CN111306489A - 一种基于物联网具有火灾监测及故障定位功能的智慧路灯 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于物联网具有火灾监测及故障定位功能的智慧路灯,涉及物联网技术领域,本发明提出两种子系统:火灾监测子系统和故障定位子系统。火灾监控子系统通过通信线路与多杆智慧路灯通信连接的远程服务器,在火灾监测器监测到火灾后,向远程服务器发出监测信息,远程服务器依据监测信息向灾情场所旁的多杆智慧路灯发送控制指令,火灾监测子系统接收控制指令,被控单元控制其他子系统进行符合指令的相应操作,以达到更好地辅助火灾突发事件的救援和避让。故障定位子系统主要由四部分组成:数据监测层、数据交换层、控制层和通信网络层,通过数据监测层对智慧路灯各子系统进行数据采集,利用数据交换层向远程服务器发送数据信息,远程服务器将实时数据与正常数据进行智能比较分析,实现故障定位,智慧路灯控制人员通过故障定位信息进行控制操作并记录故障信息。基于以上两种子系统,能更有效地利用智慧路灯应对火灾等突发性事件以及杆塔自我故障定位等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于物联网具有火灾监测及故障定位功能的智慧路灯,属于物联网技术领域。
背景技术
随着国民经济的飞速发展和城市化进程的不断加快,智慧城市建设已成为城市化建设过程中的一项重要内容,其中不可忽视的技术之一就是物联网技术。物联网技术是实现智慧城市的重要途径和手段,智慧城市的建设离不开物联网技术的发展。在智慧城市发展建设的探索中,智慧路灯作为将信息通信技术与传统城市公共基础设施融合的典范,被认为是最有发展前景的新型公共基础设施。
在如今5G快速发展的背景下,大规模5G基站的建设会增加城市的负担,而智慧路灯优秀的点位、广泛的分布使其成为5G基站的良好载体,优化的5G网络是众多“5G+”创新应用的基础;搭载了多种设备的智慧路灯,在2ICT技术的赋能下,可以高效节能地提供市政、交通、安防、环保等多领域的新型公共服务。
现有的智慧路灯功能子系统包括通信子系统、视频监控子系统、照明子系统、环境监控子系统、交通子系统、信息发布子系统、能源子系统以及运维子系统,而已有的功能仅仅只体现了城市正常运行时智慧路灯的作用,忽略了在发生火灾等突发事件时智慧路灯所能体现的作用;而且,在智慧路灯发生故障时,没有考虑实时的监控系统定位故障,需要人工定位故障检修。基于以上两方面问题,本发明在智慧路灯现有功能系统的基础上,利用物联网技术进行扩展,以达到智慧路灯“综合、共享、智慧、和谐”等突出特点。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明“一种基于物联网具有火灾监测及故障定位功能的智慧路灯”主要在智慧路灯已有的功能基础上扩展两种子系统功能,以解决城市突发火灾情况下,利用GIS系统以及多杆智慧路灯间互相通信技术,有效地为在灾难性突发事件面前烦乱一团的人们或救援力量提供帮助,从而更好地辅助火灾突发事件的救援和避让;也可利用GIS系统对故障智慧路灯快速定位,以实现故障定位功能,从而更好的帮助维修人员检修。
本发明采用如下技术方案:一种基于物联网具有火灾监测及故障定位功能的智慧路灯,该发明包括如下内容:
内容1:提出一种火灾监控系统;
内容2:提出一种故障定位系统。
附图说明
图1是火灾监控子系统单元图。
图2是火灾监控子系统工作流程图。
图3是故障定位子系统单元图。
图4是故障定位子系统工作流程图。
具体实施方式
本发明包括以下内容:
内容1:提出一种火灾监控系统
