一种城市地下管网环境状态监测系统论文和设计-韩燕丽

全文摘要

本实用新型的一种城市地下管网环境状态监测系统属于地下管网环境状态监测领域，解决了现有城市管网监测手段落后、安全隐患大的问题，采用的技术方案：包括系统服务器、终端检测设备、短信收发设备以及手持终端设备，终端检测设备安装在管网人井中，用于检测管网环境温度、湿度、烟感、终端电量以及非法入侵，并将接收到信号发送到短信收发设备，短信收发设备将接收到的信号送入系统服务器，系统服务器根据接收到的信号将需要处理的任务通过短信收发设备发送到手持终端设备。

主设计要求

1.一种城市地下管网环境状态监测系统，其特征在于：包括系统服务器、终端检测设备、短信收发设备以及手持终端设备，终端检测设备安装在管网人井中，用于检测管网环境温度、湿度、烟感、终端电量以及非法入侵，并将接收到信号发送到短信收发设备，短信收发设备将接收到的信号送入系统服务器，系统服务器根据接收到的信号将需要处理的任务通过短信收发设备发送到手持终端设备。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种城市地下管网环境状态监测系统，其特征在于：所述终端检测设备包括处理器、电源、环境监测模块、通讯模块、微带天线、电压监测模块、电源开关模块以及电源管理电路，电源通过电源管理电路与处理器、电压监测模块以及电源开关模块连接，电压监测模块、电源开关模块均与处理器电连接，处理器与环境监测模块以及通讯模块电连接，通讯模块与微带天线电连接；

电源通过电源管理电路为电压监测模块、处理器以及电源开关模块供电，电压监测模块监控电源电量并将信号发送给处理器，环境监测模块将接收的信号发送给处理器，处理器将接收到的所有信号通过通讯模块和微带天线以短信形式发送给短信收发设备。

3.根据权利要求2所述的一种城市地下管网环境状态监测系统，其特征在于：所述终端检测设备还包括霍尔传感器，霍尔传感器检测管网井盖的打开和关闭并将信号传递给处理器，处理器接收信号后由休眠状态转为工作状态。

4.根据权利要求2所述的一种城市地下管网环境状态监测系统，其特征在于：所述终端检测设备密封在壳体内，主控电路板固定设置在壳体的底部，微带天线板侧力焊接在主控电路板上，电源采用电池，电池粘接在微带天线板上。

5.根据权利要求2所述的一种城市地下管网环境状态监测系统，其特征在于：所述处理器采用MSP430处理器。

6.根据权利要求2所述的一种城市地下管网环境状态监测系统，其特征在于：所述通讯模块采用MC8332通讯模块。

设计说明书

技术领域：

本实用新型属于地下管网环境状态监测领域，特别是涉及一种一种城市地下管网环境状态监测系统。

背景技术：

城市地下综合管廊内集中了多种管线，包括供水、排水、燃气、热力、电力等各种管线均集中在城市地下综合管廊内，一旦管廊内部环境出现安全问题，或者管廊内管线出现故障，都会对管网安全运行和社会造成巨大的损失。

随着我国城市基础设施建设的持续高速发展，城市中给水、排水、燃气、热力、电力、通信等各类市政公用设施日益增加，城市路面的各类地下管线设施相应地不断增多，而管理维护主要依靠人员定时巡查。由于缺乏及时有效的监控管理手段，导致相关设施、井盖丢失或者管网爆炸引起的伤人、伤物事件频发，对社会安全稳定造成了不良影响。

实用新型内容：

本实用新型克服现有技术存在的不足，解决了现有城市管网监测手段落后、安全隐患大的问题，旨在提供一种城市地下管网环境状态监测系统，本实用新型可以有效减少相关安全问题的发生，还可以大大提高城市管网管理的科学化、现代化和网络化，对市政建设提供合理的保障，提高城市整体管理的水平和效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种城市地下管网环境状态监测系统，包括系统服务器、终端检测设备、短信收发设备以及手持终端设备，终端检测设备安装在管网人井中，用于检测管网环境温度、湿度、烟感、终端电量以及非法入侵，并将接收到信号发送到短信收发设备，短信收发设备将接收到的信号送入系统服务器，系统服务器根据接收到的信号将需要处理的任务通过短信收发设备发送到手持终端设备。

进一步地，所述终端检测设备包括处理器、电源、环境监测模块、通讯模块、微带天线、电压监测模块、电源开关模块以及电源管理电路，电源通过电源管理电路与处理器、电压监测模块以及电源开关模块连接，电压监测模块、电源开关模块均与处理器电连接，处理器与环境监测模块以及通讯模块电连接，通讯模块与微带天线电连接；

进一步地，电源通过电源管理电路为电压监测模块、处理器以及电源开关模块供电，电压监测模块监控电源电量并将信号发送给处理器，环境监测模块将接收的信号发送给处理器，处理器将接收到的所有信号通过通讯模块和微带天线以短信形式发送给短信收发设备。

