全文摘要
本实用新型公开了一种轨道交通消防钢瓶数据采集装置及数据采集系统，包括电源、多个气压传感器、数据采集模块以及通信模块，通信模块包括NB‑IoT，数模转换单元与气压传感器信号连接，数模转换单元还与数据采集核心板信号连接，压力信号经数模转换单元传输至数据采集核心板，数据采集核心板被配置为将压力信号发送至NB‑IoT子模块，NB‑IoT将数据采集模块采集到的数据传输给远程云端模块进行处理分析，远程监控消防钢瓶的气压状况，NB‑IoT连接稳定，从而实现消防钢瓶数据采集装置稳定可靠的数据传输。
主设计要求
1.一种轨道交通消防钢瓶数据采集装置，其特征在于，包括：电源；多个气压传感器，每个所述气压传感器用于采集一个所述消防钢瓶的压力信号；数据采集模块，所述数据采集模块包括数模转换单元、数据采集核心板；通信模块，所述通信模块与所述数据采集核心板可通信的连接，所述通信模块包括NB-IoT子模块；其中，所述数模转换单元与所述气压传感器信号连接，所述数模转换单元还与所述数据采集核心板信号连接，所述压力信号经所述数模转换单元传输至所述数据采集核心板，所述数据采集核心板被配置为将所述压力信号发送至所述NB-IoT子模块；所述NB-IoT子模块被配置为往外部接收端转发所述压力信号。
设计方案
1.一种轨道交通消防钢瓶数据采集装置，其特征在于，包括：
电源；
多个气压传感器，每个所述气压传感器用于采集一个所述消防钢瓶的压力信号；
数据采集模块，所述数据采集模块包括数模转换单元、数据采集核心板；
通信模块，所述通信模块与所述数据采集核心板可通信的连接，所述通信模块包括NB-IoT子模块；
其中，所述数模转换单元与所述气压传感器信号连接，所述数模转换单元还与所述数据采集核心板信号连接，所述压力信号经所述数模转换单元传输至所述数据采集核心板，所述数据采集核心板被配置为将所述压力信号发送至所述NB-IoT子模块；
所述NB-IoT子模块被配置为往外部接收端转发所述压力信号。
2.根据权利要求1所述的轨道交通消防钢瓶数据采集装置，其特征在于，还包括温度传感器和\/或湿度传感器和\/或位置传感器，用于采集所述消防钢瓶的温度信号和\/或湿度信号和\/或位置信号；
所述数模转换单元与所述温度传感器和\/或所述湿度传感器和\/或所述位置传感器信号连接，所述数据采集核心板被配置为将所述温度信号和\/或所述湿度信号和\/或所述位置信号发送至所述NB-IoT子模块；
所述NB-IoT子模块被配置为往外部接收端转发所述温度信号和\/或所述湿度信号和\/或所述位置信号。
3.根据权利要求1所述的轨道交通消防钢瓶数据采集装置，其特征在于，所述数据采集模块还包括报警单元，所述报警单元包括警示灯和报警器，所述警示灯和所述报警器与所述数据采集核心板连接，所述数据采集核心板预先设有所述消防钢瓶的安全气压范围，当所述气压传感器采集的所述压力信号落在所述安全气压范围外时，所述警示灯和所述报警器进行本地报警。
4.根据权利要求1所述的轨道交通消防钢瓶数据采集装置，其特征在于，所述数据采集核心板的型号为基于STM32的MCU主控单元。
5.一种轨道交通消防钢瓶数据采集系统，其特征在于，包括权利要求2至4任意一项所述的轨道交通消防钢瓶数据采集装置。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于消防数据管理领域，尤其涉及一种轨道交通消防钢瓶的数据采集装置及数据采集系统。
背景技术
随着城市化进程的加快，交通堵塞、环境污染等“城市病”愈发突出。轨道交通因其低能耗、少污染的“绿色交通”，成为解决“城市病”的一把钥匙。为了确保轨交运营的安全，在每个站点中存放着大量的消防钢瓶，以此来应对轨交线路站点中的突发性消防事件，由此也带来了一项耗时耗力的气压钢瓶的巡检工作。目前采用人工巡检抄写报表，极大的消耗人力资源。同时由于线路长、站点和钢瓶数目众多等因素，导致巡检的周期过长，数据不能及时获取、故障不能快速排除，极大的增加了运营设备的消防安全隐患。
