CN216361284U - 一种用于管道的监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于管道的监控系统。该监控系统包括：检测装置，其布置于所述管道处，用于检测所述管道处的数据参数以及与所述管道的开闭状态有关的反馈信号；传输控制器，其布置在所述检测装置附近，并且与所述检测装置进行通信连接，用于传输所述数据参数和所述反馈信号；数据收集器，其与所述传输控制器进行通信连接，并且用于：接收所述数据参数和所述反馈信号；对所述数据参数和所述反馈信号进行分析；以及基于对所述数据参数和所述反馈信号的分析结果对所述管道进行监控。利用本实用新型的方案，可以实现远程监控管道，以便及时处理和维护存在问题的管道，提高了管道的管控效率。

Description

一种用于管道的监控系统

技术领域

本实用新型一般地涉及管道管控技术领域。更具体地，本实用新型涉及一种用于管道的监控系统。

背景技术

管道是用管子、管子联接件和阀门等联接成的用于输送气体、液体或者带固体颗粒的流体的装置，其通常应用于给水、排水、供热、供煤气、长距离输送石油和天然气、农业灌溉、水力工程和各种工业装置中。当前针对管道的管控是通过作业人员定期进行巡查维护，对于发现存在问题的管道无法及时反馈和预警，从而使得管控效率低。当例如油气管道或者污水管道出现破裂或者异常溢流时，不仅会污染周围环境，也会引起重大安全事故，造成人员伤亡。因此，如何有效地对管道进行管控成为亟需解决的技术问题。

实用新型内容

为至少解决上述背景技术中的一个或多个问题，本实用新型提供了用于管道的监控系统，通过检测装置检测管道处的数据参数和开闭状态，经由传输控制器将数据参数和开闭状态传输至数据收集器，进而由数据收集器对其进行分析，以提高管控效率。基于此，本实用新型在多个方面中提供如下的多种解决方案。

在一方面，本实用新型公开了一种用于管道的监控系统，包括：检测装置，其布置于所述管道处，用于检测所述管道处的数据参数以及与所述管道的开闭状态有关的反馈信号；传输控制器，其布置在所述检测装置附近，并且与所述检测装置进行通信连接，用于传输所述数据参数和所述反馈信号；数据收集器，其与所述传输控制器进行通信连接，并且用于：接收所述数据参数和所述反馈信号；对所述数据参数和所述反馈信号进行分析；以及基于对所述数据参数和所述反馈信号的分析结果对所述管道进行监控。

在一个实施例中，所述数据参数至少包括所述管道内的流量数据，其中在对所述数据参数和所述反馈信号进行分析中，所述数据收集器进一步用于：根据所述反馈信号确定所述管道的开闭状态的具体状态；将所述流量数据与历史流量数据进行比较；以及对所述流量数据与所述历史流量数据的比较结果和所述管道的开闭状态的具体状态进行分析，以获得分析结果。

在另一个实施例中，在根据所述反馈信号确定所述管道的开闭状态的具体状态中，所述数据收集器进一步用于：响应于所述反馈信号为开到位信号时，确定所述管道的开闭状态的具体状态为开启状态；响应于所述反馈信号为关到位信号时，确定所述管道的开闭状态的具体状态为关闭状态。

在又一个实施例中，所述检测装置至少包括电磁流量计和/或电动阀门，其中，所述电磁流量计用于检测所述管道处的流量数据；所述电动阀门用于检测与所述管道的开闭状态有关的开到位信号或关到位信号。

在又一个实施例中，所述检测装置还包括可编程逻辑控制器、单片机、液位计、气体传感器、压力传感器或者智能水表中的一种或者多种。

在又一个实施例中，所述传输控制器至少包括LoRa模块，所述LoRa模块用于与所述检测装置进行组网，以向所述数据收集器传输所述数据参数和所述反馈信号。

在又一个实施例中，所述传输控制器还包括蓝牙模块、无线宽带模块、近距离无线通信模块、数传电台通信模块、扩频微波通信模块或者卫星通信模块中的一种或者多种。

在又一个实施例中，所述监控系统还包括报警模块，所述报警模块用于基于对所述数据参数和所述反馈信号的分析结果执行报警操作。

在又一个实施例中，在基于对所述数据参数和所述反馈信号的分析结果执行报警操作中，所述报警模块进一步用于响应于如下情形而执行报警操作：所述管道的开闭状态的具体状态为开启状态；和/或所述流量数据超出所述历史流量数据。

