CN204875926U - 无负压供水系统中的智能信息采集终端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种无负压供水系统中的智能信息采集终端，包括MCU、直流电输入接口、电源管理模块、非易失性存储器、GSM/GPRS模块、以太网接口、光电隔离模块、485接口、485型监控摄像头、Modbus通信接口、开关量输出模块、蓝牙模块和数据分析预警模块。本实用新型实现了现场视频监控和关键参数的数据采集、分析预警、保存与多种方式远传；引入蓝牙和智能手机APP技术，方便了系统的现场安装与调试；有效满足了无负压供水控制系统的现场数据采集、远程监控和异常检测与报警的需求，提高了系统的智能化水平；实现了现场开停电的日志记录和所采数据的现场保存，为系统的故障分析提供了数据支持。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业监测技术领域，公开了一种信息采集终端，具体表现为一种适合无负压供水系统的智能信息采集终端。
背景技术
无负压供水作为二次供水的主要形式，无负压供水系统已成为城市供水管网建设中不可缺少的一部分，而且往往是一种无人值守形式。因此，如何提高无负压供水系统的智能化水平已经给排水领域亟待解决的问题，其中实现对无负压供水系统的现场数据实时采集与远程监控是提高其智能化水平的重要技术手段。为此，一种适用于无负压供水系统的信息采集终端也就应运而生，而如何提高信息采集终端的现场调试能力及其智能化水平也就成了无负压供水系统中的信息采集终端制造商和无负压供水系统集成商亟待解决的问题。
为此，本实用新型给出了一种适合无负压供水系统的智能信息采集终端，该终端一方面通过配合智能手机等智能终端中的无负压供水系统信息采集终端现场调试APP可以较好地满足了对无负压供水控制系统的现场调试与安装需求，另一方面通过对现场的视频监控和现场采集数据的智能化分析提高其对异常情况的快速响应和处置能力。
发明内容
针对现有的各类信息采集终端或装置难于满足无负压供水控制系统对信息采集的需求，特别是现场调试和智能化分析预警的需求，本实用新型给出了一种面向无负压供水系统的智能信息采集终端，该装置集数据采集、数据记录、分析预警、数据远传、视频监控和远程控制于一体，较好地满足了各类各类无人值守无负压供水控制系统的需求。
为实现上述目的，本实用新型设计一种无负压供水系统中的智能信息采集终端，具体技术方案如下：一种无负压供水系统中的智能信息采集终端，包括MCU、直流电输入接口、电源管理模块、非易失性存储器、GSM/GPRS模块、以太网接口、光电隔离模块、485接口、485型监控摄像头、Modbus通信接口、开关量输出模块、蓝牙模块和数据分析预警模块；其中，直流电输入接口的输入端接24V直流电源，输出端与电源管理模块相连；电源管理模块的输出端与MCU相连；非易失性存储器、GSM/GPRS模块、以太网接口、Modbus通信接口、蓝牙模块和数据分析预警模块分别与MCU双向连接；485接口和开关量输出模块通过光电隔离模块与MCU双向连接；485接口和485型监控摄像头互连；直流电输入接口用于接收24V的直流电输入；电源管理模块用于产生智能信息采集终端所需的各类电源类型；非易失性存储器用于存储系统设置参数和24V的直流电输入的开停电日志以及本终端所采集的关键参数信息；GSM/GPRS模块用于实现GPRS通信和短信发送；Modbus通信接口用于实现ModbusRTU通信，进而实现与现场PLC的通信；485接口用于实现与现场485型监控摄像头通信；以太网接口用于实现TCP/IP通信；开关量输出模块用于控制现场指示灯和蜂鸣器；蓝牙模块用于实现与手机端现场调试APP的互联互通；数据分析与预警模块用于实现实时采集数据的分析预警；MCU则作为本终端的控制单元，用于协调各部分的工作。
进一步地，上述电源管理模块还带有后备电池和通断电监测功能。
本实用新型的有益效果是：实现了现场关键参数的数据采集、分析预警、保存与多种方式远传；实现了一种低成本的现场视频监控；实现了多模态的报警输出；引入蓝牙和智能手机APP技术，方便了系统的现场安装与调试；有效满足了无负压供水控制系统的现场数据采集、远程监控和异常检测与报警的需求，提高了系统的智能化水平；实现了现场开停电的日志记录和所采数据的现场保存，为系统的故障分析提供了数据支持。
附图说明
图1是无负压供水系统中的智能信息采集终端结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施实例对本实用新型作进一步描述。
如图1所示，无负压供水系统中的智能信息采集终端由MCU、直流电输入接口、电源管理模块、非易失性存储器、GSM/GPRS模块、以太网接口、光电隔离模块、485接口、485型监控摄像头、Modbus通信接口、开关量输出模块、蓝牙模块和数据分析预警模块构成。其中，直流电输入接口的输入端接24v直流电源，输出端与电源管理模块相连；电源管理模块的输出端与MCU相连；非易失性存储器、GSM/GPRS模块、以太网接口、Modbus通信接口、蓝牙模块和数据分析预警模块分别与MCU双向连接；485接口和开关量输出模块通过光电隔离模块与MCU双向连接；485接口和485型监控摄像头互连。
