能电池薄膜19为双面膜。

实施例1

一种智能城市供暖监控系统，包括供暖管道1和控制中心，所述供暖管道1上设置有电磁阀2，所述供暖管道1上成对设置有监测传感器4与GPS定位模块7；所述监测传感器4通过传感器处理器5和传感器无线通信模块6向控制中心发送监测信息，所述GPS定位模块7通过GPS无线通信模块8向控制中心发送位置信息；所述控制中心包括控制主机14以及与所述控制主机14相连接的控制中心无线通信模块13、显示屏15和控制中心报警器11；所述控制主机14通过控制中心无线通信模块13接收监测信息和位置信息；所述电磁阀2与上位机10控制连接，所述上位机10通过上位机无线通信模块12接收控制中心指令。

所述供暖管道1数设有多根，且相邻两根供暖管道1之间通过法兰固定连接，每根供暖管道1的两端均设置有一个所述电磁阀2。

每根供暖管道1上均设置有监测传感器4与GPS定位模块7；所述监测传感器4包括pH值传感器、水温传感器、流速传感器、流量传感器、空气温度传感器30和空气湿度传感器；其中，所述pH值传感器、所述水温传感器、所述流速传感器和所述流量传感器固定安装在所述供暖管道1内壁上，所述pH值传感器、所述水温传感器、所述流速传感器和所述流量传感器的数量均至少有一个，且均在所述供暖管道1内壁上呈一字型排列；

所述供暖管道1外壁上固定安装有固定环3，所述空气温度传感器30和所述空气湿度传感器固定安装在所述固定环3上，其中，所述空气温度传感器30和所述空气湿度传感器的数量至少有一个，且在所述供暖管道1外壁上呈一字型排列。

所述传感器处理器5将监测传感器4产生的信息处理形成监测信息，并通过传感器无线通信模块6向控制中心发送监测信息。

所述GPS定位模块7与所述GPS无线通信模块8电连接，所述GPS无线通信模块8用于将所述GPS定位模块7产生的定位信息通过无线信号发送至所述控制中心。

所述上位机10与所述上位机无线通信模块12、所述管道报警器9和所述电磁阀2电连接，所述上位机无线通信模块12用于接收所述控制中心发送给所述上位机10的控制指令并将指令信息传递给所述上位机10。

所述控制主机14与所述控制中心无线通信模块13、所述显示屏15和所述控制中心报警器11电连接，所述控制中心无线通信模块13用于接收所述传感器无线通信模块6和所述GPS无线通信模块8发送给所述控制中心的无线数据信息，同时，所述控制中心无线通信模块13也用于将所述控制中心给所述上位机10的控制指令通过无线信号发送给所述上位机无线通信模块12。

所述传感器无线通信模块6包括pH值传感器无线通信模块6、水温传感器无线通信模块6、流速传感器无线通信模块6、流量传感器无线通信模块6、空气温度传感器30无线通信模块6和空气湿度传感器无线通信模块6。

在使用时，监测传感器4与GPS定位模块7成对设置，也就是说一个监测传感器4配置有一个GPS定位模块7，两个模块设置在相同的位置，便于与每一个监测传感器4进行定位，也就是便于对事故地点定位。

监测传感器4包括pH值传感器、水温传感器、流速传感器、流量传感器、空气温度传感器30和空气湿度传感器，与其配合的传感器无线通信模块6包括pH值传感器无线通信模块、水温传感器无线通信模块、流速传感器无线通信模块、流量传感器无线通信模块、空气温度传感器无线通信模块和空气湿度传感器无线通信模块；以及配合处理数据的传感器处理器5包括：pH值传感器数据传感器处理器、水温传感器数据传感器处理器、流速传感器数据传感器处理器、流量传感器数据传感器处理器、空气温度传感器数据传感器处理器和空气湿度传感器数据传感器处理器。上述模块相互配合产生pH值监测信息、水温监测信息、流速监测信息、流量监测信息、空气温度监测信息和空气监测信息，并通过相应的无线通信模块发送至处理中心；

控制中心包括控制主机14以及与所述控制主机14相连接的控制中心无线通信模块13、显示屏15和控制中心报警器11；所述控制主机14通过控制中心无线通信模块13接收监测信息和位置信息；控制主机14分析监测信息和位置信息之后，对于出现异常的监测信息进行定位，并控制相应供暖管道1两端的电磁阀2关闭；上位机无线通信模块12用于接收所述控制中心发送给所述上位机10的控制指令并将指令信息传递给所述上位机10，上位机10控制电磁阀2关闭。

同时控制主机14将监测信息和位置信息显示于显示屏15。在出现异常情况时，控制控制中心报警器11报警。

所述电磁阀2与上位机10控制连接，所述上位机10通过上位机无线通信模块12接收控制中心指令。

实施例2

作为对实施例1的一种优化，所述供暖管道1包括地上部分，支撑在支架16上，所述供暖管道1包括内管17体和外部的保温层18，所述管道上还设有光伏组件，所述光伏组件包括柔性太阳能电池薄膜19，所述柔性太阳能电池薄膜19一端卷绕在转轴20上，另外一端设有坠物21，所述转轴20与伺服电机22驱动连接；所述柔性太阳能电池薄膜19与蓄电池23充电连接，所述供暖管道1上还设有电加热棒24，所述电加热棒24和所述伺服电机22与所述蓄电池23充电连接。

