消防栓在线监测定位系统及其方法技术方案

本发明专利技术的消防栓在线监测定位系统，包括MCU控制器、GPRS通信模块、PC控制主机，MCU控制器的输入端连接有检车消防栓水压是否超上限和下限的机械式压力超限检测传感器、对消防栓的水压数值进行检测的电子水压传感器以及周期唤醒脉冲发生器。本发明专利技术的监测方法包括：a)系统初始化；b)系统进入休眠；c)压力是否超限；d)产生超限报警信号；e)判断是否到定时周期；f)传送压力值信号。本发明专利技术的监测系统及方法，通过设置与MCU控制器相连的机械式压力超限检测传感器和电子水压传感器，通过周期性监测消防栓内的水压，确保一定时间段内可获取至少一次消防栓内的水压值，确保了消防栓始终处于可供使用的状态。

【技术实现步骤摘要】
消防栓在线监测定位系统及其方法
本专利技术涉及一种消防栓在线监测定位系统及其方法，更具体的说，尤其涉及一种功耗低、使用寿命长以及可实现无缝隙监测的消防栓在线监测定位系统及其方法。
技术介绍
城市的智能消防栓系统对于城市的基础设施升级，提高消防栓管理及维护有着重要的现实意义，现有的消防栓主要供消防车从市政给水管网或室外消防给水管网取水实施灭火，也可以直接连接水带、水枪出水灭火。在消防队装备的消防车中，因自身运载水量有限，在灭火时往往需要寻找水源。这时，消防栓就发挥出巨大的供水功能。然而现实生活中，由于一些单位和个人消防安全意识淡薄，消防栓被损坏的情况非常普遍。“消防水闸误关”或“水管破裂”，系统都会直接报警，保证水箱水位正常、消防栓水压正常、喷淋水压正常、贮水池水位正常。由于气温升高，水管内充气严重的情况下，很容易造成水管爆裂，避免这种情况就是安装微量排气阀。对于现有的消防水系统远程监测平台来说，一般采用电子式压力传感器检测消防栓内的水压，在没有电源的室外，电子式压力传感器采用电池供电，使用寿命较短，如果电池更换和检修不及时，极有可能造成消防栓内水压的误报，遇到火灾发生时，可能会发生消防栓内无水的尴尬情形，严重影响火灾的救援。
技术实现思路
本专利技术为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种功耗低、使用寿命长以及可实现无缝隙监测的消防栓在线监测定位系统及其方法。本专利技术的消防栓在线监测定位系统，包括MCU控制器、GPRS通信模块、PC控制主机以及对消防栓进行定位的相位差分定位基站；其特征在于：所示MCU控制器的输入端连接有检测消防栓水压是否超上限和下限的机械式压力超限检测传感器、对消防栓的水压数值进行检测的电子水压传感器以及周期唤醒脉冲发生器，机械式压力超限检测传感器和电子水压传感器均设置于消防栓管体上；GPRS通信模块与MCU控制器的输出端相连接，用于将MCU控制器采集的报警信号、水压数值和该点的地理位置坐标信息通过以太网发送至PC控制主机，PC控制主机连接有用于向移动终端发送报警信息的短信报警模块。本专利技术的消防栓在线监测定位系统，包括接收和转发数据的中继站，所述MCU控制器连接有ISM波段通信模块，MCU控制器通过ISM波段通信模块将采集的数据发送至中继站，中继站将接收的收据通过GPRS通信模块进行发送。本专利技术的消防栓在线监测定位系统，所述机械式压力超限检测传感器包括固定套、压力标定旋钮、检测装置防护帽以及压力传递杆，固定套和压力标定旋钮的内部均为空腔；消防栓管体上开设有与固定套相配合的螺纹孔，压力标定旋钮通过螺纹置于固定套的内部，检测装置防护帽固定于压力标定旋钮的顶端；压力传递杆的一端伸入至消防栓管体的内部空腔中，另一端设置有导电材质构成的触发游块，压力标定旋钮与压力传递杆之间设置有压力转换弹簧；所述检测装置防护帽的外围由上至下依次设置有上限压力调整环、下限压力调整环，下限压力调整环和上限压力调整环的内壁上均活动设置有触发端子，触发端子由两个间隔设置的电极构成，检测装置防护帽上开设有竖向槽，触发端子置于竖向槽中；通过转动压力标定旋钮可改变压力转换弹簧的被压缩程度，进而调节消防栓管体中水压达到上限、下限时触发游块的位置；通过旋转下限压力调整环和下限压力调整环可调节其上触发端子的高度，进而调节输出报警信号时消防栓管体中水压的上限压力值和下限压力值。