CN208597179U - 基于窄带物联网的水务远程监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于窄带物联网的水务远程监控系统，包括数据采集终端、通过所述NB‑Lot通信单元与所述数据采集终端通信连接的NB‑LOT平台以及通过无线通信单元与所述NB‑LOT平台通信连接的远程监控终端。其中，数据采集终端用于采集井盖数据、消火栓数据和水表数据；NB‑LOT平台用于将接收到的所述井盖数据、消火栓数据和水表数据上传到网络或从网络获取控制数据并发送到数据采集终端；远程服务器用于接收所述NB‑LOT平台上传的数据并对接收到的数据进行监控。

Description

基于窄带物联网的水务远程监控系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于窄带物联网的水务远程监控系统。

背景技术

随着中国城市化进程的加快，水务行业的重要性日益凸显，目前已基本形成政府监管力度不断加大、政策法规不断完善，水务市场投资和运营主体多元化、水工程技术水平提升，供水管网分布日益科学合理、供水能力大幅增强，水务行业市场化、产业化程度加深，水务投资和经营企业发展壮大的良好局面。

水务服务是公共服务的核心内容，是实现水务服务现代化的核心主体。是城市现代化的重要组成部分，是经济和社会可持续发展的重要保障，是影响国民经济发展全局的先导基础产业，对促进国民经济发展和人民生活水平的提高发挥着重要作用。

长期以来，供水行业在运营管理中存在许多痛点，如:因供水设施故障导致的漏损问题、因水表故障导致的贸易纠纷问题、因人工费用上升导致的运营成本增加问题等等。

产销差居高不下将直接影响供水企业的经济效益。据中国城镇供水排水协会2016年《城市供水统计年鉴》统计，2015年国内603个建制市供水企业平均产销差率为20.72％，按照建制市供水量415亿立方米计算，2015年603个建制市产销差水量(即管网漏损、计量损失、盗用水、无收益用水等)约86亿立方米，相当于每年漏损悼三峡水库五分之一的库容量。产销差主要来自几个方面，一是物理漏损，主要是供水管网的漏损，这类漏损由于管网大多埋于地下而不易及时发现；二是表现漏损，主要是水表计量误差；三是免费及非法用水等。虽然针对产销差问题，国内许多供水企业采取了很多防控措施，但由于供水区域大、人工监控成本高、人工管理滞后等原因，产销差控制形势依然严峻。

水表作为供水企业与用户进行贸易结算的重要依据，一旦出现故障或者人工抄录数据错误等情况，都势必导致客户或供水企业利益受损。目前，大多数供水企业都是通过人工以1个月、2个月甚至更长时间为周期抄读一次水表，发现问题的周期长、历史用水状况无法还原，需耗费大量人力物力解决纠纷。同时，由于水表人工管理周期长，易产生违法用水行为，从而增加了供水企业的负担。

随着城市的供水管网规模不断增大，面临的安全问题也日益增多，例如防范水务井盖被非法开启，对井中的设备、仪表产生破坏；如何掌握消防栓是否有损坏，对周边建筑设施产生影响；如何监测地下管网是否发生漏水事故，对道路安全产生影响等。

如何利用工业物联网的技术发展，能够低成本，低功耗的采集海量的监测数据，并通过对大量的数据分析处理，对水务设施做到掌控，对水务的运营和发展提供智能化的指导，是当下水务发展的热点和重要方向。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于窄带物联网的水务远程监控系统，其可以对水务系统进行实时监控。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于窄带物联网的水务远程监控系统，包括：

数据采集终端，用于采集井盖数据、消火栓数据和水表数据；

NB-Lot平台，通过所述NB-Lot通信单元与所述数据采集终端通信连接，用于将接收到的所述井盖数据、消火栓数据和水表数据上传到网络或从网络获取控制数据并发送到数据采集终端；

远程服务器，通过无线通信单元与所述NB-Lot平台通信连接，用于接收所述NB-Lot平台上传的数据并对接收到的数据进行监控。

进一步地，所述远程监控终端包括：

远程服务器，通过无线通信单元与所述NB-Lot平台通信连接，用于接收所述NB-Lot平台上传的数据并对接收到的数据进行监控；

移动终端，通过无线通信单元与所述远程监控终端通信连接，用于从所述远程监控终端获取监控数据并予以显示。

进一步地，所述数据采集终端包括井盖数据采集单元、消火栓数据采集单元和水表数据采集单元；

所述井盖数据采集单元包括用于获取井盖位置信息和状态信息的位置状态传感器单元以及与所述位置状态传感器单元电连接的第一数据处理器；所述第一数据处理器通过NB-Lot通信单元与所述NB-Lot平台连接；

