CN215769952U - 一种边界前端监测防护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种边界前端监测防护系统，包括故障定位系统和防护装置；所述故障定位系统包括防护网节点电控模块和防区控制器，防护网节点电控模块通过CAN总线与防区控制器连接；所述防护装置包括V型防护网、防护网护栏立柱和防护装置；V型防护网通过螺栓固定在防护网护栏立柱上；防护装置安装固定在V型防护网顶端；防护网节点电控模块设置在V型防护网与防护网护栏立柱的固定处，将将V型防护网的形变量传输至防区控制器。本实用新型设计的边界前端监测防护系统能够实时上传防区内所有防护网节点的状态数据信息到后端管理平台，可实时定位防护网的故障点，提高监测防护网的监测效率，同时节约了人工排查故障的成本。

Description

一种边界前端监测防护系统

技术领域

本实用新型涉及边界防护领域，尤其涉及一种边界前端监测防护系统。

背景技术

防护网又叫护栏网，是采用低碳钢丝为支架，并在其表面浸上防腐、防潮、防氧化的物质。这种护栏网具有外观漂亮、使用方面实用、强度高、跨度大、安装方便、适用范围广以及价格实惠等特点，通常应用在高度低、距离长的地域同时对山地也同样适用，其作用主要是用于隔离。我国高速公路是从80年代发展起来的，它对国民经济和社会的发展起着重要的影响作用，而高速公路防护网作为高速公路最重要的交通基础设施，保护着这种高速作业的周边环境，对高速公路起着重要维护和安全保障作用，同时对人们形成警示。

而现有的边界防护网系统，防护网易于被冲击破坏，防护性能差，在防攀爬设计方面还有待加强。传统防护装置结构和防护网护栏立柱不牢靠，稳定性较差，并且由于传统防护网网格固定，不利于坡道施工。同时防护网监测设备容易受环境影响造成设备老化或短路等问题。最重要的是当其中某处防护网出现故障或被破坏时，不能及时通知监控人员，且无法精准定位到对应故障点进行维修处理，必须有人巡逻发现或安装有视频监控方可发现，这会大大增加人力物力的投入。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种边界前端监测防护系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种边界前端监测防护系统，包括故障定位系统和防护装置；所述故障定位系统包括防护网节点电控模块和防区控制器，防护网节点电控模块通过CAN总线与防区控制器连接；所述防护装置包括V型防护网、防护网护栏立柱和防护装置；V型防护网通过螺栓固定在防护网护栏立柱上；防护装置安装固定在V型防护网顶端；防护网节点电控模块设置在V型防护网与防护网护栏立柱的固定处，将将V型防护网的形变量传输至防区控制器。

具体的，防护装置包括滚网、V型网、V型支撑架、重力传感器和支撑杆；V型网通过支撑杆固定在V型支撑架上；滚网设置在V型网上方，并固定在支撑杆上；重力传感器安装在V型支撑架底端。

具体的，V型防护网设置在矩形网板顶端，包括V型钢丝、支撑架、金属杆和压力传感器；若干V型钢丝顶端分别固定在两根金属杆杆身，底端固定在另一金属杆杆身上；多根金属杆两端分别固定在支撑架上；压力传感器设置在支撑架底端；压力传感器与防护网节点电控模块连接。

具体的，防护网护栏立柱包括V型支撑架、连接件、重力传感器、杆身、接线端、电气盒和底座；V型支撑架通过连接件固定在杆身顶端；重力传感器固定在连接件下方的杆身上；接线端竖直分布在杆身表面；电气盒设置在杆身下端；底座为圆盘结构，与杆身下端固定连接；重力传感器与防护网节点电控模块连接。

具体的，防护网节点电控模块包括控制器、通讯接口、信号采集输入输出接口、第一外围辅助电路和接线端子；控制器分别与通讯接口、信号采集输入输出接口、外围辅助电路和接线端子连接。

具体的，防区控制器包括微电脑处理器、节点通讯模块、防区通讯模块、电源模块、显示模块、按键模块、外围辅助电路及开关量输入输出模块；微电脑处理器分别与节点通讯模块、防区通讯模块、电源模块、显示模块、按键模块、第二外围辅助电路及开关量输入输出模块连接。

具体的，滚网包括金属导电丝、绝缘护套和刀刺；金属导电丝包裹在绝缘护套内，刀刺均匀分布并覆盖在绝缘护套外表面。

具体的，电气盒包括控制模块、供电模块和信号传输模块；供电模块分别与控制模块、信号传输模块和重力传感器连接；控制模块输入端与重力传感器输出端相连接；控制模块输出端与信号传输模块输入端相连接。

