CN212782270U - 一种基于vpn的水务管控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于VPN的水务管控系统，包括采集终端、数据处理端、服务器管理端与远程终端；所述采集终端包括水源数据采集单元、水生态数据采集单元、UWB定位标签、信号转换单元、监控与告警单元、无线传输模块。本实用新型采用多点监测结合超宽带定位，实时采集水质及水环境数据，实现实时监测与分析，实现统一管理；采用无线传输的方式，提高了数据传输汇总的速度，降低了布线成本；采用VPN网络传输数据，增强了数据传输的安全性；能够更快速地获取更准确的位置数据与监测数据。

Description

一种基于VPN的水务管控系统

技术领域

本实用新型涉及水质检测、及信息安全领域，尤其涉及一种基于VPN的水务管控系统。

背景技术

传统水质检测多采用近点现场监测，小范围管理的方式，数据采集为现场人员定时检测记录，或者在固定监测点设置监测仪表并通过网络线将数据传输至管理端，使得成本较大，监测点数量有限，监测效果存在较大误差；此外对于监测点的位置数据往往通过编码查询的方式，使得数据采集统计需要大量计算，效率低下。因此，传统的监测管理不能满足对监测的需求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出一种基于VPN的水务管控系统，旨在解决现有技术中水务检测不便、效率低下的问题。

根据本实用新型的第一方面，提出了一种基于VPN的水务管控系统，包括依次连接的采集终端、数据处理端、服务器管理端与远程终端，

所述采集终端包括水源数据采集单元、水生态数据采集单元、UWB定位标签、信号转换单元、监控与告警单元、无线传输模块；所述水源数据采集单元和水生态数据采集单元均连接至所述信号转换单元，所述信号转换单元连接至所述无线传输模块；所述UWB定位标签连接至所述无线传输模块；所述监控与告警单元连接至所述无线传输模块；

所述数据处理端包括无线收发模块、控制处理器和UWB收发器，所述无线收发模块与所述采集终端的所述无线传输模块连接，所述UWB收发器经由所述控制处理器连接至所述无线收发模块；

所述服务器管理端包括依次连接的服务器、第一交换机、VPN网络、防火墙和第二交换机，其中，所述服务器连接至所述数据处理端的所述无线收发模块，所述第二交换机连接至所述远程终端。

在其中一个实施例中，所述水源数据采集单元包括水流量传感器、水质传感器和水压传感器，所述水流量传感器、水质传感器和水压传感器均连接至所述信号转换单元。

在其中一个实施例中，所述水生态数据采集单元包括温湿度传感器和土壤墒情传感器，所述温湿度传感器和土壤墒情传感器均连接至所述信号转换单元。在其中一个实施例中，所述无线传输模块与无线数据收发模块均为5g模块。在其中一个实施例中，所述远程终端为PC、手机或者平板。

在其中一个实施例中，所述信号转换单元包括依次连接的多路复用模块、模数转换模块和输出模块，所述多路复用模块连接至所述水源数据采集单元和所述水生态数据采集单元，所述输出模块连接至所述无线传输模块。

在其中一个实施例中，所述无线传输模块和无线收发模块均包括数据接口、处理模块、存储模块、无线收发开关和WIFI天线，其中，所述数据接口、所述存储模块和所述无线收发开关均连接至所述处理模块，所述WIFI天线连接至所述无线收发开关。

在其中一个实施例中，所述监控与告警单元包括感应模块、摄像模块、告警模块、存储模块、控制模块和传输模块，其中，所述感应模块、摄像模块、告警模块、存储模块和传输模块均连接至所述控制模块，且所述传输模块还连接至所述无线传输模块。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型采用多点监测结合超宽带定位，实时采集水质及水环境数据，实现实时监测与分析，实现统一管理；采用无线传输的方式，提高了数据传输汇总的速度，降低了布线成本；采用VPN网络传输数据，增强了数据传输的安全性；能够更快速地获取更准确的位置数据与监测数据。

