CN109523753A - 一种基于NB-Iot的管道内液体智能检测系统、装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及液体智能检测技术领域,特别涉及一种基于NB‑Iot的管道内液体智能检测系统、装置及其方法,系统应用于输送液体的管道,包括处理模块及与其独立电气连接的NB‑Iot模块、检测模块、阀门控制模块以及报警模块;还包括与所述NB‑Iot模块通信连接的监控平台。本发明解决了现有的管道检测设备不能同时检测多项指标,以及难以实现智能发送检测结果的技术问题,以保证用户可及时获取液体状态参数超标的警报,并及时作出反应,以保证管道的结构完整性以及使用寿命。

Description

一种基于NB-Iot的管道内液体智能检测系统、装置及其方法
技术领域
本发明涉及液体智能检测技术领域,特别涉及一种基于NB-Iot的管道内液体智能检测系统、装置及其方法。
背景技术
在生活用水中,从水源处获取的水需经过一系列处理后,通过水质监测后才可使用。其中水质是水体质量的简称,它标志着水体的物理(如色度、浊度、臭味等)、化学(无机物和有机物的含量)和生物(细菌、微生物、浮游生物、底栖生物)的特性及其组成的状况。水质为评价水体质量的状况,规定了一系列水质状态参数和水质标准,如生活饮用水、工业用水和渔业用水等水质标准。
而在管道运输生活用水的情况下,由于水管存在一定的压力容限,不同使用环境下对管内液体的指标也会有不同的要求,包括水压、水流速、水温、PH值、硬度等,若水压超标会有管道爆裂的风险,水流速异常极有可能预示着用水异常或其他位置管道异常,同时在部分使用环境中需要确保水温、PH值、硬度在某个范围内,超出范围会导致生产条件不满足,因此检测水质状态参数对管道运输水源尤其重要。
现有的管道检测设备不能同时具备多种液体指标的检测,同时难以实现智能发送检测结果的功能,用户往往难以及时接收到液体指标超标的警报,会导致不能及时获取状态参数变化,进而导致输水管道受损,缩短输水管道的使用寿命,进而导致维修成本增加的问题。
发明内容
本发明的发明内容在于提供一种基于NB-Iot的管道内液体智能检测系统、装置及其方法,解决了现有的管道检测设备不能同时检测多项指标,以及难以实现智能发送检测结果的技术问题,以保证用户可及时获取液体状态参数超标的警报,并及时作出反应,以保证管道的结构完整性以及使用寿命。
本发明提出了一种基于NB-Iot的管道内液体智能检测系统,应用于输送液体的管道;其特征在于:包括处理模块及与其独立电气连接的NB-Iot模块、检测模块、阀门控制模块以及报警模块;还包括与所述NB-Iot模块通信连接的监控平台;所述检测模块,用于获取所述管道内液体的状态参数,并发送到所述处理模块;所述处理模块用于对所述状态参数进行数据处理后通过所述NB-Iot模块上传至所述监控平台;还用于在判断到处理后的所述状态参数不符合预设条件后发送报警控制指令到所述报警模块,发送阀门控制指令到所述阀门控制模块,并将所述报警控制指令、阀门控制指令通过所述NB-Iot模块上传到所述监控平台;所述监控平台,用于接收并存储所述经过处理后的状态参数和报警控制指令,并以数据库形式管理以供查看;还用于将监控人员发出的远程控制指令经过所述NB-Iot模块、所述处理模块发送到所述报警模块与/或阀门控制模块;所述报警模块,用于根据接收的所述报警控制指令或所述远程控制指令发出报警信号或停止发出报警信号;所述阀门控制模块,用于根据所述阀门控制指令或远程控制指令控制对应位置的阀门开合状态。
优选地,所述监控平台,还用于在接收到所述报警控制指令时,发布管道异常信息,并将所述管道异常信息通过通讯方式推送到监控人员绑定账号的终端上;所述检测模块,还用于在所述处理模块判断到所述状态参数不符合预设条件时,提高检测频率。
优选地,所述检测模块包括独立电气连接所述处理模块的水压传感器、水流传感器、水温传感器、水硬度传感器、酸碱度传感器。
优选地,所述报警模块包括独立电性连接所述处理模块的发声电路模块和发光电路模块,分别用于在所述报警控制指令或所述远程控制指令的控制下,发出声音警报信号或停止发出声音报警信号、光亮警报信号或停止发出光亮报警信号。
