一種消防供水管網水壓遠程監測管理系統的製作方法
2023-06-21 02:48:51 2
專利名稱：一種消防供水管網水壓遠程監測管理系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種監測裝置，特別涉及一種消防供水管網水壓遠程監測管理系統。
背景技術：
城市消防供水管網和樓宇消防供水管網是城市基礎設施和樓宇消防安全的重要組成部分，是關係到人民群眾生命財產安全和社會穩定的大事。特別是高層建築在長期使用過程中，人們往往缺乏消防安全意識，忽視了對火災報警系統、消防供水管網、消火栓等消防設施管理與維護，導致部分消防設施長期處於故障或癱瘓狀態而不能正常使用，等到火災發生時，消防系統不能做到及時聯動，無法發揮其應有作用。甚至出現消防栓無水或消防設施停用等現象，這給滅火救災工作帶來了巨大的困難，由於失去了寶貴的滅火求援時間，這會給人民群眾的生命和財產帶來巨大的傷害
發明內容
本發明的目的就是針對現有技術的不足，提供一種對城市消防供水管網或樓宇消防供水管網水壓的實時、全天候、長效的監測，通過定時採樣城市消防供水管網或樓宇消防供水管網水壓的方式，將水壓傳感器的水壓數據和水壓傳感器的編碼信息發送到消防水壓數據管理中心； 一旦發現城市消防供水管網或樓宇消防供水管網水壓低於消防水壓標準額定值，立即發出告警信息，同時記錄、存儲城市消防供水管網或樓宇消防供水管網水壓數據於消防供水管網水壓遠程監測管理系統中。
為實現上述目的，本發明採用如下技術方案
一種消防供水管網水壓遠程監測管理系統，其特徵在於包括設有水壓傳感器的水壓監測單元、GPRS無線中繼器、消防水壓數據管理中心；水壓監測單元用於採集安裝在消防供水管網上水壓傳感器所處位置的水壓 數據，並將水壓傳感器的水壓數據和水壓監測單元的地址編碼通過無線的方式 傳輸給GPRS無線中繼器；
GPRS無線中繼器，用於接收和存儲多個水壓監測單元中水壓傳感器的水壓 數據和水壓監測單元的地址編碼，當消防供水管網的水壓低於額定消防水壓時 會立即通過GSM無線網絡向消防監控管理人員發出手機簡訊報警，並將水壓傳 感器的水壓數據和水壓監測單元的地址編碼傳輸給消防水壓數據管理中心；
消防水壓數據管理中心，用於接收多個GPRS無線中繼器的水壓監測數據 和編碼信息，實時地監測各水壓傳感器的水壓數據，當消防供水管網水壓低於 額定的消防水壓時會立即向消防水壓數據管理中心的計算機以及消防監控管理 人員發出報警信息。
本系統中的水壓監測單元和GPRS無線中繼器均採用了具有Zigbee技術的 晶片來實現無線網絡數據傳輸和組網功能。Zigbee技術網絡功能的網絡層技術 主要負責網絡機制的建立和管理，並實現自我組態和自我修復功能；按Zigbee 網絡功能劃分，本系統定義二種網絡角色1、網絡協調者負責網絡的建立和網 絡位置的分配；2、末端節點裝置能選擇加入已經形成的網絡，可收發信息，但 不具備轉發信息和路由功能，因此本系統將GPRS無線中繼器作為網絡協調者， 水壓監測單元作為末端節點。
Zigbee技術的無線傳輸和組網功能特別適合用於消防供水管網水壓遠程監 測，其方法是將水壓傳感器與消防管路連通，且位於消防栓與消防管道連接口 的下部，使水壓監測單元的地址編碼與消防栓一一對應。每個消防栓下部都安 裝一個包含有水壓傳感器的水壓監測單元，並將消防栓下部的水壓監測單元作 為網絡的一個末端節點，組成一個無線區域網路，在這個網絡中至少有一個具有GPRS無線傳輸控制電路的GPRS無線中繼器作為無線區域網路的協調者，接 收整個網絡中信息和協調整個網絡的正常工作，並通過GPRS無線傳輸控制電路
將整個消防管網的水壓信息發送至消防栓水壓數據管理中心；其典型應用是在 住宅小區構建一個消防水壓監測的無線區域網路。
