城市窨井遠程綜合監控數位化信息系統及方法
2023-06-09 06:20:01
專利名稱：城市窨井遠程綜合監控數位化信息系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種遠程監控數位化信息系統，尤其涉及一種城市窨井遠程綜合監控數位化信息系統及方法。
背景技術：
對於城市窨井監控系統產品的研發，國內主要有以下現有技術1.長沙高新開發區璽天科技開發有限公司的「信號旗井蓋防盜系統」，採用井下有線信號傳輸，井蓋前置傳感裝置為一種集報警、數字編解碼、GPS地理位置信號接收為一體的觸發裝置，通過一根信號線與GSM報警主機相連，同時通過特殊的電路設計與數字編解碼技術相結合，可對單元內任一井蓋實現GPS全球精確定位，便於與報警指揮中心GIS地理信息平臺相結合，進行實時監控和指揮調度，因使用有線傳輸，施工成本提高，會出現斷線可導致整個信號迴路中斷。2.深圳市中朗科技發展有限公司研製的「WEL0CK-1型窨井蓋防盜電子密碼鎖系統」，採用電子鎖和電子鑰匙，結合密碼燒制技術，做到一對一開啟，但未實現聯網及井蓋位置定位功能。3.專利號200810070351. 4，公開了一種窨井集群遠程監測管理系統，在窨井蓋被盜和損壞的情況下，發送窨井的地址編碼到數據管理中心，以及時對窨井進行維修和維護。 但該系統只實現對井蓋狀態的採集，對於窨井內的環境信息採集並未涉及，功能有限而且缺少對井蓋的遠程控制。
發明內容
本發明的目的就是為了解決上述問題，提供一種城市窨井遠程綜合監控數位化信息系統及方法，它具有位置定位，信號穩定，成本低廉的優點。為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案一種城市窨井遠程綜合監控數位化信息系統及方法，包括若干防盜窨井井蓋、 若干無線網絡節點、GPRS模塊、數位化信息系統中心，防盜窨井井蓋通過無線網絡節點和 GPRS模塊與數位化信息系統中心建立遠程通信連接。防盜窨井井蓋內側裝有電動鎖，內側的電動鎖與外部送電裝置連接；防盜窨井井蓋井蓋的開啟方式有兩種，一種是通過電動鎖鑰匙開啟另一種是通過數位化信息系統中心進行遠程開啟。無線網絡節點通過自組網形成一個或是若干個無線網絡，在無線網絡中至少有一個無線網絡節點通過串口與GPRS模塊連接，並且通過GSM/GPRS網絡與數位化信息系統中心建立無線通信；無線網絡節點按照功能的不同分為網絡協調器、路由器和無線終端節點，其中無線終端節點與防盜窨井井蓋一一對應，並且匯集到路由器，所述路由器與網絡協調器連接。網絡協調器用來搭建網絡並給其他加入此網絡的節點分配網絡短地址；
路由器負責建立、搜尋數據包路徑；無線終端節點由唯一的ID號進行標識，用來採集並上傳窨井環境信息和井蓋狀態。網絡協調器和路由器包括電源模塊、數據處理和控制模塊、通信模塊，無線終端節點包括電源模塊、數據採集模塊、數據處理和控制模塊、通信模塊，數據處理和控制模塊與數據採集模塊連接，並且通過SPi總線與通信模塊相連接，電源模塊分別與數據採集模塊、 數據處理和控制模塊、通信模塊連接；電源模塊負責給數據採集模塊、數據處理和控制模塊、通信模塊供電。數據採集模塊上集成了溫溼度傳感器、可燃性氣體傳感器、光敏傳感器、傳感器通用接口，並且通過A/D輸入與數據處理和控制模塊連接，所述光敏傳感器安裝在防盜窨井井蓋內側，經過調理電路與數據處理和控制模塊主控制晶片的Pl. 0埠連接；溫溼度傳感器採集窨井的溫度和溼度；可燃性氣體傳感器採集窨井裡的可燃性氣體濃度百分比；光敏傳感器用來監測井蓋狀態；傳感器通用接口 包括SPI、I2C、單總線和模擬量輸入，能夠自動辨別該傳感器類型，將其中兩條線作為總線類型選擇，則可以選擇四種輸入方式00，SPI接口 ；01，IIC接口 ；10，單總線接口 ；11，模擬量輸入，另外兩條線則作為傳感器類型選擇，用來判斷接入的是何種設備。數據處理和控制模塊的主控制晶片為STC12C5A60S2系列LQFP-44，主控制晶片上設有8路12位A/D輸入、PWM調製電路、內部60K Flash、看門狗、定時器電路、I/0接口、SPI
