CN204962298U - 一种基于声音定位的长距离浆体管道的远程监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于声音定位的长距离浆体管道的远程监控系统，属于管道监控领域。本实用新型包括监控终端设备、摄像头、声音传感器模块、声音接收和处理模块、主控制器模块、设备单元；监控终端设备的输出端与摄像头相连，摄像头与声音传感器模块的输入端相连，声音传感器模块的输出端连接于声音接收和处理模块的输入端，声音接收和处理模块的输出端连接于主控制模块的输入端，主控制器模块通过RS232串口外接LED显示灯，摄像头、声音传感器模块放置在各级泵站中设备单元工作现场。本实用新型可以作为安防、监控等视频、图像采集系统的组成部分，控制图像采集部分发现目标并进行实时跟踪，能及时有效的提醒工作人员对管道输送系统进行维护工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于声音定位的长距离浆体管道的远程监控系统，属于管道监控领域。
背景技术
矿浆管道是将颗粒状的固体矿物与液体介质混合，采用泵送的办法运输，并在管道终端将其分离出来的专用输送管道。管道运输与过去传统的运输方式（铁路、公路）相比具有如下特点：（1）投资少和建设速度快；（2）不受地形限制，线路距离短与运输成本低；（3）占地少且管道埋地后其上覆土仍可耕作；（4）不受气候变化影响；（5）没有空载反向运输，节省成本；（6）设备运行可靠，维护费用低；（7）不产生噪声和污染环境；（8）自动化程度高，可节省大量人力和能源。长距离矿浆管道输送是目前最经济、高效、可靠性强的矿物运输方式，对远离铁路线的边远矿山资源开发、缓解铁路运输紧张状况、解决精矿外运和尾矿排放均具有重要作用。
现有的浆体输送管道长度多在几百公里以上，在长距离浆体输送过程中对各个泵站、各个设备的操作需要及时反馈给控制中心的工作人员，现有的控制方式是在控制中心工作的工作人员通过电话等方式连接处于中间泵站的工作人员，由中间泵站的工作人员通过对讲机与本站内相应的现场人员取得联系，由现场人员描述设备运行情况并反馈给控制中心的操控人员，整个过程繁琐、效率低下，而且存在控制不实时、不准确等缺陷，比如对操作人员来说需要及时作出操作的时候，往往因为中间泵站无人接电话或者传达滞后，导致控制中心的操作人员无法进行操控处理，从而可能出现不可预料的事故，而且有时通过电话描述可能无法准确的传递控制中心操作人员的意图，尤其是对于长距离的浆体管道系统，这种现有的管控模式已不能满足控制中心的要求，进而在一定程度上提高了长距离管道的运行风险。
再有，公知的视频监控是由图像采集部分、存储部分和传输部分组合构成。其中的图像采集部分主要有两种方式：一种是采用固定摄像头方式；一种是采用匀速转动扫描的方式。还有少量采用图像处理的方式捕获动态目标，实现跟踪监控。这些方式都有各自的弊端，其中前两种方式不能实现目标的动态跟踪；后一种虽能实现目标的跟踪，但因为不能在同一时间内实现全方位监控，因此存在两个问题：一是：是否能以开始就能准确无误的确定目标出现的问题；二是：用图像处理的方式跟踪目标，对数据处理设备的要求很高，成本加大，但相对于因为故障而带来的损失而言，这种成本还是可以接受的。
建立基于声音定位的长距离浆体管道的远程监控系统，需要考虑基于声音定位的长距离浆体管道的远程监控系统的构成、连接等问题。
发明内容
本实用新型提供了一种基于声音定位的长距离浆体管道的远程监控系统，以用于解决对建立基于声音定位的长距离浆体管道的远程监控系统的结构、连接问题。
本实用新型的技术方案是：一种基于声音定位的长距离浆体管道的远程监控系统，包括监控终端设备1、摄像头2、声音传感器模块3、声音接收和处理模块4、主控制器模块5、设备单元6；
所述监控终端设备1的输出端与摄像头2相连，摄像头2与声音传感器模块3的输入端相连，声音传感器模块3的输出端连接于声音接收和处理模块4的输入端，声音接收和处理模块4的输出端连接于主控制模块5的输入端，主控制器模块5通过RS232串口外接LED显示灯，摄像头2、声音传感器模块3放置在各级泵站中设备单元6工作现场。
所述声音传感器模块3采用的型号为HH_04.02。
所述主控制器模块5采用TI公司MSP430系列型号的单片机。
所述的监控终端设备1可为富泰尔工业级触控显示屏。
所述的声音传感器模块3（HH_04.02）中所采用的声音传感器为驻极体电容式传感器，它是一种麦克风式传感器，主要由场效应管和驻极体极头组成。