在又一个实施例中，所述数据收集器还进一步用于将对所述数据参数和所述反馈信号的分析结果发送至移动端或者服务器端，以对所述管道进行监控。

本实用新型的装置通过对检测管道处的数据参数和开闭状态相关的反馈信号，并基于对数据参数和反馈信号进行分析以实现对管道的有效监控，从而提高监控效率。进一步地，本实用新型的装置中的传输控制器采用LoRa模块，使得传输距离较远而实现数据远传，以适用于较大空间内管道的监控。进一步地，本实用新型的装置还设置有报警模块，可以及时反馈和预警存在问题的管道，以便及时对管道进行维护，避免造成安全隐患。此外，本实用新型的装置还可以将分析结果发送至移动端和服务器端，实现对管道的远程管控。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分其中：

图1是示出根据本实用新型的用于管道的监控系统的示例性结构框图；

图2是示出根据本实用新型的利用LoRa模块进行组网的示例性示意图；

图3是示出根据本实用新型的用于养殖场场景下的监控系统的示例性示意图；

图4是示出根据本实用新型的用于管道的监控系统的另一示例性示意图；以及

图5是示出根据本实用新型的用于管道的监控系统的又一示例性示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1是示出根据本实用新型的用于管道的监控系统100的示例性结构框图。如图1中所示，该监控系统100可以包括检测装置101、传输控制器102以及数据收集器103。下面将分别对前述检测装置101、传输控制器102以及数据收集器103进行详细描述。

在一个实施例中，上述检测装置101可以布置在管道处，并且可以用于检测管道处的数据参数以及与管道的开闭状态有关的反馈信号。在一些实施例中，该检测装置可以包括但不仅限于电磁流量计和/或电动阀门。需要理解的是，前述电磁流量计是基于电磁感应原理，其实质是根据导电流体通过外加磁场时感生的电动势来测量导电流体流量的一种仪器。前述电动阀门包含了开到位和关到位两个行程开关。假设使用两个常开行程开关，当电动阀门处于开启状态时，开到位的行程开关处于闭合状态，关到位的行程开关处于开启状态。与之相反地，当电动阀门处于开闭状态时，开到位的行程开关处于开启状态，关到位的行程开关处于闭合状态。在本实用新型的实施例中，前述电磁流量计可以用于检测管道处的流量数据(即管道处的数据参数)，前述电动阀门可以用于检测与管道的开闭状态有关的反馈信号(例如开到位信号或关到位信号)。

在一个实现场景中，上述检测装置还可以包括可编程逻辑控制器、单片机、液位计、气体传感器、压力传感器或者智能水表中的一种或者多种。可以理解，检测装置的选择通常取决于管道类型，进而管道处的数据参数取决于检测装置的类型。例如在一些应用场景中，当管道为排污水管道时，可以安装电磁流量计和电动阀门，以检测污水管道排放的污水流量和排污管道的开闭状态。当管道为气体管道时，可以安装气体传感器、压力传感器、电磁流量计和电动阀门，以检测气体管道内的压强数据、流量数据以及气体管道的开闭状态。当管道为生活用水管道时，可以安装智能水表和电动阀门，以检测生活用水数据和生活用水管道的开闭状态。

在一个实施例中，上述传输控制器102可以包括LoRa模块，该LoRa模块可以用于与检测装置101进行组网，以向数据收集器103传输检测装置101检测到的数据参数和所述反馈信号。可以理解，LoRa是一种远距离无线电(Long Rang Radio)技术，其与同样功耗条件下的其他无线传播方式相比，传输距离更远。例如在同样的功耗下，LoRa的无线射频通信距离比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍，从而可以适用于较大空间内数据的传输。此外，LoRa还可以实现低功耗和远距离的统一。稍后将结合图2详细描述该LoRa模块。

