一种地下综合管廊手持便携信息管控系统论文和设计-李维东

全文摘要

本发明属于地下管廊控制技术领域，涉及一种地下综合管廊手持便携信息管控系统；主体结构模块包括：网络信号收发模块、实时动态提示模块、廊内环境监测模块、人员定位模块、设备远程操控模块、远程流程审批模块、扫码巡检模块和信息输出模块；所述的系统控制处理模块与数据存储模块双向电信息连接；数据存储模块与实时动态提示模块电信息连接；网络信号收发模块与数据存储模块双向电信息连接；廊内环境监测模块、人员定位模块、设备远程操控模块、远程流程审批模块、扫码巡检模块和信息输出模块与网络信号收发模块双向电信息连接；其设计理念科学、技术方案先进，控制原理可靠，操作使用便捷，实时可控性好，应用环境友好。

主设计要求

1.一种地下综合管廊手持便携信息管控系统，其特征在于主体结构包括：电源装置、芯片集成电路板、SOC芯片、RAM存储装置、系统闪存装置、网络收发装置、NFC装置、触摸控制装置、声音接收装置、扫描摄像装置、屏幕显示装置、声音输出装置、震动装置、照明装置、红外线信号发出装置；本实施例涉及的电源装置与芯片集成电路板双向电信息连接，芯片集成电路板与SOC芯片、RAM存储装置、系统闪存装置、网络收发装置和NFC装置双向电信息连接，触摸控制装置、声音接收装置和扫描摄像装置单向与芯片集成电路板电信息连接，向芯片集成电路板输入数据，屏幕显示装置、声音输出装置、震动装置、照明装置和红外线信号发出装置与芯片集成电路板单向电信息连接，接收芯片集成电路板的输出数据；电源装置采用4200毫安时锂电池，标准放电电压为3.7VDC，充电截止电压为4.4VDC，放电截止电压为2.75VDC；芯片集成电路板为手持便携信息管控系统的主电路板，设有上述各芯片的插槽或用线路连接各芯片和装置，并集成有信号天线、充电电路、充电插口、耳机插孔；SOC芯片集成包括中央处理器(CPU)、图像处理器(GPU)、通信基带、数字信号处理器(DSP)、GPS定位芯片、北斗定位芯片、音频处理芯片、电源管理芯片；RAM存储装置采用8GBLPDDR4内存颗粒，频率为1600Mhz，带宽为25.6G\/s，工作电压为1.1V；系统闪存装置采用128GBUFS2.0闪存颗粒，带宽为1450MB\/s，顺序读取速度为350MB\/s，顺序写入速度为150MB\/s，随机读取速度为19KIOPS，随机写入速度为14KIOPS；网络收发装置包括WIFI模块主控芯片、射频电路和蓝牙芯片；NFC装置满足ISO14443A、B标准，内存容量为32k字节，通信速度介于为424kbit\/s，工作频率为13.56MHz、ASK调变；触摸控制装置为电阻式触摸外屏，透光率＆gt;90％，感应力度为小于127g力，表面硬度为莫式7级，单点触摸寿命为3500万次；声音接收装置包括2个高保真降噪麦克风，额定电压为3.2VDC，额定电流为60mA，功率为220mW；扫描摄像装置包括一颗800万像素前置摄像头和1600万像素后置摄像头，光圈分别为f2.2和f1.8，传感器类型分别为背照式CMOS和BSICMOS；屏幕显示装置采用5.5英寸led背光显示内屏，对比度为1400:1，P3广色域显示，最大亮度为625cd\/m2；声音输出装置包括2个扬声器，额定电压为3.2～4.2VDC，额定电流≤250mA，功率为2W，亮度为2000～7500mcd；震动装置采用线性振动马达，额定电压为3.2VDC，额定电流≤90mA，功率为260mW；照明装置采用4颗高亮度LED灯珠，额定电压为3.7VDC，额定电流120～250mA，功率为260mW；红外线信号发出装置为红外二极管，额定电压为3.2～4.2VDC，额定电流≤25mA，功率为60mW。