接口 ；數據處理和控制模塊是目前最流行的國產單片機STC單片機中功能最強大的一種，基本上覆蓋了市面常見的各類傳感器接口，方便以後擴展無線節點。通信模塊的主控制晶片為UMM55，主控制晶片上設有SPI接口、16個擴頻通信信道，SPI接口通過SPI總線與數據處理和控制模塊連接，SI引腳連接數據處理和控制模塊的 MOSI引腳，SO引腳連接數據處理和控制模塊的MISO引腳；通信模塊負責各個無線節點之間進行無線通訊，工作於(2. 4-2. 48GHz) ISM免費頻段的，具有16個擴頻通信信道的，傳輸速率為625Kbps，具有CSMA-CCA功能，採用直接序列擴頻通訊，抗幹擾力強。工作電壓為2. 4-3. 6V，可以採用電池供電，發射電流20mA，接收電流23mA。覆蓋範圍可以從幾十米到幾百米。當處於休眠狀態時，其休眠態耗電僅luff。數位化信息系統中心設置在監控中心，它包括資料庫管理系統、遠程綜合監控系統、數據WEB發布系統，遠程綜合監控系統所在的計算機通過RS232串口與GSM/GPRS網絡終端GPRS無線通信模塊連接，數據TOB發布系統所在的伺服器通過防火牆和hternet網絡與用戶計算機連接。數位化信息系統中心採用以資料庫管理系統所在的資料庫伺服器為核心的集成構架，承擔通信控制、數據解析、數據存儲、WEB服務等功能。資料庫管理系統存儲有窨井配置信息、實時監測記錄、歷史記錄；窨井配置信息包括窨井位置、井口井蓋識別編碼、井蓋安裝日期、井下溫溼度閾值、井下可燃性氣體濃度上限數值、窨井歸屬部門、負責人、聯繫電話；
實時監測記錄包含窨井位置、井口井蓋狀態、井下溫溼度數值、井下氣體濃度、無線終端節點模塊狀態、監測時間；歷史記錄包括報警事件、採樣數據以及操作日誌；所述報警事件包括報警類型、報警時間、維修時間、處理措施，報警類型分為井蓋故障、井蓋異常開啟、井下可燃性氣體濃度超標、井下溫溼度超限、無線終端節點故障；採樣數據包括井蓋狀態、井下溫溼度、井下檢測氣體濃度、無線終端節點狀態；操作日誌包括系統運行、系統關閉、監控數據的備份、報警確認系統操作事件。遠程綜合監控系統包括無線數據接收與處理子系統、窨井實時信息子系統、報警及處理子系統、井蓋遠程開啟子系統；遠程綜合監控系統是數位化信息系統中心最重要的支撐系統，以城市電子地圖為媒介，曲線、列表等形式動態信息顯示，對監控的窨井進行可視化高效管理。無線數據接收與處理子系統主要用於接收無線網絡節點發送的監測數據，根據制定的通信協議，對接收到的數據流解析、識別，同時存儲到資料庫管理系統所在的伺服器上；窨井實時信息子系統以GIS組件為應用支撐層，利用繪製的電子地圖和每個窨井井蓋唯一的識別編碼，實現電子地圖中井口的準確定位，同時以曲線、列表等形式動態顯示窨井的環境信息和井蓋狀態；報警及處理子系統主要提供異常報警的應對措施。報警事件發生時，GIS電子地圖將對故障地點進行準確定位，顯示故障點信息，系統進行聲光報警同時發送報警簡訊給相關部門、管理人員，提醒相關部門、人員進行及時檢修，系統同時將記錄所有的報警數據和處理信息；井蓋遠程開啟子系統實現了監控中心遠程控制井蓋的開啟操作功能。數據WEB發布系統採用Browser/Server體系架構；數據WEB發布系統完成城市窨井監測數據的WEB發布，提供數據共享功能，構建城市窨井專題信息模塊，各級部門和授權用戶可通過hternet進行窨井信息的瀏覽、查詢、 列印。