基于互联网的管廊信号采集节点执行控制器及其监控方法技术

本发明专利技术提供一种基于互联网的管廊信号采集节点执行控制器及其监控方法，包括：连接主干网的网络管理模块；数据收发接口，连接节点内的各传感器和各管线的开关和阀门；数据处理模块，分别与网络管理模块和数据收发接口连接，包括：第一判断单元，判断测量数据是否在设定范围内；预警单元，不在设定范围，发出报警信号给网络管理模块，恢复设定范围时，取消报警信号，将恢复前后测量数据传输给网络管理模块；执行单元，测量数据不在设定范围时，发送控制指令给与报警信号对应的管线的开关和阀门。节点执行控制器实时监测节点的测量数据，且能对节点的开关、阀门等执行器进行控制。

Pipe corridor signal collection node execution controller based on Internet and monitoring method thereof

The invention provides a pipe rack signal acquisition node of the Internet controller and monitoring method, based on the network management module includes: connecting backbone network; data transceiver interface connections within each sensor and the pipeline and valve switch; data processing module, respectively and the network management module and data transceiver interface, including judge: the first unit, whether the measured data is in the set range; early warning unit, not in the set range, an alarm signal to the network management module, restore the set range, the alarm signal will be canceled, before and after the restoration of data transmission to the network management module; the execution unit, measurement data in the set range, send control command give an alarm signal corresponding to the pipeline and valve switch. The node executes the controller to monitor the measurement data of the node in real time, and can control the switches, valves and other actuators of the node.