设计方案

电源装置采用4200毫安时锂电池，标准放电电压为3.7VDC，充电截止电压为4.4VDC，放电截止电压为2.75VDC；芯片集成电路板为手持便携信息管控系统的主电路板，设有上述各芯片的插槽或用线路连接各芯片和装置，并集成有信号天线、充电电路、充电插口、耳机插孔；SOC芯片集成包括中央处理器(CPU)、图像处理器(GPU)、通信基带、数字信号处理器(DSP)、GPS定位芯片、北斗定位芯片、音频处理芯片、电源管理芯片；RAM存储装置采用8GBLPDDR4内存颗粒，频率为1600Mhz，带宽为25.6G\/s，工作电压为1.1V；系统闪存装置采用128GB UFS2.0闪存颗粒，带宽为1450MB\/s，顺序读取速度为350MB\/s，顺序写入速度为150MB\/s，随机读取速度为19K IOPS，随机写入速度为14K IOPS；网络收发装置包括WIFI模块主控芯片、射频电路和蓝牙芯片；NFC装置满足ISO14443A、B标准，内存容量为32k字节，通信速度介于为424kbit\/s，工作频率为13.56MHz、ASK调变；触摸控制装置为电阻式触摸外屏，透光率>90％，感应力度为小于127g力，表面硬度为莫式7级，单点触摸寿命为3500万次；声音接收装置包括2个高保真降噪麦克风，额定电压为3.2VDC，额定电流为60mA，功率为220mW；扫描摄像装置包括一颗800万像素前置摄像头和1600万像素后置摄像头，光圈分别为f2.2和f1.8，传感器类型分别为背照式CMOS和BSI CMOS；屏幕显示装置采用5.5英寸led背光显示内屏，对比度为1400:1，P3广色域显示，最大亮度为625cd\/m2；声音输出装置包括2个扬声器，额定电压为3.2～4.2VDC，额定电流≤250mA，功率为2W，亮度为2000～7500mcd；震动装置采用线性振动马达，额定电压为3.2VDC，额定电流≤90mA，功率为260mW；照明装置采用4颗高亮度LED灯珠，额定电压为3.7VDC，额定电流120～250mA，功率为260mW；红外线信号发出装置为红外二极管，额定电压为3.2～4.2VDC，额定电流≤25mA，功率为60mW。

2.根据权利要求1所述的地下综合管廊手持便携信息管控系统，其特征在于：涉及的地下综合管廊手持便携信息管控系统应用时，电源装置通过芯片集成电路板给整个系统供电，芯片集成电路板负责连接各个装置，并进行数据传输，SOC芯片负责运算、处理图形数据、处理音频数据、收发通讯信号和定位系统所在位置，RAM存储装置负责存储正在使用、计算和处理的数据，系统闪存装置负责存储整个地下综合管廊手持便携信息管控系统所有数据，网络收发装置负责网络数据和蓝牙数据的收发，NFC装置负责收发接触时近场通讯的数据，触摸控制装置负责接收使用者的指令，声音接收装置负责接收声音数据，扫描摄像装置负责采集影像数据，屏幕显示装置负责可视化数据的输出，声音输出装置负责声音数据的输出，震动装置负责振动提醒数据输出，照明装置负责提供光线，红外线信号发出装置负责红外数据的输出；具体的，地下综合管廊手持便携信息管控系统可以通过触摸控制装置发出调取管廊内实时数据的指令，指令通过芯片集成电路板传输给SOC芯片，SOC芯片经过计算翻译后，通过芯片集成电路板将指令传输给网络收发装置，网络收发装置通过连接网络下载管廊的实时数据，并通过芯片集成电路板存储到系统闪存装置同时提取到RAM存储装置，由SOC芯片进行运算处理，然后通过屏幕显示装置和声音输出装置向使用者报告管廊内的实时数据信息。

3.一种地下综合管廊手持便携信息管控系统，其特征在于主体结构模块包括：系统控制处理模块、数据存储模块、网络信号收发模块、实时动态提示模块、廊内环境监测模块、人员定位模块、设备远程操控模块、远程流程审批模块、扫码巡检模块和信息输出模块；所述的系统控制处理模块与数据存储模块双向电信息连接；数据存储模块与实时动态提示模块电信息连接；网络信号收发模块与数据存储模块双向电信息连接；廊内环境监测模块、人员定位模块、设备远程操控模块、远程流程审批模块、扫码巡检模块和信息输出模块与网络信号收发模块双向电信息连接。

4.根据权利要求3所述的地下综合管廊手持便携信息管控系统，其特征在于：涉及的网络信号收发模块包括网络信号接收装置、数据接收装置、数据发送装置、数据存储装置和电源装置；能够自动搜寻接收并连接到管廊内部全面覆盖的无线网络装置所发出的网络信号上，以便于实时收到其他管控系统和联网设备发共享的数据信息，并将系统本身的数据信息实时上传更新，与综合管控系统保持一致；

涉及的实时动态提示模块包括讯息接收装置、讯息存储装置、讯息处理装置、讯息显示装置、声音提示装置、振动装置和电源装置；能够使身处管廊内部得工作人员通过手持设备随时接收到附近的设备有无报警信息，使工作人员的效率得以提高；如果管廊内发生危险情况，也能够实时得到报警通知，能够紧急撤离出管廊，保证巡检工作人员的安全；

涉及的廊内环境监测模块包括温度传感装置、湿度传感装置、振动传感装置、有害气体传感装置、压强传感装置、噪音传感装置、光度传感装置、讯号传输装置、讯号接收装置、讯号解码处理装置、讯息存储装置和电源装置；能够接收分布在综合管廊内部的温湿度传感器、有害气体传感器和震动传感器各类传感器所传出的讯息，并将通过编译处理所获取到的讯息通过实时动态提示模块反馈给管廊内部的工作人员；

涉及的人员定位模块包括网络基站定位装置、监控定位装置、数据运算装置、数据存储装置、定位讯息传输装置和电源装置；能够通过设备在网络中的位置、管廊内部摄像头信息数据和三维立体数据来准确的测算出持有设备的人员所在的位置，并可对位置进行实时追踪与同步，使廊内工作人员和廊外工作人员随时清楚自己所处的精确坐标，便于工作的开展、量化考核和安全的保障；