消防供水管網水壓遠程監測管理系統中的水壓監測單元和GPRS無線中繼 器主要晶片均採用美國德州儀器公司的CC2430晶片和CC2591晶片。CC2430 晶片是整合ZigBee射頻(RF)前端、內存和微控制器的真正系統晶片；CC2430 晶片採用0.18pm CMOS工藝生產，具有休眠和工作等四種供電模式。工作時的 電流損耗為27 A;在接收和發射模式下，電流損耗分別低於27 mA或25 mA; 休眠時的電流損耗僅為0.6uA，具有休眠模式和超短時間轉換到主動模式的特 性，特別適合那些要求電池壽命非常長的應用；CC2591是高性價比和高性能的 2.4GHz RF前端，適合低功耗低電壓2.4GHz無線應用，其輸出功率高達22dBm, 同時集成了開關、匹配網絡、平衡/不平衡電路、電感、功率放大器(PA)以及低 噪音放大器(LNA);具有由CPU控制的掉電、高增益接收、低增益接收和發送 等四種操作模式，在掉電操作模式下其電流損耗僅O.luA,同樣適合超長距離傳 輸和要求電池壽命非常長的應用；
所述水壓監測單元由水壓傳感器、地址碼電路、電源、中央處理單元CPU、 復位電路、實時時鐘電路和射頻收發電路組成；
水壓傳感器與消防供水管網的消防管路連通，並將水壓信號轉換為電信號 輸入到中央處理單元CPU中；水壓傳感器安裝在位於消防栓與消防管道連接口 的下部，使水壓監測單元的地址編碼與消防栓一一對應；
地址碼電路用於設置水壓監測單元自身地址編碼；本地址作為Zigbee無線網
絡中的末端節點地址，也是類似於區域網客戶端的IP位址；電源為水壓監測單元提供電能；
中央處理單元CPU用於接收本水壓傳感器的水壓監測信號，以及讀取本水 壓監測單元的地址編碼；同時通過射頻收發電路將本水壓傳感器的水壓數據和 水壓監測單元的地址編碼發送到GPRS無線中繼器中；
休眠模式下CC2430晶片少於0.6pA的流耗，外部的中斷或RTC能喚醒系統的 中央處理單元CPU電路,這種具有休眠功能的CPU電路安裝在消防栓現場是其它 CPU電路無法比擬的。
復位電路用於水壓監測單元的初始化復位功能；
實時時鐘電路為中央處理單元CPU正常工作提供時鐘；
射頻收發電路與中央處理單元CPU聯接，用於接收中央處理單元CPU傳輸的 本水壓傳感器的水壓數據和本水壓監測單元的地址編碼，然後轉發到GPRS無線 中繼器中；
所述電源為3.6V直流電池，採用高能鋰電池作為電能，對消防水壓採樣周 期為一分鐘，這使得工作模式與休眠模式的時間比率為l:59,這就意味著在同一 分鐘內系統只有ls處於工作狀態而其餘59s都是處於休眠狀態。因此能為水壓 監測單元提供電能的時間長達2年左右；同時CC2430晶片的電池監測功能為供 電提供了有力的保障；
所述GPRS無線中繼器由地址碼電路、電源轉換電路、中央處理單元CPU、 復位電路、實時時鐘電路、射頻收發電路和GPRS無線傳輸控制電路組成；
地址碼電路用於設置GPRS無線中繼器地址編碼；將一個物業小區所有消防 栓都作為Zigbee無線網絡末端節點，則GPRS無線中繼器地址編碼就是這個網絡 的網關地址，GPRS無線中繼器地址編碼對應一個物業小區或城市中每平公裡的 一個柵格區域；物業小區或城市每平方公裡柵格區域的地址與其內部區域網中的消防栓地址，就形成了對應每個消防栓的唯一地址；
電源轉換電路將220V市電轉換成12V直流電源，12V再經過電源調製晶片變 換成3.3V電源，3.3V電源分別給地址碼電路、中央處理單元CPU、射頻收發電路、 GPRS無線傳輸控制電路提供工作電源；
中央處理單元CPU分別與射頻收發電路、GPRS無線傳輸控制電路聯通， 用於將射頻收發電路接收到的水壓傳感器的水壓數據和水壓監測單元的地址編 碼信息進行採集、運算和判斷，同時將水壓傳感器的水壓數據和水壓監測單元 的地址編碼傳輸到GPRS無線傳輸控制電路中；