在一个实施例中，上述数据收集器103可以用于接收上述传输控制器102传输来的数据参数和反馈信号。接着，对数据参数和反馈信号进行分析，进而基于对数据参数和反馈信号的分析结果对管道进行监控。具体而言，数据收集器可以反馈信号确定管道的开闭状态的具体状态。以数据参数为流量数据为例，数据收集器还可以将流量数据与历史流量数据进行比较，并且对流量数据与历史流量数据的比较结果以及管道的开闭状态的具体状态进行分析，以获得分析结果。在一个实施场景中，数据收集器响应于反馈信号为开到位信号时，确定管道的开闭状态的具体状态为开启状态。响应于反馈信号为关到位信号时，确定所述管道的开闭状态的具体状态为关闭状态。在一些实施例中，前述开到位信号和关到位信号可以是电平信号，其电平值为高电平和低电平。例如当检测到的反馈信号的电平值为高电平时，该反馈信号为开到位信号；当检测到的反馈信号的电平值为低电平时，该反馈信号为关到位信号。根据前述分析结果，可以对管道进行管控，例如当管道的流量数据超过历史流量数据和/或管道为开启状态时，便于相关负责人员及时对管道进行维护和处理。

结合上述描述可知，本实用新型的方案通过检测装置监测管道处的数据参数和开闭状态，并经传输控制器将数据参数和开闭状态传输至数据收集器进行分析。基于获得的分析结果，可以实现高效管控管道。进一步地，本实用新型的传输控制器包括LoRa模块，通过该LoRa模块可以对检测装置进行任意组网，从而实现数据远传，以针对场景(例如养殖场)内不同位置以及不同区域的兼容性设计。

图2是示出根据本实用新型的利用LoRa模块进行组网的示例性示意图。需要理解的是，图2是上述图1中的监控系统100的一个具体实施例，因此上述关于图1所作的描述同样适用于图2。

如图2中所示，本实用新型的传输控制器102包括LoRa模块201。在一个实施例中，该传输控制器102可以例如是通用异步收发传输器(Universal Asynchronous ReceiverTransmitter，“UART”)，其可以将要传输的资料在串行通信与并行通信直接加以转换。通过前述LoRa模块201与多个检测装置101进行组网(例如图中示例性示出四个检测装置101)，传输控制器102可以将每个检测装置101检测到的管道处的数据参数以及与管道的开闭状态有关的反馈信号远传至数据收集器103。

在一些实施例中，本实用新型的传输控制器102还可以包括蓝牙模块、无线宽带模块、近距离无线通信模块、数传电台通信模块、扩频微波通信模块或者卫星通信模块中的一种或者多种。在一个示例性场景中，当LoRa模块201的传输距离受限时，可以采用前述一种或者多种无线传输技术将检测装置101进行组网，以实现数据远传。下面将结合图3详细描述前述数据远传。

图3是示出根据本实用新型的用于养殖场场景下的监控系统的示例性示意图。需要理解的是，图3是上述图1中的监控系统100的另一个具体实施例，因此上述关于图1所作的描述同样适用于图3。

如图3中所示，在养殖场场景下，本实用新型的监控系统示例性示出四个检测装置101-1-101-4。在前述四个检测装置101处均安装有传输控制器102，该传输控制器102可以包括LoRa模块(即图2中所示出的LoRa模块201)。如前所述，该LoRa模块可以与多个检测装置进行组网，以将检测装置检测的数据参数和管道的开闭状态有关的反馈信号传输至数据收集器103。在一个示例性场景中，假设养殖场场景的面积尺寸为1500m*2000m，四个检测装置101-1-101-4到数据收集器103的距离分别为200m、500m、800m以及1000m。假设采用最慢速率(例如SF5)、最大功率(例如21db)以及信道频率为504000000，BW125KHZ时，LoRa模块的传输距离可以是650m。在该场景下，由于检测装置101-1、检测装置101-2距离数据收集器103分别为200m、500m，因此通过LoRa模块可以实现检测装置101-1、检测装置101-2与数据收集器103的数据传输。

