智能物联排水系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种智能物联排水系统，本发明专利技术解决现有技术的问题，其技术方案要点是包括远程控制设备、现场传输网络、服务器群组、监测终端和移动终端，所述远程控制设备配置在现场管网位置，所述远程控制设备将动态数据通过现场传输网络传输至服务器群组，所述服务器群组还接收有现有的静态数据和环境动态数据，所述静态数据为通过数据处理和数据质检后入库的现有地理信息，所述动态数据为经过数据接收和数据转换后入库的运行状态反馈数据，所述服务器群组将动态数据和静态数据分析后获得管网三维展示内容和管网自动预警内容，并将管网三维展示内容和管网自动预警内容传输至监测终端和移动终端。

Intelligent IOT drainage system and its control method

【技术实现步骤摘要】
智能物联排水系统及其控制方法
本专利技术属于一种排水系统，涉及一种智能物联排水系统及其控制方法。
技术介绍
我国排水管网的发展历经以下阶段：第1代：传统型管网，将地面及生活用水排入河流江流；第2代：增压雨污管道，将工业废物，污水排送至污水厂处理后排入江河；第3代：综合分流型管道，将生活污水雨水与工业污水分流至江河与污水厂。但是不管是第几代管网，城市内涝灾害频发是我国城市高速化发展中出现的痛点，其产生的原因有施工历史原因、管理不善、无管线资料或管线资料不全不准、技术落后、信息共享性差、施工监管不到位、设计不合理、违章堆放、违章建筑、突发强降水导致的管道堵塞、管道自然老化未及时更换等多种情况。经过分析，现有技术在城市排水管网中管网运行状态监控不严、不能实施有效的统一管理是城市内涝灾害频发的一个重要因素。
技术实现思路
本专利技术解决了现有技术存在的城市排水管网中管网运行状态监控不严、不能实施有效的统一管理的问题，提供一种智能物联排水系统及其控制方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能物联排水系统，包括远程控制设备、现场传输网络、服务器群组、监测终端和移动终端，所述远程控制设备配置在现场管网位置，所述远程控制设备将动态数据通过现场传输网络传输至服务器群组，所述服务器群组还接收有现有的静态数据和环境动态数据，所述静态数据为通过数据处理和数据质检后入库的现有地理信息，所述动态数据为经过数据接收和数据转换后入库的运行状态反馈数据，所述服务器群组将动态数据和静态数据分析后获得管网三维展示内容和管网自动预警内容，并将管网三维展示内容和管网自动预警内容传输至监测终端和移动终端，所述远程控制设备均包括传感器、转换器、自组网设备和远程控制终端，所述传感器获取当前监测到管网的运行状态反馈数据，并通过转换器与所述远程控制终端连接，所述远程控制终端通过自组网设备接入现场传输网络。本专利技术通过将远程控制设备、现场传输网络、服务器群组、监测终端和移动终端通过网络整合的方式，将分散的数据进行了同一管理，本专利技术中中采用了施工或维护时输入管网的基础信息、接入现有的地理信息和环境数据，同时通过对管道加设传感器用于监控管道信息，完成数据信息采集，形成管道网络整体数据的融合，在统一节点实现运营管理、监测报警和综合数据分析三项工作，其中，静态数据中的基础数据由管网养护公司、管网权属单位和行政主管单位提供，包括流量流速、水位液位、井盖位移、气体水质等动态数据则由远程控制设备中的传感器进行采集并上传，结合中国气象站提供未来24H气象预报数据，可以计算未来24小时预计降水区域，时时收集采集的地下排水井管水位水位数据可以计算预计多久排水井溢出井盖，形成积水；时时排水井管流速数据，计算预计多久才能将积水排完；综合利用上述数据，可以实现：防汛内涝积水预警、企业偷排污监测、管道堵塞及时反映和地下管网资产保护与养护，通过动态数据和静态数据的结合，可以实现管网三维展示和管网自动预警。作为优选，所述现场传输网络包括运营商基站、云服务器、路由器和企业交换机，所述传感器包括气体监测设备、倾斜监测设备、应力传感器、水位传感器和位变监测设备，所述气体监测设备和水位传感器安装在所述排污井壁上，所述倾斜监测设备和应力传感器均安装在管网内壁上，所述位变监测设备安装在排污井盖内侧，所述传感器以自组网方式通过运营商基站与云服务器通信连接，所述云服务器通过路由器与所述企业交换机连接，所述企业交换机与所述服务器群组连接，所述服务器群组通过监测用交换机与监测终端连接，所述服务器群组通过发布路由器和发布基站与移动终端通信连接。作为优选，所述服务器群组中包括相互连通的若干台冗余数据服务器、SQLserver服务器、Web服务器、SCADA服务器和报警服务器，所述服务器群组中至少运行有一组静态数据和一组动态数据，所述监测终端根据从服务器群组中获取的动态数据实现实现包括防汛内涝积水预警、管道堵塞反馈和企业偷排污在内的动态数据监测应用，所述的运行状态反馈数据包括管网内流量流速数据、水位液位数据、井盖位移数据、气体水质数据和天气降水数据。