CN114411644A - 一种基于物联网的闸门泵控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于物联网的闸门泵控制装置，包括：闸门泵机构，闸门泵机构包括闸门体，闸门体上安装有闸门泵、自控水阀和电控安装箱；感知集成模块，感知集成模块包括水位传感器、电机控制器、闸门开度传感器、摄像头和GPRS模块；云服务器，云服务器内设置有固定的IP地址，感知集成模块收集的信息通过GPRS模块向云服务器内设置的固定IP地址发送状态数据或接受控制指令；移动终端，移动终端为手机APP或者PC对应开发的应用系统。本发明实现了物联网技术和闸门控制技术的融合，可以减轻运行人员的劳动强度，实现无人值守，并能够使用移动终端快捷、精准的对现场闸门、泵、阀门进行远程独立控制。

Description

一种基于物联网的闸门泵控制装置

技术领域

本发明涉及水闸设备技术领域，具体涉及一种基于物联网的闸门泵控制装置。

背景技术

闸门是用于关闭和开放泄(放)水通道的控制设施。水工建筑物的重要组成部分。闸门是装 于溢流坝、岸边溢洪道、泄水孔、水工隧洞和水闸等建筑物的空口上，用以拦截水流、调节流 量，控制上、下游水位、宣泄洪水、排除泥沙或漂浮物等。在水闸工程中，闸门是主体部分， 常占挡水面积的大部。闸门在使用过程中需要对其状态进行灵活的控制，从而适应不同的水位 高度，通过人工实时监控的方式已经不能够适应现有的闸门工作方式，如何减轻运行人员的劳 动强度，实现无人值守，并能够使用移动终端快捷、精准的对现场闸门、泵、阀门进行远程独 立控制，是本领域需要解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种基于物联网的闸门泵控制装置，可以减轻运行人 员的劳动强度，实现无人值守，并能够使用移动终端快捷、精准的对现场闸门、泵、阀门进行 远程独立控制。

为实现上述技术方案，本发明提供了一种基于物联网的闸门泵控制装置，包括：闸门泵机 构，所述闸门泵机构包括闸门体，所述闸门体上安装有闸门泵、自控水阀和电控安装箱，所述 闸门泵和自控水阀分别与电控安装箱电性连接，闸门体通过导轨吊装在河道中，闸门体外侧安 装有可以驱动闸门体上下升降的闸门驱动电机；感知集成模块，所述感知集成模块包括水位传 感器、电机控制器、闸门开度传感器、摄像头和GPRS模块，其中水位传感器、闸门开度传感 器和电机控制器均安装在闸门体上且与安装在闸门体上的电控安装箱电性连接，摄像头安装在 闸门泵机构一侧用于监视闸门泵机构的现场工作图像，GPRS模块安装在闸门泵机构的电控安 装箱内用于向外无线传输信息；云服务器，所述云服务器内设置有固定的IP地址，感知集成 模块收集的信息通过GPRS模块向云服务器内设置的固定IP地址发送状态数据或接受控制指 令；移动终端，所述移动终端为手机APP或者PC对应开发的应用系统，用户可以在任何时间、 任何地点通过PC或手机访问云服务器，实时查看闸门泵机构运行状态数据，远程控制闸门体、 闸门泵和自控水阀的开启、关闭、开度以及运行时间，并执行移动终端发出的指令方案。

在上述技术方案中，实际工作时，通过感知集成模块中的水位传感器、电机控制器、闸门 开度传感器和摄像头可以实时对上下游水位、闸门启闭状态、闸门开度、闸门运行速度、过闸 流量、现场图像等信息进行收集，并通过GPRS模块将收集到的数据向云服务器内设置的固定 IP地址发送状态数据，上述数据传输至云服务器后进行保存，满足系统在云端建立数据中心、 部署中间件等需要，用户可以在任何时间、任何地点通过PC或手机访问云服务器，实时查看 闸门泵机构运行状态数据，远程控制闸门泵机构中闸门体、闸门泵和自控水阀的开启、关闭、 开度以及运行时间，并执行移动终端发出的指令方案，从而可以减轻运行人员的劳动强度，实 现无人值守，并能够使用移动终端快捷、精准的对现场闸门、泵、阀门进行远程独立控制。