对于检测装置101-3和检测装置101-4而言，由于其距离数据收集器103分别为800m和1000m，即LoRa模块的传输距离受限。在该场景下，可以通过增加多个LoRa模块进行组网，以实现检测装置101-3、检测装置101-4与数据收集器103的数据传输。在一些实施例中，也可以通过蓝牙模块、无线宽带模块、近距离无线通信模块、数传电台通信模块、扩频微波通信模块或者卫星通信模块中的一种或者多种实现数据传输。进一步地，数据收集器103基于对接收的数据(包括数据参数和反馈信号)进行分析，并将分析结果发送至本地管理系统，以对管道进行合理管控。

在一个实施例中，本实用新型的监控系统还可以包括报警模块(也称预警模块)，该报警模块用于基于对数据参数和反馈信号的分析结果执行报警操作。下面将结合图4详细描述前述报警模块。

图4是示出根据本实用新型的用于管道的监控系统的另一示例性示意图。如图4中所示，本实用新型的监控系统可以包括多个检测装置101(例如图中示例性示出四个检测装置101)。根据前文描述可知，前述检测装置101的选取通常取决于管道的类型，例如对于排污水管道而言，检测装置可以选取电磁流量计和电动阀门，以检测排污水管道排放的污水流量和排污水管道的开闭状态。在每个检测装置101安装有传输控制器102，该传输控制器102可以将前述检测装置检测的管道处的数据参数(例如流量数据)和管道的开闭状态有关的反馈信号传输至数据收集器103。该数据收集器103用于接收前述数据参数和反馈信号，并且对前述数据参数和反馈信号进行分析，以便基于分析结果对管道进行监控。

如图中进一步示出，上述数据收集器103将对数据参数和反馈信号的分析结果传输至本地管理模块，并通过本地报警模块401执行报警操作。例如当经由数据收集器103分析出管道的开闭状态的具体状态为开启状态时和/或流量数据超出历史流量数据时，通过本地报警模块401发送报警信息，以便及时通知相关负责人员对管道进行维护和处理。

在一个实施例中，上述数据收集器103还可以用于将对数据参数和反馈信号的分析结果发送至移动端或者服务器端，以对管道进行监控。下面将结合图5详细描述前述数据收集器将分析结果发送至移动端或者服务器端。

图5是示出根据本实用新型的用于管道的监控系统的又一示例性示意图。如图5中所示，本实用新型的监控系统可以包括多个检测装置101，该检测装置101布置于管道处，用于检测管道处的数据参数以及与管道的开闭状态有关的反馈信号。在一个实施例中，该检测装置101可以包括但不仅限于电磁流量计和/或电动阀门，还可以包括可编程逻辑控制器、单片机、液位计、气体传感器、压力传感器或者智能水表中的一种或者多种。其中，检测装置的选取通常取决于管道的类型。基于检测到的数据参数以及反馈信号，通过传输控制器的LoRa模块(图中未示出)将数据参数以及反馈信号传输至数据收集器103。进一步地，数据收集器103对数据参数和反馈信号进行分析，并且将分析结果经例如网关发送至移动端501(例如手机APP)或者服务器端502(例如云服务器)。接着，经由移动端501或者服务器端502向远程管控人员或者本地管理人员503推送预警信息以及相应的任务，以便远程管控人员或者本地管理人员及时对管道进行维护和处理，从而能够实现对管道的合理管控。

在一个实施场景中，上述数据收集器103可以将接收的数据参数和反馈信号经由网关发送至移动端501或者服务器端502，接着经由移动端501或者服务器端502对数据参数和反馈信号进行分析。进一步地，基于对数据参数和反馈信号的分析结果生成预警信息，进而向远程管控人员或者本地管理人员503推送该预警信息以及相应的任务，以便远程管控人员或者本地管理人员及时对管道进行维护和处理。如前所述，数据收集器103对数据参数和反馈信号的分析结果还可以直接发送至本地管理模块，并经由本地报警模块401根据前述分析结果执行报警操作，以便及时通知相关负责人对管道进行维护和处理。