本发明还提出了一种基于NB-Iot的管道内液体智能检测装置,包括控制芯片及与其独立电气连接的参数传感器、阀门控制器、NB-Iot网络模块以及报警器;还包括与所述NB-Iot模块通信连接的外围接收器;所述参数传感器,用于获取管道内液体的状态参数,并将状态参数发送至所述控制芯片;所述控制芯片,用于对状态参数作数据处理并通过所述NB-Iot模块发送至所述外围接收器;还用于判断处理后的状态参数不符合预设条件后,发送报警控制指令到所述报警器,发送阀门控制指令到所述阀门控制器,并将报警控制指令、阀门控制指令通过所述NB-Iot模块发送至所述外围接收器;所述报警器,用于根据接收的报警控制指令或远程控制指令发出报警信息或停止发出报警信息号;所述阀门控制器,用于根据阀门控制指令或远程控制指令控制对应位置的阀门开合状态。
优选地,所述参数传感器,包括水温传感器、水流传感器、水硬度传感器、酸碱度传感器以及水压传感器;所述报警器,包括喇叭以及发光组件;所述喇叭通过喇叭驱动器接入所述控制芯片,且所述控制芯片直接驱动所述发光组件。
本发明还提出一种基于NB-Iot的管道内液体智能检测方法,包括以下步骤:S1,获取当前管道内液体的状态参数;S2,判断所述状态参数是否符合预设条件,若是则返回至步骤S1,若否则发出相应的警示信息并控制水阀的开合状态;S3,在预设时间段内通过NB-Iot网络将获取的所述状态参数及所述警示信息、水阀的开合状态上传至监控平台;S4,检测是否有所述监控平台下发的远程控制指令,若否则返回到所述步骤S1,若是则发出与所述远程控制指令对应的警示信息并控制水阀的开合状态。
优选地,所述状态参数包括水压传感参数、水流传感参数、水温传感参数、水硬度传感参数、酸碱度传感参数。
优选地,所述步骤S2还包括:在判断到所述状态参数不符合预设条件时,提高所述步骤S1中获取所述状态参数的频率,并监控所述状态参数。
优选地,所述步骤S3还包括:监控平台发布对应于所述状态参数及所述警示信息、水阀的开合状态的管道异常信息,并将所述管道异常信息通过通讯方式推送到监控人员绑定账号的终端上。
由上可知,应用本发明提供的技术方案可以得到以下有益效果:
第一,本发明中采用NB-Iot模块将获取的状态参数上传至监控平台存储,由于NB-Iot为窄带通信,其仅占用较窄带宽,但可高速传输数据,令监控平台上的状态参数可实现实时更新,保证监控人员在监控平台上获取的数据为管道内液体的实时数据,提高本发明中监控人员在远程监控时获取的数据准确性;
第二,本发明中的报警模块以及阀门控制模块,不仅受处理模块的控制,还受远程控制指令的控制,扩大了本发明中报警信号以及阀门的控制方式,令本发明不仅可自动控制,还可根据监控人员的指令对应动作,提高了本发明中系统的灵活性;
第三,本发明中监控平台在接收到报警控制指令时,会发布管道异常信息,并直接通知监控人员,以保证监控人员及时获知管道异常信息,并尽快进行检查以排除异常,以尽快令管道内液体状态参数回复正常水平,以降低参数超标的液体对管道的影响,保证管道的使用寿命;
第四,本发明的检测方法中以获取的检测参数是否符合预设条件作为判断依据,根据判断结果选择是否发送警示信息并控制水阀的开合,令采用本测控方法可以实现获取液体状态参数,并智能判断是否超标并提醒的监控过程,提高了本发明中测控精准度以及保证及时发现液体状态参数超标的情况;
第五,本发明中获取液体的水压、水流速、水温、水硬度以及酸碱度,以上参数会对输送该液体的管道造成损伤,通过监控以上参数,判断是否会对管道造成损伤,从而在状态参数超标时,可以采取将阀门关闭等措施,降低管道受损的可能性,保证管道的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中检测系统的系统框图;
图2为本发明实施例中检测装置的装置模块图;
图3为本发明实施例中检测方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