復位電路用於GPRS無線中繼器的初始化復位功能；
實時時鐘電路為中央處理單元CPU正常工作提供時鐘；
射頻收發電路與中央處理單元CPU聯接，用於接收多個消水壓傳感器的水
壓數據和水壓監測單元的地址編碼信息，然後將其傳輸到中央處理單元CPU中；
GPRS無線傳輸控制電路用於通過無線的方式將水壓傳感器的水壓數據及 水壓監測單元的地址編碼信息傳輸給消防水壓數據管理中心；同時GPRS無線 傳輸控制電路還用於在消防供水管網水壓低於額定消防水壓下限值時，採用短 消息方式向消防監控管理人員發送手機報警信息；
GPRS技術把無線網絡和計算機網絡有機的連接在一起，克服消防供水管網 監測現場不能接入有線網絡困難；GPRS同時還負責將整個ZigBeer網絡中水壓傳 感器的水壓數據和水壓監測單元地址編碼信息發送到消防水壓數據管理中心數 據庫伺服器中；考慮到GPRS無線傳輸控制電路在發射功耗較大，因此採用將 220V市電轉換的3.6 V直流電源；
所述的消防水壓數據管理中心由GPRS應用網關、資料庫伺服器、WEB 應用伺服器、消防水壓監測管理裝置、管理中心PC電腦和防火牆構成；GPRS應用網關與固定IP位址的資料庫伺服器聯通，用於接收來自GPRS 無線傳輸控制電路發送的水壓傳感器的水壓數據以及水壓監測單元的地址編 碼，並將接收到的水壓傳感器的水壓數據以及水壓監測單元的地址編碼轉發到 資料庫伺服器中；
資料庫伺服器與WEB伺服器聯通；用於預先存儲水壓傳感器的地理坐標、 水壓監測單元地址編碼，以及接收來自多個GPRS無線中繼器發送的水壓傳感 器的水壓數據和水壓監測單元的地址編碼信息，為消防水壓監測管理裝置提供 數據； 、
WEB伺服器與管理中心PC電腦聯通；為消防水壓監測管理裝置提供運行
平臺；
消防水壓監測管理裝置，用於讀取資料庫伺服器接收到的水壓傳感器的水 壓數據和水壓監測單元的地址編碼，並與預先存儲的水壓監測單元的地址編碼 進行比較，對相同地址編碼的水壓監測單元在管理中心PC電腦的顯示器上顯示 GIS電子地圖中的具體地理位置，同時在顯示器上顯示具體地理位置的文字信 息，並在接收到報警信息時由管理中心PC電腦揚聲器發出報警提示聲音；
消防水壓監測管理裝置還用於對消防管網基本信息、水壓數據、報警數據 的維護、查詢和統計；
管理中心PC電腦用於提供人機界面接口，並且產生數據報表、歷史趨勢記 錄、列印；
防火牆用於防止網際網路黑客和非法用戶對消防水壓遠程監測管理裝置的惡 意攻擊。
本發明消防供水管網水壓遠程監測管理系統的有益效果是，當城市消防供 水管網和樓宇消防供水管網在缺水或無水情況下，將水壓傳感器的水壓數據和水壓監測單元的地址編碼立即發送到消防水壓數據管理中心，可以使武警消防 管理部門能實時掌握消防供水系統的水壓狀態，及時提醒對消防管網設備進行 檢査和維護，避免發生火災時因缺水或無水給人民群眾的生命財產帶來的巨大 損失。
圖l是本發明的結構示意圖2是本發明消防栓與水壓傳感器安裝圖； 圖3是本發明水壓監測單元框圖； 圖4是本發明水壓監測單元電源電路圖； 圖5是本發明水壓監測單元水壓傳感器電路圖； 圖6是本發明水壓監測單元/GPRS無線中繼器地址碼電路圖； 圖7是本發明水壓監測單元/GPRS無線中繼器復位電路圖； 圖8是本發明水壓監測單元/GPRS無線中繼器中央處理單元CPU 電路；
圖9是本發明水壓監測單元/GPRS無線中繼器實時時鐘電路；
圖10是本發明水壓監測單元/GPRS無線中繼器射頻收發電路；
圖11是本發明GPRS無線中繼器框圖12是本發明交直流電源轉換電路；
圖13是本發明GPRS無線傳輸控制電路電路；