涉及的设备远程操控模块包括无线网络连接装置、键盘输入装置、触摸输入装置、图形显示装置、控制信号处理装置、控制讯号存储装置、控制信号传输装置和电源装置；能够通过基于网络的远程操控系统实时操控管廊内部的各种仪器设备和各种管线，控制廊内设备仪器和管线的开启与关闭，便于廊内廊外的工作人员精确快速的控制需要廊内设备；

涉及的远程流程审批模块包括无线网络连接装置、摄录装置、键盘输入装置、触摸输入装置、图文显示装置、文件处理装置、存储装置、文件传输装置和电源装置；能够随时将便携设备所拍摄和录制的照片或视频编辑到流程审批表中，并上传到综合管廊管控系统中，由管理人员在线作出工作审批；管理人员同样能够利用便携设备随时审批流程和查看工作报表，减少不必要的审批程序，提高工作效率；

涉及的扫码巡检模块包括无线网络连接装置、摄录装置、二维码识别装置、条形码识别装置、图文显示装置、存储装置、设备讯息传输装置和电源装置；能够通过扫描每个设备上独有的二维码来读取设备的故障信息以及维修保养的记录，并可通过网络实时查询有无备件可用，为廊内设备的维修和养护提供可供参考的信息；

涉及的信息输出模块包括网络连接装置、信息存储装置、信息编码装置、信息传输装置和电源装置；能够随时通过网络将便携设备中存储的或获取到的音视频资料和各种数据传输给地下管廊的其他模块、系统或设备，实现数据共享，利用大数据技术对获取的信息和数据进行整体的分析。

5.根据权利要求4所述的地下综合管廊手持便携信息管控系统，其特征在于所述的各个模块通过运行计算机程序模块实现其功能；其所涉及的计算机程序模块主要包括：网络信号收发程序模块、实时动态提示程序模块、廊内环境监测程序模块、人员定位程序模块、设备远程操控程序模块、远程流程审批程序模块、扫码巡检程序模块和信息输出程序模块；

所述的网络信号收发模块执行网络信号收发程序模块时，实现以下运行步骤：步骤1，所述程序模块接收系统发出的收发指令，并确认所述网络信号收发模块已连接到无线网络中；步骤2，所述程序模块判断步骤1所收到的收发指令为接收信号指令或发出信号指令；步骤3，如所述程序模块接收到指令为接收指令，便接收外界所发来的数据信息，并将该信息存储到存储器中；步骤4，如所述程序模块接收到指令为发出指令，便接收系统内部其他子模块所发来的数据信息，并将该信息通过网络发出到指令所指定的设备或系统中；步骤5，所述程序模块根据接收指令将接收到的数据信息发送给相应的子模块；步骤6，所述程序模块根据发出指令将已发出数据信息的信号回馈给系统；

所述的实时动态提示模块执行实时动态提示程序模块时，实现以下运行步骤：步骤1，所述程序模块向系统发出的请求接收附近设备、仪器和管道的报警信息和故障信息的指令，系统将指令传输给廊内环境监测模块，廊内环境监测模块将请求传输给网络信号收发模块；步骤2，所述程序模块接收廊内环境监测程序模块发来的附近设备、仪器和管道的报警信息和故障信息的数据；步骤3，所述程序模块将接收到的数据信息进行可视化处理，使接收到的设备、仪器和管道的报警信息或故障信息和地理位置显示在地图中，并传输给显示屏幕进行显示；步骤4，所述程序模块将接收到的数据信息进行表格化处理，使接收到的设备、仪器和管道的报警信息或故障信息、地理位置信息、原因初步判断信息按照距离远近排列到表格中，并传输给显示屏幕进行显示；步骤5，被动接收廊内环境监测程序模块发来的管廊内突发的危险等级较高的报警信息，并传输给显示屏幕以弹出消息的方式进行显示，提示工作人员尽快撤离到安全位置；

所述的廊内环境监测模块执行廊内环境监测程序模块时，实现以下运行步骤：步骤1，所述程序模块接收和识别系统发出的接收指令，并将该指令经过处理传输给网络信号收发模块；步骤2，网络信号收发程序模块将所述程序模块请求接收的综合管廊内部的温湿度传感器、有害气体传感器和震动传感器等各类传感器所传出的讯息进行接收；步骤3，所述程序模块将接收到的各类传感器信息进行编译和比对处理，判断传感器信息是否超出合理范围；步骤4，所述程序模块将编译和比对处理后的各传感器讯息传输给系统，并将超出合理数值范围，需要及时报警的信息传输给实时动态提示模块；步骤5，所述程序模块每隔10分钟重复执行步骤1-步骤4的程序步骤；