故出现了能在线监控消防钢瓶的数据采集设备，但现有的消防钢瓶的数据采集设备数据传输的稳定性以及可靠性低。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种轨道交通消防钢瓶的数据采集装置及数据采集系统，能提供稳定可靠的数据传输。
为解决上述问题，本实用新型的技术方案为：
一种轨道交通消防钢瓶的数据采集装置，包括：
电源；
多个气压传感器，每个所述气压传感器用于采集一个所述消防钢瓶的压力信号；
数据采集模块，所述数据采集模块包括数模转换单元、数据采集核心板；
通信模块，所述通信模块与所述数据采集核心板可通信的连接，所述通信模块包括NB-IoT子模块；
其中，所述数模转换单元与所述气压传感器信号连接，所述数模转换单元还与所述数据采集核心板信号连接，所述压力信号经所述数模转换单元传输至所述数据采集核心板，所述数据采集核心板被配置为将所述压力信号发送至所述NB-IoT子模块；
所述NB-IoT子模块被配置为往外部接收端转发所述压力信号。
优选地，还包括温度传感器和\/或湿度传感器和\/或位置传感器，用于采集所述消防钢瓶的温度信号和\/或湿度信号和\/或位置信号；
所述数模转换单元与所述温度传感器和\/或所述湿度传感器和\/或所述位置传感器信号连接，所述数模转换单元还与所述数据采集核心板信号连接，所述数据采集核心板被配置为将所述温度信号和\/或所述湿度信号和\/或所述位置信号发送至所述NB-IoT子模块；
所述NB-IoT子模块被配置为往外部接收端转发所述温度信号和 \/或所述湿度信号和\/或所述位置信号。
优选地，所述数据采集模块还包括报警单元，所述报警单元包括警示灯和报警器，所述警示灯和所述报警器与所述数据采集核心板连接，所述数据采集核心板预先设有所述消防钢瓶的安全气压范围，当所述气压传感器采集的所述压力信号落在所述安全气压范围外时，所述警示灯和所述报警器进行本地报警。
优选地，所述数据采集核心板的型号为基于STM32的MCU主控单元。
一种轨道交通消防钢瓶的数据采集系统，包括上述任意一项所述的轨道交通消防钢瓶的数据采集装置。
本实用新型由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
1)本实用新型提供的一种轨道交通消防钢瓶的数据采集装置，包括电源、多个气压传感器、数据采集模块以及通信模块，通信模块包括NB-IoT，NB-IoT将数据采集模块采集到的数据传输给远程云端模块进行处理分析，远程监控消防钢瓶的气压状况，NB-IoT连接稳定，从而实现消防钢瓶数据采集装置稳定可靠的数据传输；
2)本实用新型提供的一种轨道交通消防钢瓶的数据采集装置，其传感器模块还包括温度传感器、湿度传感器、位置传感器，能采集消防钢瓶的温度信号、湿度信号以及位置信号等，从而实时监控消防钢瓶的温度、湿度以及位置。
附图说明
图1为轨道交通消防钢瓶数据采集装置的结构框图；
图2为气压传感器与消防钢瓶的连接示意图；
图3为电压值与气压值之间的相互转换关系函数曲线图；
图4为轨道交通消防钢瓶数据采集装置的站点示意图；
图5为轨道交通消防钢瓶的数据采集系统的结构框图。
附图标记说明：
101：消防钢瓶；102：压力表；103：三通构件；201：电源；202：数据转换单元；203：数据采集核心板；204：报警单元；2041：警示灯；2042：报警器；205：通信模块；206：传感器模块；2061：气压传感器；2062：温度传感器；2063：湿度传感器；300：远程云端模块。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种轨道交通消防钢瓶的数据采集装置及数据采集系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。
实施例一