附图说明

图1是本实用新型的水务管控系统原理图；

图2是本实用新型水源数据采集单元的原理图；

图3是本实用新型水生态数据采集单元的原理图；

图4是本实用新型信号转换单元的原理图；

图5是本实用新型无线传输模块和无线收发模块的原理图；

图6是本实用新型监控与告警单元的原理图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

在本实用新型的一个实施例中，如附图1所示为本实用新型的一种基于VPN 的水务管控系统，包括依次连接的采集终端、数据处理端、服务器管理端与远程终端，所述采集终端用于采集水务信息，将水务信息传输至所述数据处理端，所述数据处理端负责数据的无线收发，将采集到的数据发送至所述服务器管理端，所述服务器管理端为网络结构，通过所述服务器管理端将所述数据发送至所述远程终端。

而本领域技术人员可以理解的是，上述的数据传输是一个双向的过程，即数据可以从采集终端经数据处理端、服务器管理端从而发送至所述远程终端，所述远程终端也可以发送数据信号经由服务器管理端、数据处理端从而发送至采集终端。通过本实用新型所构建的水务管控系统，可以实现对水务信息进行实时监测，具体来说是对水质情况进行实时、自动化的监测，从而提高了监测的灵活性和便捷性。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述采集终端具体包括水源数据采集单元、水生态数据采集单元、UWB定位标签、信号转换单元、监控与告警单元和无线传输模块，其中，所述水源数据采集单元和水生态数据采集单元均连接至所述信号转换单元，所述信号转换单元连接至所述无线传输模块，所述UWB定位标签和所述监控与告警单元也连接至所述无线传输模块。所述水源数据采集单元用于实时采集水源的数据，所述水生态数据采集单元用于实时采集水域周边的环境数据，所述水源数据采集单元和所述水生态数据采集单元将采集到的数据发送至所述信号转换单元进行转换，通常来讲，所述水源数据采集单元和所述水生态数据采集单元所采集到的数据为模拟信号数据，需要将其转换为数字信号以便于进行无线传输。所述UWB定位标签用于采集终端的实时定位，所述UWB定位标签与所述无线传输模块连接，将采集终端的定位信息实时发送给所述远程终端，防止采集终端在丢失、移位的情况下而不被获知。所述无线传输模块与所述数据处理端连接，以通过无线传输的方式将采集到的数据传输至数据处理端。所述监控与告警单元用于监控水域现场的状况，可以监控是否有人员进入该区域，当有人员出现时，监控与告警单元会进行拍摄并将图像传输至所述无线传输模块，由所述无线传输模块将图像传输至远程终端，并发出警告，从而实现现场的安全管理，防止设备被盗。

在一个具体的实施例中，如附图2所示，所述水源数据采集单元包括水流量传感器、水质传感器和水压传感器，所述水流量传感器用于检测水的流速，即单位时间内流过的流量；所述水质传感器用于检测水质，例如是否受污染，以及污染程度；所述水压传感器用于检测水的压力，可以实时监测水文变化情况。所述水流量传感器、水质传感器和水压传感器均连接至信号转换单元，通过所述信号转换单元将水流量信号、水质信号和水压信号转换成数字信号。其中所述水流量传感器、水质传感器和水压传感器的数量为多个，可以实现多点监测，提高了监测的准确性和可靠性。

在本实用新型一个具体的实施例中，如附图3所示，所述水生态数据采集单元包括温湿度传感器和土壤墒情传感器，所述温湿度传感器用于监测水域周边大气的温湿度情况，所述土壤墒情传感器用于监测水域周边土壤的湿度情况，所述温湿度传感器和土壤墒情传感器均连接至所述信号转换单元，用于将采集到的数据通过信号转换单元转换成适于无线传输的数据。其中所述温湿度传感器和土壤墒情传感器的数量为多个，可以实现多点监测，提高了监测的准确性和可靠性。