所述消火栓数据采集单元包括用于获取消火栓内部水压数据的压力传感器以及与所述压力传感器电连接的第二数据处理器；所述第二数据处理器通过NB-Lot通信单元与所述NB-Lot平台连接；

所述水表数据采集单元包括用于获取水表读数的数字信息采集单元以及与所述数字信息采集单元电连接的第三数据处理器；所述第二数据处理器通过NB-Lot通信单元与所述NB-Lot平台连接。

进一步地，所述第一数据处理器与过NB-Lot通信单元之间、所述第二数据处理器与过NB-Lot通信单元之间和所述第三数据处理器与过NB-Lot通信单元之间均设有加密单元。

进一步地，所述位置状态传感器单元为电子罗盘。

进一步地，所述电子罗盘包括内置于所述井盖中的包括GPS-NEO芯片，以及与所述GPS-NEO芯片连接的低压差线性稳压器和存储器。

进一步地，所述远程监控终端包括服务器以及分别与所述服务器连接的解码器、存储器、显示器和报警器。

本实用新型的有益效果为：

1、通过数据采集终端用于采集井盖数据、消火栓数据和水表数据，从而判断井盖当前的开启状态和移位信息、消火栓阀门是否处于开启状态以及水表读数实现水务检测。并且，数据采集终端采用超低能耗设计，使用4节5号电池可以持续工作3年。安装方便，无需布线。

2、采用NB网络接入，NB网络覆盖范围广，适应各种环境下的数据通信，且监测网络可以容纳数十万个前端监测点，网络容纳能力大，数据采集密度高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型一个实施例的结构示意图；

图2为本实用新型一个实施例的数据采集终端的原理图；

图3为本实用新型一个实施例的电子罗盘的原理图。

具体实施方式

如图1所示的基于窄带物联网的水务远程监控系统，包括数据采集终端、通过所述NB-Lot通信单元与所述数据采集终端通信连接的NB-Lot平台以及通过无线通信单元与所述NB-Lot平台通信连接的远程监控终端。下面分别对数据采集终端、NB-Lot平台和远程监控终端进行详细描述：

上述数据采集终端用于采集井盖数据、消火栓数据和水表数据，其包括井盖数据采集单元、消火栓数据采集单元和水表数据采集单元，如图2所示。

所述井盖数据采集单元包括用于获取井盖当前的位置信息和状态信息的位置状态传感器单元以及与所述位置状态传感器单元电连接的第一数据处理器；所述位置状态传感器单元为内置于井盖中的电子罗盘，用于检测井盖当前的开启状态和移位信息，位置状态传感器单元将采集到的数据以数字信息的方式传送到第一数据处理器。

其中，所述位置状态传感器单元为电子罗盘。如图3所述，所述电子罗盘具体包括内置于所述井盖中的包括GPS-NEO芯片，以及与所述GPS-NEO芯片连接的低压差线性稳压器和存储器。电子罗盘位置感应器感应十分灵敏，可以检测到微小的磁场夹角、平移距离。传输信号使用的NB网络的信号增益为现行3G、4G网络的4倍以上，针对地下室、遮挡严重空间等区域的通信有很大优势，同时NB网络使用服务商网络进行传输，避免了布置私有通信网络中继转发的投入。两种新技术的结合可以实现简单、低廉、可靠的水务井盖监测。此外，传统的井盖监测装置使用接触式的触点开关，使用一段时间后触点易氧化失效。基于电子罗盘及窄带物联网(NB-Iot)技术的井盖监测终端采用电子罗盘磁场感应方式，无磨损器件存在，长时间使用可靠性高。

所述消火栓数据采集单元包括用于获取消火栓内部水压数据的压力传感器以及与所述压力传感器电连接的第二数据处理器；压力传感器单元负责采集消火栓内部水压数据采集到的数据以数字信息的方式传送到第二数据处理器，通过水压数据判断消火栓阀门是否处于开启状态。

所述水表数据采集单元包括用于获取水表读数的数字信息采集单元以及与所述数字信息采集单元电连接的第三数据处理器；数字信息采集单元负责将智能水表的用水量数字化信号量采集并输出到第三数据处理器。

并且，所述第一数据处理器、第二数据处理器和第三数据处理器用于将位置状态传感器单元、消火栓数据采集单元和水表数据采集单元采集到的数据进行数据打包后通过NB-Lot通信单元上传至NB-Lot平台存储。

