CN110933598A - 排水管网监测装置、系统和监测方法 - Google Patents

排水管网监测装置、系统和监测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种排水管网监测装置、系统和监测方法,涉及排水技术领域,包括:主控模块及分别与主控模块连接第一监测模块和第二监测模块;第一监测模块包括第一指定数量的第一传感器;第二监测模块包括第二指定数量的第二传感器;第一传感器设置于排水管网检查井内,用于获取的多种井内数据信息并传送至主控模块;井内数据信息包括液位、水质、流量、流速和气体;第二传感器用于获取装置与井盖的空间位置关系信息并传送至主控模块;主控模块用于对多种井内数据信息和空间位置关系信息进行处理并传输至服务器,以便服务器对井内数据信息和空间位置关系信息进行监测。本发明有效提升了监测装置的采集指标多样化,提升了装置的安全监测能力。

Description

排水管网监测装置、系统和监测方法
技术领域
本发明涉及排水技术领域,尤其是涉及一种排水管网监测装置、系统和监测方法。
背景技术
城市排水系统承担着的城市污水与雨水收集处理的重要职能,是保障人民生活、城市环境和城市安全的重要市政基础设施,城市排水管网的安全有效运行也是城市水环境质量的重要保障。近年我国城市水环境污染形势依然严峻,城市排水管网运行中的问题也日益凸显,加强城市排水管网的信息化建设是解决相关问题的重要技术手段,现有技术中的监测系统只能实现排水管网的水量或者水位在线监测功能,在监测的同时往往还忽略了对井盖安全的问题,无法满足现有排水管网信息系统建设和技术发展的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种排水管网监测装置、系统和监测方法,以缓解了现有排水管网监测系统中存在的监测参数指标较少、无法对井盖位置进行监控的技术问题。
第一方面,实施例提供一种排水管网监测装置,装置包括:主控模块及分别与主控模块连接第一监测模块和第二监测模块;第一监测模块包括第一指定数量的第一传感器;第二监测模块包括第二指定数量的第二传感器;第一指定数量的第一传感器设置于排水管网检查井内,用于获取的多种井内数据信息并传送至主控模块;井内数据信息包括液位、水质、流量、流速和气体;第二指定数量的第二传感器用于获取装置与井盖的空间位置关系信息并传送至主控模块;主控模块用于对多种井内数据信息和空间位置关系信息进行处理并传输至服务器,以便服务器对井内数据信息和空间位置关系信息进行监测。
在可选的实施方式中,装置还包括:供电模块,用于按照预设供电方式对第一监测模块和第二监测模块进行供电;预设供电方式包括:太阳能供电方式和基于蓄电池的移动电源供电方式。
在可选的实施方式中,第一传感器用于通过第一感应方式感应排水管网检查井内的井内数据;第一感应方式包括氨氮感应、COD感应、TOC感应、电导率感应、PH水质参数感应、超声感应、雷达感应、激光感应、压力感应中的一种或多种。
在可选的实施方式中,第二传感器用于通过第二感应方式感应装置的空间位置,并通过摄像系统输出现场的影像资料;第二感应方式包括超声波、激光或红外线感应。
在可选的实施方式中,主控模块包括数据传输单元、数据管理单元和模块控制单元;数据传输单元用于对获取到的井内数据信息和空间位置关系信息进行传输,以使服务器对井内数据信息和空间位置关系信息进行监测;数据管理单元用于对第一监测模块和第二监测模块的数据进行采集;模块控制单元,用于对第一监测模块和第二监测模块进行开关控制和参数配置。
在可选的实施方式中,数据传输单元用于对排水管网内的水质、液位、流速、流量、气体变化进行多参数采集和监测;数据传输单元包括通讯终端、信号接收服务器、设置有数据库连接缓冲池的通讯传输服务器及web应用服务器。
在可选的实施方式中,数据管理单元设置于信号接收服务器上,用于进行数据管理;还用于通过获取在线监测数据与通讯传输服务器的数据库连接缓冲池建立连接。
在可选的实施方式中,模块控制单元所述模块控制用于进行开关控制及参数配置。