【技术实现步骤摘要】
基于互联网的管廊信号采集节点执行控制器及其监控方法
本专利技术涉及综合管廊监测
，更具体地，涉及一种基于互联网的管廊信号采集节点执行控制器及其监控方法。
技术介绍
综合管廊长距离布设，需在其中设立诸多监控节点与监控断面，以对其电力、通讯、燃气、水等管道流量信息进行数据收集与控制。目前管廊数据信息采集技术是，运用各种传感器将采集到的信号送至现场执行器，每个区域控制器分别连接多个现场执行器设备与其进行数据交换，将数据信息(数字和模拟信息)传输至中控室进行监控，各个现场执行器设备与区域控制器之间采用RS485连接。这种数据传输方式具有一定优势的同时也存在着一些问题。数据采用485总线传输的速率较慢；过多节点导致缆线长距离铺设，加大了屏蔽与施工等技术难度；节点间相互独立且不具备智能化处理机制；多个节点的数据同时传输到区域控制器，容易造成线路拥堵，降低了数据处理的及时性；现场执行器设备传输到区域控制器的数据超过危险阈值时，只能由区域控制器进行决策，而现场执行器设备却无法智能判断异常情况并自发做出应急操作。此外，现有管廊的数据传输范围主要是由子系统到监控主干网和监控平台，可以实现对管廊内部运营情况的实时监控与事故的专业化处理。但因为业主、厂家、政府监控部门在内的多方用户对于管廊运营情况有不同的了解需求，而现有技术在数据传输方式的设计上不足以实现多方对于管廊全方位数据的共享这项功能。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的是提供一种实时监测节点的各传感器的测量数据，且能对节点的开关、阀门等执行器进行控制的基于互联网的管廊信号采集节点执行控制器及其监控方法。根据本专利技术的一个方面，提供一种基于互联网的管廊信号采集节点执行控制器，包括：网络管理模块，通过有线方式或无线方式连接到主干网；数据收发接口，包括：第一接口，连接节点内的各传感器，将各传感器的测量数据传输到数据处理模块；第二接口，连接节点内的管廊各管线的开关和阀门；数据处理模块，分别与所述网络管理模块和数据收发接口连接，包括：第一判断单元，判断测量数据是否在设定范围内；预警单元，当测量数据不在设定范围时，发出报警信号给网络管理模块，当测量数据恢复到设定范围时，取消报警信号，将恢复前后的各传感器的测量数据传输给网络管理模块；执行单元，当测量数据不在设定范围时，发送控制指令给数据收发接口，通过数据收发接口传送到与报警信号对应的管线的开关和阀门，所述控制指令使得所述开关和阀门按照所述测量数据返回设定范围的方向调整。根据本专利技术的另一个方面，提供一种利用上述的管廊信号采集节点执行控制器进行节点控制的方法，包括：采集节点内各传感器的测量数据；判断所述测量数据是否在设定范围内；如果所述测量数据在所述设定范围内，将所述测量数据通过网络管理模块传输到主干网；如果所述测量数据不在所述设定范围内，发出报警信号，通过网络管理模块将报警信号发送至主干网，通过数据收发接口发出控制指令给与所述报警信号对应的管线的阀门或者开关，调整所述阀门或开关；判断所述测量数据是否恢复到设定范围内；如果恢复到设定范围，解除报警信号，将恢复后的测量数据传输到主干网；如果没有恢复到设定范围，将所述开关或阀门调整前后的测量数据和报警信号发送到主干网。有益效果本专利技术所述管廊信号采集节点执行控制器将节点的各传感器、数据处理模块和本地设备置于同一单元。当传感器监测到信号异常时，数据处理模块可自发在提供授权情况下，在局域内进行决策支持与本地预警，实现本地智能化控制。即使与区域控制器断开连接，也可以智能化的进行决策。所述管廊信号采集节点执行控制器将数据收发接口的各个接口的信号数据，通过网络管理模块上传局域网，数据处理模块接收后可传输至公共网络。本专利技术可实现多方用户对于管廊运行情况不同侧重的监控。所述管廊信号采集节点执行控制器中每个管廊信号采集节点执行控制器独立工作并具有数据存储功能。当掉电或断网时，数据处理模块可临时保存所采集到的本地信息，待数据收发接口通讯连接成功后重新发送，不遗漏监控信息。附图说明通过参考以下具体实施方式及权利要求书的内容并且结合附图，本专利技术的其它目的及结果将更加明白且易于理解。在附图中：图1是本专利技术基于互联网的管廊信号采集节点执行控制器的构成框图；图2是本专利技术所述节点执行控制器在管廊内设置的示意图；图3是利用本专利技术所述管廊信号采集节点执行控制器对管廊进行监控的方法的流程图；图4是利用图2所示多个节点执行控制器对管廊进行监控的方法的流程图。具体实施方式在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。下面将参照附图来对根据本专利技术的各个实施例进行详细描述。图1是本专利技术基于互联网的管廊信号采集节点执行控制器的构成框图，如图1所示，所述管廊信号采集节点执行控制器100，设置在管廊的节点，包括：网络管理模块110，通过有线方式或无线方式连接到主干网，所述主干网为节点执行控制器100和区域控制器10(图2示出)之间形成的网络；数据收发接口120，包括：第一接口121，通过有线方式或无线方式连接到节点内的各传感器20，将各传感器20的测量数据传输到数据处理模块130；第二接口122，通过有线方式或无线方式连接到节点内的管廊各管线的开关30和阀门40；数据处理模块130，分别与所述网络管理模块110和数据收发接口120连接，包括：第一判断单元131，判断测量数据是否在设定范围内；预警单元132，当测量数据不在设定范围时，发出报警信号给网络管理模块110，当测量数据恢复到设定范围时，取消报警信号，将数据收发接口120采集的测量数据以及恢复后的测量数据传输给网络管理模块110，其中，所述报警信号包括报警类型(温度、水压、氧气含量、硫化氢气体含量、甲烷含量、湿度等)、测量数据和节点位置；执行单元133，当测量数据不在设定范围时，发送控制指令给数据收发接口120，通过数据收发接口120传送到与报警信号对应的管线的开关30和阀门40，所述控制指令使得所述开关30和阀门40按照所述测量数据返回设定范围的方向调整，例如，当水路管线发生漏水时，可以拧紧阀门40，减少漏水，使得水压返回设定范围。上述管廊信号采集节点执行控制器100通过数据收发接口120连接并控制执行机构(开关30和阀门40)，实现局域内的局部节点控制功能；通过数据收发接口120与传感器20进行数据交换，实现局域内的信号获取和处理。优选地，所述数据收发接口120还包括第三接口123，连接现场执行器设备。此外，所述节点执行控制器100也可通过网络管理模块110实现高速网络和区域控制器的连接，从而进行数据交换，以综合评价系统特征。图2是本专利技术所述节点执行控制器在管廊内设置的示意图，如图2所示，多个管廊信号采集节点执行控制器100在管廊1中级联连接，其中，设定任一个节点执行控制器100为本级控制器100a，本级控制器100a接近区域控制器10的一侧的另一个节点执行控制器100设定为后级控制器100b，所述本级控制器100a另一侧的其他节点执行控制器100均设定为前级控制器100c，所述本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于互联网的管廊信号采集节点执行控制器，其特征在于，包括：网络管理模块，通过有线方式或无线方式连接到主干网；数据收发接口，包括：第一接口，连接节点内的各传感器，将各传感器的测量数据传输到数据处理模块；第二接口，连接节点内的管廊各管线的开关和阀门；数据处理模块，分别与所述网络管理模块和数据收发接口连接，包括：第一判断单元，判断测量数据是否在设定范围内；预警单元，当测量数据不在设定范围时，发出报警信号给网络管理模块，当测量数据恢复到设定范围时，取消报警信号，将恢复前后的各传感器的测量数据传输给网络管理模块；执行单元，当测量数据不在设定范围时，发送控制指令给数据收发接口，通过数据收发接口传送到与报警信号对应的管线的开关和阀门，所述控制指令使得所述开关和阀门按照所述测量数据返回设定范围的方向调整。

