CN209280026U - 一种基于传感监测预警管道状态的智慧水务管道管理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于传感监测预警管道状态的智慧水务管道管理系统，主控制器分别连接阈值判断运算单元、人机交互单元、报警单元、执行单元、短信单元、通信单元、数据寄存器组；数据寄存器组分别连接进水流量数据处理电路、出水流量数据处理电路、压力数据处理电路、水温数据处理电路；阈值判断运算单元分别连接有减法运算单元、压力数据处理电路、水温数据处理电路；减法运算单元连接有进水流量数据处理电路和出水流量数据处理电路；执行单元连接电动阀门；水务管道监控中心与通信单元无线连接。本实用新型实时监测水管的状态，并可提早预警，当发生故障时可紧急启动应急处置，并及时响应多方式报警，提醒运维人员快速维护，减少损失。
Description
技术领域
本实用新型涉及智慧水务技术领域，特别涉及一种基于传感监测预警管道状态的智慧水务管道管理系统。
背景技术
地下自来水管网是城市最重要的基础设施之一，但因为早期对地下自来水管线的管理观念落后，规划滞后，出现地下自来水管线布置空间格局混乱，且部分自来水管道建设年代较久远，老化严重，漏损严重，而早期对自来水管道施工图纸的管理不够完善，造成施工图纸缺失，技术人员无法及时判断漏损管道位置，造成大量人力物力资源浪费，影响人们日常生活。另外管龄长，管道老化，施工不良和人为破坏等情况容易引起地下水管的泄漏。目前，城市的地下水管泄漏检测主要采用人工巡检以及民众反映，泄漏点监测基本依赖人工判断，存在运维时间长，人工成本投入高等问题。地下水管缺少智能监测，不能有效地对泄漏点进行监测及定位，给运维人员带来了不少了挑战，造成了水资源的浪费。因此对地下自来水管网漏损的快速、有效控制显得尤为重要。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型提供了如下技术方案：一种基于传感监测预警管道状态的智慧水务管道管理系统，包括数据寄存器组、进水流量传感器、出水流量传感器、压力传感器、水温传感器、进水流量数据处理电路、出水流量数据处理电路、压力数据处理电路、水温数据处理电路、减法运算单元、阈值判断运算单元、主控制器、人机交互单元、报警单元、执行单元、电动阀门、短信单元、通信单元、水务管道监控中心；所述主控制器分别连接有阈值判断运算单元、人机交互单元、报警单元、执行单元、短信单元、通信单元、数据寄存器组；所述数据寄存器组分别连接进水流量数据处理电路、出水流量数据处理电路、压力数据处理电路、水温数据处理电路；所述阈值判断运算单元分别连接有减法运算单元、压力数据处理电路、水温数据处理电路；所述减法运算单元连接有进水流量数据处理电路和出水流量数据处理电路；所述执行单元连接电动阀门；所述水务管道监控中心与通信单元无线连接。
所述进水流量传感器：用于采集水管进水口水流流量信号；
所述出水流量传感器：用于采集水管出水口水流流量信号；
所述压力传感器：用于采集水管内水压信号；
所述水温传感器：用于采集水管内水温信号；
所述进水流量数据处理电路：用于对进水流量传感器的传感信号进行整形、滤波、模数转换；
所述出水流量数据处理电路：用于对出水流量传感器的传感信号进行整形、滤波、模数转换；
所述压力数据处理电路：用于将压力传感器的传感信号进行整形、滤波、模数转换；
所述水温数据处理电路：用于将水温传感器的传感信号进行整形、滤波、模数转换；
所述减法运算单元：用于将进水流量数据处理电路和出水流量数据处理电路输出的数字信号进行减法运算得出流量差值；
所述阈值判断运算单元：用于对减法运算单元输出的流量差值、压力数据处理电路输出的压力数值和水温数据处理电路输出的水温数值进行相应的阈值比较，输出各阈值比较结果至主控制器；
所述主控制器：用于接收阈值判断运算单元输入的阈值比较结果，判断水管的状态，驱动相应的执行单元、报警单元、人机交互单元、短信单元进行工作；
所述通信单元：用于实现主控制器与水务管道监控中心的无线通信；
所述人机交互单元：用于对阈值的设定输入，输入控制指令；用于显示阈值设定信息、传感监测信息和报警信息；
所述执行单元：主控制器输出执行指令给执行单元，执行单元根据执行指令控制电动阀门动作；
所述短信单元：用于将管道报警信息通过短信发送至水务维护人员；
所述电动阀门：用于接收执行单元的指令，进行阀门的开关动作；
所述水务管道监控中心：通过通信单元与主控制器进行数据交互，可远程控制电动阀门以及查看监测数据。