第二方面,实施例提供一种排水管网监测系统,包括前述实施方式任一项的排水管网监测装置,还包括与排水管网监测装置通信连接的服务器。
第三方面,实施例提供一种排水管网监测方法,方法应用于如前述实施方式任一项排水管网监测装置,该装置包括:主控模块及分别与主控模块连接第一监测模块和第二监测模块;第一监测模块包括第一指定数量的第一传感器;第二监测模块包括第二指定数量的第二传感器;获取通过多个第一传感器获取的多种井内数据信息;第一指定数量的第一传感器设置于排水管网检查井内,井内数据信息包括液位、水质、流量、流速和气体;获取第二指定数量的第二传感器获取装置与井盖的空间位置关系信息;对多种井内数据信息和空间位置关系信息进行采集和处理,以便对井内数据信息和空间位置关系信息进行监测。
本发明提供的排水管网监测装置、系统和监测方法,该装置包括:主控模块及分别与主控模块连接第一监测模块和第二监测模块,第一监测模块包括设置于排水管网检查井内的第一指定数量的第一传感器,第二监测模块包括第二指定数量的第二传感器。第一传感器用于获取的多种井内数据信息(包括液位、水质、流量、流速和气体)并传送至主控模块,第二指定数量的第二传感器用于获取装置与井盖的空间位置关系信息并传送至主控模块;主控模块用于对多种井内数据信息和空间位置关系信息进行处理并传输至服务器,以便服务器对井内数据信息和空间位置关系信息进行监测。通过设置多个第一传感器可以提升采集指标的多样化,设置多个第二传感器可以监测井盖位置,加强了安全监测能力。因此本发明实施例有效提升了监测装置的采集指标多样化,提升了装置的安全监测能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式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,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种排水管网监测装置的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的另一种排水管网监测装置的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的一种排水管网监测系统的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的一种排水管网监测方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。
考虑到现有技术中的监测系统只能实现排水管网的水量或者水位在线监测功能,在监测的同时往往还忽略了对井盖安全的问题,无法满足现有排水管网信息系统建设和技术发展的需求。基于此,本发明实施例提供了一种排水管网监测装置、系统和监测方法,能够有效提升了监测装置的采集指标多样化,提升了装置的安全监测能力。
为便于对本实施例进行理解,首先对本发明实施例所公开的一种排水管网监测装置进行详细介绍,参见图1所示的一种排水管网监测装置的结构示意图,该装置包括:主控模块及分别与主控模块连接第一监测模块和第二监测模块,第一监测模块包括第一指定数量的第一传感器,第二监测模块包括第二指定数量的第二传感器。
在一种实施方式中,主控模块可以为装置的主控制器,用于控制装置进行监测操作,并对监测到的各种信息数据进行分析和处理,第一监测模块为用来进行监测排水管网检查井内各类参数的监测模块,可以根据实际需要进行调整,第一监测模块通过接口与主控模块进行连接。第二监测模块为用来监测井盖的位置的监测模块,第二监测模块与主控模块固定连接,第二监测模块中可以包含多个第二传感器,第二传感器为用于监测井盖的位置的传感器。
