城市燃氣地下管道安全監測系統的製作方法
2023-06-06 22:16:06
城市燃氣地下管道安全監測系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種城市燃氣地下管道安全監測系統是一種具有無線傳輸功能的用於城市燃氣地下管道安全監測系統。該系統包括至少一臺安裝於城市燃氣管道井內用於檢測可燃氣含量和積水量並具有無線報警功能的管道井智能檢測終端，一套用於接收、分析並存儲管道井智能檢測終端發來的數據，採用B/S結構，通過網頁向客戶端服務城市燃氣地下管道安全監測系統服務中心。系統提供一種長時間連續工作、遠程自動檢測的城市燃氣地下管道安全監測系統及方法，代替人工手持檢測器巡檢的檢測方法，將檢測周期由1周縮短至1小時，發現隱患的概率提高168倍。
【專利說明】城市燃氣地下管道安全監測系統
【技術領域】
[0001]本發明屬於具有無線傳輸功能的用於城市燃氣地下管道安全監測系統。
【背景技術】
[0002]城市燃氣是一種清潔能源，其特點是熱值高、碳排放量低。在控制溫室氣體排放的大環境下，城市燃氣行業被確立為十二五重點發展產業。城市燃氣在每一個二線以上的城市中，均有數千個地下管道井。傳統的檢測地下管道井的安全隱患的方法是巡檢人員攜帶可燃氣體檢測儀和記錄本現場檢測可燃氣體濃度，通過人眼觀測井內積水量，對可燃氣體濃度和水位做記錄。
[0003]人工巡檢的辦法成本非常高，巡檢周期很長，巡檢所有的管道井I次需要I周以上，意味著巡檢周期最低為I周，在巡檢周期內產生隱患，巡檢人員無法及時發現，隱患極易發展成爆炸事故，導致生命和財產損失。雖然燃氣公司都配備了可燃氣體檢測儀，但是各地燃氣管道仍然爆炸事故頻發，原因是人工巡檢無法及時發現管道井內的安全隱患。
【發明內容】
[0004]為了克服人工巡檢勞動強度大、成本高，巡檢周期長的不足，本發明提供一種城市燃氣地下管道安全監測系統。
[0005]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:一種城市燃氣地下管道安全監測系統，其特徵是:包括至少一臺安裝於城市燃氣管道井內用於檢測可燃氣含量和積水量並具有無線報警功能的管道井智能檢測終端，一套用於接收、分析並存儲管道井智能檢測終端發來的數據，採用B/S結構，通過網頁向客戶端服務城市燃氣地下管道安全監測系統服務中心。
[0006]所述的城市燃氣地下管道安全監測系統服務中心包括可以與管道井智能檢測終端進行GPRS無線數據通訊的並可分析並存儲管道井智能檢測終端發來的數據的資料庫伺服器和採用B/S結構，通過網頁向客戶端服務的Web伺服器。
[0007]所述的資料庫伺服器安裝一套SQL Server資料庫，用於存儲管道井智能檢測終端發回的可燃氣體濃度、水位數據，用於存儲可燃氣體濃度動態曲線，用於存儲可燃氣體濃度預警數據，用於存儲水位預警數據。用於存儲管道井智能檢測終端點位數據，管道井智能檢測終端點位數據包括地址號、安裝時間、校準時間、安裝位置；資料庫伺服器安裝一套資料庫採集軟體，用於和管道井智能檢測終端通訊，使用TCP/IP協議獲得管道井智能檢測終端發送的數據，對數據進行解析，將解析出的可燃氣體濃度、水位信息按地址號存儲在SQLServer資料庫中。
[0008]所述的Web伺服器採用B/S結構設計，通過網頁向客戶端提供服務，客戶端不需要安裝額外軟體，只需要具備InternetExplorer瀏覽器即可訪問城市燃氣地下管道安全監測系統。Web伺服器使用TCP/IP協議方位資料庫伺服器，獲得資料庫伺服器存儲的管道井智能檢測終端點位數據和每個管道井的可燃氣體濃度、水位數據，生成歷史曲線和預警報表，報表可以列印和導出；Web伺服器可以實時地以列表形式顯示報警信息，出現報警時每個訪問城市燃氣地下管道安全監測系統的客戶端都會發出聲音報警；當某一個安裝了管道井智能檢測終端的管道井出現可燃氣體濃度超標或者水位超標時，Web伺服器向預設的聯繫人手機上發送提示簡訊。