城市窨井遠程綜合監控的步驟為1)系統初始化，為所有無線網絡節點分配地址並設置配置數據包；根據實際需要所有無線節點組成一個或是若干個無線網絡首先由無線節點的網絡協調器啟動一個網絡的建立過程對信道進行掃描選擇一個空閒的信道，然後設置自己的網絡PAN ID，十六位的網絡地址以及拓撲結構等參數，在無線網絡搭建成功之後，路由器或無線終端節點通過網絡協調器加入到網絡中，並分配相應的網絡短地址，根據無線通信協議實現無線節點之間數據的傳輸。2)數位化信息系統中心的遠程綜合監控系統所在的計算機，根據制定的通信協議，讀取無線網絡節點發送的數據，並對數據進行解析、識別；在監測過程中，數據採集模塊由電源模塊供電，通過採集窨井信息，當監測到防盜窨井井蓋故障或防盜窨井井蓋非正常開啟，光敏傳感器將感應到的光信號轉化為報警電信號送到數據處理和控制模塊；當窨井裡的可燃性氣體LEL濃度百分比高於一定值時可燃性氣體傳感器就會產生電信號送到數據處理和控制模塊；井下溫溼度超限，溫溼傳感器就會產生電信號送到數據處理和控制模塊；在一個無線網絡中至少有一個無線網絡節點和GPRS模塊進行通信，無線節點之間通過通信模塊進行通信，最為重要的是無線終端節點通過此無線網絡各個無線節點信息的層層傳遞，將採集到的窨井環境信息和井蓋信息傳到G網終端的GPRS模塊，並由GPRS模塊上傳到數位化信息平臺，通過GSM/GPRS網絡將監測數據上傳至數位化信息系統平臺。3)判斷窨井環境信息和井蓋狀態，若正常則將數據存儲到資料庫管理系統所在的伺服器上；若不正常則轉入下一步；4)判斷是否有報警事件發生，如果沒有報警事件發生則將此次事件進行記錄保存；如果有報警事件發生則轉入下一步；5)判斷報警類型是否為井蓋異常開啟，如果不是異常開啟，將此次事件進行記錄保存並通知相關人員進行維修；如果為異常開啟則發出報警信號，遠程控制井蓋裝置，通知相關負責人員並將報警事件和處理信息存儲到資料庫管理系統所在的伺服器上，以供歷史報表查詢、列印。當井蓋異常開啟時，GIS電子地圖將對故障地點進行準確定位，系統會進行聲光報警同時發送報警簡訊給相關部門管理人員，同時遠程綜合監控系統根據無線終端節點的唯一識別編碼通過GSM/GRPS網絡發送防盜窨井井蓋開鎖密碼指令，無線終端節點根據反饋回來的密碼指令，自動開啟防盜窨井井蓋，維護人員可進行檢修工作。本發明所利用的技術包括1.無線網絡自組網技術本發明採用四層結構的無線網絡協議棧模型，該協議棧包括物理層、數據鏈路層、 網絡層和應用層。物理層提供簡單的信號調製和無線收發技術，為網絡中的通訊設備提供透明的數據流傳輸。本發明採用UMM55無線收發晶片，省去了激活和能量監測等物理層硬體功能實現，只需要完成物理層監控晶片發送情況的軟體功能；數據鏈路層實現的主要功能是產生並發送信標幀，為兩個對等的實體提供可靠的數據鏈路；在網絡層中，協調器負責建立起一個新的網絡並為新加入的無線網絡節點分配短地址，提供路由發現和鄰居發現功能。應用層協議根據本發明需要主要包括井蓋遠程開啟、關閉命令的下達以及窨井溫溼度、 氣體濃度、井蓋狀態等參數的上傳。
應用層
網絡層
數據鏈路層
物理層2. GSM/GPRS 網絡技術在無線網絡中，包括協調器、路由器和無線終端節點，至少有一個無線網絡節點通過串口和GSM/GPRS模塊連接到GSM/GPRS網絡中。GPRS模塊為西門子GSM/GPRS雙模模塊MC35i，內嵌有無線GPRS模塊，包括電源、 3V SIM卡、RS232接口、語音管腳、控制管腳、50Ω天線接口，並且通過串口與數據處理和控制模塊的主控制晶片主控制晶片LQFP-44連接；GPRS模塊它採用緊湊型設計，完全兼容於上一代的MC35產品，為用戶提供了簡單，MC35i體積小巧，功耗低，能提供數據、語音、簡訊、傳真功能，可作為理想的高速數據傳輸解決方案。