所述的人员定位模块执行人员定位程序模块时，实现以下运行步骤：步骤1，所述程序模块接收系统发出的人员定位指令，并将指令发给网络信号收发模块，请求接收廊内人员手持设备在无线网络中的模糊定位信息和管廊内部监控信息；步骤2，所述程序模块接收网络信号收发模块发来的廊内人员手持设备在无线网络中的模糊定位信息和模糊定位后的管廊内部监控信息；步骤3，所述程序模块根据廊内人员手持设备在无线网络中的模糊定位信息确定廊内人员所在区间范围；步骤4，所述程序模块将步骤3确定的廊内人员所在区间范围分析该区间范围的监控数据中廊内人员所在之处的参照物和距离，并通过监控数据的计算得出距离数据；步骤5，所述程序模块通过对获取的数据进行计算，得出廊内人员所处的精确地理位置；步骤6，所述程序模块将得出廊内人员的定位数据标注于管廊三维立体数据之中；

所述的设备远程操控模块执行设备远程操控程序模块时，实现以下运行步骤：步骤1，所述程序模块接收系统发出的具体操控指令；步骤2，所述程序模块将接收到的系统操控指令进行编译，形成对要操控设备或管道的具体的、明确的操控指令；步骤3，所述程序模块将操控指令通过网络信号收发模块传输给需要远程进行控制的设备或管道的控制器，设备或管道的控制器进行操控后，将操控结果反馈给设备远程操控模块；步骤4，所述程序模块通过网络信号收发模块接收反馈的控制信息；步骤5，所述程序模块将反馈的控制信息传输给系统，并执行下一个远程操控指令；

所述的远程流程审批模块执行远程流程审批程序模块时，实现以下运行步骤：步骤1，所述程序模块接收系统发出的编辑指令，按照用户的指令对流程审批表进行编辑；步骤2，所述程序模块将编辑完成的流程审批表编译成网络传输信号，并通过网络信号收发模块传输给综合管廊管控系统中，由管理人员通过电脑或便携设备进行在线流程审批；步骤3，所述程序模块通过网络信号收发模块接收综合管廊管控系统发出的流程审批结果，并将审批结果编译成文字；步骤4，所述程序模块将文字化的流程审批结果传输给系统；

所述的扫码巡检模块执行扫码巡检程序模块时，实现以下运行步骤：步骤1，所述程序模块接收系统发出的扫码指令后，控制开启手持设备的摄像设备；步骤2，所述程序模块提示用户将摄像头对准目标设备的二维码进行二维码扫描，直至扫描完成；步骤3，所述程序模块对扫描的二维码进行解码，获取该设备的基本参数信息、目前的设备运行状态、历史故障信息和维修保养记录；步骤4，所述程序模块通过网络信号收发模块查询该设备的备件库存情况；步骤5，所述程序模块执行下一条扫码巡检指令；

所述的信息输出模块执行信息输出程序模块时，实现以下运行步骤：步骤1，所述程序模块接收系统发出的信息输出指令；步骤2，所述程序模块调取指令中所涉及的信息数据进行数据压缩和编译；步骤3，所述程序模块将编译好的数据信息通过网络信号收发模块传输给系统指令指定的接收设备或系统；步骤4，所述程序模块执行下一条信息输出指令。

设计说明书

技术领域：

本发明属于地下管廊控制技术领域，涉及一种地下综合管廊手持便携信息管控系统，特备是一种用于在地下集中敷设市政管线的公共隧道管廊中进行设备控制和人员通讯等功能的便携式信息管控设备及其系统。

背景技术：

目前，随着现代城市文明建设的不断创新和环境优美的进步要求，城市的运行设施和管线正在趋于向地下管网或集聚化方向发展。智慧型城市地下综合管廊是指在城市地下用于集中敷设电力、通信、广播电视、给水、排水、热力、燃气等市政管线的公共隧道，其在推进统筹各类市政管线规划、建设和解决反复开挖路面、架空线网密集、管线事故频发等问题上具有突出的效果，是建设智慧城市重要的基础设施之一，是国家重点支持的一项民生工程。2017年1月22日，住房城乡建设部印发了《城市管理管廊国家建筑标准设计体系》和《海绵城市建设国家建筑标准设计体系》；2017年5月26日，住房城乡建设部和国家能源局印发了《推进电力管线纳入城市地下综合管廊的意见》；2017年6月20日，住房城乡建设部部长在推进城市地下综合管廊建设电视电话会议上，要求以高度的历史责任感抓好地下管廊的建设；2017年8月16日，住房城乡建设部发布了《关于提高城市排水防涝能力推进城市地下综合管廊建设的通知》。这些足以说明了建设城市地下智慧综合管廊是有利于保障城市安全、完善城市功能、美化城市景观、促进城市集约高效和转型发展的非常重要的一部分。

现有的地下综合管廊的管控系统的控制、巡检和环境监控等技术，依然主要依托于传统的摄像头监控和人工地下巡检，较少的运用互联网和物联网技术，对于管廊的具体运行状况、安全状况、设备和管道的运行状态仍然不能实时的更新和快速的掌握；工作人员在管廊内巡检时，依然主要通过对讲机和固定电话进行联络和沟通，由于现有管廊的检测系统、监控系统和报警系统等采用的技术标准和体系各不相同，采用的技术标准也不一样，缺乏一套可以随时连接网络并且能够接收各个系统的数据的便携设备和系统，无法对管廊随时进行管控；同时还存在着无法对管廊内的工作人员进行快速精确的定位的缺点，不能很好的保证地下巡检工作人员和其他工作人员的安全，也不利于智能化监控地下设备的正常运行。