[0009]所述的管道井智能檢測終端包括電源、與中央處理器輸入端連接的氣體、水位數據採集處理電路，連接在中央處理器輸出端的無線信號發射裝置、LED指示燈、按鍵檢測電路。
[0010]所述的電源包括大容量7.2V鋰電池和電源轉換電路，所述的電源轉換電路包括為GPRS無線模塊提供4V供電的電路，該電路使用的晶片IC2型號是MIC29302，IC2的I腳和2腳連接在一起，接到7.2V，IC2的3腳接地，IC2的四腳輸出4V，IC2的5腳電阻R6和R7之間，用於反饋輸出的4V;還包括給單片機、氣敏元件、信號分析處理電路、水位傳感元件無線模塊提供3V供電的電路，該電路使用的晶片的IC3型號是MCP1702-3，IC3的2腳接
7.2V，IC3的3腳輸出3V，IC3的I腳接地。
[0011]所述的氣體、水位數據採集處理電路使用的IC5型號為MCP6042，IC5的4腳接地，IC5的8腳接3V ;水位傳感元件通過接插件WAT接入管道井智能檢測終端主板上，WAT的2腳通過R36接3V，水位傳感元件I腳通過R39接IC5的3腳；IC5的2腳通過R40、R41接地；IC5的I腳通過電阻R42接ICl的48腳；氣敏元件通過接插件CGQ接入管道井智能檢測終端主板，CGQ的I腳接3V，CGQ的3腳接地，CGQ的2腳通過R49接入IC5的5腳；IC5的6腳通過R50接地，IC5的6、7腳通過電阻R51連接，IC5的7腳通過電阻R52接ICl的23腳。
[0012]所述的中央處理器使用的晶片ICl型號是PIC16F1947，IC1的6、9、20、22、25、41、56腳接地，ICl的1、2、3腳通過R58接地，ICl的11、12、13、14、15、16通過電阻R57接地，ICl的17、18腳通過電阻R63接地，ICl的28、29、30腳通過電阻R62接地，Cl的43、44、45腳通過電阻R61接地，Cl的51腳通過電阻R60接地，Cl的59、60、63、64腳通過電阻R59接地，Cl的10、19、26、38、57腳接3乂 ；IC1的7腳是晶片復位腳，通過電阻R21接3V，通過電容C5接地；按鍵SI為調零鍵，其一端接地，另一端通過電阻R23接3V並且接ICl的46腳。按鍵S2為標定鍵，其一端接地，另一端通過電阻R24接3V並且接ICl的47腳；IC1的46腳用於檢測調零按鍵，ICl的47腳用於檢測標定按鍵；IC1的39、40腳接晶振JZ的兩端；IC1的23腳用於檢測氣體濃度，ICl的48腳用於檢測水位，ICl的31、32腳用於控制IC4。
[0013]所述的無線信號發射裝置包括GPRS信號發送裝置和防爆天線，所述的GPRS信號發送裝置使用的晶片IC4型號是MG2639，IC4的1、3、5、28腳接地，IC4的6腳接4V，IC4的7腳接R35，用於控制狀態指示燈NET，IC4的11、12、13、14腳接SM的2、3、6、1腳，用於連接SM卡，IC4的15、16腳分別接ICl的32、31腳，實現和單片機ICl的通訊；IC4的24腳連接三極體Q6的集電極，實現對IC4的開關控制，Q6型號為9013，為NPN型三極體，Q6發射極接地，Q6基極通過電阻R31接ICl的53腳；所述的防爆天線連接到主板上IC4的天線接口，天線頭安裝在公路路面開好的U型槽內。
[0014]本發明的有益效果是提供一種長時間連續工作、遠程自動檢測的城市燃氣地下管道安全監測系統及方法，代替人工手持檢測器巡檢的檢測方法，將檢測周期由I周縮短至I小時，發現隱患的概率提高168倍。【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明的結構示意圖，
[0016]圖2為圖1中管道井智能檢測終端的結構方框圖，
[0017]圖3為提供4V供電的電路，
[0018]圖4為提供3V供電的電路，
[0019]圖5為水位數據採集處理電路
[0020]圖6為可燃氣體數據採集處理電路