支持 EGSM900/GSM1800 雙頻，GRPS Class8/Class B，以及 GSM phase2/2+，輸出功率在EGSM900為2W，GSM1800為IW ；輸入電壓為3. 3-4. 8V，休眠狀態時的功耗最大為 3. 50mA ；空閒狀態為25. OmA ；發射狀態為300mA (平均)。CSD狀態下的最大速率14. 4kbps, GPRS狀態下行最大速率85. 6kbps。3. GIS信息處理技術數位化信息系統中心，基於GIS組件進行二次開發，根據窨井井蓋的安裝位置和標識編碼，在電子地圖中對窨井進行標記實現井蓋的準確定位；在該系統提供的GIS功能中包含電子地圖的放大、縮小、漫遊、測距以及窨井定位、、街道查詢功能，可顯示全城、區域、某一道路所有監控窨井的實時信息。本發明的有益效果本發明通過無線終端節點實時的採集窨井環境信息和井蓋狀態並上傳至數位化信息系統中心，在井蓋被盜、損壞以及窨井內的溫溼度、可燃性氣體濃度超限的情況下，通過GIS電子地圖準確定位，多視角顯示故障點信息，同時以聲光報警和簡訊的模式告知相關部門或者管理人員，避免了由於窨井井蓋被盜或損壞而出現的人員車輛安全隱患問題以及井下線纜和設備丟失的問題。解決了專利號200810070351. 4窨井集群遠程監測管理系統採集信息單一的缺點，同時也實現了對窨井井蓋的遠程控制功能，將監控中的窨井數據進行WEB發布，實現數據共享，構建了巡查、處理、監督三位一體的綜合信息管理平臺，提高了數位化城市建設的水平，提升了城市形象和競爭力。
圖1為本發明的結構示意圖；圖2為無線終端節點示意圖；圖3為通用的傳感器硬體接口電路圖；圖4為無線節點主控制器電路圖；圖5為通信模塊電路圖；圖6為GPRS模塊外圍接口電路圖；圖7為本發明遠程監控流程圖。其中，1.網絡協調器，2.路由器，3.無線終端節點，4.防盜窨井井蓋，5. GPRS模塊，6.GSM/GPRS網絡，7.數位化信息系統中心，8.資料庫管理系統，9.遠程綜合監控系統， 10.數據WEB發布系統，11.防火牆，12. hternet網絡，13.用戶計算機，14.電源模塊， 15.數據採集模塊，16.數據處理和控制模塊，17.通信模塊，18. SPI總線接口，19. I2C總線接口，20.單總線，21.模擬量接口，22.通用接口。
具體實施例方式下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。如圖1所示，本發明包括防盜井蓋4、無線網絡節點、GPRS模塊5和數位化信息中心7 ；其中，每一個無線終端節點3和一個井蓋4相對應，由唯一的ID號進行標識，無線終端節點採集與它相對應的井蓋信息以及窨井的環境信息；所有無線節點組成一個無線網絡， 首先由網絡協調器1啟動一個網絡的建立過程對信道進行掃描選擇一個空閒的信道，然後設置自己的網絡PAN ID，十六位的網絡地址以及拓撲結構等參數設置完成後，一個無線網絡基本搭建完成。在無線網絡搭建成功之後，路由器2或無線終端節點3通過網絡協調器1加入到網絡中，並分配相應的網絡短地址，利用Zigbee技術實現無線節點之間數據的傳輸。無線節點之間進行通信的時候，發送方會向網絡中發送一幀信息，這幀信息包含三個欄位分別是MAC幀頭、Net幀頭和數據負載。對於無線終端節點3的數據負載就是採集到的窨井環境信息和井蓋狀態數據。此網絡中的其他無線節點在收到這幀信息後對數據包進行解析， 得到源地址和目的地址；如果目的地址是自己則由數據處理和控制模塊對數據進行相應的處理，如果不是自己則將這幀信息進行轉發。根據當前節點是否為網絡協調器1判斷是往上還是往下搜索，不管是往上還是往下搜索都要從每一層的路由節點開始，判斷目標節點是否在該層，若不在則繼續搜索直到第零層或是最大深度，經過一層層的傳遞信息最終送達目的地址，節點還可以對於非法進出、破壞和盜竊等行為進行有效監控。