CN206489411U - 一种用于地下综合管廊的区域监测控制设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于地下综合管廊的区域监测控制设备，包括微控制器，与微控制器连接的以太网控制模块，所述以太网控制模块通过以太网与路由设备连接，所述路由设备与监控中心的服务器连接；还包括铺设在管廊内部或埋设在管廊外部的传感光纤，与传感光纤连接的解调设备，与解调设备连接的工控PC机，所述工控PC机也通过以太网与路由设备连接；所述微控制器配有两个数字量输入输出模块和两个模拟量输入输出模块。既是管廊监控节点的控制中心，又是整个城市地下管廊监控系统的控制节点，分区内的采样与控制自动完成，系统内的采样与控制远程自动完成，优化控制流程，将本地控制与远程控制有机结合，实现管廊监控智能化。

Description

一种用于地下综合管廊的区域监测控制设备

技术领域

本实用新型属于管廊监测技术领域，具体涉及一种用于地下综合管廊的区域监测控制设备。

背景技术

城市地下综合管廊指能够容纳各种城市基础设施管线的构筑物及附属设施，它解决了城市地下各种管线(例如：给水、排水、燃气、热力、电力、通信、广电等管线)出现问题，反复开挖地面的“马路拉链”问题，将地下各种管线集中铺设在管廊中，集约化利用土地，改善城市地面景观。

城市地下综合管廊内所容纳的各种管线是管廊系统的服务对象，提供一个安全、可靠且占地空间最小的管线路由是综合管廊的价值所在。为了确保管廊的运行安全，国标GB-50838专门规范了管廊附属设施的技术要求。这些附属设施都是管廊运维的主要手段，它们包括消防系统、通风系统、供电系统、照明系统、监控与报警系统、排水系统、标识系统等。其中监控与报警系统又是综合管廊安全运维的关键系统。当前市场上尚未出现专门用于综合管廊的区域监测控制设备，只能将常规网络交换机、网络控制器等设备临时组合，分别控制管廊内的相关设备，所用设备较多，成本较高并且故障节点多，在综合管廊的恶劣环境下长时间工作，易发生设备故障，导致监控系统瘫痪。

实用新型内容

本实用新型提供的一种用于地下综合管廊的区域监测控制设备，所述区域监测控制设备包括微控制器，与微控制器连接的以太网控制模块，所述以太网控制模块通过以太网与路由设备连接，所述路由设备与监控中心的服务器连接；所述区域监测设备还包括铺设在管廊内部或埋设在管廊外部的传感光纤，与传感光纤连接的解调设备，与解调设备连接的工控PC机，所述工控PC机也通过以太网与路由设备连接；所述微控制器配有两个数字量输入输出模块和两个模拟量输入输出模块。

优选的，所述微控制器采用ARM-Cortex系列内核，每个数字量输入输出模块含有16个数字量输入端口和8个数字量输出端口，每个模拟量输入输出模块含有8个模拟量输入端口和2个模拟量输出端口。

进一步的，所述微控制器的模拟量输入端口连接气体传感器。

进一步的，所述微控制器的数字量输入端口连接高低液位探测器或超高液位探测器或红外双鉴探测器或温湿度传感器或风机或水泵中的一种或几种。

进一步的，所述数字量输出端口连接风机或水泵或报警器或照明灯具中的一种或几种。

更进一步的，所述区域监测控制设备还包括UPS模块。

本实用新型的有益效果：

集成了工业级网络通信模块和可编程控制单元MCU于一体，兼具网络通信和监测控制功能，代替了网络交换机、网络控制器等设备临时组合，分别控制管廊内的相关设备，降低成本，减少故障节点，便于维护；通过在管廊内部铺设传感光纤或在管廊外部埋设传感光纤，并对传感光纤采集的光信号进行解调的分布式光纤传感系统对管廊内部例如水管等管线进行振动、温度监测，以及对管廊外部非法入侵、蓄意破坏等进行监测，使得管廊监控系统功能更加完善，而且分布式光纤传感系统具有抗腐蚀、耐高温高压、抗电磁辐射等优势，在地下恶劣环境下工作也非常可靠，还具有检测精度高的优势；通过各种传感器实时采集管廊内监测对象的传感数据，并对采集的数据进行分析，能够监控综合管廊的安全，保证综合管廊稳定运行；通讯方式可以采用环网的通讯方式，实现远距离通讯，简化通讯布线，提供给其他设备通讯接口，将数据传输到远程服务器；带有在线式UPS不间断电源模块，当市电发生断电情况时，可为本实用新型设备持续供电2小时，确保整个管廊监控系统的稳定性，有效地解决了管廊内供电不稳定的问题。

附图说明

图1是本实用新型原理框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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仅用于解释本实用新型，不能理解为对本实用新型具体保护范围的限定。

实施例

参照图1，所述一种用于地下综合管廊的区域监测控制设备，所述区域监测控制设备包括微控制器，与微控制器连接的以太网控制模块，所述以太网控制模块以1000M主干带宽环网型工业级以太网交换机为核心，可按综合管廊内各子系统需求配置接口，可以接入10路以上高清1080P视频监控数据、管廊无线网络覆盖信号等以太网型设备，并可为管廊内的火灾报警系统提供独立的传输通道。所述以太网控制模块通过以太网与路由设备连接，所述路由设备与监控中心的服务器连接。所述以太网控制模块可选配8个、16个或24个网络接口，可将管廊内设备周边的高清视频监控信号通过本实施例区域监测控制设备上传至监控中心，支持环网通信，可以采用手拉手的方式将管廊内的监测信号采集设备连接起来，既保证了通信的稳定性同时又节约了通信光缆的使用量。

