一种基于传感器的管道状态监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于传感器的管道状态监测系统，其中，无线通信模块用于与远程服务器建立无线通信连接；检测开关用于在管道被插入时，发送开状态信号，在管道被拔下时，发送关状态信号；主控模块用于根据加速度传感器和陀螺仪传感器采集的加速度数据和运动轨迹数据计算管道的状态参数，并在接收到开状态信号时，若状态参数超过第一预设阈值，则判定管道处于插入状态下的工作状态，否则判定管道处于插入状态下的静止状态，以及在接收到关状态信号时，若状态参数超过第二预设阈值，则判定管道处于拔下状态下的运动状态，否则判定管道处于拔下状态下的静止状态。本发明专利技术能够对管道状态进行智能实时监测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于传感器的管道状态监测系统
本专利技术涉及管道监测
，尤其是一种基于传感器的管道状态监测系统。
技术介绍
当前，人们对各种水管、排污管等管道工作状态的智能高效监管仍处于一片空白，大多数仍然依赖于人工监管的原始作业模式，例如火车上水、排污作业的整个过程，管道的工作状态依赖于人工监管，缺乏利用人工智能技术有效监管，监管效率低，存在安全隐患，一旦发生事故，将造成很严重的后果。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种基于传感器的管道状态监测系统，能够对管道状态进行智能实时监测。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种基于传感器的管道状态监测系统，包括主控模块、无线通信模块、检测开关、陀螺仪传感器和加速度传感器；所述无线通信模块用于与远程服务器建立无线通信连接；所述检测开关用于在管道被插入时，向所述主控模块发送开状态信号，以及在管道被拔下时，向所述主控模块发送关状态信号；所述加速度传感器用于采集管道的加速度数据；所述陀螺仪传感器用于采集管道相对大地的运动轨迹数据；所述主控模块用于根据所述加速度数据和运动轨迹数据计算管道的状态参数，并在接收到开状态信号时，若所述状态参数超过第一预设阈值，则判定管道处于插入状态下的工作状态，若所述状态参数未超过第一预设阈值，则判定管道处于插入状态下的静止状态，以及在接收到关状态信号时，若所述状态参数超过第二预设阈值，则判定管道处于拔下状态下的运动状态，若所述状态参数未超过第二预设阈值，则判定管道处于拔下状态下的静止状态，同时将管道的状态信息通过所述无线通信连接发送至远程服务器，其中，所述第一预设阈值高于第二预设阈值。优选的，所述主控模块还用于在管道处于拔下状态下的静止状态的持续时长达到第一预设时长时，控制无线通信模块、检测开关与陀螺仪传感器处于关闭状态，同时实时判断加速度数据是否超过第三预设阈值，若加速度数据超过第三预设阈值，则判定管道处于拔下状态下的运动状态，并控制无线通信模块、检测开关与陀螺仪传感器处于工作状态。优选的，所述管道状态监测系统还包括位置定位模块，所述位置定位模块用于获取管道的当前地理位置，所述位置定位模块默认情况下处于关闭状态；所述主控模块还用于在管道处于拔下状态下的静止状态的持续时长达到第二预设时长后，以第三预设时长为周期打开位置定位模块，并向远程服务器发送心跳包数据以及当前地理位置。优选的，所述管道状态监测系统还包括近场通信模块，所述近场通信模块用于与近场设备建立近场通信连接，所述主控模块还用于将管道的状态信息通过近场通信连接发送至近场设备，以及在控制无线通信模块、检测开关与陀螺仪传感器处于关闭状态的同时，控制近场通信模块处于关闭状态。优选的，所述无线通信连接为NB-IOT连接、蓝牙连接、WIFI连接及LoRa连接。优选的，所述管道状态监测系统还包括电源管理模块和电池，所述电源管理模块用于对电池的电压电流以及无线充电参数进行监测，以及以无线充电模式对电池进行充电。优选的，所述管道状态监测系统还包括告警指示模块，所述主控模块还用于接收远程服务器的告警信息，并根据所述告警信息控制所述告警指示模块发出告警。优选的，所述主控模块还用于在电池的电压过低时，控制所述告警指示模块发出告警。优选的，所述位置定位模块通过GPS或者北斗导航系统获取管道的当前地理位置。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的基于传感器的管道状态监测系统通过检测开关、陀螺仪传感器和加速度传感器来采集管道的数据，主控模块根据这些数据来判断管道的状态，从而能够对管道状态进行智能实时监测，可以智能自动识别管道当前的状态，消除人为干预，准确判断，消除安全隐患，保障设备安全运行，将人民财产安全损失降到最低。附图说明图1是本专利技术实施例的基于传感器的管道状态监测系统的原理框图。图2是本专利技术实施例的基于传感器的管道状态监测系统的主控模块的逻辑流程图。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。如图1所示，在本专利技术实施例中，基于传感器的管道状态监测系统包括包括主控模块10、无线通信模块20、检测开关30、陀螺仪传感器40和加速度传感器50。该管道状态监测系统可以集成于盒体内，并安装在管道的外部或内部。无线通信模块20用于与远程服务器100建立无线通信连接。其中，无线通信连接例如为NB-IOT连接、蓝牙连接、WIFI连接及LoRa连接。