所述伺服电机22与所述蓄电池23的连接线路、所述柔性太阳能电池薄膜19与所述蓄电池23的连接线路嵌入在所述保温层18内。

所述保温层18为泡沫保温层18， 所述泡沫保温层18呈环形，所述环形的泡沫保温层18下部掺杂有磁粉25，所述坠物21为与所述磁粉25配合伺服的铁件。

所述供暖管道1的两侧设有光照强度传感器，左光照强度传感器27和右光照强度传感器28；左光照强度传感器27和右光照强度传感器28通过无线模块向 伺服电机控制器26传输关照强度，伺服电机控制器26控制伺服电机22工作。

所述供暖管道1一侧有风速传感器29，所述风速传感器29通过无线模块向伺服电机控制器26传输风速信号。

所述柔性太阳能电池薄膜19为双面膜。

在使用时，通过伺服电机控制器26对比供暖管道1左右两侧的关照强度，来转换柔性太阳能电池薄膜19贴合在供暖管道1的左侧还是右侧，尽最大限度的提高光照利用率，在春夏秋三季可以通过光伏组件对蓄电池23充电，在冬季将电能通过所述电加热棒24对所述供暖管道1的导热介质加热，利用太阳能进行取暖，节省能源，同时供暖管道1一侧还设有所述温度传感器30，当外界温度低于度时，所述电加热棒24对所述供暖管道1的导热介质加热放置将所述供暖管道1冻裂；

为了进一步提高对柔性太阳能电池薄膜19为双面膜的保护，可以在强风天气下，将转换柔性太阳能电池薄膜19收卷在转轴20上，避免损伤，同时这样的光伏组件结构和运行远离，避免了传统的支架16光伏占地面积大，布局不灵活的弊端，可以贴合在供暖管道1表面，使用灵活。

在柔性太阳能电池薄膜19的铺设过程中，柔性太阳能电池薄膜19底部在坠物21的带动下，向下移动，当移动至掺杂有磁粉25的泡沫保温层18下部时，坠物21与泡沫保温层18吸附，这样柔性太阳能电池薄贴合在供暖管道1表面，利于和太阳光形成较好的照射角度，同时，也能避免风吹而摆动，降低光电转化效率和膜体的损伤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种智能城市供暖监控系统，其特征在于：包括供暖管道和控制中心，所述供暖管道上设置有电磁阀，所述供暖管道上成对设置有监测传感器与GPS定位模块；所述监测传感器通过传感器处理器和传感器无线通信模块向控制中心发送监测信息，所述GPS定位模块通过GPS无线通信模块向控制中心发送位置信息；所述控制中心包括控制主机以及与所述控制主机相连接的控制中心无线通信模块、显示屏和控制中心报警器；所述控制主机通过控制中心无线通信模块接收监测信息和位置信息；所述电磁阀与上位机控制连接，所述上位机通过上位机无线通信模块接收控制中心指令；

所述供暖管道数设有多根，且相邻两根供暖管道之间通过法兰固定连接，每根供暖管道的两端均设置有一个所述电磁阀；

每根供暖管道上均设置有监测传感器与GPS定位模块；所述监测传感器包括pH值传感器、水温传感器、流速传感器、流量传感器、空气温度传感器和空气湿度传感器；其中，所述pH值传感器、所述水温传感器、所述流速传感器和所述流量传感器固定安装在所述供暖管道内壁上，所述pH值传感器、所述水温传感器、所述流速传感器和所述流量传感器的数量均至少有一个，且均在所述供暖管道内壁上呈一字型排列；

所述供暖管道外壁上固定安装有固定环，所述空气温度传感器和所述空气湿度传感器固定安装在所述固定环上，其中，所述空气温度传感器和所述空气湿度传感器的数量至少有一个，且在所述供暖管道外壁上呈一字型排列；

所述传感器无线通信模块包括pH值传感器无线通信模块、水温传感器无线通信模块、流速传感器无线通信模块、流量传感器无线通信模块、空气温度传感器无线通信模块和空气湿度传感器无线通信模块；

所述供暖管道包括地上部分，支撑在支架上，所述供暖管道包括内管体和外部的保温层，所述管道上还设有光伏组件，所述光伏组件包括柔性太阳能电池薄膜，所述柔性太阳能电池薄膜一端卷绕在转轴上，另外一端设有坠物，所述转轴与伺服电机驱动连接；所述柔性太阳能电池薄膜与蓄电池充电连接，所述供暖管道上还设有电加热棒，所述电加热棒和所述伺服电机与所述蓄电池充电连接；

所述伺服电机与所述蓄电池的连接线路、所述柔性太阳能电池薄膜与所述蓄电池的连接线路嵌入在所述保温层内；

所述保温层为泡沫保温层， 所述泡沫保温层呈环形，所述环形的泡沫保温层下部掺杂有磁粉，所述坠物为与所述磁粉配合伺服的铁件；

所述供暖管道的两侧设有光照强度传感器，左光照强度传感器和右光照强度传感器；左光照强度传感器和右光照强度传感器通过无线模块向 伺服电机控制器传输关照强度，伺服电机控制器控制伺服电机工作；

所述供暖管道一侧有风速传感器，所述风速传感器通过无线模块向伺服电机控制器传输风速信号；

所述柔性太阳能电池薄膜为双面膜。

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