所述进水流量传感器和出水流量传感器分别安装于检测水管的两端。
所述通信单元采用GPRS无线通信方式。
所述报警单元包括蜂鸣器和指示灯。
所述人机交互单元包括LCD显示屏和按键；按键用于对阈值的设定输入，输入控制指令；LCD显示屏用于显示阈值设定信息、传感监测信息和报警信息。
本实用新型的有益效果：通过安装多类传感器，实时监测水管的状态、准确定位泄漏点，并根据管道情况提早预警，当发生故障时，可以紧急启动执行单元进行应急处置，并及时响应平台报警、短信报警，提醒运维人员快速维护，减少损失。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，本实用新型提供了一种基于传感监测预警管道状态的智慧水务管道管理系统，包括数据寄存器组、进水流量传感器、出水流量传感器、压力传感器、水温传感器、进水流量数据处理电路、出水流量数据处理电路、压力数据处理电路、水温数据处理电路、减法运算单元、阈值判断运算单元、主控制器、人机交互单元、报警单元、执行单元、电动阀门、短信单元、通信单元、水务管道监控中心；所述主控制器分别连接有阈值判断运算单元、人机交互单元、报警单元、执行单元、短信单元、通信单元、数据寄存器组；所述数据寄存器组分别连接进水流量数据处理电路、出水流量数据处理电路、压力数据处理电路、水温数据处理电路；所述阈值判断运算单元分别连接有减法运算单元、压力数据处理电路、水温数据处理电路；所述减法运算单元连接有进水流量数据处理电路和出水流量数据处理电路；所述执行单元连接电动阀门；所述水务管道监控中心与通信单元无线连接。
所述进水流量传感器：用于采集水管进水口水流流量信号；
所述出水流量传感器：用于采集水管出水口水流流量信号；
所述压力传感器：用于采集水管内水压信号；
所述水温传感器：用于采集水管内水温信号；
所述进水流量数据处理电路：用于对进水流量传感器的传感信号进行整形、滤波、模数转换；
所述出水流量数据处理电路：用于对出水流量传感器的传感信号进行整形、滤波、模数转换；
所述压力数据处理电路：用于将压力传感器的传感信号进行整形、滤波、模数转换；
所述水温数据处理电路：用于将水温传感器的传感信号进行整形、滤波、模数转换；
所述减法运算单元：用于将进水流量数据处理电路和出水流量数据处理电路输出的数字信号进行减法运算得出流量差值；
所述阈值判断运算单元：用于对减法运算单元输出的流量差值、压力数据处理电路输出的压力数值和水温数据处理电路输出的水温数值进行相应的阈值比较，输出各阈值比较结果至主控制器；
所述主控制器：用于接收阈值判断运算单元输入的阈值比较结果，判断水管的状态，驱动相应的执行单元、报警单元、人机交互单元、短信单元进行工作；
所述通信单元：用于实现主控制器与水务管道监控中心的无线通信；
所述人机交互单元：用于对阈值的设定输入，输入控制指令；用于显示阈值设定信息、传感监测信息和报警信息；
所述执行单元：主控制器输出执行指令给执行单元，执行单元根据执行指令控制电动阀门动作；
所述短信单元：用于将管道报警信息通过短信发送至水务维护人员；
所述电动阀门：用于接收执行单元的指令，进行阀门的开关动作；
所述水务管道监控中心：通过通信单元与主控制器进行数据交互，可远程控制电动阀门以及查看监测数据。
所述进水流量传感器和出水流量传感器分别安装于检测水管的两端。
所述通信单元采用GPRS无线通信方式。
所述报警单元包括蜂鸣器和指示灯。
所述人机交互单元包括LCD显示屏和按键；按键用于对阈值的设定输入，输入控制指令；LCD显示屏用于显示阈值设定信息、传感监测信息和报警信息。
优选的，本系统包括三种警报模式：
模式一：漏水模式。进水流量传感器和出水流量传感器安装于水管的两端，进水流量传感器、出水流量传感器监测水管的流量，减法运算单元计算进水口和出水口的流量差值，阈值判断运算单元将流量差值与系统设定的流量差阈值进行比较判断，如果流量差值超过流量差阈值，则系统判断水管存在漏水现象，并且根据各个传感器在系统中的编号，可以准确定点漏水位置。主控制器通过短信单元将水管漏水警报和问题水管定位发送给水务维护人员手机终端，也通过通信单元将问题水管的定位和警报发送给水务管道监控中心，主控制器发送指令给执行单元，实现电动阀门关闭。
模式二：高水压模式。压力传感器监测水管中水流对管壁的压力，若水流对管壁的压力大于阈值，则水管存在因为水压过大而爆裂的隐患，因此阈值判断运算单元判断出水管处于水压超标模式，主控制器通过短信单元将高水压警报和问题水管定位发送给水务维护人员手机终端，也通过通信单元将问题水管的定位和警报发送给水务管道监控中心，主控制器发送指令给执行单元，实现电动阀门关闭或者关小，以达到水管中水压减小的目的。