本专利技术的消防栓在线监测定位系统，所述检测装置防护帽与压力标定旋钮通过螺纹相连接，所述下限压力调整环和上限压力调整环通过螺纹固定于检测装置防护帽的外壁上。本专利技术的消防栓在线监测定位系统，所述压力标定旋钮内壁的下端设置有第一限位凸环，压力传递杆下端的外壁上设置有第二限位凸环，压力转换弹簧位于第一限位凸环与第二限位凸环之间；第二限位凸环下方的固定套上设置有第三限位凸环，第三限位凸环的下方设置有对压力传递杆与固定套之间的缝隙进行密封的密封圈。本专利技术的消防栓在线监测定位系统，所述下限压力调整环和上限压力调整环的内壁上均开设有两环形卡槽，触发端子的两电极固定于绝缘块上，绝缘块上设置有与环形卡槽相配合的两卡块。本专利技术的消防栓在线监测定位系统的监测方法，其特别之处在于，通过以下步骤来实现：a).系统初始化并自检，系统开启后，MCU控制器首先初始化并自检与其相连接的各个模块，无误后进入步骤b)；b).系统进入休眠状态，在MCU控制器的控制作用下，整个系统进入休眠状态；c).是否有压力超限中断信号输出，机械式压力超限检测传感器是否检测到消防栓中的水压达到上限值或下限值，如果达到上限值或下限值，则发出中断信号唤醒MCU控制器，执行步骤d)；d).产生水压超限报警信号，MCU控制器接收到上限或下限报警信号后，通过GPRS通信模块、以太网将报警信号发送至PC控制主机，PC控制主机通过短信报警模块将报警信号发送至工作人员的移动终端；如果为压力值超下限报警，则表明消防栓内的水压不足或缺水，如果为压力值超上限报警，则表明消防栓内的压力过高，应及时派人现场查看和维修；e).判断是否到定时周期，判断是否达到周期唤醒脉冲发生器的定时周期T，如果达到，则产生唤醒脉冲，唤醒MCU控制器通过电子水压传感器检测水压，对消防栓管内水压进行采集，执行步骤f)；f).传送压力值信号，MCU控制器将采集的压力值信号通过GPRS通信模块、以太网发送至PC控制主机上，PC控制主机再将采集的消防栓水压信号发送至工作人员的移动终端上，以实现消防栓水压数值的测量。本专利技术的消防栓在线监测定位系统的监测方法，步骤d)中MCU控制器发送的报警信号包括消防栓的地理位置信息以及超上限或超下限信息，步骤e)中所述的定时周期T为8小时、12小时或24小时。本专利技术的有益效果是：本专利技术的消防栓在线监测定位系统及其监测方法，通过设置与MCU控制器相连的机械式压力超限检测传感器和电子水压传感器，当消防栓内的水压过高或过低时，均可产生中断报警信号至MCU控制器，这种检测形式十分省电，有效延长了传感器的使用寿命；通过脉冲发生器可周期性地唤醒MCU并测量消防栓内的水压，确保一定时间段内可获取至少一次消防栓内的水压值，确保了消防栓检测模块的自身健康运行。本专利技术采用机械式和电子式“双模式”压力传感器，机械式压力传感器实现监测点实时检测水压，让检测MCU进入休眠状态，节省功耗，机械式压力传感器和周期性脉冲发生器产生唤醒脉冲后唤醒MCU读取电子式压力传感器精确压力值上传。本专利技术的消防栓在线监测定位系统及其监测方法，采用机械式压力超限传感器与电子水压传感器相结合的检测方式，既降低了传感器的能耗、延长了其使用寿命，又实现了对消防栓状态的不间断检测，有益效果显著，适于推广应用。附图说明图1为本专利技术的消防栓在线监测定位系统的原理图；图2为本专利技术中机械式压力超限检测传感器的结构图；图3为本专利技术中触发端子与上、下限压力调整环相配合的结构图；图4为本专利技术中中继站的电路图；图5为本专利技术的消防栓在线监测定位系统的监测方法的流程图。