具体的，接线端子包括第一传感信号输入端子、第二传感信号输入端子、开关量输入端子、通讯端子和开关量输出端子；第一传感信号输入端子用于采集检测防护网顶端V形网的形变信号；第二传感信号输入端子用于采集检测垂直网的导电传感信号；开关量输入端子用于接入可输出开关量报警信号类设备的备用端子；通讯端子用于接入CAN总线，与防区控制器进行数据通讯；开关量输出端子用于驱动防护网现场报警设备的联动接口。

具体的，系统还包括防护网控制箱，用于安装防区控制器，包括箱体、箱门和设置在箱体内部的控制面板；箱体的侧面板边缘处设有凹槽；箱体的顶板边缘设有透气孔；箱门通过门轴与箱体铰接；箱体内部的背面板上设有安装孔；控制面板通过螺钉固定在箱体内部的背面板上；箱体的底板上设有接线孔，用于箱体外部的线缆与箱体内部的控制面板连接。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型能够实时上传防区内所有防护网节点的状态数据信息到后端管理平台，同时接收后端管理平台控制操作指令，可实时定位防护网的故障点，提高监测防护网的监测效率，同时节约了人工排查故障的成本；

2.本实用新型设计控制箱，能有效的降低箱内电路的短路和老化现象，能清除散热气体中的水汽和灰尘等杂质，提高控制箱的安全性，降低其维修成本，并方便了人们的安装，实际使用效果好；

3.本实用新型防护网护栏立柱采用嵌入板固定接线端，大大提高护栏网在恶劣天气下的稳定性；同时，立柱上安装有重力传感器，在传统防护网系统的基础上再添加一道警报线，故本实用新型更加可靠；

4. 本实用新型防护装置工作效率较高，将传统200~300m一个防区缩小到3~5m，准确定位违规攀爬位置，大大减少巡防人员工作量；同时，本实用新型取消了防护网带电设置，减小对人身安全的威胁，更加人性化；

5.本实用新型防护网结构稳定，通过将防护网网面设置为六边形，大大增加了在恶劣天气条件下防护网抗压强度和可靠性；同时，本实用新型取消传统滚网圆心内的高压电网，改为滚网形变后警报，降低危险程度，更加人性化；另外V型网外加滚网的设计使得本实用新型防翻越功能更加全面，双重防护加警报，可以准确定位到违规翻越位置，减小工作人员工作量。

附图说明

图1是本实用新型的设备原理框图。

图2是本实用新型的防护装置结构图。

图3是本实用新型的V型防护网结构图。

图4是本实用新型的V型防护网安装位置示图。

图5是本实用新型的防护网护栏立柱结构图。

图6是本实用新型的设备原理框图。

图7是本实用新型的防护网节点电控模块结构示意图。

图8是本实用新型的防区控制器结构示意图。

图9是本实用新型的防护网控制箱主视图。

图10是本实用新型的箱体内部结构示意图。

图11是本实用新型的箱体底板结构示意图

附图中：1-滚网，2-V型网，3-V型支撑架，4-重力传感器，5-支撑杆，6-V型钢丝，7-支撑架，8-金属杆，9-压力传感器，10-V型支撑架，11-连接件，12-重力传感器，13-杆身，14-接线端，15-电气盒，16-底座，17-箱体，18-箱门，19-透气孔，20-内嵌式把手，21-安全锁，22-控制面板，23-接线孔，24-散热孔。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

本实施例中，如图1所示，一种边界前端监测防护系统，包括故障定位系统和防护装置；故障定位系统包括防护网节点电控模块和防区控制器，防护网节点电控模块通过CAN总线与防区控制器连接；防护装置包括V型防护网、防护网护栏立柱和防护装置；V型防护网通过螺栓固定在防护网护栏立柱上；防护装置安装固定在V型防护网顶端；防护网节点电控模块设置在V型防护网与防护网护栏立柱的固定处，将将V型防护网的形变量传输至防区控制器。

具体的，如图2所示，用于防翻越的防护装置安装固定在防护网顶端，包括滚网、V型网、V型支撑架、重力传感器和支撑杆；V型网通过支撑杆固定在V型支撑架上；滚网设置在V型网上方，并固定在支撑杆上；重力传感器安装在V型支撑架底端。