[0021]圖7為中央處理器及周邊電路，
[0022]圖8為GPRS信號發送裝置。
[0023]圖中，1.管道井智能檢測終端，2.資料庫伺服器，3.WEB伺服器，4.客戶端，5.7.2V鋰電池,6.提供3V供電的電路，7.提供4V供電的電路，8.中央處理器，9.氣敏元件，10.氣體信號處理電路，11.水位傳感元件，12.水位信號處理電路，13.GPRS無線模塊，14.天線，15.LED指示燈，16.按鍵檢測電路。
【具體實施方式】
[0024]本發明的【具體實施方式】是，如圖所示:
[0025]實施例1，一種城市燃氣地下管道安全監測系統，其特徵是:包括至少一臺安裝於城市燃氣管道井內用於檢測可燃氣含量和積水量並具有無線報警功能的管道井智能檢測終端1，一套用於接收、分析並存儲管道井智能檢測終端發來的數據，採用B/S結構，通過網頁向客戶端服務城市燃氣地下管道安全監測系統服務中心。
[0026]所述的城市燃氣地下管道安全監測系統服務中心包括可以與管道井智能檢測終端進行GPRS無線數據通訊的並可分析並存儲管道井智能檢測終端發來的數據的資料庫伺服器2和採用B/S結構，通過網頁向客戶端4服務的Web伺服器3。
[0027]所述的資料庫伺服器安裝一套SQL Server資料庫，用於存儲管道井智能檢測終端發回的可燃氣體濃度、水位數據，用於存儲可燃氣體濃度動態曲線，用於存儲可燃氣體濃度預警數據，用於存儲水位預警數據。用於存儲管道井智能檢測終端點位數據，管道井智能檢測終端點位數據包括地址號、安裝時間、校準時間、安裝位置；資料庫伺服器安裝一套資料庫採集軟體，用於和管道井智能檢測終端通訊，使用TCP/IP協議獲得管道井智能檢測終端發送的數據，對數據進行解析，將解析出的可燃氣體濃度、水位信息按地址號存儲在SQLServer資料庫中。
[0028]所述的Web伺服器採用B/S結構設計，通過網頁向客戶端提供服務，客戶端不需要安裝額外軟體，只需要具備InternetExplorer瀏覽器即可訪問城市燃氣地下管道安全監測系統。Web伺服器使用TCP/IP協議方位資料庫伺服器，獲得資料庫伺服器存儲的管道井智能檢測終端點位數據和每個管道井的可燃氣體濃度、水位數據，生成歷史曲線和預警報表，報表可以列印和導出；Web伺服器可以實時地以列表形式顯示報警信息，出現報警時每個訪問城市燃氣地下管道安全監測系統的客戶端都會發出聲音報警；當某一個安裝了管道井智能檢測終端的管道井出現可燃氣體濃度超標或者水位超標時，Web伺服器向預設的聯繫人手機上發送提示簡訊。[0029]所述的管道井智能檢測終端包括電源、與中央處理器輸入端連接的氣體、水位數據採集處理電路，連接在中央處理器輸出端的無線信號發射裝置、LED指示燈、按鍵檢測電路。
[0030]所述的電源包括大容量7.2V鋰電池5和電源轉換電路，所述的電源轉換電路包括為GPRS無線模塊提供4V供電的電路7，該電路使用的晶片IC2型號是MIC29302，IC2的I腳和2腳連接在一起，接到7.2V，IC2的3腳接地，IC2的四腳輸出4V，IC2的5腳電阻R6和R7之間，用於反饋輸出的4V ;還包括給單片機、氣敏元件、信號分析處理電路、水位傳感元件無線模塊提供3V供電的電路6，該電路使用的晶片的IC3型號是MCP1702-3，IC3的2腳接7.2V，IC3的3腳輸出3V，IC3的I腳接地。
[0031]所述的氣體、水位數據採集處理電路使用的IC5型號為MCP6042，IC5的4腳接地，IC5的8腳接3V ;水位傳感元件11通過接插件WAT接入管道井智能檢測終端主板上，WAT的2腳通過R36接3V，水位傳感元件I腳通過R39接IC5的3腳；IC5的2腳通過R40、R41接地；IC5的I腳通過電阻R42接ICl的48腳；氣敏元件9通過接插件CGQ接入管道井智能檢測終端主板，CGQ的I腳接3V，CGQ的3腳接地，CGQ的2腳通過R49接入IC5的5腳；IC5的6腳通過R50接地，IC5的6、7腳通過電阻R51連接，IC5的7腳通過電阻R52接ICl的23腳。