整个终端接收24V的直流电输入。直流电输入接口用于接收24V的直流电输入；电源管理模块用于接收24V的直流电输入并产生智能信息采集终端所需的各类电源类型，同时带有后备电池和通断电监测功能，其中后备电池通常用超级电容实现；非易失性存储器用于存储24V的直流电输入的开停电日志以及本终端所采集的关键参数信息，可以利用Flash存储器或铁电存储器实现；GSM/GPRS模块用于实现GPRS通信和短信发送，可以采用SIM1000A模块实现；Modbus通信接口用于实现ModbusRTU通信，进而实现与现场PLC的通信；485接口用于实现485总线通信，主要是用于实现与现场485型监控摄像头的通信；以太网接口用于实现TCP/IP通信；开关量输出模块用于控制现场指示灯和蜂鸣器；蓝牙模块用于实现与手机端现场调试APP的互联互通；数据分析与预警模块用于实现实时采集数据的分析预警；MCU则作为本终端的控制单元，用于协调各部分的工作，可以采用STM32F107实现。
本实用新型在进行有效工作之前，可以通过蓝牙实现与智能手机中的现场调试APP互联，进而实现系统所需要的相关参数的配置，所配置的相关参数信息将保存在非易失性存储器中。用户需要配置相关参数信息主要包括报警方式、报警短信内容、GPRS和以太网所使用的协议类型、485总线的通信参数以及现场数据分析所需的相关参数。其中，报警方式包括短信方式、GPRS方式、以太网方式或开关量输出方式；GPRS和以太网所使用的协议类型包括UDP和TCP；485总线的通信参数，包括波特率、停止位、校验位；现场数据分析所需的相关参数，主要包括分析模型、报警上下限。
本实用新型利用智能手机中的现场调试APP进行终端相关参数配置之后便可以进行现场调试，即可以进一步利用智能手机中的现场调试APP依赖蓝牙技术实现与本终端的无线互联，进而实现系统校时、数据采集、监控、视频采集等调试工作，进一步验证系统是否安装妥当。
本实用新型通过Modbus通信接口与现场PLC实现Modbus通信，进而实现对现场关键数据的采集，主要包括进口水压、出口水压、变频器功率、变频器频率、液位等，通常本终端可以设置为ModbusRTU形式，即从端，也可以根据需要设置为主端；同时将所采集数据保存至非易失性存储器中。
本实用新型对实时采集的关键数据根据参数配置的分析模型和报警上下限进行分析和预警，并且通过GPRS或以太网实现向远程控制系统上传，也可以通过开关量输出进行现场输出。
本实用新型通过GPRS或以太网实现与远程控制系统的互联互通，进而实现被采集的现场数据的定期上传，通常可以在1～10分钟之间进行设置；也可以接受远程控制系统的控制命令，再通过Modbus传送给现场PLC，进而实现对现场设备的控制。
本实用新型通过485接口与现场485型监控摄像头的互联互通，进而可以接受远程控制系统的摄像头控制命令，实现对监控现场的拍照，并且可以进一步将所拍摄照片利用GPRS或以太网传送给远程控制系统，实现对现场的视频监控。考虑到不同厂商的485型监控摄像头可能有不同的命令格式，因此，485接口通常工作在透传模式，即接收GPRS或以太网命令后通过485接口透传给所连接的485型监控摄像头，同样，所连接485型监控摄像头的返回信息也由485接口通过GPRS或以太网透传给远程控制系统。
本实用新型的电源管理模块带有启停电监测功能，当存在24V的直流电输入时，后备电源开始储能，而MCU通过开停电检测电路返回的结果将开电时间保存在非易失性存储器中，并且根据本终端的参数配置信息选择短信、GPRS、以太网或开关量输出方式将有电状态进行输出；当本装置不存在24V的直流电输入，即停电时，本装置自动切换为后备电源供电，MCU通过开停电检测电路返回的结果将停电时间保存在非易失性存储器中，并且根据本终端的参数配置信息选择短信、GPRS、以太网或开关量输出方式将停电状态进行输出。
从上述可知，本实用新型实现了现场关键参数的数据采集、分析预警、保存与多种方式远传；实现了一种低成本的现场视频监控；实现了多模态的报警输出；引入蓝牙和智能手机APP技术，方便了系统的现场安装与调试；有效满足了无负压供水控制系统的现场数据采集、远程监控和异常检测与报警的需求，提高了系统的智能化水平；实现了现场开停电的日志记录和所采数据的现场保存，为系统的故障分析提供了数据支持。
Claims (2)
1.一种无负压供水系统中的智能信息采集终端，其特征在于：包括MCU、直流电输入接口、电源管理模块、非易失性存储器、GSM/GPRS模块、以太网接口、光电隔离模块、485接口、485型监控摄像头、Modbus通信接口、开关量输出模块、蓝牙模块和数据分析预警模块；其中，直流电输入接口的输入端接24V直流电源，输出端与电源管理模块相连；电源管理模块的输出端与MCU相连；非易失性存储器、GSM/GPRS模块、以太网接口、Modbus通信接口、蓝牙模块和数据分析预警模块分别与MCU双向连接；485接口和开关量输出模块通过光电隔离模块与MCU双向连接；485接口和485型监控摄像头互连；所述直流电输入接口用于接收24V的直流电输入；所述电源管理模块用于产生智能信息采集终端所需的各类电源类型；所述非易失性存储器用于存储系统设置参数信息、24V的直流电输入的开停电日志以及本终端所采集的关键参数信息；所述GSM/GPRS模块用于实现GPRS通信和短信发送；所述Modbus通信接口用于实现ModbusRTU通信，进而实现与现场PLC的通信；所述485接口用于实现与现场485型监控摄像头通信；所述以太网接口用于实现TCP/IP通信；所述开关量输出模块用于控制现场指示灯和蜂鸣器；所述蓝牙模块用于实现与手机端现场调试APP的互联互通；所述数据分析与预警模块用于实现实时采集数据的分析预警；所述MCU则作为本终端的控制单元，用于协调各部分的工作。
2.如权利要求1所述的无负压供水系统中的智能信息采集终端，其特征在于：所述电源管理模块还带有后备电池和通断电监测功能。
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