在無線網絡節點中至少有一個節點和GPRS模塊5進行通信，通過GSM/GRPS網絡6 將井蓋數據上傳至數位化信息中心7。數位化信息中心7的資料庫伺服器通過串口與GPRS 模塊連接，接收無線網絡節點信息包括線纜井實時信息、報警信息；同時數位化信息中心7 的WEB伺服器通過hternet將這些信息發布到各級部門和授權用戶13。當數位化信息中心7發現井蓋4損壞或是窨井內的可燃性氣體濃度過高時就會自動報警，報警事件上傳之後通過GIS電子地圖對故障地點進行準確定位，顯示故障點信息，系統進行聲光報警同時發送報警簡訊給相關部門管理人員，提醒相關部門、人員進行及時檢修，遠程綜合監控系統9接收到無線終端節點3遠程開啟的指令時，根據無線終端節點3的唯一識別編碼通過 GSM/GRPS網絡6發送防盜窨井井蓋4開鎖密碼指令，無線終端節點3根據反饋回來的密碼指令，自動開啟防盜窨井井蓋4，維護人員可進行檢修工作。資料庫管理系統8存儲有防盜窨井井蓋4識別編碼、防盜窨井井蓋4安裝日期、井下溫溼度閾值、井下可燃性氣體濃度上限數值、窨井歸屬部門、負責人、聯繫電話等窨井配置信息以及系統運行、關閉、監控數據備份、報警確認等系統操作事件；遠程綜合監控系統 9中監測的窨井環境信息和防盜窨井井蓋4狀態上傳到資料庫管理系統8中，WEB發布系統10所在的伺服器通過讀取資料庫管理系統8，在防火牆11防止惡意攻擊的安全保護下， 通過^ternet網絡12將窨井監控數據發布，實現數據共享功能，構建城市窨井專題信息模塊，各級部門和授權用戶計算機13可通過hternet網絡12進行窨井信息的瀏覽、查詢、列印。如圖2所示，無線終端節點3由電源模塊14、數據採集模塊15、數據處理和控制模塊16以及通信模塊17組成。電源模塊14負責給數據採集模塊15、數據處理和控制模塊16 以及通信模塊17供電，數據採集模塊15上面集成有溫溼度傳感器、可燃性氣體傳感器以及光敏傳感器，用來採集井蓋狀態以及窨井的環境信息；其中溫溼度傳感器採集窨井的溫度和溼度，可燃性氣體傳感器採集窨井裡的可燃性氣體濃度百分比；當窨井裡的可燃性氣體濃度百分比或是溫溼度高於限定值傳感器就會產生電信號送到數據處理和控制模塊16產生報警。如圖3所示，為了方便在現有傳感器基礎上擴展新的傳感器，設計了一種通用的硬體接口。該硬體接口可以方便掛載各種類型接口的傳感器，包括SPI、I2C、單總線和模擬量輸入。而且傳感器模塊插入時，設備能夠自動辨別該傳感器是何種傳感器，採用什麼樣的接口，不需要人為加以幹預。需要掛載的傳感器線路板上，根據功能和接口的不同，將管腳以拉高或是拉低的方式通知主控板現在掛載的是何種設備。通過這種方式，可以在不需要改動電路的情況下獲得靈活的使用配置，將其中兩條線作為總線類型選擇，則可以選擇四種輸入方式00，SPI接口 ；01，IIC接口 ；10，單總線接口 ；11，模擬量輸入。另外兩條線則作為傳感器類型選擇，用來判斷接入的是何種設備。如圖4所示，無線節點數據處理和控制模塊16晶片為STC12C5A60S2系列 LQFP-44，內部有8路12位A/D輸入，PWM調製電路，普通I/O接口，SPI等等，基本上覆蓋了市面常見的各類傳感器接口，通過內部的A/D輸入可以很方便的採集模擬量傳感器信號。 數據處理和控制模塊16主晶片LQFP-44通過SPI接口和通信模塊17進行連接，LQFP-44的 MOSI引腳連接通信模塊17主晶片的MOSI引腳，LQFP-44的MISO引腳連接通信模塊17主晶片的MISO引腳；即在通信模塊17主晶片使能前提下，數據處理和控制模塊16的數據輸出/輸入，通信模塊17數據輸入/輸出。如圖5所示，通信模塊17的主控制晶片為UMM55，所有的無線網絡節點都通過通信模塊17進行無線通信。