CN205809598U - 一种基于物联网的水利自动化管理平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于物联网的水利自动化管理平台，包括设备层、应用层、感知层和网络层，设备层、感知层及应用层通过网络层连接；设备层包括设备层控制终端及水利设备，感知层包括感知终端及传输单元，传输单元包括智能无线信息采集终端，应用层包括智能决策系统及上位机；智能无线信息采集终端将感知终端传来的数据交付给上位机处理，上位机结合智能决策系统的数据进行处理，并将控制命令反馈给智能无线信息采集终端，智能无线信息采集终端发送信息给设备层控制终端以控制水利设备。本实用新型提供的一种基于物联网的水利自动化管理平台，适用于各种大型的水利、市政排水等管理系统，实现准确测量和稳定控制，提高了效率及管理水平。

Description

一种基于物联网的水利自动化管理平台

技术领域

本实用新型涉及水利控制管理领域，尤其涉及一种稳定控制的一种基于物联网的水利自动化管理平台。

背景技术

随着科技的迅猛发展及社会文明程度的快速加深，自动化系统与信息化技术得到了大力发展，已经深深融入到人们的生活和工作之中。

水利工程，作为国家改革图强的重要命脉，牵动着生态、经济、社会、民生等方方面面，也就是说，水利工程的进步将会使国家的发展产生质的飞跃。水利工程有分布范围宽，节点距离远，相互协调关联要求高，需要全天候监控，现场基础条件差等自身特点。传统方式为了能实现全面“管控”需要花费大量的人力、物力和财力，但效果却仍然不乐观。

物联网主要包括“全面感知、可靠传送、智能处理”三项功能，这为全面感知水利、管理水利、智能决策提供了重要的发展机遇。为研发低成本、实用性强的水利系统智能测控产品提供了广阔的发展空间。以高效、快捷的自动化系统与信息化技术改变水利工程的现状是未来水利工程的必然方向。加快水利自动化步伐,以水利工程自动化带动水利现代化,是一项事关水利发展全局的重大战略任务,是顺应全球自动化发展潮流的迫切需要,是武装和改造传统水利的迫切需要,是发展民生水利的迫切需要,是提高水利管理能力和水平的迫切需要,是推动水利部门职能转变的迫切需要。

CN203301531U公开了水利物联网管理系统，包括监测设备、综合信息采集器和主控制台，其特征在于：所述的监测设备基于ZigBee网络，所述的综合信息采集器包括多路A/D复用传感器采集通道，所述的多路A/D复用传感器采集通道与监测设备连接，所述的综合信息采集器通过wifi网络、3G网络或GPRS网络与主控制台进行数据传输。该实用新型提供的水利物联网管理系统，仅仅对水文、水质、闸门的实时信息的采集，管理不全面。

实用新型内容

为克服现有技术中存在上述的问题，本实用新型提供了一种基于物联网的水利自动化管理平台。

本实用新型提供的一种基于物联网的水利自动化管理平台，包括设备层及应用层，其中，还包括感知层和网络层，设备层、感知层及应用层通过网络层连接；设备层包括设备层控制终端及与设备层控制终端连接的水利设备，感知层包括多个感知终端及与感知终端连接的传输单元，传输单元包括多个智能无线信息采集终端，应用层包括智能决策系统及与智能决策系统连接的上位机；智能无线信息采集终端将感知终端传来的数据交付给应用层的上位机处理，上位机结合智能决策系统的数据进行处理，并将控制命令反馈给智能无线信息采集终端，智能无线信息采集终端再发送信息给设备层控制终端，设备层控制终端控制水利设备。

在一些实施方式中，水利设备包括河道液位信息采集设备、雨量信息采集设备、气候预警设备、信息处理设备、信息发布设备、水泵控制设备及水闸控制设备。

在一些实施方式中，设备层控制终端包括微处理器，及与微处理器连接有电源、时钟电路、复位电路及检测模块电路，的检测电路包括与气候预警设备连接的空气温湿度检测模块电路、与河道液位信息采集设备连接的河道液位模块检测电路、与水闸控制设备连接的水闸位置检测模块电路、与水泵控制设备连接的水泵运行状态检测模块电路及与雨量信息采集设备连接的雨量检测模块电路。