参看图1所示，图1为轨道交通消防钢瓶数据采集装置的结构框图，本实用新型提供了一种轨道交通消防钢瓶的数据采集装置，包括电源201；多个气压传感器2061，每个气压传感器2061用于采集一个消防钢瓶101的压力信号；数据采集模块，数据采集模块包括数模转换单元202、数据采集核心板203；通信模块205，通信模块205 与数据采集核心板203可通信的连接，通信模块205包括NB-IoT子模块；其中，数模转换单元202与气压传感器2061信号连接，数模转换单元202还与数据采集核心板203信号连接，压力信号经数模转换单元202传输至数据采集核心板203，数据采集核心板203被配置为将压力信号发送至NB-IoT子模块；NB-IoT子模块被配置为往外部接收端转发压力信号。
本实用新型提供的一种消防钢瓶数据采集装置，其通信模块205 包括NB-IoT子模块，NB-IoT子模块将数据采集模块采集到的数据传输给外部接收端进行处理分析，远程监控消防钢瓶的气压状况， NB-IoT连接稳定，从而实现消防钢瓶数据采集装置稳定可靠的数据传输。
电源201与数据采集核心板203电连接，用于提供数据采集核心板203以及其他单元的供电。
气压传感器2061用于采集一个消防钢瓶101的压力信号，在本实施例中，气压传感器2061与消防钢瓶101通过一个三通构件103 进行连接，参看图2，图2为气压传感器与消防钢瓶的连接示意图，消防设备终端有消防钢瓶101和一个压力表102，消防钢瓶101、压力表102以及气压传感器2061通过一个三通构件103进行连接，三通构件103为具有三个连接头的连接件，在本实施例中，三通构件 103为金属连接件，三个连接头分别连接消防钢瓶101、压力表102 和气压传感器2061，三通构件103需具有良好的密封性能，防止三通构件103自身漏气导致误报警，气压传感器2061用于采集压力表 102的压力值。在实施例中，轨道交通消防钢瓶的数据采集装置还可以包括温度传感器2062和湿度传感器2063，采集消防钢瓶101的温度和湿度数据，再经由通信模块205传输给外部接收端进行处理和分析，从而可以远程监控消防钢瓶101的温度和湿度环境，更全面安全地对消防钢瓶101进行监控；在本实施例中，轨道交通消防钢瓶的数据采集装置还包括位置传感器，采集消防钢瓶101的位置数据，对消防钢瓶101实现定点控制。将所有的传感器集合为传感器模块206。
数模转换单元202，传感器模块206与数模转换单元202信号连接，传感器模块206与数模转换单元202采用无线方式进行数据传输，数模转换单元202用于将接收到的传感器数据转换为电压数据，然后再传输给数据采集核心板203进行后续处理。在本实施例中，数模转换单元202的型号为0-10V电压转485，在实施例中提供了气压数据与电压数据的转换关系，其气压数据与电压数据转换公式为：
V＝0.162*P+0.2(V为电压值，P为气压值)
如图3所示，图3为电压值与气压值之间的相互转换关系函数曲线图。如图4所示，图4为轨交消防钢瓶数据采集装置的站点示意图，在本实施例中，数模转换单元202具有多个数据输入端口，可以同时串联接入多个传感器模块206，因为在一个轨交站点的多个不同位置会放置多个消防钢瓶101，每个消防钢瓶101通过各自的传感器模块 206将其气压、温度、湿度或者位置数据传输到数模转换单元202的一个数据输入端口，然后数模转换单元202将该站点所有的消防钢瓶 101的传感器数据进行转换后打包传输给数据采集核心板203进行后续处理。
数据采集核心板203，数模转换单元202与数据采集核心板203 信号连接，用于接收数模转换单元202打包发送过来的电压数据，再通过通信模块205发送至外部接收端进行分析处理。在本实施例中，数据采集核心板203的型号为基于STM32的MCU主控单元。