[0032]所述的中央處理器8使用的晶片ICl型號是PIC16F1947，ICl的6、9、20、22、25、41、56腳接地，ICl的1、2、3腳通過R58接地，ICl的11、12、13、14、15、16通過電阻R57接地,ICl的17、18腳通過電阻R63接地，ICl的28、29、30腳通過電阻R62接地，Cl的43、44、45腳通過電阻R61接地，Cl的51腳通過電阻R60接地，Cl的59、60、63、64腳通過電阻R59接地，Cl的10、19、26、38、57腳接3V ；IC1的7腳是晶片復位腳，通過電阻R21接3V，通過電容C5接地；按鍵SI為調零鍵，其一端接地，另一端通過電阻R23接3V並且接ICl的46腳。按鍵S2為標定鍵，其一端接地，另一端通過電阻R24接3V並且接ICl的47腳；IC1的46腳用於檢測調零按鍵，ICl的47腳用於檢測標定按鍵；IC1的39、40腳接晶振JZ的兩端；IC1的23腳用於檢測氣體濃度，ICl的48腳用於檢測水位，ICl的31、32腳用於控制IC4。
[0033]所述的無線信號發射裝置包括GPRS信號發送裝置和防爆天線，所述的GPRS信號發送裝置使用的晶片IC4型號是MG2639，IC4的1、3、5、28腳接地，IC4的6腳接4V，IC4的7腳接R35，用於控制狀態指示燈NET，IC4的11、12、13、14腳接SM的2、3、6、1腳，用於連接SM卡，IC4的15、16腳分別接ICl的32、31腳，實現和單片機ICl的通訊；IC4的24腳連接三極體Q6的集電極，實現對IC4的開關控制，Q6型號為9013，為NPN型三極體，Q6發射極接地，Q6基極通過電阻R31接ICl的53腳；所述的防爆天線連接到主板上IC4的天線接口，天線頭安裝在公路路面開好的U型槽內。
【權利要求】
1.一種城市燃氣地下管道安全監測系統，其特徵是:包括至少一臺安裝於城市燃氣管道井內用於檢測可燃氣含量和積水量並具有無線報警功能的管道井智能檢測終端，一套用於接收、分析並存儲管道井智能檢測終端發來的數據，採用B/S結構，通過網頁向客戶端服務城市燃氣地下管道安全監測系統服務中心。
2.根據權利要求1所述的城市燃氣地下管道安全監測系統，其特徵是:所述的城市燃氣地下管道安全監測系統服務中心包括可以與管道井智能檢測終端進行GPRS無線數據通訊的並可分析並存儲管道井智能檢測終端發來的數據的資料庫伺服器和採用B/S結構，通過網頁向客戶端服務的Web伺服器。
3.根據權利要求2所述的城市燃氣地下管道安全監測系統，其特徵是:所述的資料庫伺服器安裝一套SQL Server資料庫，用於存儲管道井智能檢測終端發回的可燃氣體濃度、水位數據，用於存儲可燃氣體濃度動態曲線，用於存儲可燃氣體濃度預警數據，用於存儲水位預警數據。用於存儲管道井智能檢測終端點位數據，管道井智能檢測終端點位數據包括地址號、安裝時間、校準時間、安裝位置；資料庫伺服器安裝一套資料庫採集軟體，用於和管道井智能檢測終端通訊，使用TCP/IP協議獲得管道井智能檢測終端發送的數據，對數據進行解析，將解析出的可燃氣體濃度、水位信息按地址號存儲在SQL Server資料庫中。
4.根據權利要求2所述的城市燃氣地下管道安全監測系統，其特徵是:所述的Web伺服器採用B/S結構設計，通過網頁向客戶端提供服務，客戶端不需要安裝額外軟體，只需要具備InternetExplorer瀏覽器即可訪問城市燃氣地下管道安全監測系統。Web伺服器使用TCP/IP協議方位資料庫伺服器，獲得資料庫伺服器存儲的管道井智能檢測終端點位數據和每個管道井的可燃氣體濃度、水位數據，生成歷史曲線和預警報表，報表可以列印和導出；Web伺服器可以實時地以列表形式顯示報警信息，出現報警時每個訪問城市燃氣地下管道安全監測系統的客戶端都會發出聲音報警；當某一個安裝了管道井智能檢測終端的管道井出現可燃氣體濃度超標或者水位超標時，Web伺服器向預設的聯繫人手機上發送提示簡訊。