为了实现上述主要目的,本发明提供的智慧路灯火灾监控系统,通过通信线路与多杆智慧路灯通信连接的远程服务器,即通过通信线路与远程服务器通信连接的灾情监测器,通信线路为5G无线通信;灾情监测器用于对被监控场所处的灾情物理表象进行监测;智慧路灯火灾监控系统包括监测单元、控制单元与被控单元;在远程服务器接收到火灾监测器发出表征发生火灾的灾情监测信息后,通过通信线路向多杆智慧路灯发送控制指令;灾情监测信息为火灾监测器在被火灾物理表象触发时所发送的监测信息,包括火灾发生的位置信息、火势大小、CO2浓度等;监测单位主要有火灾监测器组成,控制单元依据远程服务器发出的控制指令控制被控单元进行相应的操作服务;具体实现方案如下:
(1)火灾监测器监测到火灾,向远程服务器发出监测信息;
对火灾监测子系统的火灾检测器中的CO2浓度、温度、光辐射设置初始阈值,若某地智慧路灯火灾监测器所监测的物理参数高于初始阈值,表明该地发生火灾,通过与远程服务器相连的通信线路向远程服务器发出报警信息并自动119报警,该信息包括火灾发生的位置,火势大小等监测信息,通信线路利用智慧路灯原有的5G无线通信子系统,远程服务器通过GIS系统对火灾发生地周边的智慧路灯快速定位,并控制该定位的智慧路灯发出预警。某市智慧路灯的GIS系统可通过ArcGIS软件模拟矢量数据结构的表现形式。
(2)远程服务器在收到监测信息,并对其进行确认之后,则向灾情场所旁的多杆智慧路灯发送控制指令;
远程服务器接收到火灾检测器发出的报警信息后,并利用GIS定位的火灾发生地周边的智慧路灯,调用该智慧路灯视频监控子系统所监控的视频,对其进行确认;确认火灾发生后,远程服务器(远程控制端)向智慧路灯火灾监控子系统中服务器端程序发出信号,建立一个特殊的远程服务,远程服务以5G通信为基础,通过这个远程服务,使用各种远程控制功能发送远程控制指令,控制被控端电脑中的各种应用程序运行;
该控制指令包括指令1,远程服务器通过通信线路同时向多杆智慧路灯的通信子系统、视频监测子系统以及火灾监测子系统发出指令1,指令1为现场投影指令,通过火灾监测子系统中的控制单元,将火灾现场视频利用物联网技术,通过视频监测子系统在通信子系统中的多媒体交互屏投影出来;实现指令1要利用多杆互联技术,火灾发生地周边智慧路灯互相通信,将所监测的视频,通过多杆互联技术传输到城市各个杆塔中投影,并远程服务器可通过GIS系统对被传输投影的智慧路灯进行定位;投影可实现实时、多角度报道现场情况并且有利于更好避让火灾地。
包括指令2,远程服务器通过通信线路同时向多杆智慧路灯的照明子系统以及火灾监测子系统发出指令2,指令2为火警疏通道路指令,远程服务器利用GIS系统将道路信息(该道路信息为消防员到达火灾发生地的路线)上的多杆智慧路灯进行定位,并通过通信线路将指令2发送到该路线上多杆智慧路灯,通过火灾监测子系统中的控制单元接收到道路信息后,利用智慧路灯间的通信,将该道路上多杆智慧路灯照明灯改为红灯,以提醒该道路上的车辆让行,避免紧急事件下的交通拥挤。该指令2可用于任何紧急事件下。
包括指令3,指令3为医院救援指令,智慧路灯的火灾监控系统中报警系统与120直接相连,在向远程服务器发出报警信息时同时向120报警,采用指令2相同的技术,为救护车疏通道路避免交通拥挤,同时避免治疗不及时导致的人员伤亡。
本发明的指令不仅仅局限于以上三种,可在以上三种的基础上进行扩展补充,此处不作详细说明。
(3)火灾监测子系统接收控制指令,被控单元进行相应的自动化操作。
远程通信服务器通过5G通信线路向杆塔中火灾监测系统发送指令,火灾监测系统中控制单元通信设备接收该指令后,控制被控单元进行相应的自动化操作。
接收指令1后,火灾监测系统中的被控单元控制通信子系统和视频监测子系统,将火灾现场情况在多媒体交互屏上投影出来。
接收指令2后,火灾监测系统中被控单元控制照明子系统,改变照明灯颜色,为消防员出警疏通道路。
接收指令3后,火灾监测系统中被控单元控制照明子系统,改变照明灯颜色,为救护车疏通道路。
内容2:提出一种故障定位系统