模式三：低温模式。水温传感器监测水管中自来水的温度，若水温低到冰点，则水管存在因为水冻结而爆裂的隐患，因此阈值判断运算单元判断出水管处于低温模式，则主控制器通过短信单元将低温警报和问题水管定位发送给水务维护人员手机终端，也通过通信单元将问题水管的定位和警报发送给水务管道监控中心，水务管道监控中心调度维护人员进行相应处理。
上述实施例对本实用新型的具体描述，只用于对本实用新型进行进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述发明的内容对本实用新型作出一些非本质的改进和调整均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于传感监测预警管道状态的智慧水务管道管理系统，其特征在于：包括数据寄存器组、进水流量传感器、出水流量传感器、压力传感器、水温传感器、进水流量数据处理电路、出水流量数据处理电路、压力数据处理电路、水温数据处理电路、减法运算单元、阈值判断运算单元、主控制器、人机交互单元、报警单元、执行单元、电动阀门、短信单元、通信单元、水务管道监控中心；所述主控制器分别连接有阈值判断运算单元、人机交互单元、报警单元、执行单元、短信单元、通信单元、数据寄存器组；所述数据寄存器组分别连接进水流量数据处理电路、出水流量数据处理电路、压力数据处理电路、水温数据处理电路；所述阈值判断运算单元分别连接有减法运算单元、压力数据处理电路、水温数据处理电路；所述减法运算单元连接有进水流量数据处理电路和出水流量数据处理电路；所述执行单元连接电动阀门；所述水务管道监控中心与通信单元无线连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于传感监测预警管道状态的智慧水务管道管理系统，其特征在于：
所述进水流量传感器：用于采集水管进水口水流流量信号；
所述出水流量传感器：用于采集水管出水口水流流量信号；
所述压力传感器：用于采集水管内水压信号；
所述水温传感器：用于采集水管内水温信号；
所述进水流量数据处理电路：用于对进水流量传感器的传感信号进行整形、滤波、模数转换；
所述出水流量数据处理电路：用于对出水流量传感器的传感信号进行整形、滤波、模数转换；
所述压力数据处理电路：用于将压力传感器的传感信号进行整形、滤波、模数转换；
所述水温数据处理电路：用于将水温传感器的传感信号进行整形、滤波、模数转换；
所述减法运算单元：用于将进水流量数据处理电路和出水流量数据处理电路输出的数字信号进行减法运算得出流量差值；
所述阈值判断运算单元：用于对减法运算单元输出的流量差值、压力数据处理电路输出的压力数值和水温数据处理电路输出的水温数值进行相应的阈值比较，输出各阈值比较结果至主控制器；
所述主控制器：用于接收阈值判断运算单元输入的阈值比较结果，判断水管的状态，驱动相应的执行单元、报警单元、人机交互单元、短信单元进行工作；
所述通信单元：用于实现主控制器与水务管道监控中心的无线通信；
所述人机交互单元：用于对阈值的设定输入，输入控制指令；用于显示阈值设定信息、传感监测信息和报警信息；
所述执行单元：主控制器输出执行指令给执行单元，执行单元根据执行指令控制电动阀门动作；
所述短信单元：用于将管道报警信息通过短信发送至水务维护人员；
所述电动阀门：用于接收执行单元的指令，进行阀门的开关动作；
所述水务管道监控中心：通过通信单元与主控制器进行数据交互，可远程控制电动阀门以及查看监测数据。
3.根据权利要求2所述的一种基于传感监测预警管道状态的智慧水务管道管理系统，其特征在于：所述进水流量传感器和出水流量传感器分别安装于检测水管的两端。
4.根据权利要求2所述的一种基于传感监测预警管道状态的智慧水务管道管理系统，其特征在于：所述通信单元采用GPRS无线通信方式。
5.根据权利要求2所述的一种基于传感监测预警管道状态的智慧水务管道管理系统，其特征在于：所述报警单元包括蜂鸣器和指示灯。
6.根据权利要求2所述的一种基于传感监测预警管道状态的智慧水务管道管理系统，其特征在于：所述人机交互单元包括LCD显示屏和按键；按键用于对阈值的设定输入，输入控制指令；LCD显示屏用于显示阈值设定信息、传感监测信息和报警信息。
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