在一种实施方式中,第一指定数量的第一传感器设置于排水管网检查井内,用于获取的多种井内数据信息并传送至主控模块,第一指定数量可以按照需要进行监测的参数指标的个数进行设置,在实际应用中,可以通过选用不同的传感器对多种井内数据信息诸如井内的液位、水质、流量、流速和气体进行监测。第一传感器(在实际应用中也可称为前端传感器)为用于监测排水管网检查井内的各类参数的传感器,每个传感器可以根据实际需要进行功能的选择,诸如,对水质监测,可以采用PH传感器、OPR传感器、氨氮传感器、COD传感器等。
在一种实施方式中,第二指定数量的第二传感器用于获取装置与井盖的空间位置关系信息并传送至主控模块,第二指定数量可以按照实际需要进行设置,诸如在对装置和井盖的相对位置进行监测时,第二传感器(在实际应用中也可称为后端传感器)可以包含测距仪和摄像头,通过测距仪对井盖位置和装置的相对位置关系进行监测,获取井盖的实时位置,以便对井盖是否错位或丢失进行实时监测,从而预防由于井盖的错位或丢失导致的安全隐患;还可以通过摄像头对井盖的状态(诸如,井盖是否破损或被偷盗等)进行实时监控,达到对井盖安全的实时监测,避免市政道路由于井盖丢失、破损或被偷盗等造成的安全隐患导致意外的发生,进一步提升了排水管网监测装置安全监测的能力。
上述主控模块用于对第一传感器获取的多种井内数据信息和第二传感器获取的空间位置关系信息进行处理并传输至服务器,以便服务器对井内数据信息和空间位置关系信息进行监测。
本发明提供了一种排水管网监测装置,该装置包括:主控模块及分别与主控模块连接第一监测模块和第二监测模块,第一监测模块包括设置于排水管网检查井内的第一指定数量的第一传感器,第二监测模块包括第二指定数量的第二传感器。第一传感器用于获取的多种井内数据信息(包括液位、水质、流量、流速和气体)并传送至主控模块,第二指定数量的第二传感器用于获取装置与井盖的空间位置关系信息并传送至主控模块;主控模块用于对多种井内数据信息和空间位置关系信息进行处理并传输至服务器,以便服务器对井内数据信息和空间位置关系信息进行监测。通过设置多个第一传感器可以提升采集指标的多样化,设置多个第二传感器可以监测井盖位置,加强了安全监测能力。因此本发明实施例有效提升了监测装置的采集指标多样化,提升了装置的安全监测能力。
为了保证排水管网监测装置的稳定运行,供电模块,用于按照预设供电方式对第一监测模块和第二监测模块进行供电,其中,预设供电方式包括:太阳能供电方式和基于蓄电池的移动电源供电方式。
为了对上述实施例进行理解,本发明给出了一种具体的排水管网监测装置,参见图2所示的另一种排水管网监测装置的结构示意图,地下排水管网专用设备(也即主控模块)主要由数据传输单元、数据管理单元和模块控制单元构成,前端传感器(也即第一传感器)可以包括流速传感器、液位传感器、流量传感器、气体传感器、水质传感器等,后端传感器(也即第二传感器)可以包括测距仪和摄像头,以及对装置进行供电的蓄电池。
在一种实施方式中,第一传感器用于通过第一感应方式感应排水管网检查井内的井内数据,第一传感器内部可以包括依次连接的参数感知单元、信号采集单元、信号传输单元、信号存储单元、信号解译单元,即通过上述多个单元完成传感的整个流程,参数感知单元主要用来多种感应方式,诸如氨氮感应、COD感应、TOC感应、电导率感应、PH水质参数感应、超声感应、雷达感应、激光感应、压力感应等不同感应方式,第二传感器用于通过第二感应方式感应装置的空间位置,第二传感器同第一传感器包括依次连接的参数感知单元、信号采集单元、信号传输单元、信号存储单元、信号解译单元,与第一传感器不同的是,第二传感器的参数感知单元通过超声波、激光、红外线不同类型反应设备的空间位置关系,并通过摄像系统输出现场的影像资料。
在一种实施方式中,上述主控模块包括数据传输单元、数据管理单元和模块控制单元,数据传输单元用于对获取到的井内数据信息和空间位置关系信息进行传输,通过第一传感器和第二传感器获取到的各种参数传输至主控模块后。通过数据传输单元进行传输,以使服务器对井内数据信息和空间位置关系信息进行监测,数据管理单元用于对第一监测模块和第二监测模块的数据进行数据管理;模块控制单元,用于对第一监测模块和第二监测模块进行开关控制和参数配置,诸如,可以根据需要进行监测的参数个数灵活配置第一监测模块和第二监测模块中传感器的个数。
