CN111896043A - 一种窨井故障定位系统及窨井故障定位方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种窨井故障定位系统，包括手持终端、管线监测设备、后台服务器；所述手持终端，用于采集故障窨井定位信息，并提示路径信息；所述管线监测设备，用于监测窨井故障，并将窨井故障信息、窨井运行状态信息和第一定位信息发送给所述后台服务器，将窨井故障信息、窨井运行状态信息和第二定位信息发送给所述手持终端；所述后台服务器，用于接收所述窨井故障信息、窨井运行信息和窨井第二定位信息，对窨井运行状态进行判断并将窨井故障信息和窨井第一信息发送给所述手持终端。本申请可以实现在一定区域内精确区分每个窨井下所安装的管线监测设备，同时可以读取管线监测设备的运行状态。

Description

一种窨井故障定位系统及窨井故障定位方法

技术领域

本发明涉及设备安全监测定位技术领域，特别是一种窨井故障定位系统及窨井故障定位方法。

背景技术

近年来地下管线事故频发，如何实时监测各类地下管线的运行状态成为当下热点，各地都开始了智慧管线的建设，尤其是对于水、电、气、热等涉及民生的管线，更是需要重点监管的对象。燃气泄漏监测设备、液位监测仪、漏损监测仪以及井盖状态监测仪等各类管线监测设备应运而生。基于地下管线的现状，为了节省安装成本，目前所有管线监测设备均安装在管线的附属设施---管线窨井中，由于窨井的井盖绝大部分均为金属材质，而各类管线监测设备均通过无线通讯的方式上传运行信息和第一定位信息，所以偶尔会出现管线监测设备运行数据无法正常上传的情况，此时就需要去现场排查是由于信号的原因还是监测设备本身的故障所导致的。

由于各类窨井表面并无唯一标识码等信息，各类窨井设备目前均是靠GPS来进行定位区分的，民用领域的GPS定位精度为米级，而有些特殊位置如高大建筑物后方等易于遮挡的地方，GPS定位精度进一步下降，而有些区域的窨井甚至同一权属单位的窨井密集分布，这给精确快速定位窨井带来困难，有时在排查设备时需要连续打开几个窨井才能找到需要排查的那台管线监测设备，大大增加了设备排查的工作量，耗费了大量人力。

发明内容

针对以上问题，本发明提出一种窨井故障定位系统及窨井故障定位方法，用以实现快速精准定位窨井故障，解决故障定位效率低下的问题，所采用的技术方案是：

本发明提供一种窨井故障定位系统，包括手持终端、管线监测设备、后台服务器；

所述手持终端，用于采集故障窨井定位信息，并提示路径信息；

所述管线监测设备，用于监测窨井故障，并将窨井故障信息、窨井运行状态信息和第一定位信息发送给所述后台服务器，将窨井故障信息、窨井运行状态信息和第二定位信息发送给所述手持终端；

所述后台服务器，用于接收所述窨井故障信息、窨井运行信息和窨井第一定位信息，对窨井运行状态进行判断并将窨井故障信息和窨井第一定位信息发送给所述手持终端。

所述手持终端包括终端处理模块、终端电源模块、终端定位模块、终端导引模块、终端无线通信模块和终端短距离通信模块；其中，所述终端电源模块用于手持终端其他模块供电；所述终端定位模块用于手持终端定位；所述终端导引模块用于提示路径信息导引用户；所述终端无线通信模块用于接收所述后台服务器发送的第一定位信息；所述终端短距离通信模块用于所述手持终端与所述管线监测设备之间传送所述第二定位信息和/或窨井运行状态信息；

所述管线监测设备包括监测处理模块、监测电源模块、NB-IOT模块、监测短距离通信模块、所述监测无线通信模块、监测定位模块和传感器模块；其中，所述NB-IOT模块用于将窨井运行信息和第一定位信息发送给所述后台服务器；所述监测短距离通信模块用于所述手持终端与所述管线监测设备之间传送所述第二定位信息和/或窨井运行状态信息；所述监测定位模块用于所述管线监测设备定位并生成第一定位信息；所述传感器模块用于对需要检测的物理量进行测量。

