一种基于北斗云物联网的自动化监测RTU及组网系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于北斗云物联网的自动化监测RTU及组网系统，包括主控单元、电源管理模块、通讯模块和传感器接口；电源管理模块为其它模块提供电源；通讯模块至少包括2G/3G/4G通讯模块和北斗短报文通讯模块两种可与互联网进行通讯的模块；传感器接口用于连接传感器，传感器将采集到的信息通过传感器接口传输到主控单元上，进行分类储存和预处理，主控单元通过通讯模块将采集到的数据上传服务器，并控制电源管理模块和通讯模块。通过设置多种通讯方式，智能RTU自组网功能和自适应功能保证在任何情况下监测数据都能成功采集并及时上传；多个传感器共用一个RTU终端进行数据采集与传输，安装和后期运维工作压力减小，同时减少了因工作量带来的工期风险。

An Automatic Monitoring RTU and Networking System Based on Beidou Cloud Internet of Things

The invention relates to an automatic monitoring RTU and networking system based on Beidou Cloud Internet of Things, including main control unit, power management module, communication module and sensor interface; power management module provides power for other modules; communication module includes at least 2G/3G/4G communication module and Beidou short message communication module, which can communicate with the Internet; Connecting sensors, the sensor transmits the collected information to the main control unit through the sensor interface for classified storage and pre-processing. The main control unit uploads the collected data to the server through the communication module, and controls the power management module and the communication module. By setting up various communication modes, the intelligent RTU self-organizing network function and self-adaptive function ensure that monitoring data can be successfully collected and uploaded in time under any circumstances; multiple sensors share a single RTU terminal for data acquisition and transmission, which reduces the pressure of installation and later operation and maintenance, and reduces the time limit risk caused by workload.

【技术实现步骤摘要】
一种基于北斗云物联网的自动化监测RTU及组网系统
本专利技术涉及地质灾害自动化监测
，更具体地说，涉及一种基于北斗云物联网的自动化监测RTU及组网系统。
技术介绍