为了实现上述主要目的,本发明提供的智慧路灯故障定位系统,该系统主要由四部分组成:数据监测层、数据交换层、控制层和通信层。其中,数据监测层能实现系统的实时数据的采集与监测、数据处理、设备管理、统计故障信息,主要对各子系统低压数据进行实时采集。数据交换层作为配电监测采集数据的交换中心,从智慧路灯采集实时数据并转发到远程服务器,可通过GSM网络或者5G通信实现。控制层安装在系统回路的开闭所处,能够实现遥信、遥测、遥控和故障电流监测等功能。通信层可借助于GSM网络,在智慧路灯和远程服务器配备具有RS232接口的可接入GSM网络的无线通讯模块,为中心站系统及各数据转发站建立通信联系,通讯层主要是数据监测层、数据交换层、控制层、远程服务器之间的通信。远程服务器监控软件将接收到的这些故障信息,进行计算分析,容错处理,显示故障点地理位置信息,运行维修人员可以根据这些信息直接到故障点排除故障。该系统具体实现方案如下:
(1)通过数据监测层对智慧路灯各子系统进行数据采集;
智慧路灯子系统采用5G通信处理数据,更快的进行数据的传输。各子系统与数据监测层相连,通过数据监测层直接采集各子系统运行时低压数据。其中低压数据包括电压、电流、有功功率、无功功率、电能量等。通过数据交换层将所采集的实时低压数据传输到远程服务器中。各个智慧路灯的低压数据存储到该智慧路灯在GIS系统中的矢量表现形式上。
(2)通过远程服务器将实时数据与正常数据进行智能比较分析,实现故障定位;
远程服务器采用大数据、云计算、物联网等技术,将采集的实时数据与正常情况下的数据进行智能比较,分析各子系统低压数据是否在一定运行幅值之间,利用GIS系统对低压数据异常的智慧路灯进行地理位置定位,并远程服务器判别低压数据异常的子系统,以实现故障路灯的快速定位。故障定位系统利用数据纽带将智慧路灯与远程服务器连接起来,有利于快速故障定位。
(3)通过故障定位信息进行控制操作;
智慧路灯控制人员根据远程服务器所发出的GIS系统故障定位信息,控制杆塔故障定位系统中控制层,立即对某故障子系统进行停电处理,并通知检修人员去往制定地点维修,同时,利用信息发布子系统告知故障信息。
(4)对故障信息进行记录。
通过数据监控层对故障信息进行实时记录。故障信息包括:一个月内、各个季度和各种气候条件下各子系统故障次数、故障的时间、复电时间和造成故障的原因等。
据此就得到一种基于物联网具有火灾监测及故障定位功能的智慧路灯,包含两方面的扩展应用:火灾监测系统和故障定位系统。
以上实施方案仅用于说明本发明,而并非对本发明的限制,有关技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化和变型,因此所有等同的技术方案也属于本发明的保护范畴。
Claims (3)
1.一种基于物联网具有火灾监测及故障定位功能的智慧路灯,其特征在于:
(1)提出一种火灾监控系统;
(2)提出一种故障定位系统。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网具有火灾监测及故障定位功能的智慧路灯,其特征在于,所述内容1)中提出一种火灾监控系统;首先智慧路灯火灾监测子系统中的火灾监测器测到火灾,向远程服务器发出监测信息,在远程服务器在收到监测信息,并对其进行确认之后,向灾情场所旁的多杆智慧路灯发送控制指令,最后由火灾监测子系统接收控制指令,控制单元控制被控单元进行相应的自动化操作。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网具有火灾监测及故障定位功能的智慧路灯,其特征在于,所述内容2)提出一种故障定位系统,该系统主要由四部分组成:数据监测层、数据交换层、控制层和通信网络层,应用于杆塔自我故障定位;首先通过数据监测层对智慧路灯各子系统进行数据采集,利用数据交换层向远程服务器发送数据信息,远程服务器将实时数据与正常数据进行智能比较分析,实现故障定位,智慧路灯控制人员通过故障定位信息进行控制操作并记录故障信息。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20200619 |