进一步地，所述终端检测设备还包括霍尔传感器，霍尔传感器检测管网井盖的打开和关闭并将信号传递给处理器，处理器接收信号后由休眠状态转为工作状态。

进一步地，所述终端检测设备密封在壳体内，主控电路板固定设置在壳体的底部，微带天线板侧力焊接在主控电路板上，电源采用电池，电池粘接在微带天线板上。

进一步地，所述处理器采用MSP430处理器。

进一步地，所述通讯模块采用MC8332通讯模块。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

1、终端检测设备由电池供电，无外部供电电缆连接，因而对外部环境要求低，安装方便。

2、终端检测设备采用新型霍尔传感器检测井盖的开关。相对于目前类似主要采用干簧管或机械开关进行检测的产品，克服了干簧管玻璃封装，易碎且容易失效的缺点以及机械开关易受灰尘和湿气影响，造成工作不稳定的缺点。

3、通过设计地下管网专用的信号发射天线以及短信发送主控电路，以短信方式向系统服务器发送管网状态及报警信号，解决了现有设备由于地下管网网络环境差造成信号发送不稳定的问题。

4、检测管理平台通过地图标注、信息列表、信息推送等多种方式以及信息分类处理、消息日志等形式实现了地下管网状态信息监测管理的科学、高效及稳定可靠。

附图说明：

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型的结构框图。

图2为终端检测设备的结构框图。

具体实施方式：

为使本实用新型的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

如图1所示，一种城市地下管网环境状态监测系统，包括系统服务器、终端检测设备、短信收发设备以及手持终端设备，终端检测设备安装在管网人井中，可以对管网环境温度、湿度、烟感、终端电量等状态信号以及非法入侵进行检测，并按照预先设定的信息上报周期以短信形式向系统服务器上报检测信号。运行于系统服务器的地下管网环境状态监测管理平台通过短信收发设备接收终端上报的状态信息并将各个终端检测设备上报的信息以地图、报表、消息推送等多种形式进行展示。对于需要处理的信息如温度、湿度异常，终端电量不足，以及井盖被非法打开等情况，以待处理任务的形式在系统中集中显示出来，系统服务器将待处理信息发送到相关管网维护人员，通知信息通过短信收发设备以短信形式发送给维护人员。除此之外，管网状态信息会以不同的图标形式在地图上标注出来，以便于用户按照区域集中直观地进行管理维护。

如图2所示，本实用新型的终端检测设备，是一种监控电子装置，具体是一种利用无线通信网络进行地下管网状态信息上报及报警装置，可用于给水、排水、燃气、热力、电力、通信等等市政地下管网、线缆设备的状态监控及防盗。

终端检测设备包括处理器、电源、环境监测模块、通讯模块、微带天线、电压监测模块、电源开关模块以及电源管理电路，电源通过电源管理电路与处理器、电压监测模块以及电源开关模块连接，电压监测模块、电源开关模块均与处理器电连接，处理器与环境监测模块以及通讯模块电连接，通讯模块与微带天线电连接；

电源通过电源管理电路为电压监测模块、处理器以及电源开关模块提供最佳工作电压，终端检测设备的电源管理电路由处理器控制可实现超低功耗超长待机。电压监测模块监控电源电量并将信号发送给处理器，环境监测模块将接收的信号发送给处理器，处理器将接收到的所有信号通过通讯模块和微带天线以短信形式发送给短信收发设备。

处理器采用TI公司超低功耗MSP430处理器，具有定时上报状态功能，以设定的时间间隔上报地下管网状态及电池电量等信息，通过定时自动休眠工作方式来达到节省电能消耗的目的。针对地下管网网络信号普遍较弱的环境要求，在系统实现时，使用PCB板专门设计了 800MHz微带天线，通过实测，可以在地下管网中可靠发出短信信号。

终端检测设备还包括霍尔传感器，通过霍尔传感器检测管网井盖的打开和关闭，当霍尔传感器状态发生变化时，处理器从休眠状态唤醒开始进入工作状态，同时对中兴公司的 MC8332通讯模块供电，控制通讯模块将井盖状态上报至系统服务器。

终端检测设备密封在壳体内，主控电路板固定设置在壳体的底部，微带天线板侧力焊接在主控电路板上，电源采用电池，电池粘接在微带天线板上。本终端检测设备采用密封防水设计，电池、电路板、天线、传感器都密封在壳体内，壳体对外无接插件，可以保证终端设备在恶略的地下管网环境中长期可靠稳定地工作。

本实用新型的终端体积小巧轻便，外壳为塑料材质，为全密封结构。上下盖之间通过密封垫，可实现完全防水。底部设计安装挂耳，方便施工。

本实用新型的城市地下管网环境状态监测系统主要接收终端检测设备定期上传的管网状态信号和非法入侵报警信号，然后以地图、报表等多种形式对终端上报的信号进行展示，然后通过短信收发设备将维护信息及时通知维护人员。可以有效减少相关安全问题的发生，还可以大大提高城市管网管理的科学化、现代化和网络化，对市政建设提供合理的保障，提高城市整体管理的水平和效率。

上面结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

设计图

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