作为优选，所述服务器群组根据静态数据完成管网的三维录入，通过管网的三维录入数据结合实时的动态数据构建管网三维展示，在管网三维展示的基础上，通过人工设定的自动预警分析算法实现管网自动预警内容供监测终端使用。作为优选，所述云服务器对传感器获取的数据进行编解码、组包和解析，提供数据的整合、录入、接口转换和数据交换，支持分布式异构访问，向服务器群组提供统一的数据服务。作为优选，在同一区域内的传感器配对有前端设备，所述传感器、前端设备和远程控制终端采用分布式控制方式，在同一区域内的传感器和与传感器配对的前端设备、远程控制终端之间由瑞皇ZM8300无线芯片实现数据的采集、远程传输和对前端设备的远程控制，所述瑞皇ZM8300无线芯片根据采集的数据量选择对应的传输方式、对不同协议的数据进行可识别化转换。瑞皇ZM8300无线芯片支持LoRA、NB-IOT传输协议，低功耗、强抗干扰能力、传输范围广等优势功能，可以根据采集数据的数据量选择不同的传输方式，实现数据的远距离传输。通过传输层实现不同协议的数据转换，实现数据的可识别。数据的采集远程传输和远程对设备的控制、建立设备与控制器的远程连接。地下管网气体检测系统，产品应可通过GPRS/NB-IoT/LoRa进行无线数据传输，可同时监测可燃气体和有毒有害气体浓度；系统支持GIS定位、风险预判、报表自动生成和远程设置参数等功能。针对密闭空间复杂环境设计了特殊采样气路和高增益天线，保障了数据的准确性和可靠性，气体浓度进行间断检测和预警。管网内壁安装倾斜监测设备FS-OFC15：管道倾斜在线监测，主要采用光纤光栅倾角传感器进行双向倾斜角度(沿线路方向和垂直于线路方向)实时监测。当管道倾斜角度出现异常时，系统能够及时进行多种方式预报警，指导检修和提醒运行维护人员采取相应处理措施，减少因管道倾斜而引发的事故。管道内壁挂载应力传感器FS-OFCS30,排水管道结构稳定，是确保管道安全运营的前提，管道应变会给管道结构运行造成多方面不利影响。过大应变会引起管道结构产生过大的附加内力、管道线形的恶化以及管道附属设施的损坏。管道恒载作用下管道线形是管道整体安全状态的重要标志。活载作用下，管道位移是评价管道使用功能和安全性的重要指标之一，是管道整体刚度的重要标志。通过对管道应变的监测，可以从整体上把握排水管道健康和安全状态。水位传感器是用以测量瞬时流量或累计水位的仪器，可用来测量管道或明渠中流体的流量。排水系统中使用的流量计要适用于各种污水管道(非满管、满管)，自动记录瞬时液位、流速和压力等测量信息，根据污水的特性，采用多普勒超声波流量计较为适宜，多普勒超声波流量计通过测量介质中的颗粒、气泡等反射物实现测量，多用于测量排放废水，监测精度和灵敏度较高。排污井盖安装位变监测设备，瑞皇TS-S001，设备融合GIS定位技术，实现在线地图井盖、设备等准确定位，当井盖产生位移，井盖监测终端及时上传报警信息到监管平台，平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能物联排水系统，其特征在于：包括远程控制设备、现场传输网络、服务器群组、监测终端和移动终端，所述远程控制设备配置在现场管网位置，所述远程控制设备将动态数据通过现场传输网络传输至服务器群组，所述服务器群组还接收有现有的静态数据和环境动态数据，所述静态数据为通过数据处理和数据质检后入库的现有地理信息，所述动态数据为经过数据接收和数据转换后入库的运行状态反馈数据，所述服务器群组将动态数据和静态数据分析后获得管网三维展示内容和管网自动预警内容，并将管网三维展示内容和管网自动预警内容传输至监测终端和移动终端，所述远程控制设备均包括传感器、转换器、自组网设备和远程控制终端，所述传感器获取当前监测到管网的运行状态反馈数据，并通过转换器与所述远程控制终端连接，所述远程控制终端通过自组网设备接入现场传输网络。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能物联排水系统，其特征在于：包括远程控制设备、现场传输网络、服务器群组、监测终端和移动终端，所述远程控制设备配置在现场管网位置，所述远程控制设备将动态数据通过现场传输网络传输至服务器群组，所述服务器群组还接收有现有的静态数据和环境动态数据，所述静态数据为通过数据处理和数据质检后入库的现有地理信息，所述动态数据为经过数据接收和数据转换后入库的运行状态反馈数据，所述服务器群组将动态数据和静态数据分析后获得管网三维展示内容和管网自动预警内容，并将管网三维展示内容和管网自动预警内容传输至监测终端和移动终端，所述远程控制设备均包括传感器、转换器、自组网设备和远程控制终端，所述传感器获取当前监测到管网的运行状态反馈数据，并通过转换器与所述远程控制终端连接，所述远程控制终端通过自组网设备接入现场传输网络。