圖14是本發明工作流程框圖；具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步的說明-
參見圖l， 一種消防供水管網水壓遠程監測管理系統，包括設有水壓傳感器 ll的水壓監測單元l、 GPRS無線中繼器2、消防水壓數據管理中心3;
水壓監測單元l用於採集安裝在消防供水管網上水壓傳感器l所處位置的水壓數據，並將水壓傳感器ll的水壓數據和水壓監測單元l的地址編碼通過無線的
方式傳輸給GPRS無線中繼器2;
GPRS無線中繼器，用於接收和存儲多個水壓監測單元l中水壓傳感器l的水 壓數據和水壓監測單元l的地址編碼，當消防供水管網的水壓低於額定消防水壓 時會立即通過GSM無線網絡向消防監控管理人員發出手機簡訊報警，並將水壓 傳感器ll的水壓數據和水壓監測單元l的地址編碼傳輸給消防水壓數據管理中 心3;
消防水壓數據管理中心3，用於接收多個GPRS無線中繼器2的水壓監測數據 和編碼信息，實時地監測各水壓傳感器ll的水壓數據，當消防供水管網水壓低 於額定的消防水壓時會立即向消防水壓數據管理中心3的計算機以及消防監控 管理人員發出報警信息。
參見圖3，所述水壓監測單元l由水壓傳感器ll、地址碼電路12、電源13、 中央處理單元CPU14、復位電路15、實時時鐘電路16和射頻收發電路17組成；
由於消防供水管網水壓監測實時性要求不高，因此水壓監測單元l的水壓採 樣周期為一分鐘；水壓監測單元1由中央處理單元CPU14定時器喚醒，由休眠狀 態轉換為工作狀態，中央處理單元CPU14讀取水壓傳感器11的水壓數據和地址碼 電路12的地址編碼，並通過射頻收發電路17將水壓傳感器11的水壓數據和地址 碼電路12的地址編碼發送到GPRS無線中繼器2中，然後水壓監測單元l轉換工作 狀態為休眠狀態，如此循環到下一個採樣周期；在這個周期中整個採樣處理過 程其時間約為1秒，水壓監測單元1休眠時間為59秒；
參見圖2、圖5，水壓傳感器ll與消防供水管網的消防管路連通，並將水壓 信號轉換為電信號輸入到中央處理單元CPU 14中；
參見圖6，地址碼電路12用於設置水壓監測單元1自身地址編碼；由於水壓傳感器ll與消防管路連通，且位於消防栓與消防管填連接口的下部，使水壓監
測單元l的地址編碼與消防栓一一對應；這樣便及時掌握每個消防栓的水壓數 據，同時地址碼電路12通過地址總線將自身地址編碼傳輸到中央處理單元 CPU14中；
參見圖4，電源13為水壓監測單元1提供電能，採用3.6V高能直流電池為處 於長時間休眠狀態的低功耗消防栓水壓監測單元l提供電能；
參見圖8，中央處理單元CPU 14用於接收本水壓傳感器11的水壓監測信號， 以及讀取本水壓監測單元l的地址編碼；同時通過射頻收發電路17將本水壓傳感 器11的水壓數據和水壓監測單元1的地址編碼發送到GPRS無線中繼器2中；
參見圖7，復位電路15用於水壓監測單元1的初始化復位功能；
參見圖9，實時時鐘電路16為中央處理單元CPU14正常工作提供工作時鐘；
參見圖IO，射頻收發電路17與中央處理單元CPU14聯接，用於接收中央處 理單元CPU14傳輸的本水壓傳感器11的水壓數據和本水壓監測單元1的地址編 碼，然後轉發到GPRS無線中繼器2中；
參見圖4，所述電源13為3.6V直流電池，為處於長時間休眠狀態的低功耗水 壓監測單元l提供電能；
參見圖ll，所述GPRS無線中繼器2由地址碼電路21、電源轉換電路22、中 央處理單元CPU 23、復位電路24、實時時鐘電路25、射頻收發電路26和GPRS 無線傳輸控制電路27組成；