优选的，所述云服务器内设置有：基础设施服务模块，通过虚拟化技术为工程制定合理的 资源，后期随着项目增加扩大硬件存储、计算、网络资源；数据服务模块，通过物联网收集分 散在各地的信息，统一规划元信息、地理信息、水文信息工程相关的信息，形成数据中心为上 层应用提供服务；平台服务模块，整合软件支撑资源提供中间件、报表、大数据分析工具、 ESB企业总线模块；软件服务模块，用于专业的闸门控制、监视、分析应用，通过发布系统对 用户开放与共享。通过云服务器内设定的基础设施服务模块、数据服务模块、平台服务模块和 软件服务模块可以使得本系统具有开放、可扩展的特点，通过不断的建设能够扩容平台的容量， 整合应用嵌入，可动态增加硬件资源，实现后期闸门自动化系统的灵活增加，提升了系统可扩 展性。

优选的，所述闸门体上安装有传感器安装座，水位传感器和闸门开度传感器均安装在所述 传感器安装座上，以增强对各类传感器的安装稳定性，也方便后续的检查、维修。

优选的，所述闸门泵包括泵壳体，所述泵壳体通过泵体安装座固定在闸门体上，泵壳体内 安装有水力驱动件，泵壳体的进水口安装有密封盖，所述密封盖上安装有密封盖驱动电机，泵 壳体外侧安装有接线盒，所述接线盒分别与水力驱动件和密封盖驱动电机电性连接，接线盒还 与电控安装箱电性连接。实际工作时，正常情况下密封盖是将泵壳体的进水口封闭的，此时闸 门泵关闭。当需要进行排水时，密封盖驱动电机接受指令驱动密封盖打开，然后水力驱动件接 受指令开始工作，闸门泵工作，可以向外排水。

优选的，所述闸门体上焊接有多条纵向加强筋和横向加强筋，闸门体底部焊接工字钢，以 增强闸门体自身的强度。

优选的，所述电控安装箱为防水密封电控箱，所述电控安装箱通过锁紧螺杆锁紧在电箱安 装座上，确保电控安装箱防水和安装稳定。

优选的，所述闸门体顶部设置有闸门体安装支架和吊耳，方便闸门体的整体安装。

本发明提供的一种基于物联网的闸门泵控制装置的有益效果在于：

1)本发明实现了物联网技术和闸门控制技术的融合，可以减轻运行人员的劳动强度，实 现无人值守，并能够使用移动终端快捷、精准的对现场闸门、泵、阀门进行远程独立控制。实 际工作时，通过感知集成模块中的水位传感器、电机控制器、闸门开度传感器和摄像头可以实 时对上下游水位、闸门启闭状态、闸门开度、闸门运行速度、过闸流量、现场图像等信息进行 收集，并通过GPRS模块将收集到的数据向云服务器内设置的固定IP地址发送状态数据，上 述数据传输至云服务器后进行保存，满足系统在云端建立数据中心、部署中间件等需要，用户 可以在任何时间、任何地点通过PC或手机访问云服务器，实时查看闸门泵机构运行状态数据， 远程控制闸门泵机构中闸门体、闸门泵和自控水阀的开启、关闭、开度以及运行时间，并执行 移动终端发出的指令方案，从而可以减轻运行人员的劳动强度，实现无人值守，并能够使用移 动终端快捷、精准的对现场闸门、泵、阀门进行远程独立控制。

2)本发明通过在云服务器内设定的基础设施服务模块、数据服务模块、平台服务模块和 软件服务模块可以使得本系统具有开放、可扩展的特点，通过不断的建设能够扩容平台的容量， 整合应用嵌入，可动态增加硬件资源，实现后期闸门自动化系统的灵活增加，提升了系统可扩 展性。

附图说明

图1为本发明的系统模块示意图。

图2为本发明中闸门泵机构的前视图。

图3为图2中Ⅳ-Ⅳ处的剖面图。

图4为图2中Ⅴ-Ⅴ处的剖面图。

图5为图4的局部结构放大示意图。

图中：100、闸门泵机构；1、闸门体；2、闸门泵；21、泵壳体；22、水力驱动件；23、 密封盖；24、接线盒；25、密封盖驱动电机；26、泵体安装座；3、自控水阀；4、电控安装箱； 5、闸门体安装支架；6、吊耳；7、传感器安装座；8、纵向加强筋；9、横向加强筋；10、工 字钢；11、电箱安装座；12、锁紧螺杆；200、感知集成模块；300、云服务器；400、移动终 端。

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、完整的描述， 显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在 没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。

