CN205754878U - 一种具有多波段组网的智能rtu监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有多波段组网的智能RTU监测系统，其特征在于，所述系统包括至少一个智能RTU、至少一个智能传感器模块、传感器单元、服务器模块和客户端模块；所述智能RTU设置有第一无线通信单元；所述智能传感器模块设置有第二无线通信单元；所述传感器单元与智能传感器模块数据连接；所述智能RTU、智能传感器模块、服务器模块和客户端模块之间通过第一无线通信单元通信连接；所述智能传感器模块通过第二无线通信单元与第一无线通信单元通信连接；可以实现数据的多站点组网，网络化管理。

Description

一种具有多波段组网的智能RTU监测系统

技术领域

本实用新型属于水利行业，尤其涉及一种具有多波段组网的智能RTU监测系统。

背景技术

现有水利行业内普遍使用RTU控制器，其特点均为有线传输并且独立工作，难以组网通讯，并且由于有线方式的限制，无法实现多传感器进行分布式采集和网络化管理，其应用难以扩展，主要缺点：必须拉线缆、RTU与RTU之间没互联、RTU接入传感器数量受到限制；其次每个RTU都带有一个GSM模块，当GSM模块故障或SIM卡故障时无法获取传感器信息，主要缺点： RTU故障，传感器正常，采集数据中断必须人员到场进行更换RTU。再者现有设备传感器均为有线传输，RTU无法获取传感器的健康状态，设备传感器需要单独维护，运维成本较大，主要缺点：RTU正常，传感器故障，维护人员不一定第一时间发现传感器问题。综合上述，现有的RTU使用形态已无法满足现代智能水网的应用。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种具有多波段组网的智能RTU监测系统，可以实现数据的多站点组网，网络化管理。

一种具有多波段组网的智能RTU监测系统，其特征在于，所述系统包括至少一个智能RTU、至少一个智能传感器模块、传感器单元、服务器模块和客户端模块；所述智能RTU设置有第一无线通信单元；所述智能传感器模块设置有第二无线通信单元；所述传感器单元与智能传感器模块数据连接；所述智能RTU、智能传感器模块、服务器模块和客户端模块之间通过第一无线通信单元通信连接；所述智能传感器模块通过第二无线通信单元与第一无线通信单元通信连接。

进一步的，所述第一无线通信单元包括北斗通信单元、无线233通信单元、无线433通信单元、Zigbee 通信单元、GSM通信单元、WIFI单元、蓝牙通信单元、短波通信单元或超短波通信单元中的一种或多种。

进一步的，所述传感器单元包括水压计、流量计、墒情仪、气压计、雨量计、温度计、风向计或湿度计中的一种或几种。

进一步的，所述智能RTU还包括第一数据处理单元、第一接口单元、第一防盗单元；所述第一数据处理单元分别和第一防盗单元、第一接口单元、第一无线通信单元数据连接；所述第一接口单元包括传感器接入端口和通信接入端口。

进一步的，所述智能传感器模块还包括第二数据处理单元、第二接口单元、和第二防盗单元；所述第二数据处理单元分别与第二接口单元、第二防盗单元连接、第二无线通信单元连接；所述传感器单元与第二接口单元连接；所述第二接口单元包括光耦输出接口、光耦输入接口、IO驱动接口、格雷码接口、AD接口、继电器接口和RS-485接口；所述第二无线通信单元采用ZigBee通信单元。

进一步的，所述第一防盗单元采用GPS/BD防盗单元。

进一步的，所述第二防盗单元采用GPS/BD防盗单元。

进一步的，所述客户端模块包括手机端和PC端。

进一步的，所述智能RTU设有RJ45通信单元。

进一步的，所述服务器模块采用云端服务器。

本实用新型的有益效果是：提供一种具有多波段组网的智能RTU监测系统，可以让水文信息的监测数据传输摆脱传统的有线传输方式，同时实现网络式的监控；智能传感器模块与传感器直接连接；收集各种需要的水文数据，之后智能传感器模块通过通信模块将数据传送给智能RTU，智能RTU同时将数据传送到服务器模块，所述服务器模块采用云端服务器；所述通信模块包括北斗通信单元、无线233通信单元、无线433通信单元、Zigbee 通信单元、GSM通信单元、GPS通信单元和蓝牙通信单元；多种通信手段结合，保证数据在任何环境下都能有效传输；所述传感器单元包括水压计、流量计、墒情仪、气压计、雨量计、温度计、风向计或湿度计中的一种或几种；可以同时采集多种数据；智能RTU包括第一数据处理单元、第一接口单元和第一防盗单元；可以与智能传感器模块实现数据传输，同时留有多种接口，可以扩展连接其他设备；所述智能传感器模块包括第二数据处理单元、第二接口单元、和第二防盗单元，用于连接传感器，向智能RTU传输数据。