现有的管道检测设备不能同时检测多项指标,以及难以实现智能发送检测结果的技术问题,以保证用户可及时获取液体状态参数超标的警报,并及时作出反应,以保证管道的结构完整性以及使用寿命。
如图1所示,为了解决上述问题,本实施例提出了一种基于NB-Iot的管道内液体智能检测系统、装置及其方法,检测系统应用于输送液体的管道,其主要包括处理模块110及NB-Iot模块120、检测模块130、阀门控制模块140以及报警模块150,其中NB-Iot模块120、检测模块130、阀门控制模块140以及报警模块150均分别与处理模块110独立电气连接,还包括有与NB-Iot模块120通信连接的监控平台160;检测模块130,用于获取管道内液体的状态参数,并发送到处理模块110;处理模块110用于对状态参数进行数据处理,并通过NB-Iot模块120上传至监控平台160,还用于在判断到处理后的状态参数不符合预设条件后,发送报警控制指令到报警模块150,发送阀门控制指令到阀门控制模块140,并将报警控制指令、阀门控制指令通过NB-Iot模块120上传到监控平台160;监控平台160,用于接收并存储经过处理后的状态参数和报警控制指令,并以数据库形式管理以供查看,还用于将监控人员发出的远程控制指令经过NB-Iot模块120、处理模块110发送到报警模块150与/或阀门控制模块140;报警模块150,用于根据接收的报警控制指令或远程控制指令发出报警信号或停止发出报警信息;阀门控制模块140,用于根据阀门控制指令或远程控制指令控制对应位置的阀门开合状态。
在本实施例中,通过检测模块130获取管道内液体的状态参数,并在处理模块110中完成,其与预设条件进行对比,并判断是否达到报警值的步骤,从而处理模块110可自动选择是否通过报警模块150提醒监控人员管道内液体状态参数的变化,令监控人员可及时接收到管道内液体状态参数变化的消息,并作出对应处理;同时处理模块10还可自动选择是否控制对应管道的阀门开启或关闭,以令状态参数超标的部分液体被限制于特定管道内,避免该液体对其余管道的破坏。
更具体地,监控平台160还用于在接收到报警控制指令时,发布管道异常信息,并将管道异常信息通过通讯方式推送到监控人员绑定账号的终端商;检测模块130还用于在处理模块110判断到状态参数不符合预设条件时,提高检测频率。
在本实施例中,监控平台160一旦接收到报警控制指令,也即管道内液体的状态参数超标时,不论该管道的阀门是否动作,监控平台160均发布管道异常信息,并通知监控人员,以保证监控人员可及时排除液体的状态参数超标的原因,避免状态参数超标的液体持续对管道造成破坏;同时增大检测频率,有助于提高检测结果的精确性,且可及时监测该液体状态参数的变化。
更具体的,检测模块130包括独立电气连接处理模块110的水压传感器131、水流传感器132、水温传感器133、水硬度传感器134以及酸碱度传感器135。
报警模块150包括独立电气连接处理模块110的发声电路模块151和发光电路模块152,分别用于在报警控制指令或远程控制指令的控制下,发出声音报警信号或停止发出声音报警信号、光亮警报信号或停止发出光亮报警信号。
在本实施例中,报警模块150包括发声电路模块151以及发光电路模块152,又由于报警模块150同时受报警控制指令以及远程控制指令的控制,在液体状态参数超标以及远程监控人员的控制下,可通过声音警报以及光亮警报提醒现场监控人员的注意。
在本实施例中,当检测到管道内液体指标超出预设标准时,发出声光报警信号,同时向监控平台160上传报警控制指令以及异常数据,并同步推送给监控人员,在此期间,仪表提高检测频率,并持续声光报警及发送报警控制指令,直到检测模块130获取的检测数值恢复正常,或者监控人员确认误报后远程操作令报警模块150关闭,开启管道阀门。