在本实用新型一个具体的实施例中，回到附图1，所述数据处理端包括无线收发模块、控制处理器和UWB收发器，所述无线收发模块与所述采集终端的所述无线传输模块连接，用于接收来自所述无线传输模块的信号或将信号发送至所述无线传输模块。所述UWB收发器与所述控制处理器连接，所述控制处理器与所述无线收发模块连接，所述UWB收发器通过所述控制处理器控制所述无线收发模块将所述UWB定位标签的定位信号发送至所述远程终端，所述控制处理器还可以控制无线收发模块将所述水源数据采集单元和所述水生态数据采集单元所采集的并经信号转换单元转换的数据发送至所述远程终端。

在本实用新型的另一个具体的实施例中，如附图1所示，所述服务器管理端为一网络结构，其包括依次连接的服务器、第一交换机、VPN网络、防火墙和第二交换机，其中，所述服务器与所述数据处理端的所述无线收发模块连接并实现双向数据传输，所述服务器通过所述第一交换机与所述VPN网络连接，所述VPN网络通过所述防火墙与所述第二交换机连接，所述第二交换机与所述远程终端连接并将数据发送至所述远程终端。所述VPN网络和所述防火墙的设置提高了数据传输的安全性。

在本实用新型的一个实施例中，所述无线传输模块和所述无线收发模块均可以采用5G模块，以提高数据的传输效率。

所述远程终端可以是PC、手机或者平板等智能终端，也可以是中控机、中控室等监控中心。

如附图4所示，在本实用新型的另一个实施例中，所述信号转换单元包括用于信号输入的多路复用模块、模数转换模块和输出模块，所述多路复用模块连接至所述水源数据采集单元和所述水生态数据采集单元，用于接收来自所述水源数据采集单元和所述水生态数据采集单元的数据，并将所述数据传输至所述模数转换模块，所述模数转换模块将作为模拟量的所述数据转换成数字信号，所述输出模块连接至所述无线传输模块，从而所述转换后的数据通过输出模块将发送至所述无线传输模块。如此，通过信号转换单元实现了采集单元采集的信号的转换和传输。

其中，多路复用模块可以采用芯片TMUX1208，芯片TMUX1208具有8个输入端口，可以满足水流传感器、水质传感器、水压传感器、土壤墒情传感器以及温湿度传感器等5个传感器输入的应用需求，芯片TMUX1208还具有8个选通开关，分别对应8个输入端口，可以根据实际需要选择当前选通的输入端口进行数据传输，该芯片具有一个输出端口，用于输出被选通的输入端口输入的来自传感器的信号，其中，水流传感器、水质传感器、水压传感器、土壤墒情传感器以及温湿度传感器可以分别连接至第1-5输入端口。

模数转换模块可以采用芯片ADC0804，芯片ADC0804具有正负2个差分输入端口，其中负输入端口可以接地，正输入端口连接至多路复用模块的输出端口，该芯片具有8位输出端口。当多路复用模块选通当前输入端口时，该当前输入端口所连接的传感器的信号被输入输出至模数转换模块的输入端，并进一步进行模数转换。而输出模块可以是电阻、电容和/或二极管等组成的辅助电路。

如附图5所示，在本实用新型的一个实施例中，所述无线传输模块和无线收发模块均包括数据接口、处理模块、存储模块、无线收发开关和WIFI天线，其中，所述数据接口、所述存储模块和所述无线收发开关均连接至所述处理模块，所述WIFI天线连接至所述无线收发开关。所述数据接口用于接收来自UWB 定位标签的数据和来自所述信号转换单元的数据，并通过处理模块将数据存储至存储模块，发送数据时，无线收发开关处于打开状态使WIFI天线开始工作并进行数据的无线传输/收发。

其中，数据接口可以采用RS-232、RS-422、RS-485等接口；处理模块可以采用单片机、处理器等处理装置，例如AT89C51系列、PIC16C系列单片机；存储模块可以采用W25Q80、AT24C04等存储芯片；无线收发开关可以采用继电器、选通开关等；WIFI天线可以采用市面上常用的天线类型，可以采用内置式或者外置式。