【技术特征摘要】
1.一种基于互联网的管廊信号采集节点执行控制器，其特征在于，包括：网络管理模块，通过有线方式或无线方式连接到主干网；数据收发接口，包括：第一接口，连接节点内的各传感器，将各传感器的测量数据传输到数据处理模块；第二接口，连接节点内的管廊各管线的开关和阀门；数据处理模块，分别与所述网络管理模块和数据收发接口连接，包括：第一判断单元，判断测量数据是否在设定范围内；预警单元，当测量数据不在设定范围时，发出报警信号给网络管理模块，当测量数据恢复到设定范围时，取消报警信号，将恢复前后的各传感器的测量数据传输给网络管理模块；执行单元，当测量数据不在设定范围时，发送控制指令给数据收发接口，通过数据收发接口传送到与报警信号对应的管线的开关和阀门，所述控制指令使得所述开关和阀门按照所述测量数据返回设定范围的方向调整。2.根据权利要求1所述的管廊信号采集节点执行控制器，其特征在于，多个所述管廊信号采集节点执行控制器级联连接，其中，设定一个节点执行控制器为本级控制器，本级控制器接近区域控制器的一侧的另一个节点执行控制器为后级控制器，所述本级控制器另一侧的其他节点执行控制器为前级控制器，所述本级控制器位于所述前级控制器和后级控制器之间，测量数据和报警信号从前级控制器传输到后级控制器逐级传输。3.根据权利要求2所述的管廊信号采集节点执行控制器，其特征在于，所述网络管理模块，包括第一网络接口、第二网络接口、交换机和以太网控制器，所述第一网络接口与前级控制器连接，所述第二网络接口与后级控制器连接，所述交换机连接在所述第一网络接口和第二网络接口之间，存储有各节点的IP地址路由表，所述以太网控制器连接在所述交换机和数据处理模块之间，将报警信号和测量数据发送至局域网，局域网通过动态IP连接至公共网。4.根据权利要求3所述的管廊信号采集节点执行控制器，其特征在于，所述第一网络接口和第二网络接口为具有POE功能的双绞线网络接口。5.根据权利要求2所述的管廊信号采集节点执行控制器，其特征在于，所述数据处理模块还包括：第二判断单元，判断距离本级控制器最近的所述前级控制器与本级控制器的同类传感器的测量数据的差值是否在该类传感器的差值设定范围内，当所述差值不在所述差值设定范围内时，发送报警信号给网络管理模块，同时，按照距离区域控制器从近到远的顺序依次发送报警信号给各前级控制器，各前级控制器根据报警信号依次发出控制指令给所述报警信号对应的阀门或开关。6.根据权利要求1所述的管廊信号采集节点执行控制器，其特征在于，所述传感器包括气体传感器、温度传感器、湿度传感器、流量传感器、压力传感器和应力传感器中的一种或多种；所述开关包括灯开关和断路器；所述阀门包括比例调节阀和开关电磁阀。7.根据权利要求1所述的管廊信号采集节点执行控制器，其特征在于，所述数据收发接口还包括第三接口，连接位于同一节点的现场执行器设备。8.一种利用权利要求1所述的管廊信号采集节点执行控制器进行管廊监...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡秉谊，田文文，刘璐辰，张萌，李蓝云，
申请(专利权)人：衡水益通管业股份有限公司，北京交通大学，
类型：发明
国别省市：河北,13