滚网包括金属导电丝、绝缘护套和刀刺；金属导电丝包裹在绝缘护套内，刀刺均匀分布并覆盖在绝缘护套外表面。

滚网内通电，并通过电缆连接防护网内的控制模块输入端，控制模块输出端通过电缆连接控制箱。

V型网包括多根等距离分布的V型结构刀刺钢丝；刀刺钢丝顶端分别固定在两根支撑杆上，刀刺钢丝底端固定在另一支撑杆上。

支撑杆水平放置，支撑杆两端分别固定在两个V型支撑架上。

重力传感器安装在V型支撑架底端；重力传感器输出端通过电缆与控制模块输入端连接。

防护网为六边形网，网丝包括导电金属丝和绝缘护套。

本实用新型的防护装置设置间距可在3~5米范围内任意选择，有利于在山地坡道安装施工，并且将防区范围缩小，大大提高定位精度。当出现违规翻越情况时，V型网2发生性变或倾斜，将触发V型支撑架3下的重力传感器4，重力传感器4通过控制模块将形变信号线性变换为数字信号，有线传输给控制箱，将准确翻越位置发送给巡防人员，提高工作效率的同时，减小了工作人员工作量。而在违规翻越中滚网1内金属导电丝发生断裂，控制模块将立即发出控制指令，将信号发送给控制箱，同样起到准确定位的效果。

具体的，如图3和图4所示，V型防护网设置在矩形网板顶端，包括V型钢丝、支撑架、金属杆和压力传感器；若干V型钢丝顶端分别固定在两根金属杆杆身，底端固定在另一金属杆杆身上；多根金属杆两端分别固定在支撑架上；压力传感器设置在支撑架底端。压力传感器与防护网节点电控模块连接。

若干V型钢丝上设置有防护刀刺；若干V型钢丝等距分布固定在金属杆上。

支撑架为V型结构，与V型钢丝尺寸相同；两个支撑架之间间距为3~5米。

金属杆水平放置；金属杆数量不少于三根，三根金属杆两端分别固定在两个V型支撑架端点上。

压力传感器数量不少于两个，分别固定在支撑架底端。

本实用新型的具体应用实施例中，V型防护网为多个上述结构组成，间距可在3~5米范围内选择设置。架设该V型防护网后，若出现攀爬情况，被攀爬V型护网一端会倾斜，发生性变，触动防护网两端的压力传感器，压力传感器与防护网立柱中的控制模块连接，控制模块将形变信号线性变换为数字信号传输给控制箱，可准确定位到攀爬位置，并判断是从防护网哪面进行违规攀爬。传统防护网只能起到防止翻越功能，需要靠人工巡回，不能准确定位，相较于此，本实用新型大大减少巡防人员工作量，提高工作效率。

具体的，如图5所示，防护网护栏立柱包括V型支撑架、连接件、重力传感器、杆身、接线端、电气盒和底座；V型支撑架通过连接件固定在杆身顶端；重力传感器固定在连接件下方的杆身上；接线端竖直分布在杆身表面；电气盒设置在杆身下端；底座为圆盘结构，与杆身下端固定连接。重力传感器与防护网节点电控模块连接。

电气盒包括控制模块、供电模块和信号传输模块；供电模块分别与控制模块、信号传输模块和重力传感器连接；控制模块输入端与重力传感器输出端相连接；控制模块输出端与信号传输模块输入端相连接。

若干接线端分为两列，等距离竖直分布在杆身两侧，并通过杆身内嵌入板固定在杆身上。

连接件为摆动连接件，可左右摆动触发重力传感器。

护栏立柱装置表面均覆盖防腐、防潮和防氧化涂料。

本实用新型的护栏立柱采用嵌入板固定接线端，大大提高护栏网在恶劣天气下的稳定性；同时，立柱上安装有重力传感器，在传统防护网系统的基础上再添加一道警报线，故本实用新型更加可靠。

本实用新型中，如图6所示，故障定位系统包括设置于各个防护网立柱中的防护网节点电控模块和防区控制器，防护网节点电控模块通过CAN总线与防区控制器连接；其中，防护网节点电控模块包括控制器、通讯接口、信号采集输入输出接口、第一外围辅助电路和接线端子；控制器分别与通讯接口、信号采集输入输出接口、外围辅助电路和接线端子连接；防区控制器包括微电脑处理器、节点通讯模块、防区通讯模块、电源模块、显示模块、按键模块、外围辅助电路及开关量输入输出模块；微电脑处理器分别与节点通讯模块、防区通讯模块、电源模块、显示模块、按键模块、第二外围辅助电路及开关量输入输出模块连接。