2.根据权利要求1所述的智能物联排水系统,其特征在于：所述现场传输网络包括运营商基站、云服务器、路由器和企业交换机，所述传感器包括气体监测设备、倾斜监测设备、应力传感器、水位传感器和位变监测设备，所述气体监测设备和水位传感器安装在所述排污井壁上，所述倾斜监测设备和应力传感器均安装在管网内壁上，所述位变监测设备安装在排污井盖内侧，所述传感器以自组网方式通过运营商基站与云服务器通信连接，所述云服务器通过路由器与所述企业交换机连接，所述企业交换机与所述服务器群组连接，所述服务器群组通过监测用交换机与监测终端连接，所述服务器群组通过发布路由器和发布基站与移动终端通信连接。


3.根据权利要求2所述的智能物联排水系统,其特征在于：所述服务器群组中包括相互连通的若干台冗余数据服务器、SQLserver服务器、Web服务器、SCADA服务器和报警服务器，所述服务器群组中至少运行有一组静态数据和一组动态数据，所述监测终端根据从服务器群组中获取的动态数据实现实现包括防汛内涝积水预警、管道堵塞反馈和企业偷排污在内的动态数据监测应用，所述的运行状态反馈数据包括管网内流量流速数据、水位液位数据、井盖位移数据、气体水质数据和天气降水数据。


4.根据权利要求3所述的智能物联排水系统,其特征在于：所述服务器群组根据静态数据完成管网的三维录入，通过管网的三维录入数据结合实时的动态数据构建管网三维展示，在管网三维展示的基础上，通过人工设定的自动预警分析算法实现管网自动预警内容供监测终端使用。


5.根据权利要求2所述的智能物联排水系统,其特征在于：所述云服务器对传感器获取的数据进行编解码、组包和解析，提供数据的整合、录入、接口转换和数据交换，支持分布式异构访问...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹能健，
申请(专利权)人：上海瑞皇管业科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31