检测开关30用于在管道被插入时，向主控模块10发送开状态信号，以及在管道被拔下时，向主控模块10发送关状态信号。其中，检测开关30可以包含机械联动机构，当管道被插入时，机械联动机构打开，从而检测开关30发送开状态信号；当管道被拔下时，机械联动机构关闭，从而检测开关30发送关状态信号。加速度传感器50用于采集管道的加速度数据。陀螺仪传感器40用于采集管道相对大地的运动轨迹数据。主控模块10用于根据加速度数据和运动轨迹数据计算管道的状态参数，并在接收到开状态信号时，若状态参数超过第一预设阈值，则判定管道处于插入状态下的工作状态，若状态参数未超过第一预设阈值，则判定管道处于插入状态下的静止状态，以及在接收到关状态信号时，若状态参数超过第二预设阈值，则判定管道处于拔下状态下的运动状态，若状态参数未超过第二预设阈值，则判定管道处于拔下状态下的静止状态，同时将管道的状态信息通过无线通信连接发送至远程服务器，其中，第一预设阈值高于第二预设阈值。该状态参数可以是基于现有的算法计算得到。主控模块10在接收到开状态信号时，表明管道处于插入状态，进一步的，如果此时管道正在工作，那么其加速度以及运动轨迹非常激烈，状态参数将会超过第一预设阈值，从而主控模块10分析得出管道处于插入状态下的工作状态；如果此时管道没有工作，那么其加速度以及运动轨迹非常微弱，状态参数将不会超过第一预设阈值，从而主控模块10分析得出管道处于插入状态下的静止状态。主控模块10在接收到关状态信号时，表明管道处于拔下状态，进一步的，如果此时管道的加速度以及运动轨迹比较激烈，状态参数将会超过第二预设阈值，从而主控模块10分析得出管道处于拔下状态下的运动状态，例如管道正在被搬动；如果此时管道的加速度以及运动轨迹非常微弱，状态参数将不会超过第二预设阈值，从而主控模块10分析得出管道处于拔下状态下的静止状态，例如管道被平放在地上。主控模块10的逻辑流程如图2所示。由于管道在工作(上水或排污)时，其振动幅度要比平时大得多，因此，第一预设阈值应当设置比第二预设阈值高，具体设置可以根据实际需要而定。由于远程服务器100能够实时获取管道的状态信息，因而可以配合其他数据来对管道进行管理，例如远程服务器在获取到某列火车的运行指令时，如果该列火车上的管道处于插入状态下的工作状态或者插入状态下的静止状态时，均会提示管理者管道还未被拔下，以使得管理者及时安排将管道拔下，以免造成事故。为了方便管道的使用者及时了解告警信息，在本实施例中，管道状态监测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于传感器的管道状态监测系统，其特征在于，包括主控模块、无线通信模块、检测开关、陀螺仪传感器和加速度传感器；所述无线通信模块用于与远程服务器建立无线通信连接；所述检测开关用于在管道被插入时，向所述主控模块发送开状态信号，以及在管道被拔下时，向所述主控模块发送关状态信号；所述加速度传感器用于采集管道的加速度数据；所述陀螺仪传感器用于采集管道相对大地的运动轨迹数据；所述主控模块用于根据所述加速度数据和运动轨迹数据计算管道的状态参数，并在接收到开状态信号时，若所述状态参数超过第一预设阈值，则判定管道处于插入状态下的工作状态，若所述状态参数未超过第一预设阈值，则判定管道处于插入状态下的静止状态，以及在接收到关状态信号时，若所述状态参数超过第二预设阈值，则判定管道处于拔下状态下的运动状态，若所述状态参数未超过第二预设阈值，则判定管道处于拔下状态下的静止状态，同时将管道的状态信息通过所述无线通信连接发送至远程服务器，其中，所述第一预设阈值高于第二预设阈值。

【技术特征摘要】
1.一种基于传感器的管道状态监测系统，其特征在于，包括主控模块、无线通信模块、检测开关、陀螺仪传感器和加速度传感器；所述无线通信模块用于与远程服务器建立无线通信连接；所述检测开关用于在管道被插入时，向所述主控模块发送开状态信号，以及在管道被拔下时，向所述主控模块发送关状态信号；所述加速度传感器用于采集管道的加速度数据；所述陀螺仪传感器用于采集管道相对大地的运动轨迹数据；所述主控模块用于根据所述加速度数据和运动轨迹数据计算管道的状态参数，并在接收到开状态信号时，若所述状态参数超过第一预设阈值，则判定管道处于插入状态下的工作状态，若所述状态参数未超过第一预设阈值，则判定管道处于插入状态下的静止状态，以及在接收到关状态信号时，若所述状态参数超过第二预设阈值，则判定管道处于拔下状态下的运动状态，若所述状态参数未超过第二预设阈值，则判定管道处于拔下状态下的静止状态，同时将管道的状态信息通过所述无线通信连接发送至远程服务器，其中，所述第一预设阈值高于第二预设阈值。2.根据权利要求1所述的管道状态监测系统，其特征在于，所述主控模块还用于在管道处于拔下状态下的静止状态的持续时长达到第一预设时长时，控制无线通信模块、检测开关与陀螺仪传感器处于关闭状态，同时实时判断加速度数据是否超过第三预设阈值，若加速度数据超过第三预设阈值，则判定管道处于拔下状态下的运动状态，并控制无线通信模块、检测开关与陀螺仪传感器处于工作状态。3.根据权利要求2所述的管道状态监测系统，其特征在于，所述管道状态监测系统还包括位置定位模块，...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗君，张文秋，刘翰林，肖钧，
申请(专利权)人：四川西牛矩阵科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51