城市综合管廊综合采集设备及其组成的综合采集系统技术方案

城市综合管廊综合采集设备，该设备包括MCU微控制器、数字量输出模块、模拟量输入模块、数字量输入模块、USB存储模块、RS485通讯模块、WIFI模块、以太网控制模块和异常报警模块；其能够采集多种传感器信号，并对采集的数据进行分析，能够监控综合管廊的安全，保证综合管廊或电缆隧道等安全稳定运行。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及城市综合管廊的综合采集和区域控制，更具体的，采用光纤环网的通讯方式对综合管廊或电缆隧道等进行综合采集和联动控制。
技术介绍
城市综合管廊，它是实施统一规划、设计、施工和维护，建于城市地下用于敷设市政公用管线的市政公用设施。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。随着国家大力推广城市地下综合管廊的建设，越来越多的城市加强了综合管廊的建设，地下管廊装有各种线信号线、热力管、燃气管、电信管道、给水管道、电力管道等等，是一个多种信号与传输对象交汇的场所，为了充分保障管廊内环境安全，需要对其内部环境进行监测，以达到实时、自动监测地下管廊内的环境，其重要性不言而喻。很多厂家专门设计了针对某种功能的检测设备，例如综合管廊内的气体检测，温度检测，水位检测等，而这些安全检测设备检测功能单一，不能兼容多功能的综合采集，导致综合管廊的安全检测需要各种各样的采集器，并且随着采集器应用的种类繁多，采集器之间不能相互通讯，导致每个采集器都需要与主服务器进行通讯，最后由主机进行数据的分析，由于各个厂家的通讯接口不统一，在通讯线路布线时又是一个相当繁杂的过程，并且目前的厂家一般采用RS-485或CAN总线的通讯接口，传输距离受限，不能很好的应用在综合管廊中，在供电方面，大多数厂家的采集器或设备支持的是12V或24V的供电方式，导致在综合管廊内取电不方便，需要外接开关电源来进行电源转换，但开关电源的防水处理由是工程施工的一大难题，因此开发一款能够解决以上问题的设备，是目前迫切需要解决的事情。专利
技术实现思路
技术目的：本技术提供一种城市综合管廊综合采集设备及其组成的综合采集系统，其目的是解决以往所存在的问题。技术方案：城市综合管廊综合采集设备，其特征在于：该设备包括MCU微控制器、数字量输出模块、模拟量输入模块、数字量输入模块、USB存储模块、RS485通讯模块、WIFI模块、以太网控制模块和异常报警模块；MCU微控制器与数字量输出模块、模拟量输入模块、数字量输入模块、USB存储模块、RS485通讯模块以太网控制模块和异常报警模块连接，以太网控制模块与WIFI模块电连接。所述以太网控制模块具有两路光纤接口，七路以太网接口，通讯方式上支持光纤自愈环网的通讯方式，以太网接口与光纤接口通过以太网交换芯片实现数据的交互，以太网交换芯片与MCU微控制器电连接。光纤通过光模块连接以太网交换芯片，MCU微控制器与以太网芯片的引脚进行电连接，网线通过七路网络变压器与以太网控制芯片连接。该设备还包括为整个设备进行供电的集中供电模块。RS485通讯模块中，485接口电路通过485电平转换芯片连接至MCU微控制器；模拟量输入模块中AI接口通过A/D转换连接至SPI隔离芯片，SPI隔离芯片连接MCU微控制器；数字量输入模块中DI接口电路通过光电耦合芯片连接反相器，反相器连接MCU微控制器；USB存储模块中USB接口电路连接静电保护芯片和过流保护电源，静电保护芯片连接MCU微控制器；MCU微控制器连接数字量输出模块中的驱动电路，驱动电路连接继电器。MCU微控制器上还连接有时钟、看门狗、温湿度传感器和光敏电阻。其中MCU微控制器采用STM32F105微处理器，STM32微处理器采用ARMCortex-M3内核，时钟频率达到72MHz。该系统由多个城市综合管廊综合采集设备通过光电综合缆采用环网的通讯方式进行通讯连接，其中一个城市综合管廊综合采集设备通过以太网连接到服务器或数据库,其他的城市综合管廊综合采集设备连接需要采集信息的设备上。优点及效果：本技术提供一种城市综合管廊综合采集设备及其组成的综合采集系统，其能够采集多种传感器信号，并对采集的数据进行分析，能够监控综合管廊的安全，保证综合管廊或电缆隧道等安全稳定运行；通讯采用光纤环网的通讯方式，能够远距离通讯，简化通讯布线，提供给其他设备通讯接口，提供路由功能，能够将数据传输到远程服务器。供电采用直流远供的方式，采用UPS电源集中为综合采集设备供电，直流远供的供电方式取电方便，电源稳定，并且具有一定的电池后备时间，远供线路与市电完全隔离，降低施工成本，可以选用传输电缆与光缆的复合结构，可以与光缆一次性施工。附图说明图1为本技术的系统架构框图图2为本技术的设备内部功能原理框图图3为本技术的网络通讯电路框图图4为本技术的整体电路框图。具体实施方式：首先结合附图对本技术做进一步的说明：如图2所示，本技术提供一种城市综合管廊综合采集设备及其组成的综合采集系统，该设备包括MCU微控制器24、数字量输出模块25、模拟量输入模块26、数字量输入模块27、USB存储模块28、RS485通讯模块29、WIFI模块30、以太网控制模块31和异常报警模块32；MCU微控制器24与数字量输出模块25、模拟量输入模块26、数字量输入模块27、USB存储模块28、RS485通讯模块29以太网控制模块31和异常报警模块32连接，以太网控制模块31与WIFI模块30电连接。其中MCU微控制器24采用STM32F105微处理器，STM32微处理器基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARMCortex-M3内核，时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品，时钟频率72MHz时，从闪存执行代码，STM32功耗36mA，是32位市场上功耗最低的产品，相当于0.5mA/MHz。由于在城市综合管廊或电缆隧道中没有手机信号，造成人员与外界通讯不便，所述WIFI模块提供网络热点功能，WIFI模块与以太网通讯模块电连接，地下人员通过手机能够连接到WIFI模块，实现与外部通讯的功能。如图3所示，所述以太网控制模块具有两路光纤接口，七路以太网接口，通讯方式上支持光纤自愈环网的通讯方式，以太网接口与光纤接口通过以太网交换芯片实现数据的交互，以太网交换芯片与MCU微控制器电连接。MCU微控制器能够将数据通过以太网交换芯片发送到光纤接口或以太网接口，最终能实现与远程服务器通讯的功能。以太网通讯接口能够连接网络摄像头或IP电话等网络设备。所述光纤自愈环网指当网络传输中断（例如光纤断）时，不需要工作人员进行维修，网络传输会自动地在短时间内（ITU-T规定小于50ms）恢复，用户几乎不受影响，物理连接采用手拉手的环网连接方式。光纤通过光模块37连接以太网交换芯片34，MCU微控制器24与以太网芯片34的引脚进行电连接，网线通过七路网络变压器33与以太网控制芯片34连接。具体的说，两路光口，满足环网手拉手的方式，光纤要与以太网交换芯片34通讯，中间需要连接光电转换芯片（光模块37）进行转换，光模块的一端与光纤进行连接，另一端与以太网交换芯片34连接，MCU微控制器39与以太网芯片34的引脚进行电连接，以太网控制模块31提供7路以太网接口，网线通过7路网络变压器33与以太网控制芯片34连接，这样就实现了MCU微控制器24能与外部多种网络设本文档来自技高网...