因此，寻求设计一种以“物联网、大数据云计算、移动互联网”等信息技术为支撑，使各个系统全面融合，随时通过便携设备进行信息接收、管廊设备控制和工作报备审批，同时兼顾人员定位，满足报警和门禁等配套集成联动，消除各类信息孤岛问题的一种地下综合管廊手持便携信息管控系统具有重要的实际应用价值。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种地下综合管廊手持便携信息管控系统，充分利用大数据技术、互联网技术和物联网技术，建立互相联系便捷、可随身携带和随时接入互联网的便携式管控系统，实现对城市地下综合管廊数据信息的便携式管理和控制。

为了实现上述目的，本发明涉及的地下综合管廊手持便携信息管控系统主体结构包括：电源装置、芯片集成电路板、SOC芯片、RAM存储装置、系统闪存装置、网络收发装置、NFC装置、触摸控制装置、声音接收装置、扫描摄像装置、屏幕显示装置、声音输出装置、震动装置、照明装置、红外线信号发出装置；本实施例涉及的电源装置与芯片集成电路板双向电信息连接，芯片集成电路板与SOC芯片、RAM存储装置、系统闪存装置、网络收发装置和NFC装置双向电信息连接，触摸控制装置、声音接收装置和扫描摄像装置单向与芯片集成电路板电信息连接，向芯片集成电路板输入数据，屏幕显示装置、声音输出装置、震动装置、照明装置和红外线信号发出装置与芯片集成电路板单向电信息连接，接收芯片集成电路板的输出数据。

本发明涉及的地下综合管廊手持便携信息管控系统主体结构模块包括：网络信号收发模块、实时动态提示模块、廊内环境监测模块、人员定位模块、设备远程操控模块、远程流程审批模块、扫码巡检模块和信息输出模块；网络信号收发模块能够自动搜寻接收并连接到管廊内部全面覆盖的无线网络装置所发出的网络信号上，以便于实时收到其他管控系统和联网设备发共享的数据信息，并将系统本身的数据信息实时上传更新，与综合管控系统保持一致；实时动态提示模块能够使身处管廊内部得工作人员通过手持设备随时接收到附近的设备有无报警信息，使工作人员的效率得以提高；如果管廊内发生危险情况，也能够实时得到报警通知，可以紧急撤离出管廊，保证巡检工作人员的安全；廊内环境监测模块可以接收综合管廊内部的温湿度传感器、有害气体传感器和震动传感器等各类传感器所传出的讯息，并将通过编译处理所获取到的讯息通过实时动态提示模块反馈给管廊内部的工作人员；人员定位模块能够通过设备在网络中的位置、管廊内部摄像头信息数据和三维立体数据来准确的测算出持有设备的人员所在的位置，并可对位置进行实时追踪与同步，使廊内工作人员和廊外工作人员随时清楚自己所处的精确坐标，便于工作的开展、量化考核和安全的保障；设备远程操控模块能够通过基于网络的远程操控系统实时操控管廊内部的各种仪器设备和各种管线，控制廊内设备仪器和管线的开启与关闭，便于廊内廊外的工作人员精确快速的控制需要廊内设备；远程流程审批模块能够随时将便携设备所拍摄和录制的照片或视频编辑到流程审批表中，并上传到综合管廊管控系统中，由管理人员在线作出工作审批；管理人员同样能够利用便携设备随时审批流程和查看工作报表，减少不必要的审批程序，提高工作效率；扫码巡检模块能够通过扫描每个设备上独有的二维码来读取设备的故障信息以及维修保养的记录，并可通过网络实时查询有无备件可用，为廊内设备的维修和养护提供可供参考的信息；信息输出模块能够随时通过网络将便携设备中存储的或获取到的音视频资料和各种数据传输给地下管廊的其他模块、系统或设备，实现数据共享，利用大数据技术对获取的信息和数据进行整体的分析。

本发明与现有技术相比，利用发达的网络技术和信息传输技术，解决综合管廊内部工作人员无法实时控制管廊设备、互相联络不便和精确实时定位困难等问题，通过结构化的综合布线系统和计算机网络技术，将各个系统的功能和数据可以通过便携信息管控系统进行收发和控制，使监测和监控资源达到充分共享，实现集中、高效、便利的管理，构建成一个强大的地下综合管廊手持便携信息管控系统；其设计理念科学、技术方案先进，控制原理可靠，操作使用便捷，实时可控性好，应用环境友好。