具体的,上述数据传输单元用于对排水管网内的水质、液位、流速、流量、气体变化进行多参数采集和监测。在具体的实施方式中,数据传输单元可以包括通讯终端、信号接收服务器、设置有数据库连接缓冲池的通讯传输服务器及web应用服务器,通讯终端与信号接收服务器连接,信号接收服务器与通讯传输服务器连接,通讯传输服务器通过数据库连接缓冲池与web应用服务器连接,提供多种无线信号传输功能,构建多点位管网系统监测网络,对排水管网内的水质、液位、流速、流量、气体变化进行多点位实时采集和监测。
上述数据管理单元设置于信号接收服务器上,数据管理单元用于进行数据管理,诸如建立通讯数据连接、通讯数据交互、人机交互功能管理、设备运行状态查看、在线监测数据查看、装置点位信息管理;还用于通过获取在线监测数据与通讯传输服务器的数据库连接缓冲池建立连接。
上述模块控制单元所述模块控制用于进行开关控制及参数配置。模块控制单元设置于信号接收服务器上,其包括设备的运行开关控制,设备参数远程配置,且通过人机交互功能管理界面下发运维指令。
本发明提供了一种排水管网监测系统,参见图3所示的一种排水管网监测系统的结构示意图,该系统包括上述任一项实施例的排水管网监测装置。
本发明提供的排水管网监测系统,该系统包括排水管网监测装置,排水管网监测装置包括:主控模块及分别与主控模块连接第一监测模块和第二监测模块,第一监测模块包括设置于排水管网检查井内的第一指定数量的第一传感器,第二监测模块包括第二指定数量的第二传感器。第一传感器用于获取的多种井内数据信息(包括液位、水质、流量、流速和气体)并传送至主控模块,第二指定数量的第二传感器用于获取装置与井盖的空间位置关系信息并传送至主控模块;主控模块用于对多种井内数据信息和空间位置关系信息进行处理并传输至服务器,以便服务器对井内数据信息和空间位置关系信息进行监测。通过设置多个第一传感器可以提升采集指标的多样化,设置多个第二传感器可以监测井盖位置,加强了安全监测能力。因此本发明实施例有效提升了监测装置的采集指标多样化,提升了装置的安全监测能力。
本发明实施例还提供了一种应用上述排水管网监测装置进行监测的方法,为便于理解,参见图4所示的一种排水管网监测方法的流程示意图,该方法由主控模块执行,该方法主要包括如下步骤S402至步骤S404:
步骤S402:获取通过第一指定数量的第一传感器获取的多种井内数据信息及第二指定数量的第二传感器获取装置与井盖的空间位置关系信息;
在一种实施方式中,第一指定数量可以按照实际需要进行确定,第一传感器通过接口与主控模块相连,并设置于排水管网检查井内,用于对井内数据信息进行监测,井内数据信息包括液位、水质、流量、流速和气体,第二指定数量按照实际需要进行设置,在对井盖位置进行监测时,通过测距仪和摄像头进行监测可以满足监测需求,从而第二指定数量可以设定为2。
步骤S404:对多种井内数据信息和空间位置关系信息进行处理并传输至服务器,以便服务器对井内数据信息和空间位置关系信息进行监测。
在一种实施方式中,主控模块在接收到第一传感器和第二传感器获取到的数据信息后通过上述数据传输单元、数据管理单元和模块控制单元一系列的处理传至服务器,从而实现监测的功能。
本发明提供的排水管网监测方法,该方法应用于上述任一项实施例的排水管网监测装置,该方法由主控模块执行,获取通过多个第一传感器获取的多种井内数据信息及第二指定数量的第二传感器获取装置与井盖的空间位置关系信息;其中,第一指定数量的第一传感器设置于排水管网检查井内,井内数据信息包括液位、水质、流量、流速和气体;对多种井内数据信息和空间位置关系信息进行处理并传输至服务器,以便服务器对井内数据信息和空间位置关系信息进行监测。通过设置多个第一传感器对不同的指标参数进行监测,提升了装置的采集指标多样化,通过对装置与井盖位置的空间位置关系进行监测,可以获取井盖的位置,从而对井盖位置进行监测,提升了装置的安全监测能力。因此本发明实施例有效提升了监测装置的采集指标多样化,提升了装置的安全监测能力。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种排水管网监测装置,其特征在于,所述装置包括:主控模块及分别与所述主控模块连接第一监测模块和第二监测模块;第一监测模块包括第一指定数量的第一传感器;第二监测模块包括第二指定数量的第二传感器;