通过本实用新型的方案，通过对管道建立智能远程状态监控和反馈机制，可以对场景内管道的各个环节的数据参数(例如用水流量数据)进行监控。例如通过检测管道的月度数据参数和年度数据参数，与后台数据库中的历史流量数据进行分析与对比，从而保证场景内合理使用水资源，杜绝水资源的浪费。对于场景内排污水管道而言，还可以监管污水的排放，以避免造成环境污染或者避免造成安全隐患，从而保证生活用水或者污水排放的安全性。此外，通过对管道建立智能远程状态监控和反馈机制，还可以节省人力资源，以便提高管道人员管理效率。

应当理解，本实用新型的权利要求、说明书及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本实用新型的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的，而并不意在限定本实用新型。如在本实用新型说明书和权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本实用新型说明书和权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

虽然本实用新型的实施方式如上，但所述内容只是为便于理解本实用新型而采用的实施例，并非用以限定本实用新型的范围和应用场景。任何本实用新型所述技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种用于管道的监控系统，其特征在于，包括：

检测装置，其布置于所述管道处，用于检测所述管道处的数据参数以及与所述管道的开闭状态有关的反馈信号；

传输控制器，其布置在所述检测装置附近，并且与所述检测装置进行通信连接，用于传输所述数据参数和所述反馈信号；

数据收集器，其与所述传输控制器进行通信连接，并且用于：

接收所述数据参数和所述反馈信号；

对所述数据参数和所述反馈信号进行分析；以及

基于对所述数据参数和所述反馈信号的分析结果对所述管道进

行监控。

2.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述数据参数至少包括所述管道内的流量数据，其中在对所述数据参数和所述反馈信号进行分析中，所述数据收集器进一步用于：

根据所述反馈信号确定所述管道的开闭状态的具体状态；

将所述流量数据与历史流量数据进行比较；以及

对所述流量数据与所述历史流量数据的比较结果和所述管道的开闭状态的具体状态进行分析，以获得分析结果。

3.根据权利要求2所述的监控系统，其特征在于，在根据所述反馈信号确定所述管道的开闭状态的具体状态中，所述数据收集器进一步用于：

响应于所述反馈信号为开到位信号时，确定所述管道的开闭状态的具体状态为开启状态；

响应于所述反馈信号为关到位信号时，确定所述管道的开闭状态的具体状态为关闭状态。

4.根据权利要求3所述的监控系统，其特征在于，所述检测装置至少包括电磁流量计和/或电动阀门，其中，

所述电磁流量计用于检测所述管道处的流量数据；

所述电动阀门用于检测与所述管道的开闭状态有关的开到位信号或关到位信号。

5.根据权利要求4所述的监控系统，其特征在于，所述检测装置还包括可编程逻辑控制器、单片机、液位计、气体传感器、压力传感器或者智能水表中的一种或者多种。

6.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述传输控制器至少包括LoRa模块，所述LoRa模块用于与所述检测装置进行组网，以向所述数据收集器传输所述数据参数和所述反馈信号。

7.根据权利要求6所述的监控系统，其特征在于，所述传输控制器还包括蓝牙模块、无线宽带模块、近距离无线通信模块、数传电台通信模块、扩频微波通信模块或者卫星通信模块中的一种或者多种。

8.根据权利要求2所述的监控系统，其特征在于，还包括报警模块，所述报警模块用于基于对所述数据参数和所述反馈信号的分析结果执行报警操作。

9.根据权利要求8所述的监控系统，其特征在于，在基于对所述数据参数和所述反馈信号的分析结果执行报警操作中，所述报警模块进一步用于响应于如下情形而执行报警操作：

所述管道的开闭状态的具体状态为开启状态；和/或

所述流量数据超出所述历史流量数据。

10.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述数据收集器还进一步用于将对所述数据参数和所述反馈信号的分析结果发送至移动端或者服务器端，以对所述管道进行监控。

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