附图说明：

图1为本发明涉及的手持便携信息管控系统主体结构示意图。

图2为本发明涉及的手持便携信息管控系统主体结构模块示意框图。

图3为本发明涉及的手持便携信息管控系统主体结构工作原理示意框图。

图4为本发明涉及的手持便携信息管控系统主体程序工作原理示意框图。

具体实施方式：

下面结合附图并通过实施例进一步描述本发明的具体实施方案。

实施例1：

本实施例涉及的地下综合管廊手持便携信息管控系统主体结构包括：电源装置1、芯片集成电路板2、SOC芯片3、RAM存储装置4、系统闪存装置5、网络收发装置6、NFC装置7、触摸控制装置8、声音接收装置9、扫描摄像装置10、屏幕显示装置11、声音输出装置12、震动装置13、照明装置14、红外线信号发出装置15；本实施例涉及的电源装置1与芯片集成电路板2双向电信息连接，芯片集成电路板2与SOC芯片3、RAM存储装置4、系统闪存装置5、网络收发装置6和NFC装置7双向电信息连接，触摸控制装置8、声音接收装置9和扫描摄像装置10单向与芯片集成电路板2电信息连接，向芯片集成电路板2输入数据，屏幕显示装置11、声音输出装置12、震动装置13、照明装置14和红外线信号发出装置15与芯片集成电路板2单向电信息连接，接收芯片集成电路板2的输出数据；

电源装置1采用4200毫安时锂电池，标准放电电压为3.7VDC，充电截止电压为4.4VDC，放电截止电压为2.75VDC；芯片集成电路板2为手持便携信息管控系统的主电路板，设有上述各芯片的插槽或用线路连接各芯片和装置，并集成有信号天线、充电电路、充电插口、耳机插孔；SOC芯片3集成包括中央处理器(CPU)、图像处理器(GPU)、通信基带、数字信号处理器(DSP)、GPS定位芯片、北斗定位芯片、音频处理芯片、电源管理芯片；RAM存储装置4采用8GB LPDDR4内存颗粒，频率为1600Mhz，带宽为25.6G\/s，工作电压为1.1V；系统闪存装置5采用128GB UFS2.0闪存颗粒，带宽为1450MB\/s，顺序读取速度为350MB\/s，顺序写入速度为150MB\/s，随机读取速度为19K IOPS，随机写入速度为14K IOPS；网络收发装置6包括WIFI模块主控芯片、射频电路和蓝牙芯片；NFC装置7满足ISO14443A、B标准，内存容量为32k字节，通信速度介于为424kbit\/s，工作频率为13.56MHz、ASK调变；触摸控制装置8为电阻式触摸外屏，透光率>90％，感应力度为小于127g力，表面硬度为莫式7级，单点触摸寿命为3500万次；声音接收装置9包括2个高保真降噪麦克风，额定电压为3.2VDC，额定电流为60mA，功率为220mW；扫描摄像装置10包括一颗800万像素前置摄像头和1600万像素后置摄像头，光圈分别为f2.2和f1.8，传感器类型分别为背照式CMOS和BSI CMOS；屏幕显示装置11采用5.5英寸led背光显示内屏，对比度为1400:1，P3广色域显示，最大亮度为625cd\/m2；声音输出装置12包括2个扬声器，额定电压为3.2～4.2VDC，额定电流≤250mA，功率为2W，亮度为2000～7500mcd；震动装置13采用线性振动马达，额定电压为3.2VDC，额定电流≤90mA，功率为260mW；照明装置14采用4颗高亮度LED灯珠，额定电压为3.7VDC，额定电流120～250mA，功率为260mW；红外线信号发出装置15为红外二极管，额定电压为3.2～4.2VDC，额定电流≤25mA，功率为60mW。

本实施例涉及的地下综合管廊手持便携信息管控系统应用时，电源装置1通过芯片集成电路板2给整个系统供电，芯片集成电路板2负责连接各个装置，并进行数据传输，SOC芯片3负责运算、处理图形数据、处理音频数据、收发通讯信号和定位系统所在位置，RAM存储装置4负责存储正在使用、计算和处理的数据，系统闪存装置5负责存储整个地下综合管廊手持便携信息管控系统所有数据，网络收发装置6负责网络数据和蓝牙数据的收发，NFC装置7负责收发接触时近场通讯的数据，触摸控制装置8负责接收使用者的指令，声音接收装置9负责接收声音数据，扫描摄像装置10负责采集影像数据，屏幕显示装置11负责可视化数据的输出，声音输出装置12负责声音数据的输出，震动装置13负责振动提醒数据输出，照明装置14负责提供光线，红外线信号发出装置15负责红外数据的输出；具体的，地下综合管廊手持便携信息管控系统可以通过触摸控制装置8发出调取管廊内实时数据的指令，指令通过芯片集成电路板2传输给SOC芯片3，SOC芯片3经过计算翻译后，通过芯片集成电路板2将指令传输给网络收发装置6，网络收发装置6通过连接网络下载管廊的实时数据，并通过芯片集成电路板2存储到系统闪存装置5同时提取到RAM存储装置4，由SOC芯片3进行运算处理，然后通过屏幕显示装置11和声音输出装置12向使用者报告管廊内的实时数据信息。

实施例2：

本实施例涉及的地下综合管廊手持便携信息管控系统主体结构模块包括：系统控制处理模块、数据存储模块、网络信号收发模块、实时动态提示模块、廊内环境监测模块、人员定位模块、设备远程操控模块、远程流程审批模块、扫码巡检模块和信息输出模块；所述的系统控制处理模块与数据存储模块双向电信息连接；数据存储模块与实时动态提示模块电信息连接；网络信号收发模块与数据存储模块双向电信息连接；廊内环境监测模块、人员定位模块、设备远程操控模块、远程流程审批模块、扫码巡检模块和信息输出模块与网络信号收发模块双向电信息连接；

