城市窨井远程综合监控数字化信息系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种城市窨井远程综合监控数字化信息系统，包括若干防盗窨井井盖、无线网络节点、GPRS模块、数字化信息系统中心，防盗窨井井盖通过无线网络节点和GPRS模块与数字化信息系统中心建立远程通信连接，通过无线终端节点实时的采集窨井环境信息和井盖状态并上传至数字化信息系统中心，在井盖被盗或是损坏的情况下，能够及时的以声光报警和短信的模式告知相关部门或者管理人员并实现对井盖的远程控制，避免了由于窨井井盖被盗或损坏而出现的人员车辆安全隐患问题以及井下线缆和设备丢失的问题。同时将监控中的窨井数据进行WEB发布，实现数据共享，构建了巡查、处理、监督三位一体的综合信息管理平台，提高了数字化城市建设的水平，提升了城市形象和竞争力。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种远程监控数字化信息系统，尤其涉及一种城市窨井远程综合监控数字化信息系统。
技术介绍
对于城市窨井监控系统产品的研发，国内主要有以下现有技术I.长沙高新开发区玺天科技开发有限公司的“信号旗井盖防盗系统”，采用井下有线信号传输，井盖前置传感装置为一种集报警、数字编解码、GPS地理位置信号接收为一体的触发装置，通过一根信号线与GSM报警主机相连，同时通过特殊的电路设计与数字编解码技术相结合，可对单元内任一井盖实现GPS全球精确定位，便于与报警指挥中心GIS地理信息平台相结合，进行实时监控和指挥调度，因使用有线传输，施工成本提高，会出现断线可导致整个信号回路中断。2.深圳市中朗科技发展有限公司研制的“WEL0CK-1型窨井盖防盗电子密码锁系统”，采用电子锁和电子钥匙，结合密码烧制技术，做到一对一开启，但未实现联网及井盖位置定位功能。3.专利号200810070351. 4，公开了一种窨井集群远程监测管理系统，在窨井盖被盗和损坏的情况下，发送窨井的地址编码到数据管理中心，以及时对窨井进行维修和维护。 但该系统只实现对井盖状态的采集，对于窨井内的环境信息采集并未涉及，功能有限而且缺少对井盖的远程控制。
技术实现思路
本技术的目的就是为了解决上述问题，提供一种城市窨井远程综合监控数字化信息系统，它具有位置定位，信号稳定，成本低廉的优点。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案一种城市窨井远程综合监控数字化信息系统，包括若干防盗窨井井盖、若干无线网络节点、GPRS模块、数字化信息系统中心，防盗窨井井盖通过无线网络节点和GPRS模块与数字化信息系统中心建立远程通信连接。防盗窨井井盖内侧装有电动锁，内侧的电动锁与外部送电装置连接；防盗窨井井盖井盖的开启方式有两种，一种是通过电动锁钥匙开启另一种是通过数字化信息系统中心进行远程开启。无线网络节点通过自组网形成一个或是若干个无线网络，在无线网络中至少有一个无线网络节点通过串口与GPRS模块连接，并且通过GSM/GPRS网络与数字化信息系统中心建立无线通信；无线网络节点按照功能的不同分为网络协调器、路由器和若干无线终端节点，其中无线终端节点与防盗窨井井盖一一对应，并且汇集到路由器，所述路由器与网络协调器连接。网络协调器用来搭建网络并给其他加入此网络的节点分配网络短地址；路由器负责建立、搜寻数据包路径；无线终端节点由唯一的ID号进行标识，用来采集并上传窨井环境信息和井盖状态。网络协调器和路由器包括电源模块、数据处理和控制模块、通信模块，无线终端节点包括电源模块、数据采集模块、数据处理和控制模块、通信模块，数据处理和控制模块与数据采集模块连接，并且通过SPI总线与通信模块相连接，电源模块分别与数据采集模块、 数据处理和控制模块、通信模块连接。电源模块负责给数据采集模块、数据处理和控制模块、通信模块供电。数据采集模块上集成了温湿度传感器、可燃性气体传感器、光敏传感器、传感器通用接口，并且通过A/D输入与数据处理和控制模块连接，所述光敏传感器安装在防盗窨井井盖内侧，经过调理电路与数据处理和控制模块主控制芯片的Pl. 