CN205029789U - 城市地下管线安全探测与监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型城市地下管线安全探测与监控系统，具有运行管理简单，实时有效监控的特点，而且稳定、可靠，功耗低、灵敏度高；能够避免事故的发生，使地下管线建设管理水平能够适应经济社会发展需要，应急防灾能力大幅提升。包括信号采集模块和智能终端；信号采集模块包括传感单元、前置放大电路、宽带滤波电路、程控放大电路、选频滤波电路、D/A模块、中央处理器、实时时钟、电源模块、JTAG接口、WIFI模块、SDRAM存储芯片；所述电源模块集成在信号采集模块上，所述传感单元为数个，数个传感单元均匀分布设置在地下管线上，数个传感单元同时与前置放大电路相连；所述智能终端包括PC机、平板电脑、手机，PC机、平板电脑、手机都通过无线网络连接到互联网。

Description

城市地下管线安全探测与监控系统

技术领域

本实用新型属于城市地下管线的建设管理技术领域，具体地是涉及一种城市地下管线安全探测与监控系统。

背景技术

城市地下管线是指城市范围内供水、排水、燃气、热力、电力、通信、广播电视、工业等管线及其附属设施，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。

近年来，随着城镇化的快速推进，城市地下管线的数量和规模越来越大，构成状况越来越复杂；还有在地下管线附近工作的“路面冲击压实机、打桩机、渣土车以及盲目施工等”都有可能破坏地下管线，造成不同程度的损失。在这种情况下，各地由地下管线问题引发的城市内涝、道路塌陷、管线爆裂等事故呈高发态势；由于不能很好的掌握地下管线的基本信息，城市道路屡屡“开膛破肚”，不少城市出现群众反映强烈的“马路拉链”问题。

目前，屡屡爆出的地下管线安全事故，将地下管线的安全管理推向风口浪尖。由于地下管线管理的紧迫性，全国不少城市制定出台了相应的规章制度，并着力进行地下管线的监控信息化工作，一些城市还设立了地下管线管理的专门机构。鉴于城市地下管线长度、种类的激增；以往靠人力来巡检地下管线的方式，存在弊端，靠人巡检很难达到实时跟踪；由此可见，已经跟不上现在城市地下管线发展的建设，难以满足城市精细管理的要求。

发明内容

本实用新型就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种城市地下管线安全探测与监控系统；本实用新型不仅具有运行管理简单，实时有效监控的特点，而且稳定、可靠，功耗低、灵敏度高；能够避免事故的发生，使地下管线建设管理水平能够适应经济社会发展需要，应急防灾能力大幅提升。

为实现本实用新型的上述目的，本实用新型采用如下技术方案。

本实用新型城市地下管线安全探测与监控系统，包括信号采集模块和智能终端；其结构要点是：所述信号采集模块包括传感单元、前置放大电路、宽带滤波电路、程控放大电路、选频滤波电路、D/A模块、中央处理器、实时时钟、电源模块、JTAG接口、WIFI模块、SDRAM存储芯片，所述中央处理器分别与实时时钟、JTAG接口、WIFI模块、SDRAM存储芯片相连；所述传感单元、前置放大电路、宽带滤波电路、程控放大电路、选频滤波电路依次连接，所述选频滤波电路的输出端连接中央处理器的信号输入端；所述中央处理器的信号输出端与D/A模块连接，D/A模块与程控放大电路连接，所述电源模块集成在信号采集模块上，为信号采集模块提供电能。

所述传感单元为数个，数个传感单元均匀分布设置在地下管线上，所述每个传感单元包括声音传感器和振动传感器，所述数个传感单元同时与前置放大电路相连；所述智能终端包括PC机、平板电脑、手机，所述PC机、平板电脑、手机都通过无线网络连接到互联网。

作为本实用新型的一种优选方案，所述无线网络为WIFI无线网络或3G/4G无线网络。

进一步地，所述信号采集模块和智能终端之间设置有中继设备。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述中央处理器采用CC2530芯片。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述声音传感器采用BR-ZS1型传感器。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述振动传感器采用BADS-LC0109型传感器。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述前置放大电路与宽带滤波电路通过电容C11和C12连接在一起，所述前置放大电路采用仪用放大器AD620构成，所述宽带滤波电路采用两个双极性运算放大器OP07、OP07B串联组成；所述AD620的3引脚Vi1与每个传感单元的声音传感器相连，所述AD620的2引脚Vi2与每个传感单元的振动传感器相连。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述程控放大电路包括放大器AD603，与放大器AD603相连的低压基准芯片MC1403，与放大器AD603相连的D/A模块TLV56183；所述放大器AD603的2引脚引出一路连接D/A模块TLV56183的6引脚、另一路通过调节电阻R42和电阻R41连接低压基准芯片MC1403的2引脚,所述放大器AD603的3引脚与双极性运算放大器OP07B的6引脚相连。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述选频滤波电路由集成开关滤波器MF10及其外围电路连接组成，所述集成开关滤波器MF10的4引脚通过电阻R30与所述放大器AD603的7引脚相连，所述集成开关滤波器MF10的19引脚直接与中央处理器CC2530芯片的P1_0引脚连接。