在一些实施方式中，感知终端包括RFID标签设备、与RFID标签设备连接的读写器、传感器、与传感器连接的MM终端、摄像头及GNSS系统。

在一些实施方式中，网络层包括有线网、无线网、网络管理系统及云计算平台，负责传递感知层获取的信息。

在一些实施方式中，感知终端与智能无线信息采集终端通过无线网连接有网络节点，网络节点无线连接上位机。

在一些实施方式中，上位机包括本地上位机及远程上位机，当没有设置本地上位机时，智能无线信息采集终端采集到的数据通过网络层按照路由算法传输至远程上位机处理。

在一些实施方式中，智能决策系统包括基于云端的模型库、知识库、数据库、智能分析决策软件、专家支持系统、人机交互界面。

本实用新型提供的一种基于物联网的水利自动化管理平台，与现有技术相比，具有以下优点：

1、本实用新型提供的一种基于物联网的水利自动化管理平台，是一种基于物联网的先进、实用、方便的自动化管理平台，适用于各种大型的水利、市政排水、供气、供电等管理系统；通过信息化的手段实现准确测量和稳定控制，从而提高了效率、节省了开支、优化了办公方式、提高了管理水平。其设备及功能先进，控制稳定可靠，可扩展性强，经济实用。

2、本实用新型提供的一种基于物联网的水利自动化管理平台，可以全方位感知水利相关信息及视频监控，同时向监控中心实时地提供数据信息。

3、本实用新型提供的一种基于物联网的水利自动化管理平台，采用了物联网技术，将信息直接发送至互联网上，快速更新信息，发生紧急情况时可以快速通知到位。

4、本实用新型提供的一种基于物联网的水利自动化管理平台，采用了无线传感网，把站区内的若干分区的工控信息和视频监控系统联系起来，对整个站区的水利基础信息和泵闸工作情况进行整体实时监控。

5、本实用新型提供的一种基于物联网的水利自动化管理平台，采用了互联网等通信技术连接，汇集到城市水利管理中心，管理中心就可以对整个辖区的水利状况进行宏观监控，整体分析，使物联网技术真正代替人力。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种实施方式的一种基于物联网的水利自动化管理平台的流程框图；

图2为图1所示的一种基于物联网的水利自动化管理平台中设备层的结构示意图；

图3为图1所示的一种基于物联网的水利自动化管理平台中感知层的结构示意图；

图4为图1所示的一种基于物联网的水利自动化管理平台中应用层的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1至图4示意性地显示了根据本实用新型一种实施方式的一种基于物联网的水利自动化管理平台。

如图1所示，本实用新型提供的一种基于物联网的水利自动化管理平台，包括设备层1、感知层2、网络层及应用层4，其中，设备层1、感知层2及应用层4通过网络层连接。

网络层包括有线网、无线网、网络管理系统及云计算平台，负责传递感知层2获取的信息。

如图1和图2所示，设备层1包括位于各站点的水利设备12，其水利设备12包括河道液位信息采集设备121、雨量信息采集设备122、气候预警设备123、信息处理设备124、信息发布设备125、水泵控制设备126及水闸控制设备127。另外还设有一控制上述水利设备12运行的设备层控制终端11，设备层控制终端11包括微处理器111，及与微处理器111连接有电源112、时钟电路113、复位电路114及检测模块电路115，检测电路115包括空气温湿度检测模块电路1151、河道液位模块检测电路1152、水闸位置检测模块电路1153、水泵运行状态检测模块电路1154及雨量检测模块电路1155。其中，空气温湿度检测模块电路1151与气候预警设备123连接，河道液位模块检测电路1152与河道液位信息采集设备121连接，水闸位置检测模块电路1153与水闸控制设备127连接，水泵运行状态检测模块电路1154与水泵控制设备126连接，雨量检测模块电路1155与雨量信息采集设备122连接。

如图1和图3所示，感知层2包括部署于各站点内的感知终端22及与感知终端22连接的传输单元21。其中，感知终端22包括RFID标签设备221、与RFID标签设备221连接的读写器222、传感器223、与传感器223连接的M2M终端224、摄像头225及GNSS系统226；传输单元21包括与各感知终端22连接的智能无线信息采集终端211，各感知终端22与智能无线信息采集终端211通过无线网连接有网络节点，智能无线信息采集终端211利用网络节点控制的感知终端22采集数据信息。网络节点不但具备信息采集、处理、发送的功能还兼为其他节点提供路由的功能，方便实现分布式传感器网络，并且实时地采集监控区域的水利信息。