如图2所示,本实施例还提出了一种基于NB-Iot的管道内液体智能检测装置,其主要包括控制芯片210、参数传感器220、阀门控制器230、NB-Iot模块240以及报警器250;参数传感器220、阀门控制器230以及NB-Iot模块240均接入控制芯片210,且NB-Iot模块240与外围接收器260通信连接;其中,参数传感器220用于获取管道内液体的状态参数,并将状态参数发送至控制芯片210;控制芯片210用于对状态参数作数据处理并通过NB-Iot模块240发送至外围接收器260;还用于判断处理后的状态参数不符合预设条件后,发送报警控制指令到报警器250,发送阀门控制指令到阀门控制器230,并将报警控制指令、阀门控制指令通过NB-Iot模块240发送至外围接收器260;报警器250,用于根据接收的报警控制指令或远程控制指令发出报警信息或停止发出报警信息号;阀门控制器230用于根据阀门控制指令或远程控制指令控制对应位置的阀门开合状态。
在本实施例中,检测装置中的报警器250包括喇叭251以及发光组件253,其中控制芯片210通过喇叭驱动器252驱动喇叭251启动,而直接点亮发光组件253,同时外围接收器260为天线接收装置,令控制芯片210可通过NB-Iot模块240向外围接收器260发送控制指令以及检测数据;且本实施例中的参数传感器220包括水压传感器221、水流传感器222、酸碱度传感器223、水硬度传感器224以及水温传感器225,可获取管道内液体的水压、水流速、酸碱度、水硬度以及水温。
如图3所示,本实施例还提出了一种基于NB-Iot的管道内液体智能检测方法,其主要包括以下步骤:
S1,获取当前管道内液体的状态参数;
S2,判断状态参数是否符合预设条件,若是则返回至步骤S1,若否则发出相应的警示信息并控制水阀的开合状态;
S3,在预设时间段内通过NB-Iot网络将获取的状态参数及警示信息、水阀的开合状态上传至监控平台;
S4,检测是否有监控平台下发的远程控制指令,若否则返回到步骤S1,若是则发出与远程控制指令对应的警示信息并控制水阀的开合状态。
在本实施例中,先获取管道内液体的状态参数,再通过判断其与预设条件的关系,若符合预设条件,则启动警示信息以及控制水阀开合,若不符合,则不作反应。令采用本方法可自动根据管道内液体的状态参数,选择是否通知监控人员进行查看,保证在管道内液体参数超出预设范围,也即管道异常时,可及时通过监控人员进行维护以及排除异常因素,提高管道异常信息的通知速度。
更具体的,状态参数包括水压传感参数、水流传感参数、水温传感参数、水硬度传感参数、酸碱度传感参数。
更具体的,步骤S2还包括:在判断到状态参数不符合预设条件时,提高步骤S1中获取状态参数的频率,并监控状态参数。在本实施例中,获取的状态参数不符合预设条件时,除了液体状态参数确实发生变化的情况外,还有可能产生误判的情况,因此提高获取状态参数的频率,可避免误判情况的出现。在本实施例中,若首次出现状态参数超标,则触发警示信息以及改变水阀的开合状态,同时提高获取状态参数的频率,若再次获取的状态参数符合预设条件,则判断上次获取的状态参数为误判,同时取消警示信息以及水阀的开合状态,以便在误判后,自主回复正常的检测状态,免去其误判对监控人员造成的麻烦。
更具体的,步骤S3还包括:监控平台发布对应于状态参数及警示信息、水阀的开合状态的管道异常信息,并将管道异常信息通过通讯方式推送到监控人员绑定账号的终端上。
在本实施例中,若判断到管道内液体的状态参数不符合预设条件时,会向监控平台发送异常参数,以及警示信息和水阀的开合状态,可供采用本方案达不到预期效果时,监控人员可在后期查看是否有系统操作失误的情况,一一排除故障原因,保证采用本实施例中的方法可实现自主检测管道内液体的状态参数,并在状态参数不符合预设条件间时,及时通知监控人员进行维护,保证管道的使用寿命,以及降低液体状态参数变化对其余管道的影响。
以上所述的实施方式,并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于NB-Iot的管道内液体智能检测系统,应用于输送液体的管道;其特征在于:包括处理模块及与其独立电气连接的NB-Iot模块、检测模块、阀门控制模块以及报警模块;还包括与所述NB-Iot模块通信连接的监控平台;
所述检测模块,用于获取所述管道内液体的状态参数,并发送到所述处理模块;
所述处理模块用于对所述状态参数进行数据处理后通过所述NB-Iot模块上传至所述监控平台;还用于在判断到处理后的所述状态参数不符合预设条件后发送报警控制指令到所述报警模块,发送阀门控制指令到所述阀门控制模块,并将所述报警控制指令、阀门控制指令通过所述NB-Iot模块上传到所述监控平台;