【技术保护点】
城市综合管廊综合采集设备，其特征在于：该设备包括MCU微控制器（24）、数字量输出模块（25）、模拟量输入模块（26）、数字量输入模块（27）、USB存储模块（28）、RS485通讯模块（29）、WIFI模块（30）、以太网控制模块（31）和异常报警模块（32）；MCU微控制器（24）与数字量输出模块（25）、模拟量输入模块（26）、数字量输入模块（27）、USB存储模块（28）、RS485通讯模块（29）以太网控制模块（31）和异常报警模块（32）连接，以太网控制模块（31）与WIFI模块（30）电连接。

【技术特征摘要】
1.城市综合管廊综合采集设备，其特征在于：该设备包括MCU微控制器（24）、数字量输出模块（25）、模拟量输入模块（26）、数字量输入模块（27）、USB存储模块（28）、RS485通讯模块（29）、WIFI模块（30）、以太网控制模块（31）和异常报警模块（32）；MCU微控制器（24）与数字量输出模块（25）、模拟量输入模块（26）、数字量输入模块（27）、USB存储模块（28）、RS485通讯模块（29）以太网控制模块（31）和异常报警模块（32）连接，以太网控制模块（31）与WIFI模块（30）电连接。
2.根据权利要求1所述的城市综合管廊综合采集设备，其特征在于：所述以太网控制模块具有两路光纤接口，七路以太网接口，通讯方式上支持光纤自愈环网的通讯方式，以太网接口与光纤接口通过以太网交换芯片实现数据的交互，以太网交换芯片与MCU微控制器电连接。
3.根据权利要求2所述的城市综合管廊综合采集设备，其特征在于：光纤通过光模块（37）连接以太网交换芯片（34），MCU微控制器（24）与以太网芯片（34）的引脚进行电连接，网线通过七路网络变压器（33）与以太网控制芯片（34）连接。
4.根据权利要求3所述的城市综合管廊综合采集设备，其特征在于：该设备还包括为整个设备进行供电的集中供电模块。
5.根据权利要求1所述的城市综合管廊综合采集设备，其特征在于：RS485通讯模块（29）中，485接口电路（42）通过485电平转换芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：高艺，于洪洲，焦勇，李红亮，徐洪垚，刘志勇，冯志刚，
申请(专利权)人：辽宁达能电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21