另外，所述实时时钟采用DDS芯片AD9850；由所述AD9850控制选频滤波电路的中心频率，同时为信号采集模块提供时钟源。

本实用新型的有益效果。

本实用新型提供的城市地下管线安全探测与监控系统，通过信号采集模块和智能终端相结合构成整个探测与监控系统，在信号采集模块和智能终端之间所设置的中继设备，能够增强网络的传输信号使得传感单元所采集的信息不至于因为网络信号弱或者信号覆盖范围的问题影响到智能终端视频采集信息的传输；本实用新型运行管理简单，实时有效监控的特点，而且稳定、可靠，功耗低、灵敏度高；能够避免事故的发生，使地下管线建设管理水平能够适应经济社会发展需要，应急防灾能力大幅提升。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1是本实用新型的探测与监控系统的整体结构示意图。

图2是本实用新型的信号采集模块结构框图。

图3是本实用新型的前置放大电路与宽带滤波电路连接结构图。

图4是本实用新型的程控放大电路连接结构图。

图5是本实用新型的选频滤波电路连接结构图。

图6是本实用新型的中央处理器CC2530芯片引脚图。

图7是本实用新型的智能终端工作原理图。

图中标记：1为信号采集模块、2为中继设备、3为PC机、4为平板电脑、5为互联网络、6为手机。

具体实施方式

结合图1和2所示，本实用新型城市地下管线安全探测与监控系统，信号采集模块和智能终端；其结构要点是：所述信号采集模块包括传感单元、前置放大电路、宽带滤波电路、程控放大电路、选频滤波电路、D/A模块、中央处理器、实时时钟、电源模块、JTAG接口、WIFI模块、FLASH存储芯片，所述中央处理器分别与实时时钟、JTAG接口、WIFI模块、SDRAM存储芯片相连；所述传感单元、前置放大电路、宽带滤波电路、程控放大电路、选频滤波电路依次连接，所述选频滤波电路的输出端连接中央处理器的信号输入端；所述中央处理器的信号输出端与D/A模块连接，D/A模块与程控放大电路连接，所述电源模块集成在信号采集模块上，为信号采集模块提供电能。

所述传感单元为数个，数个传感单元均匀分布设置在地下管线上，所述每个传感单元包括声音传感器和振动传感器，所述数个传感单元同时与前置放大电路相连；所述智能终端包括PC机、平板电脑、手机，所述PC机、平板电脑、手机都通过无线网络连接到互联网。

其中，所述JTAG接口用于软件的调试；所述实时时钟为信号采集模块的时钟源，同时控制选频滤波电路的中心频率，所述实时时钟采用DDS芯片AD9850；所述WIFI模块用于信号采集模块和智能终端的无线通信；所述SDRAM存储芯片用于采集信息的本地存储；所述中央处理器处理接收和发送信息。

所述无线网络为WIFI无线网络或3G/4G无线网络。

进一步地，所述信号采集模块和智能终端之间设置有中继设备；用于扩大网络传输距离，增强网络传输信号。

所述中央处理器采用CC2530芯片；所述CC2530芯片属于增强型8051CPU，系统内可编程闪存，8-KBRAM和许多其它强大的功能；CC2530具有不同的运行模式，尤其适应超低功耗要求的系统。

所述声音传感器采用BR-ZS1型传感器；所述振动传感器采用BADS-LC0109型传感器，其灵敏度为mv/g：100，频率（Hz）范围为：0.5-6000。

如图3所示，为本实用新型的前置放大电路与宽带滤波电路连接结构图；图中，前置放大电路与宽带滤波电路通过电容C11和C12连接在一起，所述前置放大电路采用仪用放大器AD620构成，所述宽带滤波电路采用两个双极性运算放大器OP07、OP07B串联组成；所述AD620的3引脚Vi1与每个传感单元的声音传感器相连，所述AD620的2引脚Vi2与每个传感单元的振动传感器相连。

如图4所示，为本实用新型的程控放大电路连接结构图；图中，程控放大电路包括放大器AD603，与放大器AD603相连的低压基准芯片MC1403，与放大器AD603相连的D/A模块TLV56183；所述放大器AD603的2引脚引出一路连接D/A模块TLV56183的6引脚、另一路通过调节电阻R42和电阻R41连接低压基准芯片MC1403的2引脚,所述放大器AD603的3引脚与双极性运算放大器OP07B的6引脚相连。