所述终端导引模块为终端显示模块和/或终端语音模块。所述终端短距离通信模块与所述监测短距离通信模块的通信方式采用蓝牙、ZigBee或Z-wave。所述终端无线通信模块和所述监测无线通信模块采用以下通信协议中的一种：WIFI、4G、3G或GPRS。所述手持终端还包括终端输入模块，所述终端输入模块用于窨井故障处理结束后输入故障修复信息，所述故障修复信息通过终端无线通信模块上传至所述后台服务器；所述终端输入模块采用语音输入和/或键盘输入。管线监测设备的传感器所述需要检测的物理量为下述物理量之一或它们的组合：甲烷浓度、硫化氢浓度、氧气浓度、天然气浓度、温度、湿度、光强度。

本发明还提供一种窨井故障定位方法，包括以下步骤：

S1：后台服务器获取NB-IOT模块上传的管线监测设备的第一定位信息和窨井运行状态信息；

S2：根据窨井运行状态信息判断窨井中设备是否存在故障；

S3：若窨井中设备存在故障，将疑似故障设备号和第一定位信息发送至手持终端；

S4：所述手持终端根据第一定位信息规划路径并提示用户；

S5：所述手持终端与管线监测设备蓝牙连接；

S6：监测短距离通信模块发送第二定位信息至手持终端；

S7：手持终端接收第二定位信息并提示用户。

进一步地，在所述步骤S6监测短距离通信模块发送第二定位信息至手持终端进一步可分为如下步骤:

S61：所述监测短距离通信模块发送窨井运行状态信息至所述手持终端；

S62：所述手持终端根据所述窨井运行状态信息判断窨井设备是否发生故障；

S63：监测短距离通信模块发送第二定位信息至手持终端。

所述窨井故障定位方法进一步还包括步骤S8：故障处理结束后，所述手持终端接收故障处理完成信号，并上传至所述后台服务器。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

本发明采用两次定位的方法可以实现在一定区域内精确区分每个窨井下所安装的管线监测设备，同时可以读取管线监测设备的运行状态，既实现了快速定位所要排查的管线监测设备位置，同时做到了不用打开窨井井盖即可排查管线监测设备的运行状态，节约了大量的人力物力，提升了管线监测设备排查效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为窨井故障定位系统示意图；

图2为窨井故障定位系统的手持终端示意图；

图3为窨井故障定位系统的管线监测设备示意图；

图4为窨井故障定位方法流程示意图；

图5为窨井故障定位方法流程中发送第二定位信息流程图；

图6为针对燃气监测的窨井故障定位系统示意图；

图7为针对燃气监测的窨井故障定位方法流程示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

针对当前窨井设备精确定位无法精确定位，无法实现快速定位所要排查的设备位置的问题，本发明实施例提供一种窨井设备故障精确定位技术，可以实现在一定区域内精确区分每个窨井下所安装的管线监测设备，同时可以读取管线监测设备的运行状态，既实现了快速定位所要排查的管线监测设备位置，同时做到了不用打开窨井井盖即可排查管线监测设备的运行状态，节约了大量的人力物力，提升了管线监测设备排查效率。

如图1所示给出了本发明实施例的一种窨井故障定位系统，包括手持终端1、后台服务器2、管线监测设备3，其中，所述手持终端1用于采集故障窨井定位信息并可提示路径信息；管线监测设备3用于监测窨井故障并将窨井故障信息、运行信息和第一定位信息发送给所述后台服务器2，管线监测设备3将窨井故障信息、运行信息和第二定位信息发送给所述手持终端1；后台服务器2用于接收所述窨井故障信息、窨井运行信息和窨井第一定位信息，对窨井运行状态进行判断并将窨井故障信息和窨井第一定位信息发送给所述手持终端1。进一步地，该窨井故障定位系统可拓展为同时包括多个手持终端和多个管线监测设备(4、5…N)，为多个手持终端提供故障定位监测服务。