所述第一指定数量的第一传感器设置于排水管网检查井内,用于获取的多种井内数据信息并传送至所述主控模块;所述井内数据信息包括液位、水质、流量、流速和气体;
所述第二指定数量的第二传感器用于获取所述装置与井盖的空间位置关系信息并传送至所述主控模块;
所述主控模块用于对多种所述井内数据信息和所述空间位置关系信息进行处理并传输至服务器,以便所述服务器对所述井内数据信息和所述空间位置关系信息进行监测。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
供电模块,用于按照预设供电方式对所述第一监测模块和第二监测模块进行供电;所述预设供电方式包括:太阳能供电方式和基于蓄电池的移动电源供电方式。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一传感器用于通过第一感应方式感应所述排水管网检查井内的所述井内数据;所述第一感应方式包括氨氮感应、COD感应、TOC感应、电导率感应、PH水质参数感应、超声感应、雷达感应、激光感应、压力感应中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第二传感器用于通过第二感应方式感应所述装置的空间位置,并通过摄像系统输出现场的影像资料;所述第二感应方式包括超声波、激光或红外线感应。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述主控模块包括数据传输单元、数据管理单元和模块控制单元;
所述数据传输单元用于对获取到的所述井内数据信息和所述空间位置关系信息进行传输,以使所述服务器对所述井内数据信息和所述空间位置关系信息进行监测;
所述数据管理单元用于对所述第一监测模块和所述第二监测模块的数据进行管理;
所述模块控制单元,用于对所述第一监测模块和所述第二监测模块进行开关控制和参数配置。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述数据传输单元用于对所述排水管网内的水质、液位、流速、流量、气体变化进行多参数采集和监测;所述数据传输单元包括通讯终端、信号接收服务器、设置有数据库连接缓冲池的通讯传输服务器及web应用服务器。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述数据管理单元设置于所述信号接收服务器上,用于进行数据管理;还用于通过获取在线监测数据与所述通讯传输服务器的所述数据库连接缓冲池建立连接。
8.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述模块控制单元用于进行开关控制及参数配置。
9.一种排水管网监测系统,其特征在于,包括权利要求1至8任一项所述的排水管网监测装置,还包括与所述排水管网监测装置通信连接的所述服务器。
10.一种排水管网监测方法,其特征在于,所述方法应用于权利要求1至8任一项所述的排水管网监测装置,该装置包括:主控模块及分别与所述主控模块连接第一监测模块和第二监测模块;第一监测模块包括第一指定数量的第一传感器;第二监测模块包括第二指定数量的第二传感器;
获取所述第一指定数量的第一传感器获取的多种井内数据信息;所述第一指定数量的第一传感器设置于排水管网检查井内,所述井内数据信息包括液位、水质、流量、流速和气体;
获取所述第二指定数量的第二传感器获取所述装置与井盖的空间位置关系信息;
对多种所述井内数据信息和所述空间位置关系信息进行采集和处理,以便对所述井内数据信息和所述空间位置关系信息进行监测。
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