[發(fā)明專利]基于物聯(lián)網(wǎng)的閘門、閥門測(cè)控信息智能終端

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710123056.X
• 申請(qǐng)日: 2017-03-03
• 公開（公告）號(hào): CN106647546A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 婁和;毛盾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南威盛電氣有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/042
• 分類號(hào): G05B19/042
• 代理公司: 北京挺立專利事務(wù)所(普通合伙)11265
• 代理人: 葉樹明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種為各類流體管網(wǎng)閘門、閥門設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控的智能終端，尤其是涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的閘門、閥門測(cè)控信息智能終端。

背景技術(shù)

目前閘門、閥門設(shè)備是各類管網(wǎng)系統(tǒng)中的重要設(shè)施，起到介質(zhì)輸送、關(guān)斷、調(diào)節(jié)介質(zhì)流量、壓力和改變流向等管網(wǎng)調(diào)控作用，是暢通輸配和管網(wǎng)搶修、維護(hù)、改造的重要保證措施。

閘(閥)門設(shè)備在當(dāng)前實(shí)際應(yīng)用中布置較分散，且距離較遠(yuǎn)，大多采用手動(dòng)操作方式，運(yùn)行人員勞動(dòng)強(qiáng)度普遍較高，全面實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)系統(tǒng)及時(shí)、有效管控的難度很大。管網(wǎng)系統(tǒng)要進(jìn)行科學(xué)管理與實(shí)時(shí)調(diào)控首先要解決閘門、閥門遠(yuǎn)程調(diào)控題目，管網(wǎng)中若干重要的和關(guān)鍵的閘門、閥門能否實(shí)現(xiàn)及時(shí)有效地調(diào)控直接影響管網(wǎng)系統(tǒng)安全；所以，在管網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)控中心直接實(shí)現(xiàn)對(duì)重要閥門遠(yuǎn)程調(diào)控操縱對(duì)保證管網(wǎng)系統(tǒng)安全正常運(yùn)行具有十分重要的意義。

為了減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)無人值守，能夠在調(diào)控中心對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各種閘門、閥門進(jìn)行遠(yuǎn)程檢測(cè)、控制，還能現(xiàn)地對(duì)閘門、閥門進(jìn)行獨(dú)立控制；當(dāng)出現(xiàn)閘門、閥門故障時(shí)系統(tǒng)能夠及時(shí)報(bào)警；同時(shí)也便于現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試、維護(hù)和緊急情況處理，所以，基于物聯(lián)網(wǎng)的閘門、閥門測(cè)控信息智能終端在硬件設(shè)計(jì)上確保整個(gè)系統(tǒng)簡(jiǎn)單、安全、可靠。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的閘門、閥門測(cè)控信息智能終端，所述終端充分利用現(xiàn)有成熟的設(shè)備制造技術(shù)及先進(jìn)的技術(shù)手段、無線頻譜等資源；采用STM32F103嵌入式單片機(jī)為中央處理單元，布置在閥門井內(nèi)或閘門旁；閘門、閥門調(diào)控中心計(jì)算機(jī)與現(xiàn)地終端單元之間通過無線網(wǎng)絡(luò)或單總線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；關(guān)鍵的閘門、閥門是影響管網(wǎng)運(yùn)行的重要設(shè)備，為防止誤操縱，管網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)控中心計(jì)算機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)終端單元設(shè)有登陸密碼和操作權(quán)限。

一種基于物聯(lián)網(wǎng)的閘門、閥門測(cè)控信息智能終端，包括CPU板和分別與其相連接的液晶顯示面板、功能鍵盤、接口電路板、無線傳輸模塊，所述無線傳輸模塊還與接口電路板相連接，所述CPU板包括STM32F103中央處理器和分別與其相連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、工作晶振、系統(tǒng)時(shí)鐘，還包括通過數(shù)據(jù)總線與中央處理器連接的運(yùn)算放大器以及通過隔離器與中央處理器連接的CAN總線，所述接口電路板與閘門或閥門相連接。

所述液晶顯示面板與STM32F103中央處理器連接。

所述功能鍵盤與STM32F103中央處理器連接，功能鍵盤至少包括返回鍵“ESC”、向上翻頁鍵或數(shù)字增鍵“Pgup”、向下翻頁鍵或數(shù)字減鍵“Pgdn”、確認(rèn)鍵“Enter”、復(fù)位鍵“RST”。

所述接口電路板包括8通道數(shù)字量輸入、4通道數(shù)字量輸出、8通道模擬量輸入、1通道模擬量輸出、1通道溫度輸入、1個(gè)無線接口、2個(gè)CAN接口、1個(gè)RJ45網(wǎng)絡(luò)接口、1個(gè)寬電壓設(shè)計(jì)電源接口。

所述無線傳輸模塊分別與STM32F103中央處理器和接口電路板的無線接口相連接。

基于物聯(lián)網(wǎng)的閘門、閥門測(cè)控信息智能終端，其基本功能如下：

(1)數(shù)據(jù)采集和處理功能：閘門、閥門的位置；閘門、閥門的工作狀態(tài)；電氣保護(hù)裝置的狀態(tài)；主電源和控制電源狀態(tài)；有關(guān)操作狀態(tài)。

(2)實(shí)時(shí)控制功能：被控對(duì)象可在本終端盤面上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制或通過閘門、閥門控制室計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，還可在閥門井或閘門終端箱上操作；現(xiàn)地與遠(yuǎn)方操作互為閉鎖，在現(xiàn)地切換，以距操作對(duì)象最近的控制點(diǎn)為最高優(yōu)先級(jí)；控制內(nèi)容有閘門升降控制和閥門的開閉控制。

(3)運(yùn)行監(jiān)視功能：運(yùn)行監(jiān)視包括狀態(tài)監(jiān)視，過程監(jiān)視，控制系統(tǒng)異常監(jiān)視。

①狀變監(jiān)視：電源斷路器跳閘、運(yùn)行接觸器失電、保護(hù)動(dòng)作等；

②過程監(jiān)視：在本終端盤面上，動(dòng)態(tài)顯示閘門升降過程和開度；

③控制異常監(jiān)視：本終端硬件或軟件故障立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并顯示記錄，指示報(bào)警部位。

(4)運(yùn)行管理功能：包括運(yùn)行畫面及信息顯示、人機(jī)對(duì)話、重要數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳送等。

①畫面及信息顯示：以數(shù)字、文字、圖形、表格等形式組織畫面進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示，包括閘門、閥門動(dòng)畫、上、下游水位顯示、各閘門、閥門開度顯示、檢測(cè)點(diǎn)壓力、流量顯示、當(dāng)前事件信息顯示、閥門井水位開關(guān)狀態(tài)等；

②人機(jī)對(duì)話：包括輸入控制命令，更新修改參數(shù)及配置數(shù)據(jù)等，以監(jiān)視和控制各閘門、閥門的運(yùn)行。

③遠(yuǎn)程管理：重要信息通過無線網(wǎng)絡(luò)或單總線網(wǎng)絡(luò)以定時(shí)傳送的方式，遠(yuǎn)傳給調(diào)控中心。

(5)數(shù)據(jù)通信功能：采用單總線結(jié)構(gòu)。

(6)系統(tǒng)自檢、診斷功能：包括硬件故障和應(yīng)用軟件故障診斷。

(7)可編程設(shè)置功能：實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)硬件的配置和接口對(duì)接。