更加具体地，所述手持终端1包括终端处理模块11、终端短距离通信模块12、终端电源模块13、终端无线通信模块14、终端导引模块15、终端定位模块16。所述终端电源模块13用于手持终端其他模块供电；所述终端定位模块16用于手持终端定位；所述终端导引模块15用于提示路径信息导引用户；所述终端无线通信模块14用于接收所述后台服务器发送的第一定位信息；所述终端短距离通信模块12用于所述手持终端1与所述管线监测设备2之间传送所述第二定位信息和/或窨井运行状态信息。更具体地，所述终端导引模块15可以为终端显示模块和/或终端语音模块。所述手持终端进一步还可以配置包括终端输入模块，所述终端输入模块用于窨井故障处理结束后输入故障修复信息，所述故障修复信息通过终端无线通信模块14上传至所述后台服务器2；所述终端输入模块采用语音输入和/或键盘输入。

所述管线监测设备3包括监测处理模块31、NB-IOT模块32、传感器模块33、监测定位模块34、监测短距离通信模块35、监测电源模块36。进一步还包括监测无线通信模块37。

所述NB-IOT模块32用于将窨井运行信息和第一定位信息发送给所述后台服务器2；所述监测短距离通信模块35用于所述手持终端1与所述管线监测设备3之间传送所述第二定位信息和/或窨井运行状态信息；所述监测定位模块34用于所述管线监测设备2定位并生成第一定位信息；所述传感器模块33用于对需要检测的物理量进行测量。

所述终端短距离通信模块12与所述监测短距离通信模块35的通信方式采用蓝牙、ZigBee或Z-wave。所述终端无线通信模块14和所述监测无线通信模块37之间采用以下通信协议中的一种：WIFI、4G、3G或GPRS。所述传感器模块33需要检测的物理量为下述物理量之一或它们的组合：甲烷浓度、硫化氢浓度、氧气浓度、天然气浓度、温度、湿度、光强度。

基于上述的窨井故障定位系统，如图4所示可以实现一种窨井故障定位方法，包括以下步骤：

S1：后台服务器获取NB-IOT模块上传的管线监测设备的第一定位信息和窨井运行状态信息；

S2：根据窨井运行状态信息判断窨井中设备是否存在故障；

S3：若窨井中设备存在故障，将疑似故障设备号和第一定位信息发送至手持终端；

S4：所述手持终端根据第一定位信息规划路径并提示用户；

S5：所述手持终端与管线监测设备蓝牙连接；

S6：所述监测短距离通信模块发送第二定位信息至手持终端，第二定位信息的定位精度要远大于第一定位信息；

S7：手持终端接收第二定位信息并提示用户。

如图5所示，在图4的所述步骤S6监测短距离通信模块发送第二定位信息至手持终端具体的还可包括如下步骤:

S61：所述监测短距离通信模块发送窨井运行状态信息至所述手持终端；

S62：所述手持终端根据所述窨井运行状态信息判断窨井设备是否发生故障；

S63：监测短距离通信模块发送第二定位信息至手持终端。

在上述的流程步骤完成后，进一步还可包括步骤S8：故障处理结束后，所述手持终端接收故障处理完成信号，并上传至所述后台服务器。

如图6所示，进一步以燃气监测设备为例给出了本发明的一个具体实施例。

窨井设备准确定位系统中包括手持终端601、后台服务器602、燃气泄漏监测设备603、燃气泄漏监测设备604、燃气泄漏监测设备605和燃气泄漏监测设备60N。

所述手持终端601包括终端处理模块6011、终端蓝牙模块6012、终端电源模块6013、终端4G模块6014、终端显示模块6015和终端GPS模块6016。所述终端处理模块6011是整个所述手持终端601的核心，可以控制其余终端模块实现与所述燃气泄漏监测设备和所述后台服务器602的通信，接收所述后台服务器602所发送的疑似故障的燃气泄漏监测设备的第一定位信息和设备编号信息，分析所述燃气泄漏监测设备的运行状态和第一定位信息。所述终端蓝牙模块6012实现与所述疑似故障的燃气泄漏监测设备进行通信，实时测量手持终端601与所述疑似故障的燃气泄漏监测设备的距离，获取所述疑似故障燃气泄漏监测设备的第二定位信息，第二定位信息的定位精度要远大于第一定位信息，同时分析所述疑似故障燃气泄漏监测设备的运行状态。所述终端电源模块6013为所述手持终端供电。所述终端4G模块实现所述手持终端601与所述后台服务器602的无线通信，接收疑似故障燃气监测设备的位置信息，将疑似故障燃气泄漏监测设备的运行状态返回给所述后台服务器602。所述终端显示模块6015实时显示疑似故障燃气泄漏监测设备的位置信息和手持终端601所处的位置，同时显示手持终端601到所述燃气泄漏监测设备602的路径信息。所述终端GPS模块用来实现所述手持终端601的位置信息。