参见图5和6所示，为本实用新型的选频滤波电路连接结构图和中央处理器CC2530芯片引脚图；图中，选频滤波电路由集成开关滤波器MF10及其外围电路连接组成，所述集成开关滤波器MF10的4引脚通过电阻R30与所述放大器AD603的7引脚相连，所述集成开关滤波器MF10的19引脚直接与中央处理器CC2530芯片的P1_0引脚连接。

如图7所示，为本实用新型的智能终端工作原理图；图中，首先，中央处理器将传感单元所采集到的信息进行分析处理，同时将采集到的信息通过SDRAM模块进行本地存储；然后，将经过中央处理器分析处理后的信息通过WIFI模块发送到指定的智能终端包括PC机、平板电脑、手机，智能终端的无线接收装置接收采集到的信息；最后，智能终端对接收到的信息进行分析处理，同时将分析后的信息进行后台存储；同时智能终端通过终端显示模块显示信息，供用户或工作人员查看或使用；保证能够实时监控地下管线有关情况的发生，避免事故，使地下管线建设管理水平能够适应经济社会发展需要，应急防灾能力大幅提升。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型所提交的权利要求书确定的保护范围。

Claims (10)

1.城市地下管线安全探测与监控系统，包括信号采集模块和智能终端；其特征在于：所述信号采集模块包括传感单元、前置放大电路、宽带滤波电路、程控放大电路、选频滤波电路、D/A模块、中央处理器、实时时钟、电源模块、JTAG接口、WIFI模块、FLASH存储芯片，所述中央处理器分别与实时时钟、JTAG接口、WIFI模块、FLASH存储芯片相连；所述传感单元、前置放大电路、宽带滤波电路、程控放大电路、选频滤波电路依次连接，所述选频滤波电路的输出端连接中央处理器的信号输入端；所述中央处理器的信号输出端与D/A模块连接，D/A模块与程控放大电路连接，所述电源模块集成在信号采集模块上，为信号采集模块提供电能；所述传感单元为数个，数个传感单元均匀分布设置在地下管线上，所述每个传感单元包括声音传感器和振动传感器，所述数个传感单元同时与前置放大电路相连；所述智能终端包括PC机、平板电脑、手机，所述PC机、平板电脑、手机都通过无线网络连接到互联网。

2.根据权利要求1所述的城市地下管线安全探测与监控系统，其特征在于：所述无线网络为WIFI无线网络或3G/4G无线网络。

3.根据权利要求1所述的城市地下管线安全探测与监控系统，其特征在于：所述信号采集模块和智能终端之间设置有中继设备。

4.根据权利要求1所述的城市地下管线安全探测与监控系统，其特征在于：所述中央处理器采用CC2530芯片。

5.根据权利要求1所述的城市地下管线安全探测与监控系统，其特征在于：所述声音传感器采用BR-ZS1型传感器。

6.根据权利要求1所述的城市地下管线安全探测与监控系统，其特征在于：所述振动传感器采用BADS-LC0109型传感器。

7.根据权利要求1所述的城市地下管线安全探测与监控系统，其特征在于：所述前置放大电路与宽带滤波电路通过电容C11和C12连接在一起，所述前置放大电路采用仪用放大器AD620构成，所述宽带滤波电路采用两个双极性运算放大器OP07、OP07B串联组成；所述AD620的3引脚Vi1与每个传感单元的声音传感器相连，所述AD620的2引脚Vi2与每个传感单元的振动传感器相连。

8.根据权利要求1所述的城市地下管线安全探测与监控系统，其特征在于：所述程控放大电路包括放大器AD603，与放大器AD603相连的低压基准芯片MC1403，与放大器AD603相连的D/A模块TLV56183；所述放大器AD603的2引脚引出一路连接D/A模块TLV56183的6引脚、另一路通过调节电阻R42和电阻R41连接低压基准芯片MC1403的2引脚,所述放大器AD603的3引脚与双极性运算放大器OP07B的6引脚相连。

9.根据权利要求1所述的城市地下管线安全探测与监控系统，其特征在于：所述选频滤波电路由集成开关滤波器MF10及其外围电路连接组成，所述集成开关滤波器MF10的4引脚通过电阻R30与所述放大器AD603的7引脚相连，所述集成开关滤波器MF10的19引脚直接与中央处理器CC2530芯片的P1_0引脚连接。

10.根据权利要求1所述的城市地下管线安全探测与监控系统，其特征在于：所述实时时钟采用DDS芯片AD9850。