NB-Lot为英文Narrow Band Internet of Things的缩写，即基于窄带蜂窝物联网络，其具有低功耗、网络稳定以及抗干扰能力强的有点；并且NB的信号增益为现行3G、4G网络的4倍以上，针对地下室、遮挡严重空间等区域的通信有很大优势，同时NB网络使用服务商网络进行传输，避免了布置私有通信网络中继转发的投入。其中，NB-Lot通信单元可采用华为海思芯片，第一数据处理器、第二数据处理器和第三数据处理器可为Exynos4412处理器。

所述第一数据处理器与过NB-Lot通信单元之间、所述第二数据处理器与过NB-Lot通信单元之间和所述第三数据处理器与过NB-Lot通信单元之间均设有加密单元。加密单元采用专有协议加密，且通过通信服务商NB网络传输，具有专业安全等级认证，系统安全性高。

上述NB-Lot平台用于将接收到的所述井盖数据、消火栓数据和水表数据进行存储并上传到网络或从网络获取控制数据并发送到数据采集终端。

上述远程监控终端用于接收所述NB-Lot平台上传的数据并对接收到的数据进行监控。其中，远程监控终端包括通过无线通信单元分别与所述NB-Lot平台通信连接的远程服务器和移动终端。

远程服务器用于接收所述NB-Lot平台上传的数据并对接收到的数据进行监控，其包括服务器以及分别与所述服务器连接的解码器、存储器、显示器和报警器。远程服务器通过Internet网络及NB-Lot平台接口获取前端终端上传数据进行本地数据存储、显示、数据分析、报警信息推送，实现对水务系统前端设备的实时监测。其中，远程服务器可采用华为RH2288。

移动终端用于从所述远程监控终端获取监控数据并予以显示，以方便用户实时掌握水务情况。其中，移动终端可为客户端计算机或配有相应APP的手机、平板电脑等移动设备。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种基于窄带物联网的水务远程监控系统，其特征在于，包括：

数据采集终端，用于采集井盖数据、消火栓数据和水表数据；

NB-Lot平台，通过所述NB-Lot通信单元与所述数据采集终端通信连接，用于将接收到的所述井盖数据、消火栓数据和水表数据上传到网络或从网络获取控制数据并发送到数据采集终端；

远程监控终端，通过无线通信单元与所述NB-Lot平台通信连接，用于接收所述NB-Lot平台上传的数据并对接收到的数据进行监控。

2.根据权利要求1所述的基于窄带物联网的水务远程监控系统，其特征在于，所述远程监控终端包括：

远程服务器，通过无线通信单元与所述NB-Lot平台通信连接，用于接收所述NB-Lot平台上传的数据并对接收到的数据进行监控；

移动终端，通过无线通信单元与所述远程监控终端通信连接，用于从所述远程监控终端获取监控数据并予以显示。

3.根据权利要求1或2所述的基于窄带物联网的水务远程监控系统，其特征在于，所述数据采集终端包括井盖数据采集单元、消火栓数据采集单元和水表数据采集单元；

所述井盖数据采集单元包括用于获取井盖位置信息和状态信息的位置状态传感器单元以及与所述位置状态传感器单元电连接的第一数据处理器；所述第一数据处理器通过NB-Lot通信单元与所述NB-Lot平台连接；

所述消火栓数据采集单元包括用于获取消火栓内部水压数据的压力传感器以及与所述压力传感器电连接的第二数据处理器；所述第二数据处理器通过NB-Lot通信单元与所述NB-Lot平台连接；

所述水表数据采集单元包括用于获取水表读数的数字信息采集单元以及与所述数字信息采集单元电连接的第三数据处理器；所述第三数据处理器通过NB-Lot通信单元与所述NB-Lot平台连接。

4.根据权利要求3所述的基于窄带物联网的水务远程监控系统，其特征在于，所述第一数据处理器与过NB-Lot通信单元之间、所述第二数据处理器与过NB-Lot通信单元之间和所述第三数据处理器与过NB-Lot通信单元之间均设有加密单元。

5.根据权利要求3所述的基于窄带物联网的水务远程监控系统，其特征在于，所述位置状态传感器单元为电子罗盘。

6.根据权利要求5所述的基于窄带物联网的水务远程监控系统，其特征在于，所述电子罗盘包括内置于所述井盖中的包括GPS-NEO芯片，以及与所述GPS-NEO芯片连接的低压差线性稳压器和存储器。

7.根据权利要求5所述的基于窄带物联网的水务远程监控系统，其特征在于，所述远程监控终端包括服务器以及分别与所述服务器连接的解码器、存储器、显示器和报警器。