实施例：一种基于物联网的闸门泵控制装置。

参照图1至图5所示，一种基于物联网的闸门泵控制装置，包括：

闸门泵机构100，所述闸门泵机构100包括闸门体1，所述闸门体1上安装有闸门泵2、 自控水阀3和电控安装箱4，所述闸门泵2和自控水阀3分别与电控安装箱4电性连接，闸门 体1通过导轨吊装在河道中，闸门体1外侧安装有可以驱动闸门体1上下升降的闸门驱动电机， 实际工作时，可以通过控制闸门泵2的启闭及转速可以精确实现对向外排出水量的控制，通过 控制自控水阀3的启闭或者闸门体1自身的开度，可以进一步实现对水流量的控制，正常使用 时，一般只需要通过闸门泵2和自控水阀3就可以调节水流量，只有当遇到洪水需要泄洪时， 才会通过升降闸门体1实现对水流量的控制；所述闸门体1上焊接有多条纵向加强筋8和横向 加强筋9，闸门体1底部焊接工字钢10，以增强闸门体1自身的强度，所述闸门体1顶部设置 有闸门体安装支架5和吊耳6，方便闸门体1的整体安装；所述闸门体1上安装有传感器安装 座7，水位传感器和闸门开度传感器均安装在所述传感器安装座7上，以增强对各类传感器的 安装稳定性，也方便后续的检查、维修；所述闸门泵2包括泵壳体21，所述泵壳体21通过泵 体安装座26固定在闸门体1上，泵壳体21内安装有水力驱动件22，泵壳体21的进水口安装 有密封盖23，所述密封盖23上安装有密封盖驱动电机25，泵壳体21外侧安装有接线盒24， 所述接线盒24分别与水力驱动件22和密封盖驱动电机25电性连接，接线盒24还与电控安装 箱电性4连接，实际工作时，正常情况下密封盖23是将泵壳体21的进水口封闭的，此时闸门 泵2关闭。当需要进行排水时，密封盖驱动电机25接受指令驱动密封盖23打开，然后水力驱 动件22接受指令开始工作，闸门泵2工作，可以向外排水；所述电控安装箱4为防水密封电 控箱，所述电控安装箱4通过锁紧螺杆12锁紧在电箱安装座11上，确保电控安装箱4防水和 安装稳定；

感知集成模块200，所述感知集成模块200包括水位传感器、电机控制器、闸门开度传感 器、摄像头和GPRS模块，其中水位传感器、闸门开度传感器和电机控制器均安装在闸门体上 且与安装在闸门体上的电控安装箱电性连接，摄像头安装在闸门泵机构一侧用于监视闸门泵机 构的现场工作图像，GPRS模块安装在闸门泵机构的电控安装箱内用于向外无线传输信息；

云服务器300，所述云服务器内设置有固定的IP地址，感知集成模块收集的信息通过GPRS 模块向云服务器内设置的固定IP地址发送状态数据或接受控制指令；所述云服务器300内设 置有：基础设施服务模块，通过虚拟化技术为工程制定合理的资源，后期随着项目增加扩大硬 件存储、计算、网络资源；数据服务模块，通过物联网收集分散在各地的信息，统一规划元信 息、地理信息、水文信息工程相关的信息，形成数据中心为上层应用提供服务；平台服务模块， 整合软件支撑资源提供中间件、报表、大数据分析工具、ESB企业总线模块；软件服务模块， 用于专业的闸门控制、监视、分析应用，通过发布系统对用户开放与共享。通过云服务器内设 定的基础设施服务模块、数据服务模块、平台服务模块和软件服务模块可以使得本系统具有开 放、可扩展的特点，通过不断的建设能够扩容平台的容量，整合应用嵌入，可动态增加硬件资 源，实现后期闸门自动化系统的灵活增加，提升了系统可扩展性；

移动终端400，所述移动终端为手机APP或者PC对应开发的应用系统，用户可以在任何 时间、任何地点通过PC或手机访问云服务器300，实时查看闸门泵机构运行状态数据，远程 控制闸门体、闸门泵和自控水阀的开启、关闭、开度以及运行时间，并执行移动终端400发出 的指令方案。