附图说明

图1为本系统结构示意图；

图2为智能RTU结构示意图；

图3为智能传感器模块结构示意图；

图4为智能RTU无线通信单元示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种具有多波段组网的智能RTU监测系统，所述系统包括至少一个智能RTU1、至少一个智能传感器模块2、传感器单元3、服务器模块4和客户端模块5；所述智能RTU1设置有第一无线通信单元11；所述智能传感器模块2设置有第二无线通信单元23；所述传感器单元3与智能传感器模块2数据连接；所述智能RTU1、智能传感器模块2、服务器模块4和客户端模块5之间通过第一无线通信单元11通信连接；所述智能传感器模块2通过第二无线通信单元21与第一无线通信单元11通信连接。

多个智能RTU1组成一个骨干网络，每一个智能RTU1可以连接多个智能RTU1或智能传感器模块2，智能传感器模块2连接传感器单元3，从而实现星状的多设备组网形式。智能RTU1作用是对智能传感器模块2的数据进行集中传输，并与服务器模块4数据交互，之间的通信方式有多种，包括 gprs, 北斗卫星等等。

本实用新型利用较低频段无线通讯与传感器终端组网，同时利用较高频段与相同设备组网，通过服务器模块将所有设备联网，实现数据汇聚、数据灾备、健康分析、预警防盗、移动采集等核心功能。

本系统的另一优点在于，智能RTU组网接入到服务器模块后，会实时把硬件系统配置相关参数、历史数据和日志信息传输到服务器模块；当RTU出现初始化或设备更换时，可以通过服务器获取其相关的配置参数信息和历史数据。

优选的，所述第一无线通信单元11包括北斗通信单元111、无线233通信单元112、无线433通信单元113、Zigbee 通信单元114、GSM通信单元115、GPS通信单元116、WIFI单元117、蓝牙通信单元118、短波通信单元119或超短波通信11a中的一种或多种。

第一无线通信单元11与第二无线通信单元21之间优先选用ZigBee进行通信。

ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。它最大的特点就是低功耗、可组网，特别是带有路由的可组网功能。

具备以下特点：1.无线功能强大: 具备中继路由功能；2.通信距离较远: 最大视距传输距离3000米；3.抗干扰能力强: 2.4G O-QPSK扩频技术；4.组网能力较强: MESH组网方式；5.网络容量较大: 16信道可选，65535个网络ID可任意设置。

无线233通信单元具有以下特征：1.具有2100米传输距离， -126dBm 接收灵敏度；2.多种功率等级（最大50mW）；3.可配置65536 个地址（便于组网）；4.工作温度：-40 ~ +85℃，湿度：10% ~ 90%相对湿度，无冷凝。

无线433通信单元。具有以下优点：1.抗干扰强，并支持各种点对点，一点对多点的无线数据通讯方式；2.具有收发一体、安全隔离、安装隔离、使用简单、性价比高、稳定可靠等特点；3.只要发射功率足够大，长距离传输时没有问题的。

具备GSM通信，内置SIM卡，可以选择GPRS/3G/4G信道与服务器互联，客户端由此可以扩展至手机端；手机端随时可以通过服务器模块对RTU进行控制操作，类似远程桌面、下载通讯规约、获取RTU运行日志等。

设有wifi和蓝牙通信方式，可以方便手机进行交互通信，工作人员在现场可通过手机APP实现RTU参数设置，数据下载等等功能。

短波通信：是波长在100米～10米之间，频率范围3兆赫～30兆赫的一种无线电通信技术。短波通信的主要特点是:1.短波通信不需要建立中继站即可实现远距离通信，因而建设和维护费用低，建设周期短; 2.设备简单，可以根据使用要求固定设置，进行定点固定通信。也可以背负或装入车辆、舰船、飞行器中进行移动通信;3.电路调度容易，临时组网方便、迅速，具有很大的使用灵活性;4.对自然灾害或战争的抗毁能力强。通信设备体积小，容易隐蔽，便于改变工作频率以躲避敌人干扰和窃听，破坏后容易恢复。

超短波通信: 利用30～300 兆赫波段的无线电波传输信息的通信。由于超短波的波长在 1～10米之间，所以也称米波通信，主要依靠地波传播和空间波视距传播。

超短波通信的主要特点是：由于地面吸收较大和电离层不能反射，只能靠直线方式传输，称为视距通信，传输距离约50km，远距离传输时需经中继站分段传输、称为接力通信，超短波通信的工作频带较宽，可以传送30路以下的话路或数据信号。实践中发现，超短波仍具有相当强的绕射能力，从而也可进行“超视距”通信。同时也适于利用对流层中大气湍流气团的散射作用进行长距离（数百公里）的“超视距”通信。