所述后台服务器602用来接收所述燃气泄漏监测设备的第一定位信息和运行数据，同时实现对运行数据的分析，当通过分析得出某个燃气泄漏监测设备可能存在运行故障时，将所述燃气泄漏监测设备的第一定位信息和设备编号等发送给所述手持终端601。

所述燃气泄漏监测设备603、所述燃气泄漏监测设备604、所述燃气泄漏监测设备605和所述燃气泄漏监测设备60N均为燃气泄漏监测设备，设备的数量根据系统的实际需求来确定。以所述燃气泄漏监测设备603为例，所述燃气泄漏监测设备603包括监测处理模块6031、NB-IOT模块6032、燃气传感器6033、监测GPS模块6034、监测蓝牙模块6035和监测电源模块6036。

所述监测处理模块6031是所述燃气泄漏监测设备的核心，控制其他模块实现与所述手持终端601和所述后台服务器602的通信，将设备的运行数据和第一定位信息发送给所述后台服务器602。所述NB-IOT模块将所述燃气泄漏监测设备603的运行状态和第一定位信息通过无线通信的方式发送给所述后台服务器602。所述燃气传感器6033用于监测窨井内实时燃气的浓度值，用于判断该窨井有无燃气泄漏。所述监测GPS模块6034用于获取所述燃气泄漏监测设备的第一定位信息。所述监测蓝牙模块6035用于实现与所述手持终端的近距离通信，将所述燃气泄漏监测设备的运行状态发送给所述手持终端601，同时用于手持终端601获取所述燃气泄漏监测设备的第二定位信息。所述监测电源模块用于给所述燃气泄漏监测设备603供电。

如图7给出了结合图6所示实施例的工作流程图，包括如下工作流程：

各个燃气泄漏监测设备会定时上传设备的运行数据和第一定位信息，当后台服务器通过上传的运行数据判断某台燃气泄漏监测终端运行异常时，自动将该疑似故障燃气泄漏监测终端的第一定位信息和设备编号发送给手持终端，手持终端自动根据设备第一定位信息和自身位置定位信息规划前往疑似故障燃气泄漏监测设备的路径，巡检人员携带手持终端行走至疑似故障设备附近时，手持终端会显示附近可连接的所有燃气泄漏监测设备的设备编号列表，巡检人员根据后台服务器下发的设备编号，选择相应的设备进行连接，连接后可实时获取手持终端与疑似故障设备之间的距离即第二定位信息，同时获取疑似故障设备的运行状态，若确认该设备运行状态正常，则将设备正常运行的信息上报，结束此次巡检，若发现设备运行状态异常，则根据距离提示，准确快速定位到故障设备所在的窨井，巡检人员打开井盖，对故障设备进行检修，故障排除后，将故障原因和采取措施通过手持终端进行记录，然后发送给后台服务器，结束此次巡检。

本发明实施例可以利用第一定位信息进行粗定位，利用第二定位信息进行精确定位，同时在不开井盖的情况下即可获得井下监测设备的运行状态，提升了窨井设备巡检时的巡检效率，节省了人力。

应用本发明实施例的窨井设备精确定位技术，在一定区域内精确区分每台窨井下所安装的设备，同时可以读取设备的运行状态，既实现了快速定位所要排查的设备位置，同时做到了不用打开窨井井盖即可排查设备的运行状态，节约了大量的人力物力，提升了设备排查效率。上述技术方案可以解决目前管线监测设备出现数据无法上传等运行异常时，无法快速准确定位出窨井位置，需要连续开启多个窨井井盖才能找到目标设备，耗时较长，浪费人力等问题。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种窨井故障定位系统，其特征在于，包括手持终端、管线监测设备、后台服务器；