系统控制处理模块用于对整个系统的所有模块进行控制，并对系统所有模块的数据进行运算处理；

数据存储模块用于存储其他模块产生的数据，并把数据传输给实时动态提示模块进行动态提醒；

网络信号收发模块包括网络信号接收装置、数据接收装置、数据发送装置、数据存储装置和电源装置；能够自动搜寻接收并连接到管廊内部全面覆盖的无线网络装置所发出的网络信号上，实时收到其他模块发出的数据信息，并将系统控制处理模块的控制信号传输至其他模块；

实时动态提示模块包括讯息接收装置、讯息存储装置、讯息处理装置、讯息显示装置、声音提示装置、振动装置和电源装置；能够使身处管廊内部得工作人员通过手持设备随时接收到工作信息和附近的设备报警信息的提醒，使工作人员的效率得以提高；如果管廊内发生危险情况，也能够实时得到报警通知，可以紧急撤离出管廊，保证巡检工作人员的安全；

廊内环境监测模块包括温度传感装置、湿度传感装置、振动传感装置、有害气体传感装置、压强传感装置、噪音传感装置、光度传感装置、讯号传输装置、讯号接收装置、讯号解码处理装置、讯息存储装置和电源装置；可以接收分布在综合管廊内部的温湿度传感器、有害气体传感器和震动传感器等各类传感器所传出的讯息，并将通过编译处理所获取到的讯息通过实时动态提示模块反馈给管廊内部的工作人员；

人员定位模块包括网络基站定位装置、监控定位装置、数据运算装置、数据存储装置、定位讯息传输装置和电源装置；能够通过设备在网络中的位置、管廊内部摄像头信息数据和三维立体数据来准确的测算出持有设备的人员所在的位置，并可对位置进行实时追踪与同步，使廊内工作人员和廊外工作人员随时清楚自己所处的精确坐标，便于工作的开展、量化考核和安全的保障；

设备远程操控模块包括无线网络连接装置、键盘输入装置、触摸输入装置、图形显示装置、控制信号处理装置、控制讯号存储装置、控制信号传输装置和电源装置；能够通过基于网络的远程操控系统实时操控管廊内部的各种仪器设备和各种管线，控制廊内设备仪器和管线的开启与关闭，便于廊内廊外的工作人员精确快速的控制需要廊内设备；

远程流程审批模块包括无线网络连接装置、摄录装置、键盘输入装置、触摸输入装置、图文显示装置、文件处理装置、存储装置、文件传输装置和电源装置；能够随时将便携设备所拍摄和录制的照片或视频编辑到流程审批表中，并上传到综合管廊管控系统中，由管理人员在线作出工作审批；管理人员同样能够利用便携设备随时审批流程和查看工作报表，减少不必要的审批程序，提高工作效率；

扫码巡检模块包括无线网络连接装置、摄录装置、二维码识别装置、条形码识别装置、图文显示装置、存储装置、设备讯息传输装置和电源装置；能够通过扫描每个设备上独有的二维码来读取设备的故障信息以及维修保养的记录，并可通过网络实时查询有无备件可用，为廊内设备的维修和养护提供可供参考的信息；

信息输出模块包括网络连接装置、信息存储装置、信息编码装置、信息传输装置和电源装置；能够随时通过网络将便携设备中存储的或获取到的音视频资料和各种数据传输给地下管廊的其他模块、系统或设备，实现数据共享，利用大数据技术对获取的信息和数据进行整体的分析。

实施例3：

本实施例所涉及的地下综合管廊手持便携信息管控系统的各个模块通过运行计算机程序模块实现其功能；其所涉及的计算机程序模块主要包括：网络信号收发程序模块、实时动态提示程序模块、廊内环境监测程序模块、人员定位程序模块、设备远程操控程序模块、远程流程审批程序模块、扫码巡检程序模块和信息输出程序模块。

网络信号收发模块执行网络信号收发程序模块时，实现以下运行步骤：

步骤1，所述程序模块接收系统发出的收发指令，并确认所述网络信号收发模块已连接到无线网络中(包括但不限于无线WIFI信号和2G、3G、4G或5G等手机网络信号)；

步骤2，所述程序模块判断步骤1所收到的收发指令为接收信号指令或发出信号指令；

步骤3，如所述程序模块接收到指令为接收指令，便接收外界所发来的数据信息，并将该信息存储到存储器中；

步骤4，如所述程序模块接收到指令为发出指令，便接收系统内部其他模块所发来的数据信息，并将该信息通过网络发出到指令所指定的设备或系统中；

步骤5，所述程序模块根据接收指令将接收到的数据信息发送给相应的模块；

步骤6，所述程序模块根据发出指令将已发出数据信息的信号回馈给系统。

实时动态提示模块执行实时动态提示程序模块时，实现以下运行步骤：

步骤1，所述程序模块向系统发出的请求接收附近设备、仪器和管道的报警信息和故障信息的指令，系统将指令传输给廊内环境监测模块，廊内环境监测模块将请求传输给网络信号收发模块；