优选地，数据采集模块还包括报警单元204，报警单元204包括警示灯2041和报警器2042，警示灯2041和报警器2042与数据采集核心板203连接，数据采集核心板203预先设有消防钢瓶101的安全气压范围，当气压传感器2061采集的气压数据落在安全气压范围外时，警示灯2041和报警器2042进行本地报警，以此方式引起巡检员的注意，从而对出现故障的消防钢瓶101及时进行处理。
优选地，数据采集模块还可以包括数据存储设备，数据存储设备安装在数据采集核心板203上，对数据采集核心板203接收的数据进行存储。
通信模块205，通信模块205与数据采集核心板203连接，通信模块205包括NB-IoT子模块，NB-IoT子模块将电压数据传输给外部接收端，NB-IoT子模块具有低成本、低功耗、广连接等典型特点，其较3G\/4G等无线通信具有显著的成本优势，且连接稳定、具备多播功能，NB-IoT还具有双向传输数据的功能，NB-IoT将电压数据传输给外部接收端进行分析处理，外部接收端可以再通过通信模块205 向数据采集核心板203发送控制指令，为后续消防钢瓶数据采集装置增加功能提供了可能，本实用新型中通信模块205采用了NB-IoT， NB-IoT连接稳定，从而实现消防钢瓶数据采集装置稳定可靠的数据传输。
实施例二
参看图5所示，图5为轨道交通消防钢瓶的数据采集系统的结构框图，本实用新型提供了一种轨道交通消防钢瓶的数据采集系统，包括：实施例一所述的轨道交通消防钢瓶的数据采集装置、远程控制中心300，远程控制中心300被配置为接收NB-IoT子模块发送的压力信号和温度信号和或湿度信号和或位置信号。
电源201与数据采集核心板203电连接，用于提供数据采集核心板203以及其他单元的供电。
气压传感器2061用于采集一个消防钢瓶101的压力信号，在本实施例中，气压传感器2061与消防钢瓶101通过一个三通构件103 进行连接，参看图2，图2为气压传感器与消防钢瓶的连接示意图，消防设备终端有消防钢瓶101和一个压力表102，消防钢瓶101、压力表102以及气压传感器2061通过一个三通构件103进行连接，三通构件103为具有三个连接头的连接件，在本实施例中，三通构件 103为金属连接件，三个连接头分别连接消防钢瓶101、压力表102 和气压传感器2061，三通构件103需具有良好的密封性能，防止三通构件103自身漏气导致误报警，气压传感器2061用于采集压力表 102的压力值。在实施例中，轨道交通消防钢瓶的数据采集装置还可以包括温度传感器2062和湿度传感器2063，采集消防钢瓶101的温度和湿度数据，再经由通信模块205传输给远程控制中心300进行处理和分析，从而可以远程监控消防钢瓶101的温度和湿度环境，更全面安全地对消防钢瓶101进行监控；在本实施例中，轨道交通消防钢瓶的数据采集装置还包括位置传感器，采集消防钢瓶101的位置数据，对消防钢瓶101实现定点控制。将所有的传感器集合为传感器模块 206。
数模转换单元202，传感器模块206与数模转换单元202信号连接，传感器模块206与数模转换单元202采用无线方式进行数据传输，数模转换单元202用于将接收到的传感器数据转换为电压数据，然后再传输给数据采集核心板203进行后续处理。在本实施例中，数模转换单元202的型号为0-10V电压转485，在实施例中提供了气压数据与电压数据的转换关系，其气压数据与电压数据转换公式为：
V＝0.162*P+0.2(V为电压值，P为气压值)
如图3所示，图3为电压值与气压值之间的相互转换关系函数曲线图。如图4所示，图4为轨交消防钢瓶数据采集装置的站点示意图，在本实施例中，数模转换单元202具有多个数据输入端口，可以同时串联接入多个传感器模块206，因为在一个轨交站点的多个不同位置会放置多个消防钢瓶101，每个消防钢瓶101通过各自的传感器模块 206将其气压、温度、湿度或者位置数据传输到数模转换单元202的一个数据输入端口，然后数模转换单元202将该站点所有的消防钢瓶 101的传感器数据进行转换后打包传输给数据采集核心板203进行后续处理。