UMM55晶片通過SPI 口與數據處理和控制模塊16進行連接，當有節點發來信息時，UMM55以中斷方式向數據處理和控制模塊16提出請求，數據處理和控制模塊16進入中斷後讀取相應的寄存器來判斷是接收還是發送中斷，如果是接收則進入相應的數據接收處理子程序。如圖6所示，GPRS模塊5為新一代西門子GSM/GPRS雙模模塊MC35i，它通過串口和無線節點的主控制晶片LQFP-44連接，無線節點將窨井環境信息和井蓋信息傳到G網終端的GPRS模塊5，並由GPRS模塊通過GSM/GPRS網絡6將監測數據上傳至數位化信息系統中心7。如圖7所示，城市窨井遠程綜合監控的步驟為1)系統初始化，為所有無線網絡節點分配地址並設置配置數據包；2)數位化信息系統中心的遠程綜合監控系統所在的計算機，根據制定的通信協議，讀取無線網絡節點發送的數據，並對數據進行解析、識別；3)判斷窨井環境信息和井蓋狀態，若正常則將數據存儲到資料庫管理系統所在的伺服器上；若不正常則轉入下一步；4)判斷是否有報警事件發生，如果沒有報警事件發生則將此次事件進行記錄保存；如果有報警事件發生則轉入下一步；5)判斷報警類型是否為井蓋異常開啟，如果不是異常開啟，將此次事件進行記錄保存並通知相關人員進行維修；如果為異常開啟則發出報警信號，遠程控制井蓋裝置，通知相關負責人員並將報警事件和處理信息存儲到資料庫管理系統所在的伺服器上，以供歷史報表查詢、列印。上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式
進行了描述，但並非對本發明保護範圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護範圍以內。
權利要求
1.一種城市窨井遠程綜合監控數位化信息系統，其特徵是，包括若干防盜窨井井蓋、 無線網絡節點、GPRS模塊、數位化信息系統中心，所述防盜窨井井蓋通過無線網絡節點和 GPRS模塊與數位化信息系統中心建立遠程通信連接。
2.如權利要求1所述城市窨井遠程綜合監控數位化信息系統，其特徵是，所述防盜窨井井蓋內側裝有電動鎖，內側的電動鎖與外部送電裝置連接。
3.如權利要求1所述城市窨井遠程綜合監控數位化信息系統，其特徵是，所述無線網絡節點通過自組網形成一個或是若干個無線網絡，在無線網絡中至少有一個無線網絡節點通過串口與GPRS模塊連接，並且通過GSM/GPRS網絡與數位化信息系統中心建立無線通所述無線網絡節點按照功能的不同分為網絡協調器、路由器和若干無線終端節點，無線終端節點與防盜窨井井蓋一一對應，並且匯集到路由器，所述路由器與網絡協調器連接。
4.如權利要求3所述城市窨井遠程綜合監控數位化信息系統，其特徵是，所述網絡協調器和路由器包括電源模塊、數據處理和控制模塊、通信模塊，所述無線終端節點包括電源模塊、數據採集模塊、數據處理和控制模塊、通信模塊，所述數據處理和控制模塊與數據採集模塊連接，並且通過SPI總線與通信模塊相連接，所述電源模塊分別與數據採集模塊、數據處理和控制模塊、通信模塊連接。
5.如權利要求4所述城市窨井遠程綜合監控數位化信息系統，其特徵是，所述數據處理和控制模塊的主控制晶片為STC12C5A60S2系列LQFP-44 ；所述數據採集模塊上集成了溫溼度傳感器、可燃性氣體傳感器、光敏傳感器、傳感器通用接口，並且通過A/D輸入與數據處理和控制模塊連接，所述光敏傳感器安裝在防盜窨井井蓋內側，經過調理電路與數據處理和控制模塊主控制晶片的Pl. 0埠連接；所述通信模塊的主控制晶片為UMM55，主控制晶片上設有SPI接口、16個擴頻通信信道，SPI接口通過SPI總線與數據處理和控制模塊連接，SI引腳連接數據處理和控制模塊的 MOSI引腳，SO引腳連接數據處理和控制模塊的MISO引腳。