GPRS無線中繼器2中的射頻收發電路26接收來自水壓傳感器ll的水壓數據 和水壓監測單元l的地址編碼，並將水壓數據和地址編碼信息傳輸到中央處理單 元CPU23中，由中央處理單元CPU23對其進行邏輯運算、判斷，並將水壓數據、 地址編碼信息以及邏輯運算結果通過GPRS無線傳輸控制電路27發送到消防水壓數據管理中心3中；若水壓數據值低於額定消防水壓下限值時，中央處理單元
CPU 23將通過GPRS無線傳輸控制電路27向消防監控管理人員發送手機告警短 信；
參見圖6，所述的地址碼電路21用於設置GPRS無線中繼器地址編碼，GPRS 無線中繼器地址編碼對應一個物業小區或城市中每平公裡的一個柵格區域；這 個編碼與水壓監測單元1中地址碼電路12組合構成了16位二進位地址編碼，來確 定某區域內消防栓唯一地址；地址碼電路21通過地址總線將自身地址編碼傳輸 到中央處理單元CPU 23中；
參見圖12，所述的電源轉換電路22將220V市電轉換成12V直流電源，12V再 經過電源調製晶片變換成3.3V電源，3.3V電源分別給地址碼電路21、中央處理 單元CPU23、射頻收發電路26、 GPRS無線傳輸控制電路27提供工作電源；
參見圖8，所述的中央處理單元CPU23分別與射頻收發電路26、 GPRS無 線傳輸控制電路27聯通，用於將射頻收發電路26接收到的水壓傳感器11的水 壓數據和水壓監測單元1的地址編碼信息進行採集、運算和判斷，同時將水壓 傳感器11的水壓數據和水壓監測單元1的地址編碼傳輸到GPRS無線傳輸控制 電路27中；再由GPRS無線傳輸控制電路27將其信息發送到消防水壓數據管 理中心3中，若邏輯判斷水壓數據值低於額定消防水壓下限值時，中央處理單 元CPU 23將通過GPRS無線傳輸控制電路27向消防監控管理人員發送手機告 警簡訊；
參見圖7，所述的復位電路24用於GPRS無線中繼器2的初始化復位功能； 參見圖9，所述的實時時鐘電路25為中央處理單元CPU23正常工作提供工作 時鐘；
參見圖IO，所述的射頻收發電路26與中央處理單元CPU 23聯接，用於接收多個消水壓傳感器ll的水壓數據和水壓監測單元l的地址編碼信息，然後將其傳
輸到中央處理單元CPU23中；
參見圖10，所述的GPRS無線傳輸控制電路27用於通過無線的方式將水壓 傳感器11的水壓數據及水壓監測單元1的地址編碼信息傳輸給消防水壓數據管 理中心3;同時GPRS無線傳輸控制電路27還用於在消防供水管網水壓低於額 定消防水壓下限值時，採用短消息方式向消防監控管理人員發送手機報警信息； 所述的消防水壓數據管理中心3由GPRS應用網關3K資料庫伺服器32、 WEB應用伺服器33、消防水壓監測管理裝置34、管理中心PC電腦35和防火 牆36構成；
GPRS應用網關31與固定IP位址的資料庫伺服器32聯通，用於接收來自 GPRS無線傳輸控制電路27發送的水壓傳感器11的水壓數據以及水壓監測單元 1的地址編碼，並將接收到的水壓傳感器11的水壓數據以及水壓監測單元1的 地址編碼轉發到資料庫伺服器32中；
資料庫伺服器32與WEB伺服器33聯通；用於預先存儲水壓傳感器11的 地理坐標、水壓監測單元1地址編碼，以及接收來自多個GPRS無線中繼器2 發送的水壓傳感器11的水壓數據和水壓監測單元1的地址編碼信息，為消防水 壓監測管理裝置34提供數據；
WEB伺服器33與管理中心PC電腦35聯通；為消防水壓監測管理裝置 34提供運行平臺；
消防水壓監測管理裝置34，用於讀取資料庫伺服器32接收到的水壓傳感器 ll的水壓數據和水壓監測單元l的地址編碼，並與預先存儲的水壓監測單元l的 地址編碼進行比較，對相同地址編碼的水壓監測單元1在管理中心PC電腦35的顯 示器上顯示GIS電子地圖中的具體地理位置，同時在顯示器上顯示具體地理位置的文字信息，並在接收到報警信息時由管理中心PC電腦35揚聲器發出報警提示 聲音；