物联网系统应用于地质灾害监测领域，可解决传统地质灾害监测方法的数据收集不及时、信息覆盖面不足等缺点。由雨量计、深部位移计、裂缝计等各种传感器组成监测系统的感知层，利用由数传网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成的传输网络层上传至应用网络层，最终在终端设备中对用户进行展示，实现物联网在地质灾害监测领域的智能应用。传统的物联网在地质灾害监测过程中，每一个传感器设备对应一个采集单元，当采集单元出现故障或传输信号不良时，此传感器设备的数据就无法上传。监测现场的数据采集和传输，是地质灾害监测的重要环节，因此，传统的物联网地质灾害监测存在数据缺失和数据上传不及时的风险。另外，每一个传感器设备配备一个采集单元，使监测设备的安装和运维成本增加，也增加了工期风险。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种基于北斗云物联网的自动化监测RTU及组网系统，多个RTU之间互联互通，可实现无线自组网。通信上采用LORA基于北斗云物联网的自动化监测RTU及组网系统、移动通讯、卫星短报文等多种数据传输方式，保证在任何情况下监测数据都能成功采集并及时上传。同时，多种类型的多个传感器可共用一个RTU终端进行数据采集与传输。本专利技术的技术解决方案是：本专利技术提供一种基于北斗云物联网的自动化监测RTU，包括主控单元、电源管理模块、通讯模块和传感器接口；所述主控单元用于收集和预处理外部传感器采集的数据，并控制所述电源管理模块和通讯模块；所述电源管理模块为其它模块提供电源；所述通讯模块至少包括2G/3G/4G通讯模块和北斗短报文通讯模块两种可与互联网进行通讯的模块，所述2G/3G/4G通讯模块用于将所述主控单元收集和处理完毕的数据上传服务器，所述北斗短报文通讯模块用于所述2G/3G/4G通讯模块无法使用时将所述主控单元收集和处理完毕的数据上传服务器；所述传感器接口用于连接外部传感器，外部传感器将采集到的信息通过所述传感器接口传输到所述主控单元上，进行分类储存和预处理，所述主控单元通过所述通讯模块将外部传感器采集到的数据上传服务器。进一步的，所述传感器接口设有RS485或RS232串口模块，并预设多个IO扩展接口。进一步的，所述RTU终端可连接的外部传感器包括温度传感器、湿度传感器、雨量传感器、水位传感器、压力传感器、震动传感器、位移传感器和倾斜传感器其中的一种或多种。本专利技术还进一步的提供一种基于北斗云物联网的自动化监测RTU组网系统，其包括多个如上述任意一项所述的RTU终端，所述通讯模块还包括LORA通信模块，所述LORA通信模块用于各个RTU终端之间的近程无线通讯，多个所述RTU终端之间通过LORA通信模块形成无线自组网。进一步的，整个无线自组网内至少设置两个以上的可连接后台服务器的RTU上网节点。进一步的，当RTU自身通讯模块由于故障不能上网时，能主动寻找其它可上网节点，并按照一定路由算法，寻找最优路径。进一步的，所述上网节点会定时向其它节点进行广播，使彼此间能够识别可正常通讯联网的节点。进一步的，当原故障节点需要通过其它节点进行通讯传播时，面对多个可供选择节点组成的路径，可以自主选择最优节点路径进行传播，实现自动路径优化。进一步的，所述上网节点之间可以实现多跳通信传输。实施本专利技术的基于北斗云物联网的自动化监测RTU及组网系统，具有以下有益效果：通过设置多种通讯方式，标准智能RTU自组网功能和自适应功能保证在任何情况下监测数据都能成功采集并及时上传；多个传感器共用同一个RTU终端进行数据采集与传输，安装和后期运维工作压力减小，同时减少了因工作量带来的工期风险。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1为本专利技术基于北斗云物联网的自动化监测RTU的结构原理示意图；图2为本专利技术基于北斗云物联网的自动化监测RTU组网系统通过2G/3G/4G通讯方式传输数据的示意图；图3为本专利技术基于北斗云物联网的自动化监测RTU组网系统通过LORA通讯方式传输数据的示意图；图4为本专利技术基于北斗云物联网的自动化监测RTU组网系统通过北斗短报文通讯方式传输数据的示意图。具体实施方式图1示出本专利技术基于北斗云物联网的自动化监测RTU的一个优选实施例，其包括主控单元、电源管理模块、通讯模块和传感器接口；RTU(远程终端单元)，英文全称RemoteTerminalUnit，中文全称为远程终端控制系统，负责对现场信号、工业设备的监测和控制。主控单元用于收集和预处理外部传感器采集的数据，并控制电源管理模块和通讯模块；主控单元负责控制外围电路，对各个模块发出指令，将采集数据进行预处理，或进行其他的控制动作，作为传感器和通讯模块的传输中介和控制中心。多种类型的多个外部传感器可以共用一个RTU终端进行数据采集与传输，与通常的一个传感器设备对应一个采集单元相比，安装和后期运维工作压力减小，同时减少了因工作量带来的工期风险。电源管理模块为其它模块提供电源，保证RTU终端正常工作，外接市电或太阳能等供电系统。