本发明实现了物联网技术和闸门控制技术的融合，可以减轻运行人员的劳动强度，实现无 人值守，并能够使用移动终端快捷、精准的对现场闸门、泵、阀门进行远程独立控制。实际工 作时，通过感知集成模块中的水位传感器、电机控制器、闸门开度传感器和摄像头可以实时对 上下游水位、闸门启闭状态、闸门开度、闸门运行速度、过闸流量、现场图像等信息进行收集， 并通过GPRS模块将收集到的数据向云服务器内设置的固定IP地址发送状态数据，上述数据 传输至云服务器后进行保存，满足系统在云端建立数据中心、部署中间件等需要，用户可以在 任何时间、任何地点通过PC或手机访问云服务器，实时查看闸门泵机构运行状态数据，远程 控制闸门泵机构中闸门体、闸门泵和自控水阀的开启、关闭、开度以及运行时间，并执行移动 终端发出的指令方案，从而可以减轻运行人员的劳动强度，实现无人值守，并能够使用移动终 端快捷、精准的对现场闸门、泵、阀门进行远程独立控制。本发明还通过在云服务器内设定的 基础设施服务模块、数据服务模块、平台服务模块和软件服务模块可以使得本系统具有开放、 可扩展的特点，通过不断的建设能够扩容平台的容量，整合应用嵌入，可动态增加硬件资源， 实现后期闸门自动化系统的灵活增加，提升了系统可扩展性。

以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应局限于该实施例和附图所公开的内 容，所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种基于物联网的闸门泵控制装置，其特征在于包括：

闸门泵机构，所述闸门泵机构包括闸门体，所述闸门体上安装有闸门泵、自控水阀和电控安装箱，所述闸门泵和自控水阀分别与电控安装箱电性连接，闸门体通过导轨吊装在河道中，闸门体外侧安装有可以驱动闸门体上下升降的闸门驱动电机；

感知集成模块，所述感知集成模块包括水位传感器、电机控制器、闸门开度传感器、摄像头和GPRS模块，其中水位传感器、闸门开度传感器和电机控制器均安装在闸门体上且与安装在闸门体上的电控安装箱电性连接，摄像头安装在闸门泵机构一侧用于监视闸门泵机构的现场工作图像，GPRS模块安装在闸门泵机构的电控安装箱内用于向外无线传输信息；

云服务器，所述云服务器内设置有固定的IP地址，感知集成模块收集的信息通过GPRS模块向云服务器内设置的固定IP地址发送状态数据或接受控制指令；

移动终端，所述移动终端为手机APP或者PC对应开发的应用系统，用户可以在任何时间、任何地点通过PC或手机访问云服务器，实时查看闸门泵机构运行状态数据，远程控制闸门体、闸门泵和自控水阀的开启、关闭、开度以及运行时间，并执行移动终端发出的指令方案。

2.如权利要求1所述的基于物联网的闸门泵控制装置，其特征在于：所述云服务器内设置有：基础设施服务模块，通过虚拟化技术为工程制定合理的资源，后期随着项目增加扩大硬件存储、计算、网络资源；数据服务模块，通过物联网收集分散在各地的信息，统一规划元信息、地理信息、水文信息工程相关的信息，形成数据中心为上层应用提供服务；平台服务模块，整合软件支撑资源提供中间件、报表、大数据分析工具、ESB企业总线模块；软件服务模块，用于专业的闸门控制、监视、分析应用，通过发布系统对用户开放与共享。

3.如权利要求1所述的基于物联网的闸门泵控制装置，其特征在于：所述闸门体上安装有传感器安装座，水位传感器和闸门开度传感器均安装在所述传感器安装座上。

4.如权利要求1所述的基于物联网的闸门泵控制装置，其特征在于：所述闸门泵包括泵壳体，所述泵壳体通过泵体安装座固定在闸门体上，泵壳体内安装有水力驱动件，泵壳体的进水口安装有密封盖，所述密封盖上安装有密封盖驱动电机，泵壳体外侧安装有接线盒，所述接线盒分别与水力驱动件和密封盖驱动电机电性连接，接线盒还与电控安装箱电性连接。

5.如权利要求1所述的基于物联网的闸门泵控制装置，其特征在于：所述闸门体上焊接有多条纵向加强筋和横向加强筋，闸门体底部焊接工字钢。

6.如权利要求4所述的基于物联网的闸门泵控制装置，其特征在于：所述电控安装箱为防水密封电控箱，所述电控安装箱通过锁紧螺杆锁紧在电箱安装座上。

7.如权利要求1所述的基于物联网的闸门泵控制装置，其特征在于：所述闸门体顶部设置有闸门体安装支架和吊耳。

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