数据采集核心板203，数模转换单元202与数据采集核心板203 信号连接，用于接收数模转换单元202打包发送过来的电压数据，再通过通信模块205发送至远程控制中心300进行分析处理。在本实施例中，数据采集核心板203的型号为基于STM32的MCU主控单元。
优选地，数据采集模块还包括报警单元204，报警单元204包括警示灯2041和报警器2042，警示灯2041和报警器2042与数据采集核心板203连接，数据采集核心板203预先设有消防钢瓶101的安全气压范围，当气压传感器2061采集的气压数据落在安全气压范围外时，警示灯2041和报警器2042进行本地报警，以此方式引起巡检员的注意，从而对出现故障的消防钢瓶101及时进行处理。
优选地，数据采集模块还可以包括数据存储设备，数据存储设备安装在数据采集核心板203上，对数据采集核心板203接收的数据进行存储。
通信模块205，通信模块205与数据采集核心板203连接，通信模块205包括NB-IoT子模块，NB-IoT子模块将电压数据传输给远程控制中心300，NB-IoT子模块具有低成本、低功耗、广连接等典型特点，其较3G\/4G等无线通信具有显著的成本优势，且连接稳定、具备多播功能，NB-IoT还具有双向传输数据的功能，NB-IoT将电压数据传输给远程控制中心300进行分析处理，远程控制中心300可以再通过通信模块205向数据采集核心板203发送控制指令，为后续消防钢瓶数据采集装置增加功能提供了可能，本实用新型中通信模块 205采用了NB-IoT，NB-IoT连接稳定，从而实现消防钢瓶数据采集装置稳定可靠的数据传输。
远程控制中心300被配置为接收NB-IoT子模块发送的信号，包括压力信号、温度信号、湿度信号以及位置信号等。
本实用新型提供的一种消防钢瓶数据采集装置，在消防钢瓶101 上连接有传感器模块206，传感器模块206采集消防钢瓶的气压、温度、湿度、位置等数据，然后无线传输给数模转换单元202，数模转换单元202将各个数据输入端上的传感器数据转换成电压数据，打包发送给数据采集核心板203，数据采集核心板203通过NB-IoT将电压数据传输给远程云端模块300，同时，数据采集核心板203还安装有报警单元204，数据采集核心板203预先设有消防钢瓶101的安全气压范围，当传感器单元206采集的气压数据落在安全气压范围外时，警示灯2041和报警器2042进行本地报警。本实用新型提供的一种消防钢瓶数据采集装置，其通信模块包括NB-IoT，NB-IoT连接稳定，从而实现消防钢瓶数据采集装置稳定可靠的数据传输
上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。即使对本实用新型作出各种变化，倘若这些变化属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本实用新型的保护范围之中。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920309644.7
申请日:2019-03-12
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:32(江苏)
授权编号:CN209541804U
授权时间:20191025
主分类号:G01D 21/02
专利分类号:G01D21/02
范畴分类:31P;
申请人:苏州工业职业技术学院
第一申请人:苏州工业职业技术学院
申请人地址:215104 江苏省苏州市苏州国际教育园致能大道1号
发明人:陈晨;刘文军;朱东;张伟华;徐霁
第一发明人:陈晨
当前权利人:苏州工业职业技术学院
代理人:胡晶
代理机构:31236
代理机构编号:上海汉声知识产权代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计