5.根據權利要求1所述的城市燃氣地下管道安全監測系統，其特徵是:所述的管道井智能檢測終端包括電源、與中央處理器輸入端連接的氣體、水位數據採集處理電路，連接在中央處理器輸出端的無線信號發射裝置、LED指示燈、按鍵檢測電路。
6.根據權利要求5所述的城市燃氣地下管道安全監測系統，其特徵是:所述的電源包括大容量7.2V鋰電池和電源轉換電路，所述的電源轉換電路包括為GPRS無線模塊提供4V供電的電路，該電路使用的晶片IC2型號是MIC29302，IC2的I腳和2腳連接在一起，接到7.2V，IC2的3腳接地，IC2的四腳輸出4V，IC2的5腳電阻R6和R7之間，用於反饋輸出的4V，還包括給單片機、氣敏元件、信號分析處理電路、水位傳感元件無線模塊提供3V供電的電路，該電路使用的晶片的IC3型號是MCP1702-3，IC3的2腳接7.2V，IC3的3腳輸出3V，IC3的1腳接地。
7.根據權利要求5所述的城市燃氣地下管道安全監測系統，其特徵是:所述的氣體、水位數據採集處理電路使用的IC5型號為MCP6042，IC5的4腳接地，IC5的8腳接3V ;水位傳感元件通過接插件WAT接入管道井智能檢測終端主板上，WAT的2腳通過R36接3V，水位傳感元件I腳通過R39接IC5的3腳；IC5的2腳通過R40、R41接地；IC5的1腳通過電阻R42接ICl的48腳；氣敏元件通過接插件CGQ接入管道井智能檢測終端主板，CGQ的1腳接3V, CGQ的3腳接地，CGQ的2腳通過R49接入IC5的5腳；IC5的6腳通過R50接地，IC5的6、7腳通過電阻R51連接，IC5的7腳通過電阻R52接ICl的23腳。
8.根據權利要求5所述的城市燃氣地下管道安全監測系統，其特徵是:所述的中央處理器使用的晶片ICl型號是PIC16F1947，ICl的6、9、20、22、25、41、56腳接地，ICl的1、2、3腳通過R58接地，ICl的11、12、13、14、15、16通過電阻R57接地，ICl的17、18腳通過電阻R63接地，ICl的28、29、30腳通過電阻R62接地，Cl的43、44、45腳通過電阻R61接地，Cl的51腳通過電阻R60接地，Cl的59、60、63、64腳通過電阻R59接地，Cl的10、19、26、38,57腳接3V ；IC1的7腳是晶片復位腳，通過電阻R21接3V，通過電容C5接地；按鍵SI為調零鍵，其一端接地，另一端通過電阻R23接3V並且接ICl的46腳。按鍵S2為標定鍵，其一端接地，另一端通過電阻R24接3V並且接ICl的47腳；IC1的46腳用於檢測調零按鍵，ICl的47腳用於檢測標定按鍵；IC1的39、40腳接晶振JZ的兩端；IC1的23腳用於檢測氣體濃度，ICl的48腳用於檢測水位，ICl的31、32腳用於控制IC4。
9.根據權利要求5所述的城市燃氣地下管道安全監測系統，其特徵是:所述的無線信號發射裝置包括GPRS信號發送裝置和防爆天線，所述的GPRS信號發送裝置使用的晶片IC4型號是MG2639，IC4的1、3、5、28腳接地，IC4的6腳接4V，IC4的7腳接R35，用於控制狀態指示燈NET，IC4的11、12、13、14腳接SM的2、3、6、I腳，用於連接SM卡，IC4的15、16腳分別接ICl的32、31腳，實現和單片機ICl的通訊；IC4的24腳連接三極體Q6的集電極，實現對IC4的開關控制，Q6型號為9013，為NPN型三極體，Q6發射極接地，Q6基極通過電阻R31接ICl的53腳；所述的防爆天線連接到主板上IC4的天線接口，天線頭安裝在公路路面開好 的U型槽內。
【文檔編號】F17D5/06GK103883884SQ201410135936
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月4日 優先權日:2014年4月4日
【發明者】邵開春, 李光峰, 郭敬江, 弭書霞, 嶽增友 申請人:濟南市長清計算機應用公司