所述区域监测设备还包括铺设在管廊内部或埋设在管廊外部的传感光纤，与传感光纤连接的解调设备，与解调设备连接的工控PC机，所述工控PC机也通过以太网与路由设备连接。所述传感光纤、解调设备和工控PC机组成分布式光纤传感系统，所述分布式光纤传感系统可以为基于布里渊散射原理的应变和温度传感系统[BOTDA(R)]，或者基于拉曼散射原理的温度传感系统(ROTDR)，或者基于干涉原理的振动检测系统，或者基于偏振态检测原理的振动传感系统(POTDR)，或者基于窄线宽光源相干相位检测的应变传感系统(Φ–OTDR)等。传感光纤采集温度、振动、应变等信号，由解调设备完成对上述信号的解调并上传工控PC机，完成信号的处理并上传至监控中心，所述工控PC机端也可以对处理后的数据进行实时显示。监控中心根据泄漏事件或入侵事件点反馈的故障信息，就可以高效、科学地安排抢修工作。所述城市地下管廊众多，解调设备和工控PC机的数量根据需要设置，不局限于本实施例原理框图中的一个。

所述微控制器配有两个数字量输入输出模块和两个模拟量输入输出模块，图1中只示出一个。本实施例微控制器采用ARM-Cortex系列内核，每个数字量输入输出模块含有16个数字量输入端口和8个数字量输出端口，每个数字输入输出模块可以一体化协同工作，由微控制器集中逻辑控制，各端口拥有独立的保护电路及ESD防护；每个模拟量输入输出模块含有8个模拟量输入端口和2个模拟量输出端口，可配置为电压/电流型接口，可以一体化协同工作，由微控制器集中逻辑控制，各端口拥有独立的保护电路及ESD防护。所述微控制器还配有1个RS232接口、5个RS485接口，支持Modbus协议。

所述微控制单元的模拟量输入端口连接气体传感器，所述气体传感器包括甲烷气体传感器、二氧化碳气体传感器等。管廊内的风机的工作状态、故障信号可以接入到微控制器的数字量输入端口，风机的启停信号可以接入微控制器的数字量输出端口。一旦管廊内的有害气体超标，设备可以自动启动该区域的风机进行通风，同时还可以实时监测管廊内的风机的工作状态和故障情况，并将信号通过以太网控制模块传回监控中心。

管廊内每个防火分区设有集水坑，用于收集管廊内的雨水积水，集水坑内设有高低液位探测器，所述高低液位探测器信号可以直接接入微控制器的数字量输入端口。管廊内的水泵的工作状态、故障信号可以接入微控制器的数字量输入端口，水泵的启停信号可以接入微控制器的数字量输出端口。一旦集水坑液位达到较高的状态，设备可以自动启动该集水坑的水泵进行排水；当集水坑液位达到较低的状态，系统可以自动停止该集水坑的水泵。集水坑还设有超高液位探测器，所述超高液位探测器信号可以直接接入微控制器的数字量输入端口，一旦集水坑液位超高，可以直接通过以太网控制模块向监控中心发送报警信号。

管廊的投料口、人孔设有红外双鉴探测器，所述红外双鉴探测器信号接入微控制器的数字量输入端口，一旦有可疑人员非法闯入，可以直接通过以太网控制模块向监控中心发送报警信号。管廊内设有声光报警器，所述声光报警器控制信号接入微控制器的数字量输出端口，一旦发生报警时，可以联动声光报警器，对闯入人员起到警示作用。

管廊内每个防火分区的照明控制信号接入微控制器的数字量输出端口，监控中心工作人员可以通过以太网控制模块远程控制管廊内所有照明灯具的开启和关闭。管廊内还设有温湿度传感器，以监测管廊内部温度与湿度情况，所述温湿度传感信号接入微控制器的数字量输入端口即可。

所述区域监测控制设备还包括UPS模块，可以为区域监测控制设备提供大于2H小时的应急电源服务。平时将管廊内的市电整流稳压后给区域监测控制设备供电，确保设备用电的清洁；当市电发生断电情况时，UPS模块确保整个管廊监控系统的稳定性。

Claims (6)

1.一种用于地下综合管廊的区域监测控制设备，其特征在于：所述区域监测控制设备包括微控制器，与微控制器连接的以太网控制模块，所述以太网控制模块通过以太网与路由设备连接，所述路由设备与监控中心的服务器连接；所述区域监测设备还包括铺设在管廊内部或埋设在管廊外部的传感光纤，与传感光纤连接的解调设备，与解调设备连接的工控PC机，所述工控PC机也通过以太网与路由设备连接；所述微控制器配有两个数字量输入输出模块和两个模拟量输入输出模块。

2.根据权利要求1所述的用于地下综合管廊的区域监测控制设备，其特征在于：所述微控制器采用ARM-Cortex系列内核，每个数字量输入输出模块含有16个数字量输入端口和8个数字量输出端口，每个模拟量输入输出模块含有8个模拟量输入端口和2个模拟量输出端口。

3.根据权利要求2所述的用于地下综合管廊的区域监测控制设备，其特征在于：所述微控制器的模拟量输入端口连接气体传感器。

4.根据权利要求2所述的用于地下综合管廊的区域监测控制设备，其特征在于：所述微控制器的数字量输入端口连接高低液位探测器或超高液位探测器或红外双鉴探测器或温湿度传感器或风机或水泵中的一种或几种。

5.根据权利要求2所述的用于地下综合管廊的区域监测控制设备，其特征在于：所述数字量输出端口连接风机或水泵或报警器或照明灯具中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的用于地下综合管廊的区域监测控制设备，其特征在于：所述区域监测控制设备还包括UPS模块。