通讯模块至少包括2G/3G/4G通讯模块和北斗短报文通讯模块两种可与互联网进行通讯的模块，2G/3G/4G通讯模块用于将主控单元收集和处理完毕的数据上传服务器，北斗短报文通讯模块用于2G/3G/4G通讯模块无法使用时将主控单元收集和处理完毕的数据上传服务器。为避免出现传统的物联网地质灾害监测数据缺失和数据上传不及时的问题，本专利技术的RTU终端至少设置两种通讯模块，在正常情况下，使用2G/3G/4G通讯模块将传感器采集到的数据上传服务器，在监测场地移动通讯信号较弱，或2G/3G/4G通讯模块功能异常的情况下，使用北斗短报文的通讯方式将数据上传服务器，短报文是指卫星定位终端和北斗卫星或北斗地面服务站之间能够直接通过卫星信号进行双向的信息传递，在普通移动通讯信号不能覆盖的情况下(例如地震灾害过后通讯基站遭到破坏，2G/3G/4G通讯模块不能使用)，北斗终端就可以通过短报文进行紧急通讯，该技术被用于紧急救援、野外作业、海上作业系统等，弥补了2G/3G/4G通讯模块受限时监测数据缺失和数据上传不及时的缺陷，是2G/3G/4G通讯方式的备用通讯方式。通过设置上述两种通讯方式，可以保证RTU终端在任何情况下监测数据都能成功采集并及时上传，保障了地质灾害监测工作的顺利进行。传感器接口用于连接外部传感器，外部传感器将采集到的信息通过传感器接口传输到主控单元上，进行分类储存和预处理，主控单元通过通讯模块将外部传感器采集到的数据上传服务器。本实施例中RTU终端可连接的外部传感器包括温度传感器、湿度传感器、雨量传感器、水位传感器、压力传感器、震动传感器、位移传感器和倾斜传感器其中的一种或多种，用于测量地质灾害监测地的温度、湿度、雨量、水位、压力、震动、位移和倾斜等多种监测指标。本实施例中传感器接口设有RS485或RS232串口模块，并预设多个IO扩展接口。为了应对各类传感器的不同传输协议，传感器接口设置有RS485、RS232等多种串口模块，并预留多个IO扩展接口，充分满足使用需求。RTU终端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于北斗云物联网的自动化监测RTU，其特征在于，包括主控单元、电源管理模块、通讯模块和传感器接口；所述主控单元用于收集和预处理外部传感器采集的数据，并控制所述电源管理模块和通讯模块；所述电源管理模块为其它模块提供电源；所述通讯模块至少包括2G/3G/4G通讯模块和北斗短报文通讯模块两种可与互联网进行通讯的模块，所述2G/3G/4G通讯模块用于将所述主控单元收集和处理完毕的数据上传服务器，所述北斗短报文通讯模块用于所述2G/3G/4G通讯模块无法使用时将所述主控单元收集和处理完毕的数据上传服务器；所述传感器接口用于连接外部传感器，外部传感器将采集到的信息通过所述传感器接口传输到所述主控单元上，进行分类储存和预处理，所述主控单元通过所述通讯模块将外部传感器采集到的数据上传服务器。

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗云物联网的自动化监测RTU，其特征在于，包括主控单元、电源管理模块、通讯模块和传感器接口；所述主控单元用于收集和预处理外部传感器采集的数据，并控制所述电源管理模块和通讯模块；所述电源管理模块为其它模块提供电源；所述通讯模块至少包括2G/3G/4G通讯模块和北斗短报文通讯模块两种可与互联网进行通讯的模块，所述2G/3G/4G通讯模块用于将所述主控单元收集和处理完毕的数据上传服务器，所述北斗短报文通讯模块用于所述2G/3G/4G通讯模块无法使用时将所述主控单元收集和处理完毕的数据上传服务器；所述传感器接口用于连接外部传感器，外部传感器将采集到的信息通过所述传感器接口传输到所述主控单元上，进行分类储存和预处理，所述主控单元通过所述通讯模块将外部传感器采集到的数据上传服务器。2.根据权利要求1所述的基于北斗云物联网的自动化监测RTU，其特征在于，所述传感器接口设有RS485或RS232串口模块，并预设多个IO扩展接口。3.根据权利要求1所述的基于北斗云物联网的自动化监测RTU，其特征在于，所述RTU终端可连接的外部传感器包括温度传感器、湿度传感器、雨量传感器、水位传感器、压力传感器、震动传感器、位移传感器和倾斜传感器其中的一种或多种。4.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：李柯含，付顺，李慧生，赖光程，苏亚凌，
申请(专利权)人：深圳市北斗云信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44