如图1和图4所示，应用层4包括智能决策系统41及与智能决策系统41连接的上位机42。智能决策系统41包括基于云端的模型库、知识库、数据库、智能分析决策软件、专家支持系统、人机交互界面。上位机42包括本地上位机421及远程上位机422，当没有设置本地上位机421时，智能无线信息采集终端211采集到的数据通过网络层按照路由算法传输至远程上位机422处理。上述网络节点无线连接上位机42。

如图1所示，智能无线信息采集终端211将感知终端22传来的数据通过网络节点交付给应用层4的上位机42处理。作为优选的，当网络中添加了本地上位机421时，智能无线信息采集终端211将数据交付给本地上位机421处理，当没有设置本地上位机421时，智能无线信息采集终端211将采集到的数据通过网络层按照一定的路由算法传输到远程上位机422处理。若系统工作于自动模式，上位机41结合智能决策系统41的数据信息，做出智能判断并处理信息，处理完成后，将控制命令反馈给智能无线信息采集终端211，智能无线信息采集终端211再发送信息给设备层控制终端11，设备层控制终端11控制水利设备12，若系统工作于人工控制模式时，系统只会提供参考信息，而控制信号则由用户通过人机交互界面手动控制发出。

上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于物联网的水利自动化管理平台，包括设备层(1)及应用层(4)，其特征在于，还包括感知层(2)和网络层，所述设备层(1)、感知层(2)及应用层(4)通过所述网络层连接；所述设备层(1)包括设备层控制终端(11)及与设备层控制终端(11)连接的水利设备(12)，所述感知层(2)包括多个感知终端(22)及与所述感知终端(22)连接的传输单元(21)，所述传输单元(21)包括多个智能无线信息采集终端(211)，所述应用层(4)包括上位机(42)；

所述智能无线信息采集终端(211)将感知终端(22)传来的数据交付给所述应用层(4)的上位机(42)处理，所述上位机(42)对数据进行处理，并将控制命令反馈给所述智能无线信息采集终端(211)，所述智能无线信息采集终端(211)再发送信息给所述设备层控制终端(11)，所述设备层控制终端(11)控制所述水利设备(12)。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水利自动化管理平台，其特征在于，所述水利设备(12)包括河道液位信息采集设备(121)、雨量信息采集设备(122)、气候预警设备(123)、信息处理设备(124)、信息发布设备(125)、水泵控制设备(126)及水闸控制设备(127)。

3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的水利自动化管理平台，其特征在于，所述设备层控制终端(11)包括微处理器(111)，及与所述微处理器(111)连接有电源(112)、时钟电路(113)、复位电路(114)及检测模块电路(115)，所述的检测电路(115)包括与所述气候预警设备(123)连接的空气温湿度检测模块电路(1151)、与所述河道液位信息采集设备(121)连接的河道液位模块检测电路(1152)、与所述水闸控制设备(127)连接的水闸位置检测模块电路(1153)、与所述水泵控制设备(126)连接的水泵运行状态检测模块电路(1154)及与所述雨量信息采集设备(122)连接的雨量检测模块电路(1155)。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水利自动化管理平台，其特征在于，所述感知终端(22)包括RFID标签设备(221)、与RFID标签设备(221)连接的读写器(222)、传感器(223)、与传感器(223)连接的M2M终端(224)、摄像头(225)及GNSS系统(226)。

5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的水利自动化管理平台，其特征在于，所述网络层包括有线网、无线网、网络管理系统及云计算平台，负责传递所 述感知层(2)获取的信息。

6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的水利自动化管理平台，其特征在于，所述感知终端(22)与所述智能无线信息采集终端(211)通过所述无线网连接有网络节点，所述网络节点无线连接所述上位机(42)。

7.根据权利要求1或6所述的一种基于物联网的水利自动化管理平台，其特征在于，所述上位机(42)包括本地上位机(421)及远程上位机(422)，当没有设置本地上位机(421)时，所述智能无线信息采集终端(211)采集到的数据通过网络层按照路由算法传输至所述远程上位机(422)处理。