0端口连接；温湿度传感器采集窨井的温度和湿度；可燃性气体传感器采集窨井里的可燃性气体浓度百分比；光敏传感器用来监测井盖状态；传感器通用接口 包括SPI、I2C、单总线和模拟量输入，能够自动辨别该传感器类型，将其中两条线作为总线类型选择，则可以选择四种输入方式00，SPI接口 ；01，IIC接口 ；10，单总线接口 ；11，模拟量输入，另外两条线则作为传感器类型选择，用来判断接入的是何种设备。数据处理和控制模块的主控制芯片为STC12C5A60S2系列LQFP-44，主控制芯片上设有8路12位A/D输入、PWM调制电路、内部60K Flash、看门狗、定时器电路、I/O接口、 SPI 接口 ；数据处理和控制模块是目前最流行的国产单片机STC单片机中功能最强大的一种，基本上覆盖了市面常见的各类传感器接口，方便以后扩展无线节点。通信模块的主控制芯片为UM2455，主控制芯片上设有SPI接口、16个扩频通信信道，SPI接口通过SPI总线与数据处理和控制模块连接，SI引脚连接数据处理和控制模块的 MOSI引脚，SO引脚连接数据处理和控制模块的MISO引脚。通信模块负责各个无线节点之间进行无线通讯，工作于(2. 4-2. 48GHz) ISM免费频段的，具有16个扩频通信信道的，传输速率为625Kbps，具有CSMA-CCA功能，采用直接序列扩频通讯，抗干扰力强。工作电压为2. 4-3. 6V，可以采用电池供电，发射电流20mA，接收电流23mA。覆盖范围可以从几十米到几百米。当处于休眠状态时，其休眠态耗电仅luff。数字化信息系统中心设置在监控中心，它包括数据库管理系统、远程综合监控系统、数据WEB发布系统，远程综合监控系统所在的计算机通过RS232串口与GSM/GPRS网络终端GPRS无线通信模块连接，数据WEB发布系统所在的服务器通过防火墙和Internet网络与用户计算机连接。数字化信息系统中心采用以数据库管理系统所在的数据库服务器为核心的集成构架，承担通信控制、数据解析、数据存储、WEB服务等功能。数据库管理系统存储有窨井配置信息、实时监测记录、历史记录；窨井配置信息包括窨井位置、井口井盖识别编码、井盖安装日期、井下温湿度阈值、井下可燃性气体浓度上限数值、窨井归属部门、负责人、联系电话；实时监测记录包含窨井位置、井口井盖状态、井下温湿度数值、井下气体浓度、无线终端节点模块状态、监测时间；历史记录包括报警事件、采样数据以及操作日志；所述报警事件包括报警类型、报警时间、维修时间、处理措施，报警类型分为井盖故障、井盖异常开启、井下可燃性气体浓度超标、井下温湿度超限、无线终端节点故障；采样数据包括井盖状态、井下温湿度、井下检测气体浓度、无线终端节点状态；操作日志包括系统运行、系统关闭、监控数据的备份、报警确认系统操作事件。远程综合监控系统包括无线数据接收与处理子系统、窨井实时信息子系统、报警及处理子系统、井盖远程开启子系统；远程综合监控系统是数字化信息系统中心最重要的支撑系统，以城市电子地图为媒介，曲线、列表等形式动态信息显示，对监控的窨井进行可视化高效管理。无线数据接收与处理子系统主要用于接收无线网络节点发送的监测数据，根据制定的通信协议，对接收到的数据流解析、识别，同时存储到数据库管理系统所在的服务器上；窨井实时信息子系统以GIS组件为应用支撑层，利用绘制的电子地图和每个窨井井盖唯一的识别编码，实现电子地图中井口的准确定位，同时以曲线、列表等形式动态显示窨井的环境信息和井盖状态；报警及处理子系统主要提供异常报警的应对措施。报警事件发生时，GIS电子地图将对故障地点进行准确定位，显示故障点信息，系统进行声光报警同时发送报警短信给相关部门、管理人员，提醒相关部门、人员进行及时检修，系统同时将记录所有的报警数据和处理信息；井盖远程开启子系统实现了监控中心远程控制井盖的开启操作功能。数据WEB发布系统采用Browser/Server体系架构；数据WEB发布系统完成城市窨井监测数据的WEB发布，提供数据共享功能，构建城市窨井专题信息模块，各级部门和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张延波，张琳，解兆延，周广旭，任兰杰，徐文青，张晓鹏，
申请(专利权)人：山东省科学院自动化研究所，
类型：实用新型
国别省市：