所述的摄像头2可为LoosafeLS-ZF733DL点阵红外摄像头。
所述主控制器模块可采用TI公司的MSP430系列型号为MSP430F149的单片机。
所述的设备单元主要包括各级泵站中的运输管道、离心泵、搅拌器、中间贮浆与浓缩设施、冲洗水装置等。
已发表的（林愉.铝土矿浆体长距离管道输送特性研究.2010,3）硕士论文，文中提到“浆体管道输送系统，无论是长距离还是短距离输送，均由浆体制备系统、浆体输送系统和浆体后处理系统等几部分组成。其具体输送系统的流程图见图5.1。”可见本实用新型中所涉及的设备单元由某具体型号的设备部件组成。
本实用新型的工作原理是：
当管道运行过程中发生故障时，出现声音异常，声音传感器模块（HH_04.02）3采集到目标信号，声音接收和处理模块4对该信号进行检测识别。当相应的端口接收到声音信号的时候，主控制器模块MSP430发生中断事件，同时每个对应的LED指示灯变亮，提醒接收到声音信号。此时摄像头2跟踪到此时LED灯的变化情况，并在监控终端设备1上显示，监控室工作人员通过监控终端设备1观察到该具体情况并及时进行处理。
其中，已发表的（崔燕南,刘永康,李开良,朱松盛,王伟.基于声音传感器阵列的空间定位系统[J].科技导报2010,28(19):45-49）期刊文献，文中提到“MSP430的捕获功能是当外部有信号进来后(触发)，将定时器TxR的值捕获到自己的锁存寄存器TxCCR(16位可读可写)中，并可随时读出。捕获模式主要利用信号的正沿、负沿或正负沿的任一组合．测量外部或内部事件；也可由软件停止，用于事件精确定位，用于速度(或频率)或时间测量。本设计通过两次捕获外部事件即声音信号，获得信号差。”可见实现声音信号的检测功能是现有的已成熟的技术。
其中，已发表的（崔燕南,刘永康,李开良,朱松盛,王伟.基于声音传感器阵列的空间定位系统[J].科技导报2010,28(19):45-49）期刊文献，文中提到“采用麦克风接收音频信号。经过简单的信号放大和滤波处理，由555触发器构成的单稳电路产生较好的方波信号。声音接收及处理的电路原理如图4所示。”可见实现声音信号的接收和处理是现有的已成熟的技术。
其中，已发表的（冯振宇.基于声传感器阵列的移动目标定位技术研究.沈阳理工大学硕士学位论文.2013,3）硕士论文，文中提到“当声音传感器将声音信号传送到单片机的时候，单片机根据接收的信号，内部定时器进行运算，计算声音信号的到达时间差，计算出的结果通过串口发送到上位机PC上。下图为系统的串口电路设计。当相应的端口接收到声音信号的时候，发生中断事件，同时每个对应的LED指示灯变亮，提醒接收到声音信号。”可见实现单片机串口通信使LED灯显示预警信息是现有的已成熟的技术。
其中，已发表的（李志华,田翔,谢立,陈耀武.视频监控系统中的多摄像头跟踪优化设计[J].哈尔滨工业大学学报.2008,40(9):1485-1490）期刊文献，文中提到“监控系统中的所有摄像头处理前端(CamemProcessingTerminal)通过有线以太网连接到中心计算机服务器(CentralServer)，其系统框架如图2所示．每个摄像头处理前端在本地进行运动目标分割和单摄像头跟踪，并把其监控背景图像和目标分割图像特征信息通过网络连接传输给中心服务器．中心服务器将来自所有摄像头前端的特征信息进行融合和比较，生成多摄像头之间目标匹配关系，并分配最佳摄像头进行目标跟踪，同时更新数据库中所有摄像头的跟踪信息．。”可见多摄像头实现对多个LED灯的跟踪定位是现有的已成熟的技术。
本实用新型的有益效果是：
该装置可以用来作为安防、监控等视频、图像采集系统的组成部分，控制图像采集部分发现目标并进行实时跟踪，能及时有效的提醒工作人员对管道输送系统进行维护工作，此外，处在远程的操控终端显示屏可实现长距离浆体管道的在线监控，大大简化了各泵站的工作人员配备，大大提高了操作运行效率。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图；
图2为本实用新型中声音传感器空间结构分布图；
图中各标号：1-监控终端设备，2-摄像头，3-声音传感器模块，4-声音接收和处理模块，5-主控制器模块，6-设备单元。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的内容并不限于所述范围。