具体的，接线端子包括第一传感信号输入端子、第二传感信号输入端子、开关量输入端子、通讯端子和开关量输出端子；第一传感信号输入端子用于采集检测防护网顶端V形网的形变信号；第二传感信号输入端子用于采集检测垂直网的导电传感信号；开关量输入端子用于接入可输出开关量报警信号类设备的备用端子；通讯端子用于接入CAN总线，与防区控制器进行数据通讯；开关量输出端子用于驱动防护网现场报警设备的联动接口。

具体的，防区控制器还包括继电器及驱动组件，用于采集和控制开关量信号，微电脑处理器与继电器及驱动组件连接。

具体的，防区通讯模块用于接入以太网络，通过网络与后端管理平台进行通信连接。

具体的，显示模块为液晶显示屏，用于显示连接的防护网节点电控模块的实时状态信息。

本实用新型的防护网节点电控模块，安装在每档围网的立柱内，其作用是采集该档围网的状态采集并上传给防区控制器设备。防护网节点电控模块主要由：微电脑处理器、通讯接口、信号采集输入输出接口、外围辅助电路及接线端子组成，如图7所示。其中接线端子包括第一传感信号输入端子、第二传感信号输入端子、通讯端子和开关量输出端子。1）第一传感信号输入端子：用于采集检测顶端V形网的形变信号。2）第二传感信号输入端子：用于采集检测垂直网的导电传感信号。3）通讯端子：接入CAN总线，与防区控制器实行数据通讯。4）开关量输出端子：用于驱动防护网现场报警设备的联动接口；5）开量关输入端子用于接入可输出开关量报警信号类设备的备用端子。

防护网节点电控模块工作原理为：控制器（或微电脑）实时采集检测V形防护网的形变信号和检测垂直网的导电传感信号，当有人攀爬V形网导致V形网发生形变且达到预设阈值时，或垂直网的导电传感信号指标低于预设阈值时时，微电脑处理器将判断为报警状态，立即向当前状态信息通过CAN总线发给防区控制器设备，并同时启动开关量输出，驱动现场报警设备联动。

本实用新型的防区控制器主要由：微电脑处理器、节点通讯模块、防区通讯模块、电源模块、显示模块、按键模块、外围辅助电路及开关量输入输出模块组成，如图8所示。其中，1）节点通讯模块：用于CAN总线与各个防护网节点电控模块的通讯连接。2）防区通讯模块：用于接入以太网络，通过网络与后端管理平台软件连接。3）电源模块：输入AC220V到开关电源，分别转换为DC12V给本机供电、转换为DC24V给防护网节点电控模块供电。4）显示模块：用于显示连接的防护网节点电控模块的实时状态。5）按键模块：用于本机和防护网节点电控模块的参数设置、控制操作。继电器及驱动组件：用于采集和控制开关量信号的继电器及辅助电路。

防区控制器安装在防区的始端，其作用是通过CAN总线通讯采集防区内的多个防护网节点电控模块的状态信号，进行数据处理后将防护网节点状态显示出来，同时可以对每个防护网节点的参数进行设置操作。防区控制器可设置在一个控制箱内。

防区控制器工作原理为：微电脑通过节点通讯模块实时采集检测防护网节点电控模块上传的状态数据，按预设参数进行数据处理后，在液晶屏上列表显示出来，当有防护网节点发生报警时，立即显示报警信息，并启动报警接口输出报警信号。

微电脑处理器通过防区通讯模块实时上传防区内所有防护网节点的状态数据信息到后端管理平台，同时接收后端管理平台控制操作指令，如：布防、撤防、灵敏茺参数调节等。

本实用新型中，如图9~11所示，防护网控制箱包括箱体、箱门和设置在箱体内部的控制面板；箱体的侧面板边缘处设有凹槽；箱体的顶板边缘设有透气孔；箱门通过门轴与箱体铰接；箱体内部的背面板上设有安装孔；控制面板通过螺钉固定在箱体内部的背面板上；箱体的底板上设有接线孔，用于箱体外部的线缆与箱体内部的控制面板连接。

可选的，箱体和箱门的整体材料均采用不锈钢材料制成。

可选的，箱门的外面板上安装有内嵌式把手和安全锁。

可选的，箱体的底板上还设有散热孔，散热孔上设有过滤网。

具体的，还包括报警指示灯，报警指示灯与控制面板连接。在控制箱内可设置温度传感器采集箱内的温度，当采集的温度达到设置在控制面板上的控制器的温度预设值时，可通过报警指示灯进行报警，提醒维护人员进行处理。