如附图6所示，在本实用新型的一个实施例中，所述监控与告警单元包括感应模块、摄像模块、告警模块、存储模块、控制模块和传输模块，其中，所述感应模块、摄像模块、告警模块、存储模块和传输模块均连接至所述控制模块，且所述传输模块还连接至所述无线传输模块。所述感应模块用于感应水域区域是否有人员进入，当有人员进入时发送感应信号至控制模块，并进一步将信号通过传输模块发送至远程终端，同时开启摄像模块对进入该区域的人员进行摄像并将图像传输至远程终端，同时告警模块接收控制模块的信号发出警报，所述存储模块用于存储感应模块和摄像模块的数据。

本实用新型采用多点监测结合超宽带定位，实时采集水质及水环境数据，实现实时监测与分析，实现统一管理；采用无线传输的方式，提高了数据传输汇总的速度，降低了布线成本；采用VPN网络传输数据，增强了数据传输的安全性；能够更快速地获取更准确的位置数据与监测数据。

以上是对本实用新型所提出的技术方案的详细说明。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，本文对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种基于VPN的水务管控系统，包括依次连接的采集终端、数据处理端、服务器管理端与远程终端；其特征在于，

所述采集终端包括水源数据采集单元、水生态数据采集单元、UWB定位标签、信号转换单元、监控与告警单元、无线传输模块；所述水源数据采集单元和水生态数据采集单元均连接至所述信号转换单元，所述信号转换单元连接至所述无线传输模块；所述UWB定位标签连接至所述无线传输模块；所述监控与告警单元连接至所述无线传输模块；

所述数据处理端包括无线收发模块、控制处理器和UWB收发器，所述无线收发模块与所述采集终端的所述无线传输模块连接，所述UWB收发器经由所述控制处理器连接至所述无线收发模块；

所述服务器管理端包括依次连接的服务器、第一交换机、VPN网络、防火墙和第二交换机，其中，所述服务器连接至所述数据处理端的所述无线收发模块，所述第二交换机连接至所述远程终端。

2.根据权利要求1所述的一种基于VPN的水务管控系统，其特征在于，所述水源数据采集单元包括水流量传感器、水质传感器和水压传感器，所述水流量传感器、水质传感器和水压传感器均连接至所述信号转换单元。

3.根据权利要求1所述的一种基于VPN的水务管控系统，其特征在于，所述水生态数据采集单元包括温湿度传感器和土壤墒情传感器，所述温湿度传感器和土壤墒情传感器均连接至所述信号转换单元。

4.根据权利要求1所述的一种基于VPN的水务管控系统，其特征在于，所述无线传输模块与无线数据收发模块均为5g模块。

5.根据权利要求1所述的一种基于VPN的水务管控系统，其特征在于，所述远程终端为PC、手机或者平板。

6.根据权利要求1所述的一种基于VPN的水务管控系统，其特征在于，所述信号转换单元包括依次连接的多路复用模块、模数转换模块和输出模块，所述多路复用模块连接至所述水源数据采集单元和所述水生态数据采集单元，所述输出模块连接至所述无线传输模块。

7.根据权利要求1所述的一种基于VPN的水务管控系统，其特征在于，所述无线传输模块和无线收发模块均包括数据接口、处理模块、存储模块、无线收发开关和WIFI天线，其中，所述数据接口、所述存储模块和所述无线收发开关均连接至所述处理模块，所述WIFI天线连接至所述无线收发开关。

8.根据权利要求1所述的一种基于VPN的水务管控系统，其特征在于，所述监控与告警单元包括感应模块、摄像模块、告警模块、存储模块、控制模块和传输模块，其中，所述感应模块、摄像模块、告警模块、存储模块和传输模块均连接至所述控制模块，且所述传输模块还连接至所述无线传输模块。

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