步骤2，所述程序模块接收廊内环境监测程序模块发来的附近设备、仪器和管道的报警信息和故障信息的数据；

步骤3，所述程序模块将接收到的数据信息进行可视化处理，使接收到的设备、仪器和管道的报警信息或故障信息和地理位置显示在地图中，并传输给显示屏幕进行显示；

步骤4，所述程序模块将接收到的数据信息进行表格化处理，使接收到的设备、仪器和管道的报警信息或故障信息、地理位置信息、原因初步判断信息按照距离远近排列到表格中，并传输给显示屏幕进行显示；

步骤5，被动接收廊内环境监测程序模块发来的管廊内突发的危险等级较高(包括但不限于温度、有害气体浓度和管廊震动幅度等超出安全标准范围)的报警信息，并传输给显示屏幕以弹出消息的方式进行显示，提示工作人员尽快撤离到安全位置。

廊内环境监测模块执行廊内环境监测程序模块时，实现以下运行步骤：

步骤1，所述程序模块接收和识别系统发出的接收指令，并将该指令经过处理传输给网络信号收发模块；

步骤2，网络信号收发程序模块将所述程序模块请求接收的综合管廊内部的温湿度传感器、有害气体传感器和震动传感器等各类传感器所传出的讯息进行接收；

步骤3，所述程序模块将接收到的各类传感器信息进行编译和比对处理，判断传感器信息是否超出合理范围；

步骤4，所述程序模块将编译和比对处理后的各传感器讯息传输给系统，并将超出合理数值范围，需要及时报警的信息传输给实时动态提示模块；

步骤5，所述程序模块每隔10分钟重复执行步骤1-步骤4的程序步骤。

人员定位模块执行人员定位程序模块时，实现以下运行步骤：

步骤1，所述程序模块接收系统发出的人员定位指令，并将指令发给网络信号收发模块，请求接收廊内人员手持设备在无线网络中的模糊定位信息和管廊内部监控信息；

步骤2，所述程序模块接收网络信号收发模块发来的廊内人员手持设备在无线网络中的模糊定位信息和模糊定位后的管廊内部监控信息；

步骤3，所述程序模块根据廊内人员手持设备在无线网络中的模糊定位信息确定廊内人员所在区间范围；

步骤4，所述程序模块将步骤3确定的廊内人员所在区间范围分析该区间范围的监控数据中廊内人员所在之处的参照物和距离，并通过监控数据的计算得出距离数据；

步骤5，所述程序模块通过对获取的数据进行计算，得出廊内人员所处的精确地理位置；

步骤6，所述程序模块将得出廊内人员的定位数据标注于管廊三维立体数据之中。

设备远程操控模块执行设备远程操控程序模块时，实现以下运行步骤：

步骤1，所述程序模块接收系统发出的具体操控指令；

步骤2，所述程序模块将接收到的系统操控指令进行编译，形成对要操控设备或管道的具体的、明确的操控指令；

步骤3，所述程序模块将操控指令通过网络信号收发模块传输给需要远程进行控制的设备或管道的控制器，设备或管道的控制器进行操控后，将操控结果反馈给设备远程操控模块；

步骤4，所述程序模块通过网络信号收发模块接收反馈的控制信息；

步骤5，所述程序模块将反馈的控制信息传输给系统，并执行下一个远程操控指令。

远程流程审批模块执行远程流程审批程序模块时，实现以下运行步骤：

步骤1，所述程序模块接收系统发出的编辑指令，按照用户的指令对流程审批表进行编辑；

步骤2，所述程序模块将编辑完成的流程审批表编译成网络传输信号，并通过网络信号收发模块传输给综合管廊管控系统中，由管理人员通过电脑或便携设备进行在线流程审批；

步骤3，所述程序模块通过网络信号收发模块接收综合管廊管控系统发出的流程审批结果，并将审批结果编译成文字；

步骤4，所述程序模块将文字化的流程审批结果传输给系统。

扫码巡检模块执行扫码巡检程序模块时，实现以下运行步骤：

步骤1，所述程序模块接收系统发出的扫码指令后，控制开启手持设备的摄像设备；

步骤2，所述程序模块提示用户将摄像头对准目标设备的二维码进行二维码扫描，直至扫描完成；

步骤3，所述程序模块对扫描的二维码进行解码，获取该设备的基本参数信息、目前的设备运行状态、历史故障信息和维修保养记录；

步骤4，所述程序模块通过网络信号收发模块查询该设备的备件库存情况；

步骤5，所述程序模块执行下一条扫码巡检指令。

信息输出模块执行信息输出程序模块时，实现以下运行步骤：

步骤1，所述程序模块接收系统发出的信息输出指令；

步骤2，所述程序模块调取指令中所涉及的信息数据进行数据压缩和编译；

步骤3，所述程序模块将编译好的数据信息通过网络信号收发模块传输给系统指令指定的接收设备或系统；

步骤4，所述程序模块执行下一条信息输出指令。

设计图

一种地下综合管廊手持便携信息管控系统论文和设计

一种地下综合管廊手持便携信息管控系统论文和设计-李维东

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