本实用新型中，在箱体的侧面板边缘处设有凹槽，该凹槽可防止外部雨水进入控制箱内部。本实用新型还在箱体的底板上还设有散热孔，散热孔上设有过滤网，可以保证箱内空气的流通，同时还能防止外部灰尘进入控制箱内部。

本实用新型中的控制面板用于集成安装防区控制器中各个电气部件，避免防区控制器电气部件的快速老化和设备故障。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种边界前端监测防护系统，其特征在于，包括故障定位系统和防护装置；所述故障定位系统包括防护网节点电控模块和防区控制器，防护网节点电控模块通过CAN总线与防区控制器连接；所述防护装置包括V型防护网、防护网护栏立柱和防护装置；V型防护网通过螺栓固定在防护网护栏立柱上；防护装置安装固定在V型防护网顶端；防护网节点电控模块设置在V型防护网与防护网护栏立柱的固定处，将V型防护网的形变量传输至防区控制器。

2.根据权利要求1所述的一种边界前端监测防护系统，其特征在于，所述防护装置包括滚网、V型网、V型支撑架、重力传感器和支撑杆；V型网通过支撑杆固定在V型支撑架上；滚网设置在V型网上方，并固定在支撑杆上；重力传感器安装在V型支撑架底端。

3.根据权利要求1所述的一种边界前端监测防护系统，其特征在于，所述V型防护网设置在矩形网板顶端，包括V型钢丝、支撑架、金属杆和压力传感器；若干V型钢丝顶端分别固定在两根金属杆杆身，底端固定在另一金属杆杆身上；多根金属杆两端分别固定在支撑架上；压力传感器设置在支撑架底端；压力传感器与防护网节点电控模块连接。

4.根据权利要求1所述的一种边界前端监测防护系统，其特征在于，所述防护网护栏立柱包括V型支撑架、连接件、重力传感器、杆身、接线端、电气盒和底座；V型支撑架通过连接件固定在杆身顶端；重力传感器固定在连接件下方的杆身上；接线端竖直分布在杆身表面；电气盒设置在杆身下端；底座为圆盘结构，与杆身下端固定连接；重力传感器与防护网节点电控模块连接。

5.根据权利要求1所述的一种边界前端监测防护系统，其特征在于，所述防护网节点电控模块包括控制器、通讯接口、信号采集输入输出接口、第一外围辅助电路和接线端子；控制器分别与通讯接口、信号采集输入输出接口、外围辅助电路和接线端子连接。

6.根据权利要求1所述的一种边界前端监测防护系统，其特征在于，所述防区控制器包括微电脑处理器、节点通讯模块、防区通讯模块、电源模块、显示模块、按键模块、外围辅助电路及开关量输入输出模块；微电脑处理器分别与节点通讯模块、防区通讯模块、电源模块、显示模块、按键模块、第二外围辅助电路及开关量输入输出模块连接。

7.根据权利要求2所述的一种边界前端监测防护系统，其特征在于，所述滚网包括金属导电丝、绝缘护套和刀刺；金属导电丝包裹在绝缘护套内，刀刺均匀分布并覆盖在绝缘护套外表面。

8.根据权利要求4所述的一种边界前端监测防护系统，其特征在于，所述电气盒包括控制模块、供电模块和信号传输模块；供电模块分别与控制模块、信号传输模块和重力传感器连接；控制模块输入端与重力传感器输出端相连接；控制模块输出端与信号传输模块输入端相连接。

9.根据权利要求5所述的一种边界前端监测防护系统，其特征在于，所述接线端子包括第一传感信号输入端子、第二传感信号输入端子、开关量输入端子、通讯端子和开关量输出端子；第一传感信号输入端子用于采集检测防护网顶端V形网的形变信号；第二传感信号输入端子用于采集检测垂直网的导电传感信号；开关量输入端子用于接入可输出开关量报警信号类设备的备用端子；通讯端子用于接入CAN总线，与防区控制器进行数据通讯；开关量输出端子用于驱动防护网现场报警设备的联动接口。

10.根据权利要求1所述的一种边界前端监测防护系统，其特征在于，还包括防护网控制箱，用于安装防区控制器，包括箱体、箱门和设置在箱体内部的控制面板；箱体的侧面板边缘处设有凹槽；箱体的顶板边缘设有透气孔；箱门通过门轴与箱体铰接；箱体内部的背面板上设有安装孔；控制面板通过螺钉固定在箱体内部的背面板上；箱体的底板上设有接线孔，用于箱体外部的线缆与箱体内部的控制面板连接。

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