图中：1机械式压力超限检测传感器，2电子水压传感器，3周期唤醒脉冲发生器，4MCU控制器，5ISM波段通信模块，6GPRS通信模块，7以太网，8PC控制主机，9短信报警模块，10报表打印机；11消防栓管体，12固定套，13压力标定旋钮，14下限压力调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消防栓在线监测定位系统，包括MCU控制器（4）、GPRS通信模块（6）、PC控制主机（8）以及对消防栓进行定位的相位差分定位基站；其特征在于：所示MCU控制器的输入端连接有检测消防栓水压是否超上限和下限的机械式压力超限检测传感器（1）、对消防栓的水压数值进行检测的电子水压传感器（2）以及周期唤醒脉冲发生器（3），机械式压力超限检测传感器和电子水压传感器均设置于消防栓管体（11）上；GPRS通信模块与MCU控制器的输出端相连接，用于将MCU控制器采集的报警信号、水压数值和该点的地理位置坐标信息通过以太网（7）发送至PC控制主机（8），PC控制主机连接有用于向移动终端发送报警信息的短信报警模块（9）。

【技术特征摘要】
1.一种消防栓在线监测定位系统，包括MCU控制器（4）、GPRS通信模块（6）、PC控制主机（8）以及对消防栓进行定位的相位差分定位基站；其特征在于：所示MCU控制器的输入端连接有检测消防栓水压是否超上限和下限的机械式压力超限检测传感器（1）、对消防栓的水压数值进行检测的电子水压传感器（2）以及周期唤醒脉冲发生器（3），机械式压力超限检测传感器和电子水压传感器均设置于消防栓管体（11）上；GPRS通信模块与MCU控制器的输出端相连接，用于将MCU控制器采集的报警信号、水压数值和消防栓的地理位置坐标信息通过以太网（7）发送至PC控制主机（8），PC控制主机连接有用于向移动终端发送报警信息的短信报警模块（9）；所述机械式压力超限检测传感器（1）包括固定套（12）、压力标定旋钮（13）、检测装置防护帽（16）以及压力传递杆（19），固定套和压力标定旋钮的内部均为空腔；消防栓管体（11）上开设有与固定套相配合的螺纹孔，压力标定旋钮通过螺纹置于固定套的内部，检测装置防护帽固定于压力标定旋钮的顶端；压力传递杆的一端伸入至消防栓管体的内部空腔中，另一端设置有导电材质构成的触发游块（17），压力标定旋钮与压力传递杆之间设置有压力转换弹簧（20）；所述检测装置防护帽（16）的外围由上至下依次设置有上限压力调整环（15）、下限压力调整环（14），下限压力调整环和上限压力调整环的内壁上均活动设置有触发端子（18），触发端子由两个间隔设置的电极构成，检测装置防护帽上开设有竖向槽（22），触发端子置于竖向槽中；通过转动压力标定旋钮可改变压力转换弹簧的被压缩程度，进而调节消防栓管体中水压达到上限、下限时触发游块的位置；通过旋转下限压力调整环和下限压力调整环可调节其上触发端子的高度，进而调节输出报警信号时消防栓管体中水压的上限压力值和下限压力值；所述检测装置防护帽（16）与压力标定旋钮（13）通过螺纹相连接，所述下限压力调整环（14）和上限压力调整环（15）通过螺纹固定于检测装置防护帽（16）的外壁上；所述压力标定旋钮（13）内壁的下端设置有第一限位凸环（23），压力传递杆（19）下端的外壁上设置有第二限位凸环（24），压力转换弹簧（10）位于第一限位凸环与第二限位凸环之间；第二限位凸环下方的固定套上设置有第三限位凸环（25）...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄超，王景春，
申请(专利权)人：滨州学院，
类型：发明
国别省市：山东;37