所述手持终端，用于采集故障窨井定位信息，并提示路径信息；

所述管线监测设备，用于监测窨井故障，并将窨井故障信息、窨井运行状态信息和第一定位信息发送给所述后台服务器，将窨井故障信息、窨井运行状态信息和第二定位信息发送给所述手持终端；

所述后台服务器，用于接收所述窨井故障信息、窨井运行信息和窨井第一定位信息，对窨井运行状态进行判断并将窨井故障信息和窨井第一信息发送给所述手持终端。

2.如权利要求1所述窨井故障定位系统，其特征在于，所述手持终端包括终端处理模块、终端电源模块、终端定位模块、终端导引模块、终端无线通信模块和终端短距离通信模块；

所述终端电源模块用于手持终端其他模块供电；所述终端定位模块用于手持终端定位；所述终端导引模块用于提示路径信息导引用户；所述终端无线通信模块用于接收所述后台服务器发送的第一定位信息；所述终端短距离通信模块用于所述手持终端与所述管线监测设备之间传送所述第二定位信息和/或窨井运行状态信息；

所述管线监测设备包括监测处理模块、监测电源模块、NB-IOT模块、监测短距离通信模块、监测无线通信模块、监测定位模块和传感器模块；

所述NB-IOT模块用于将窨井运行信息和第一定位信息发送给所述后台服务器；所述监测短距离通信模块用于所述手持终端与所述管线监测设备之间传送所述第二定位信息和/或窨井运行状态信息；所述监测定位模块用于所述管线监测设备定位并生成第一定位信息；所述传感器模块用于对需要检测的物理量进行测量。

3.如权利要求2所述窨井故障定位系统，其特征在于，所述终端导引模块为终端显示模块和/或终端语音模块。

4.如权利要求2所述窨井故障定位系统，其特征在于，所述终端短距离通信模块与所述监测短距离通信模块采用以下通信方式的一种：蓝牙、ZigBee或Z-wave。

5.如权利要求2所述窨井故障定位系统，其特征在于，所述终端无线通信模块和所述监测无线通信模块采用以下通信协议中的一种：WIFI、4G、3G或GPRS。

6.如权利要求2所述窨井故障定位系统，其特征在于，还包括终端输入模块，所述终端输入模块用于窨井故障处理结束后输入故障修复信息，所述故障修复信息通过终端无线通信模块上传至所述后台服务器；所述终端输入模块采用语音输入和/或键盘输入。

7.如权利要求2所述窨井故障定位系统，其特征在于，所述需要检测的物理量为下述物理量之一或它们的组合：甲烷浓度、硫化氢浓度、氧气浓度、天然气浓度、温度、湿度、光强度。

8.一种窨井故障定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：后台服务器获取NB-IOT模块上传的管线监测设备的第一定位信息和窨井运行状态信息；

S2：根据窨井运行状态信息判断窨井中设备是否存在故障；

S3：若窨井中设备存在故障，将疑似故障设备号和第一定位信息发送至手持终端；

S4：所述手持终端根据第一定位信息规划路径并提示用户；

S5：所述手持终端与管线监测设备蓝牙连接；

S6：监测短距离通信模块发送第二定位信息至手持终端；

S7：所述手持终端接收第二定位信息并提示用户。

9.如权利要8所述窨井故障定位方法，其特征在于，在所述步骤S6监测短距离通信模块发送第二定位信息至手持终端进一步可分为如下步骤:

S61：所述监测短距离通信模块发送窨井运行状态信息至所述手持终端；

S62：所述手持终端根据所述窨井运行状态信息判断窨井设备是否发生故障；

S63：监测短距离通信模块发送第二定位信息至手持终端。

10.如权利要求8所述窨井故障定位方法，其特征在于，进一步还包括步骤S8：故障处理结束后，所述手持终端接收故障处理完成信号，并上传至所述后台服务器。

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