消防水壓監測管理裝置34還用於對消防管網基本信息、水壓數據、報警數 據的維護、査詢和統計；
管理中心PC電腦35用於提供人機界面接口，並且產生數據報表、歷史趨 勢記錄、列印；
防火牆36用於防止網際網路黑客和非法用戶對消防水壓遠程監測管理裝置34 的惡意攻擊。
述的消防栓水壓數據管理中心3由GPRS應用網關31、資料庫伺服器32、 WEB應用伺服器33、消防栓水壓遠程監測管理裝置34、管理中心PC電腦35 和防火牆36構成；
GPRS應用網關31與固定IP位址資料庫伺服器32聯通，用於接收來自 GPRS無線中繼器2發送來的消防栓水壓值、地址編碼和邏輯運算結果，並將接 收到的消防栓水壓值、地址編碼和邏輯運算結果發送到資料庫伺服器32中；
資料庫伺服器32與WEB伺服器33聯通；用於存儲消防栓地址編碼、消 防栓水壓值、以及邏輯運算結果，同時還預先存儲消防栓地址碼和消防栓物理 地理位置信息，為消防栓水壓遠程監測管理裝置34提供客觀、真實的數據；
WEB伺服器33與管理中心PC電腦35和資料庫伺服器32聯通；用於為 消防栓水壓遠程監測管理裝置34提供運行平臺；
消防栓水壓遠程監測管理裝置34，用於讀取資料庫伺服器32接收的消防栓 水壓值、地址編碼進行比較，對相同地址編碼、且水壓數據值低於額定消防水 壓下限值的消防栓在管理中心PC電腦35的顯示器上顯示GIS電子地圖中的具體 地理位置，同時在顯示器上顯示具體地理位置的文字信息，並由管理中心PC電腦35揚聲器發出報警提示聲音；
管理中心PC電腦35用於提供人機界面接口，並且產生數據報表、歷史趨勢 記錄、列印；
防火牆36主要用於防止網際網路黑客和非法用戶對消防栓水壓遠程監測管理 裝置34的惡意攻擊。
參見圖2，所述的水壓傳感器11與消防管路連通，且位於消防栓與消防管道 連接口的下部，使水壓監測單元1的地址編碼與消防栓一一對應。 工作原理 消防供水管網水壓遠程監測管理系統是一種集嵌入式開發技術、 Zigbee技術、射頻通訊技術、GPRS無線通訊技術、網絡技術和資料庫技術為一 體的實時監測系統，本系統工作原理如下
在物業小區或城市每平方公裡的柵格內安裝一個GPRS無線中繼器2，而在 物業小區或城市每平方公裡的柵格內的每個消防栓下部都安裝一個水壓監測單 元l，水壓監測單元由定時器中斷將處於休眠狀態的中央處理單元CPU 14喚醒， 再由中央處理單元CPU 14控制水壓傳感器11、地址碼電路12、和射頻收發電 路17開始工作，待水壓監測單元1所有部件開始處於工作狀態後，中央處理單 元CPU 14讀取水壓傳感器11的水壓數據和水壓監測單元1的地址編碼，並通 過射頻收發電路17將水壓傳感器11的水壓數據和水壓監測單元1的地址編碼 發送到GPRS無線中繼器2中。
GPRS無線中繼器2中的射頻收發電路26接收到水壓傳感器11的水壓數據 和使水壓監測單元1的地址編碼，並將其傳輸到中央處理單元CPU23中，中央 處理單元CPU 23立刻對其進行邏輯運算和判斷，同時將水壓傳感器11的水壓 數據和水壓監測單元1的地址編碼以及運算結果傳輸到GPRS無線傳輸控制電 路27中，再由GPRS無線傳輸控制電路27將水壓監測值、地址碼以及運算結果發送到消防水壓數據管理中心3;若邏輯判斷水壓數據值低於額定消防水壓下
限值吋，則GPRS無線傳輸控制電路27同時還必須向消防監控管理人員發送手 機告警簡訊；
消防水壓數據管理中心3中的消防水壓監測管理裝置34實時動態讀取數據 庫伺服器32中接收的水壓監測值、地址編碼以及運算結果，當其水壓監測值低 於額定消防水壓下限值時，立即將接收到的水壓監測單元1的地址編碼與預先 設置在資料庫伺服器32地址碼進行查詢和比較，若查詢到匹配的地址時，消防 水壓監測管理裝置34立即在管理中心PC電腦35上通過GIS電子地圖顯示出告 警消防栓具體物理位置，並發出報警提示；