6.如權利要求1所述城市窨井遠程綜合監控數位化信息系統，其特徵是，所述GPRS模塊為西門子GSM/GPRS雙模模塊MC35i，內嵌有無線GPRS模塊，並且通過串口與數據處理和控制模塊的主控制晶片LQFP-44連接。
7.如權利要求1所述城市窨井遠程綜合監控數位化信息系統，其特徵是，所述數位化信息系統中心設置在監控中心，它包括資料庫管理系統、遠程綜合監控系統、數據WEB發布系統，所述遠程綜合監控系統所在的計算機通過RS232串口與GSM/GPRS網絡終端GPRS無線通信模塊連接，所述數據WEB發布系統所在的伺服器通過防火牆和hternet網路與用戶計算機連接。
8.如權利要求7所述城市窨井遠程綜合監控數位化信息系統，其特徵是，所述資料庫管理系統存儲有窨井配置信息、實時監測記錄、歷史記錄；所述窨井配置信息包括窨井位置、井口井蓋識別編碼、井蓋安裝日期、井下溫溼度閾值、井下可燃性氣體濃度上限數值、窨井歸屬部門、負責人、聯繫電話；所述實時監測記錄包含窨井位置、井口井蓋狀態、井下溫溼度數值、井下氣體濃度、無線終端節點模塊狀態、監測時間；所述歷史記錄包括報警事件、採樣數據以及操作日誌；所述報警事件包括報警類型、報警時間、維修時間、處理措施，報警類型分為井蓋故障、井蓋異常開啟、井下可燃性氣體濃度超標、井下溫溼度超限、無線終端節點故障；所述採樣數據包括井蓋狀態、井下溫溼度、井下檢測氣體濃度、無線終端節點狀態；所述操作日誌包括系統運行、系統關閉、監控數據的備份、報警確認系統操作事件。
9.如權利要求7所述城市窨井遠程綜合監控數位化信息系統，其特徵是，所述遠程綜合監控系統包括無線數據接收與處理子系統、窨井實時信息子系統、報警及處理子系統、井蓋遠程開啟子系統；所述數據WEB發布系統採用Browser/Server體系架構。
10.如權利要求1所述城市窨井遠程綜合監控數位化信息系統及方法，其特徵是，所述監控步驟如下1)系統初始化，為所有無線網絡節點分配地址並設置配置數據包；2)數位化信息系統中心的遠程綜合監控系統所在的計算機，根據制定的通信協議，讀取無線網絡節點發送的數據，並對數據進行解析、識別；3)判斷窨井環境信息和井蓋狀態，若正常則將數據存儲到資料庫管理系統所在的伺服器上；若不正常則轉入下一步；4)判斷是否有報警事件發生，如果沒有報警事件發生則將此次事件進行記錄保存；如果有報警事件發生則轉入下一步；5)判斷報警類型是否為井蓋異常開啟，如果不是異常開啟，將此次事件進行記錄保存並通知相關人員進行維修；如果為異常開啟則發出報警信號，遠程控制井蓋裝置，通知相關負責人員並將報警事件和處理信息存儲到資料庫管理系統所在的伺服器上，以供歷史報表查詢、列印。
全文摘要
本發明公開了一種城市窨井遠程綜合監控數位化信息系統及方法，包括若干防盜窨井井蓋、無線網絡節點、GPRS模塊、數位化信息系統中心，防盜窨井井蓋通過無線網絡節點和GPRS模塊與數位化信息系統中心建立遠程通信連接，通過無線終端節點實時的採集窨井環境信息和井蓋狀態並上傳至數位化信息系統中心，在井蓋被盜或是損壞的情況下，能夠及時的以聲光報警和簡訊的模式告知相關部門或者管理人員並實現對井蓋的遠程控制，避免了由於窨井井蓋被盜或損壞而出現的人員車輛安全隱患問題以及井下線纜和設備丟失的問題。同時將監控中的窨井數據進行WEB發布，實現數據共享，構建了巡查、處理、監督三位一體的綜合信息管理平臺，提高了數位化城市建設的水平，提升了城市形象和競爭力。
文檔編號H04L29/08GK102436240SQ20111035131
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月8日 優先權日2011年11月8日
發明者任蘭傑, 周廣旭, 張延波, 張曉鵬, 張琳, 徐文青, 解兆延 申請人:山東省科學院自動化研究所