在组网时，可以根据实际情况的需要，选择需要的通信单元。

进一步的，所述传感器单元3包括水压计31、流量计32、墒情仪33、气压计34、雨量计35、温度计36、风向计37或湿度计38中的一种或几种。

多种传感器接入，可以让系统实现多数据采集。

进一步的，所述智能RTU1包括第一数据处理单元12、第一接口单元13和第一防盗单元14；所述第一数据处理单元12分别与第一无线通信单元11、第一接口单元13、第一防盗单元14连接；所述第一接口单元13包括传感器接入端口13a和通信接入端口13b。所述传感器接入端口包括RS-485/422、RS-232C、格雷码接口、AD接口、继电器接口和SDI-12接口。

进一步的，所述智能传感器模块2包括第二数据处理单元21、第二接口单元22和第二防盗单元24；所述第二数据处理单元21分别与第二接口单元22、第二防盗单元24、第二无线通信单元23连接；所述传感器单元3与第二接口单元连接22；所述第二接口单元22包括光耦输出接口221、光耦输入接口222、IO驱动接口223、RS-485接口224、格雷码接口225、AD接口226和继电器接口227。

进一步的，所述第一防盗单元、第二防盗单元均采用GPS/BD防盗单元。

采用GPS/BD防盗单元，可以实现以下防盗作用：1.非法位移：当RBOX设备被移动时，会触发相应报警信息；2.设备主电源掉电：RBOX主电源断电，例如：当是交流220V点接入时，突然停电了，就会触发主电源掉电报警；3.设备工作电压过低：RBOX当切换为蓄电池供电时，出现供电电压过低时触发报警。

进一步的，所述客户端模块5包括手机端51和PC端52。

用户可以在PC端和手机端同时控制系统，监测系统状况，获取系统数据。

进一步的，所述智能RTU1设有RJ45通信单元15。

可以接入互联网，与服务器模块通过互联网连接。

进一步的，所述服务器模块采用云端服务器。

为了更好说明本系统的运行情况，下面将进一步描述本系统的工作情况：在每个需要检测的站点，设置有一个传感器模块2，传感器模块2与传感器单元连接，传感器单元连接水压计31、流量计32、墒情仪33、气压计34、雨量计35、温度计36、风向计37和湿度计38等传感器，收集站点水文信息，并通过ZigBee网络传送给智能RTU；在一定区域内，设置有一个智能RTU1，智能RTU1负责接收传感器模块2传送的水文信息，并上传到云端服务器进行保存；同时云端服务器将实时数据通知客户端，客户端包括手机端；用户可以直接通过手机gsm网络，获取和设置智能RTU的参数，实现监测系统的远程操控。

Claims (10)

1.一种具有多波段组网的智能RTU监测系统，其特征在于，所述系统包括至少一个智能RTU、至少一个智能传感器模块、传感器单元、服务器模块和客户端模块；所述智能RTU设置有第一无线通信单元；所述智能传感器模块设置有第二无线通信单元；所述传感器单元与智能传感器模块数据连接；所述智能RTU、智能传感器模块、服务器模块和客户端模块之间通过第一无线通信单元通信连接；所述智能传感器模块通过第二无线通信单元与第一无线通信单元通信连接。

2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述第一无线通信单元包括北斗通信单元、无线233通信单元、无线433通信单元、Zigbee 通信单元、GSM通信单元、WIFI单元、蓝牙通信单元、短波通信单元或超短波通信单元中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述传感器单元包括水压计、流量计、墒情仪、气压计、雨量计、温度计、风向计或湿度计中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述智能RTU还包括第一数据处理单元、第一接口单元、第一防盗单元；所述第一数据处理单元分别和第一防盗单元、第一接口单元、第一无线通信单元数据连接；所述第一接口单元包括传感器接入端口和通信接入端口。

5.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述智能传感器模块还包括第二数据处理单元、第二接口单元、和第二防盗单元；所述第二数据处理单元分别与第二接口单元、第二防盗单元连接、第二无线通信单元连接；所述传感器单元与第二接口单元连接；所述第二接口单元包括光耦输出接口、光耦输入接口、IO驱动接口、格雷码接口、AD接口、继电器接口和RS-485接口；所述第二无线通信单元采用ZigBee通信单元。

6.根据权利要求4所述系统，其特征在于，所述第一防盗单元采用GPS/BD防盗单元。

7.根据权利要求5所述系统，其特征在于，所述第二防盗单元采用GPS/BD防盗单元。

8.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述客户端模块包括手机端和PC端。

9.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述智能RTU设有RJ45通信单元。

10.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述服务器模块采用云端服务器。