管理中心工作人員根據報警提示在第一時間通知相關消防設施管理單位對 消防管網進行檢查或維修，避免因消防管網缺水或無水時， 一旦發生火災事故 給廣大人民群眾造成巨大人身和財產傷害。
權利要求
1、一種消防供水管網水壓遠程監測管理系統，其特徵在於包括設有水壓傳感器(11)的水壓監測單元(1)、GPRS無線中繼器(2)、消防水壓數據管理中心(3)；水壓監測單元(1)用於採集安裝在消防供水管網上水壓傳感器(11)所處位置的水壓數據，並將水壓傳感器(11)的水壓數據和水壓監測單元(1)的地址編碼通過無線的方式傳輸給GPRS無線中繼器(2)；GPRS無線中繼器，用於接收和存儲多個水壓監測單元(1)中水壓傳感器(11)的水壓數據和水壓監測單元(1)的地址編碼，當消防供水管網的水壓低於額定消防水壓時會立即通過GSM無線網絡向消防監控管理人員發出手機簡訊報警，並將水壓傳感器(11)的水壓數據和水壓監測單元(1)的地址編碼傳輸給消防水壓數據管理中心(3)；消防水壓數據管理中心(3)，用於接收多個GPRS無線中繼器(2)的水壓監測數據和編碼信息，實時地監測各水壓傳感器(11)的水壓數據，當消防供水管網水壓低於額定的消防水壓時會立即向消防水壓數據管理中心(3)的計算機以及消防監控管理人員發出報警信息。
2、 根據權利要求l所述的消防供水管網水壓遠程監測管理系統，其特徵在於所述水壓監測單元(1)由水壓傳感器(11)、地址碼電路(12)、電源(13)、中央處理單元CPU (14)、復位電路(15)、實時時鐘電路(16)和射頻收發電路(17)組成；水壓傳感器(11)與消防供水管網的消防管路連通，並將水壓信號轉換為電信號輸入到中央處理單元CPU (14)中；地址碼電路(12)用於設置水壓監測單元(1)自身地址編碼；電源(13)為水壓監測單元(1)提供電能；中央處理單元CPU (14)用於接收本水壓傳感器(11)的水壓監測信號，以及讀取本水壓監測單元(1)的地址編碼；同時通過射頻收發電路(17)將本水壓傳感器(11)的水壓數據和水壓監測單元(1)的地址編碼發送到GPRS無線中繼器(2)中；復位電路(15)用於水壓監測單元(1)的初始化復位功能；實時時鐘電路(16)為中央處理單元CPU (14)正常工作提供時鐘；射頻收發電路(17)與中央處理單元CPU (14)聯接，用於接收中央處理單元CPU (14)傳輸的本水壓傳感器(11)的水壓數據和本水壓監測單元(1)的地址編碼，然後轉發到GPRS無線中繼器(2)中；
3、 根據權利要求2所述的消防供水管網水壓遠程監測管理系統，其特徵在於所述電源(13)為3.6V直流電池；
4、 根據權利要求l所述的消防供水管網水壓遠程監測管理系統，其特徵在於所述GPRS無線中繼器(2)由地址碼電路(21)、電源轉換電路(22)、中央處理單元CPU (23)、復位電路(24)、實時時鐘電路(25)、射頻收發電路(26)和GPRS無線傳輸控制電路(27)組成；地址碼電路(21)用於設置GPRS無線中繼器地址編碼；電源轉換電路(22)將220V市電轉換成12V直流電源，12V再經過電源調製晶片變換成3.3V電源，3.3V電源分別給地址碼電路(21 )、中央處理單元CPU(23 )、射頻收發電路(26)、 GPRS無線傳輸控制電路(27)提供工作電源；中央處理單元CPU (23)分別與射頻收發電路(26)、 GPRS無線傳輸控制電路(27)聯通，用於將射頻收發電路(26)接收到的水壓傳感器(11)的水壓數據和水壓監測單元(1)的地址編碼信息進行採集、運算和判斷，同時將水壓傳感器(11)的水壓數據和水壓監測單元(1)的地址編碼傳輸到GPRS無線傳輸控制電路(27)中；復位電路(24)用於GPRS無線中繼器(2)的初始化復位功能；實時時鐘電路(25)為中央處理單元CPU (23)正常工作提供時鐘；射頻收發電路(26)與中央處理單元CPU (23)聯接，用於接收多個消水壓傳感器(11)的水壓數據和水壓監測單元(1)的地址編碼信息，然後將其傳輸到中央處理單元CPU (23)中；GPRS無線傳輸控制電路(27)用於通過無線的方式將水壓傳感器(11)的水壓數據及水壓監測單元(1)的地址編碼信息傳輸給消防水壓數據管理中心(3);同時GPRS無線傳輸控制電路(27)還用於在消防供水管網水壓低於額定消防水壓下限值時，採用短消息方式向消防監控管理人員發送手機報警信息；
5、根據權利要求1所述的消防供水管網水壓遠程監測管理系統，其特徵在於所述的消防水壓數據管理中心(3)由GPRS應用網關(31)、資料庫伺服器(32)、 WEB應用伺服器(33)、消防水壓監測管理裝置(34)、管理中心PC電腦(35)和防火牆(36)構成；GPRS應用網關(31)與固定IP位址的資料庫伺服器(32)聯通，用於接收來自GPRS無線傳輸控制電路(27)發送的水壓傳感器(11)的水壓數據以及水壓監測單元(1)的地址編碼，並將接收到的水壓傳感器(11)的水壓數據以及水壓監測單元(1)的地址編碼轉發到資料庫伺服器(32)中；資料庫伺服器(32)與WEB伺服器(33)聯通；用於預先存儲水壓傳感器(11)的地理坐標、水壓監測單元(1)地址編碼，以及接收來自多個GPRS無線中繼器(2)發送的水壓傳感器(11)的水壓數據和水壓監測單元(1)的地址編碼信息，為消防水壓監測管理裝置(34)提供數據；WEB伺服器(33)與管理中心PC電腦(35)聯通；為消防水壓監測管理裝置(34)提供運行平臺；消防水壓監測管理裝置(34),用於讀取資料庫伺服器(32)接收到的水壓傳感器(11)的水壓數據和水壓監測單元(1)的地址編碼，並與預先存儲的水壓監測單元(1)的地址編碼進行比較，對相同地址編碼的水壓監測單元(1)在管理中心PC電腦(35)的顯示器上顯示GIS電子地圖中的具體地理位置，同時在顯示器上顯示具體地理位置的文字信息，並在接收到報警信息時由管理中心PC電腦(35)揚聲器發出報警提示聲音；消防水壓監測管理裝置(34)還用於對消防管網基本信息、水壓數據、報警數據的維護、査詢和統計；管理中心PC電腦(35)用於提供人機界面接口，並且產生數據報表、歷史趨勢記錄、列印；防火牆(36)用於防止網際網路黑客和非法用戶對消防水壓遠程監測管理裝置(34)的惡意攻擊。
6、根據權利要求1所述的消防供水管網水壓遠程監測管理系統，其特徵在於所述的水壓傳感器(11)與消防管路連通，且位於消防栓與消防管道連接口的下部，使水壓監測單元(O的地址編碼與消防栓一一對應。
全文摘要
本發明公開了一種消防供水管網水壓遠程監測管理系統，由安裝在消防供水管網上的水壓監測單元、GPRS無線中繼器、消防水壓數據管理中心組成；水壓監測單元用於採集消防水壓數據，GPRS無線中繼器用於接收多個水壓監測單元的水壓數據，並將其數據發送到消防水壓數據管理中心。當消防水壓低於額定消防水壓時，GPRS無線中繼器將採用手機告警的方式通知消防監控管理人員，同時GPRS無線中繼器還將水壓監測單元地址編碼和水壓值發送到消防水壓數據管理中心。本發明在當消防供水管網缺水或無水的情況下，將該水壓監測單元地址編碼和水壓值立即發送到消防水壓數據管理中心，及時提醒對消防管網設備進行檢查和維護，避免發生火災時給人民群眾生命財產帶來的巨大損失。
文檔編號F17D5/00GK101660663SQ20091010329
公開日2010年3月3日 申請日期2009年3月2日 優先權日2009年3月2日
發明者徐培龍, 徐立霖 申請人:徐培龍