所述监控平台,用于接收并存储所述经过处理后的状态参数和报警控制指令,并以数据库形式管理以供查看;还用于将监控人员发出的远程控制指令经过所述NB-Iot模块、所述处理模块发送到所述报警模块与/或阀门控制模块;
所述报警模块,用于根据接收的所述报警控制指令或所述远程控制指令发出报警信号或停止发出报警信号;
所述阀门控制模块,用于根据所述阀门控制指令或远程控制指令控制对应位置的阀门开合状态。
2.根据权利要求1所述的一种基于NB-Iot的管道内液体智能检测系统,其特征在于:
所述监控平台,还用于在接收到所述报警控制指令时,发布管道异常信息,并将所述管道异常信息通过通讯方式推送到监控人员绑定账号的终端上;
所述检测模块,还用于在所述处理模块判断到所述状态参数不符合预设条件时,提高检测频率。
3.根据权利要求2所述的一种基于NB-Iot的管道内液体智能检测系统,其特征在于:所述检测模块包括独立电气连接所述处理模块的水压传感器、水流传感器、水温传感器、水硬度传感器、酸碱度传感器。
4.根据权利要求3所述的一种基于NB-Iot的管道内液体智能检测系统,其特征在于:所述报警模块包括独立电性连接所述处理模块的发声电路模块和发光电路模块,分别用于在所述报警控制指令或所述远程控制指令的控制下,发出声音警报信号或停止发出声音报警信号、光亮警报信号或停止发出光亮报警信号。
5.一种基于NB-Iot的管道内液体智能检测装置,其特征在于:包括控制芯片及与其独立电气连接的参数传感器、阀门控制器、NB-Iot模块以及报警器;还包括与所述NB-Iot模块通信连接的外围接收器;
所述参数传感器,用于获取管道内液体的状态参数,并将状态参数发送至所述控制芯片;
所述控制芯片,用于对状态参数作数据处理并通过所述NB-Iot模块发送至所述外围接收器;还用于判断处理后的状态参数不符合预设条件后,发送报警控制指令到所述报警器,发送阀门控制指令到所述阀门控制器,并将报警控制指令、阀门控制指令通过所述NB-Iot模块发送至所述外围接收器;
所述报警器,用于根据接收的报警控制指令或远程控制指令发出报警信息或停止发出报警信息号;
所述阀门控制器,用于根据阀门控制指令或远程控制指令控制对应位置的阀门开合状态。
6.根据权利要求5所述的一种基于NB-Iot的管道内液体智能检测装置,其特征在于:
所述参数传感器,包括水温传感器、水流传感器、水硬度传感器、酸碱度传感器以及水压传感器;
所述报警器,包括喇叭以及发光组件;所述喇叭通过喇叭驱动器接入所述控制芯片,且所述控制芯片直接驱动所述发光组件。
7.一种基于NB-Iot的管道内液体智能检测方法,其特征在于,包括步骤如下:
S1,获取当前管道内液体的状态参数;
S2,判断所述状态参数是否符合预设条件,若是则返回至步骤S1,若否则发出相应的警示信息并控制水阀的开合状态;
S3,在预设时间段内通过NB-Iot网络将获取的所述状态参数及所述警示信息、水阀的开合状态上传至监控平台;
S4,检测是否有所述监控平台下发的远程控制指令,若否则返回到所述步骤S1,若是则发出与所述远程控制指令对应的警示信息并控制水阀的开合状态。
8.根据权利要求7所述的一种基于NB-Iot的管道内液体智能检测方法,其特征在于:所述状态参数包括水压传感参数、水流传感参数、水温传感参数、水硬度传感参数、酸碱度传感参数。
9.根据权利要求8所述的一种基于NB-Iot的管道内液体智能检测方法,其特征在于,所述步骤S2还包括:
在判断到所述状态参数不符合预设条件时,提高所述步骤S1中获取所述状态参数的频率,并监控所述状态参数。
10.根据权利要求9所述的一种基于NB-Iot的管道内液体智能检测方法,其特征在于,所述步骤S3还包括:
监控平台发布对应于所述状态参数及所述警示信息、水阀的开合状态的管道异常信息,并将所述管道异常信息通过通讯方式推送到监控人员绑定账号的终端上。
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