实施例1：如图1-2所示，一种基于声音定位的长距离浆体管道的远程监控系统，包括监控终端设备1、摄像头2、声音传感器模块3、声音接收和处理模块4、主控制器模块5、设备单元6；
所述监控终端设备1的输出端与摄像头2相连，摄像头2与声音传感器模块3的输入端相连，声音传感器模块3的输出端连接于声音接收和处理模块4的输入端，声音接收和处理模块4的输出端连接于主控制模块5的输入端，主控制器模块5通过RS232串口外接LED显示灯，摄像头2、声音传感器模块3放置在各级泵站中设备单元6工作现场。
所述声音传感器模块3采用的型号为HH_04.02。
所述主控制器模块5采用TI公司MSP430系列型号的单片机。
实施例2：如图1-2所示，一种基于声音定位的长距离浆体管道的远程监控系统，包括监控终端设备1、摄像头2、声音传感器模块3、声音接收和处理模块4、主控制器模块5、设备单元6；
所述监控终端设备1的输出端与摄像头2相连，摄像头2与声音传感器模块3的输入端相连，声音传感器模块3的输出端连接于声音接收和处理模块4的输入端，声音接收和处理模块4的输出端连接于主控制模块5的输入端，主控制器模块5通过RS232串口外接LED显示灯，摄像头2、声音传感器模块3放置在各级泵站中设备单元6工作现场。
所述声音传感器模块3采用的型号为HH_04.02。
实施例3：如图1-2所示，一种基于声音定位的长距离浆体管道的远程监控系统，包括监控终端设备1、摄像头2、声音传感器模块3、声音接收和处理模块4、主控制器模块5、设备单元6；
所述监控终端设备1的输出端与摄像头2相连，摄像头2与声音传感器模块3的输入端相连，声音传感器模块3的输出端连接于声音接收和处理模块4的输入端，声音接收和处理模块4的输出端连接于主控制模块5的输入端，主控制器模块5通过RS232串口外接LED显示灯，摄像头2、声音传感器模块3放置在各级泵站中设备单元6工作现场。
所述主控制器模块5采用TI公司MSP430系列型号的单片机。
实施例4：如图1-2所示，一种基于声音定位的长距离浆体管道的远程监控系统，包括监控终端设备1、摄像头2、声音传感器模块3、声音接收和处理模块4、主控制器模块5、设备单元6；
所述监控终端设备1的输出端与摄像头2相连，摄像头2与声音传感器模块3的输入端相连，声音传感器模块3的输出端连接于声音接收和处理模块4的输入端，声音接收和处理模块4的输出端连接于主控制模块5的输入端，主控制器模块5通过RS232串口外接LED显示灯，摄像头2、声音传感器模块3放置在各级泵站中设备单元6工作现场。
上面结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (3)
1.一种基于声音定位的长距离浆体管道的远程监控系统，其特征在于：包括监控终端设备（1）、摄像头（2）、声音传感器模块（3）、声音接收和处理模块（4）、主控制器模块（5）、设备单元（6）；
所述监控终端设备（1）的输出端与摄像头（2）相连，摄像头（2）与声音传感器模块（3）的输入端相连，声音传感器模块（3）的输出端连接于声音接收和处理模块（4）的输入端，声音接收和处理模块（4）的输出端连接于主控制模块（5）的输入端，主控制器模块（5）通过RS232串口外接LED显示灯，摄像头（2）、声音传感器模块（3）放置在各级泵站中设备单元（6）工作现场。
2.根据权利要求1所述的基于声音定位的长距离浆体管道的远程监控系统，其特征在于：所述声音传感器模块（3）采用的型号为HH_04.02。
3.根据权利要求1或2所述的基于声音定位的长距离浆体管道的远程监控系统，其特征在于：所述主控制器模块（5）采用TI公司MSP430系列型号的单片机。
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Cited By (1)
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| CN112460040A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-09 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种泵声波监测系统和方法 |
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2015
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