一種智能物聯網監測預警主機的製作方法
2023-09-19 10:31:05
本實用新型涉及一種智能物聯網監測預警主機，具體為一種基於最新物聯網技術開發的多功能智能化數據與視頻採集、處理、傳輸一體化設備，屬IT產品技術領域。
背景技術：
目前國內外傳統的物聯網一體機主要是通過有線連接方式收發數據及發出指令，以滿足視頻監控、語音雙向、開關信號控制(報警、門禁)、各種傳感器接入、各類信號控制。工程實施方案單一，只能通過綜合布線的方式將綜合信號接入物聯網主機。
隨著各類通訊方式的技術成熟、各類工業應用的需求拓展，傳統物聯網一體機資源固化導致設備的擴展能力有限，且通訊協議的約定俗成，導致系統二次開發的能力下降。同時，不具備多信號檢測功能，單獨主機提供的接口數量少且功能單一，外圍接口數量遠小於智能一體化接入終端的需要就地存儲和處理能力。
智能監測預警主機需基於最新物聯網技術開發出多功能智能化數據與視頻採集、處理、傳輸一體化設備，採用嵌入式作業系統，具有獨立性、經濟性、高可靠性和安全性。其系列化產品可廣泛應用於安監、環境、化工、冶金、礦山、建築、石油、電力、水利、氣象、農業等行業。在安全生產、環境保護、防災減災、質量監控、節能減排、智能安防等領域起重要作用。為物聯網技術在智慧城市、智慧企業、智慧園區、智慧社區、智慧農業、智能樓宇等方面廣泛推廣提供了高性價比的核心設備支撐。
研究表明，物聯網主機應採用硬體容納性更強、系統軟體功能性更強的綜合解決方案，從而有效的解決傳統物聯網主機組網單一、綜合信號的接入能力不足、可擴展性不足，以及遠程IO採集控制器模塊、串口伺服器模塊、無線通訊模塊不能獨立出物聯網主機，導致對接入點的限制等問題。
技術實現要素：
本實用新型目的是針對背景技術提出問題，設計一種智能物聯網監控預警主機，是克服傳統物聯網主機組網單一、綜合信號的接入能力不足、可擴展性不足以及遠程IO採集控制器模塊、串口伺服器模塊、無線通訊模塊不能獨立出物聯網主機，導致對接入點的限制。物聯網主機應採用硬體容納性更強，系統系統軟體功能性更強的綜合解決方案。
本實用新型的技術方案是：一種智能物聯網監控預警主機，是一體化機箱結構，其特徵 在於：包括：嵌入式工控機單元模塊、無線路由器模塊、視頻監控單元模塊、串口伺服器單元模塊、遠程IO採集控制器模塊、WIFI無線通訊模塊、ZIGBEE無線通訊模塊、GPRS無線通訊模塊、3G/4G無線網絡通訊模塊、防雷防浪湧保護模塊、集中供電開關電源穩壓模塊、接地模塊；
所述智能物聯網監控預警主機同時具備：有線通訊、ADSL通訊以及，基於WiFi、ZIGBEE、GPRS制度的無線通訊方式；
所述視頻監控單元模塊、串口伺服器模塊、遠程IO採集控制器模塊用於視頻監控模擬信號和視頻監控數位訊號的採集、音頻對講信號的計入、數字量信號的採集、電壓型傳感器信號的採集、電流型傳感器信號的採集、開關量信號的採集、控制信號的輸出；實現視頻監控、語音雙向、開關信號控制(包括：報警及門禁類開關信號)、各傳感信號接入、各信號控制功能；
當串口伺服器模塊、遠程IO採集控制模塊接入WIFI、ZIGBEE、GPRS無線通訊模塊時，即通過無線通訊方式實現對設備數據的採集和控制。
本實用新型一種智能物聯網監控預警主機，能夠實現多模式組網，可兼容各類傳感器。具有預警和報警以及視頻聯動功能，當監測值超過預警閥值時，就地聲、光報警並進行視頻聯動和自動錄製，當達到報警閥值時，連鎖控制信號輸出完成與關聯設備的聯動操作，簡訊報警系統觸發並根據觸發閥值的條件發送信息至不同等級權限的關聯人員，實現遠程實時監控和預警。其有益效果是：體現實時監控、預警、報警、聯動的主要功能。
本實用新型一種智能物聯網監控預警主機採用一體化機箱結構，內部按功能需求分成多個功能區，各功能區分類布置功能模塊，各功能模塊之間相對獨立，並可根據應用需求進行增減配置。
優選的，所述各功能模塊，不限於僅布置在單臺一體化機箱中，也就是說各功能模塊或者是分開布置並獨立應用。嵌入式的工控機以及開發的專用軟體系統能完成設備內所有模塊的組態工作。通過信息傳感設備根據其通訊方式的不同，可分別利用有線、ADSL以及WiFi、ZIGBEE、GPRS無線通訊方式由物聯網主機採集模塊(卡)進行信號和數據的採集，把各終端設備與網際網路連接，進行信息交換和通信。以實現物與物、物與人之間的信息交互。系統軟體對所採集的信號進行解析和處理，根據軟體的功能設定完成數據的分析、匯總、預警、控制和數據存儲，達到遠程智能化識別、定位、數據採集、監控和管理。
本實用新型的有益效果是：可以支持模擬視頻、數字視頻、電壓信號、電流信號、開關量信號的接入以及RS-485、TCP/IP協議的數據採集與傳輸，同時具有開關量輸出功能，可與 相關設備實現聯動及控制。能夠實現多模式組網，兼容各類傳感器。具有預警和報警以及視頻聯動功能，簡訊報警系統觸發並根據觸發閥值的條件發送信息至不同等級權限的關聯人員，實現遠程實時監控、預警、報警、聯動的主要功能。廣泛為安監、環境、化工、冶金、礦山、建築、石油、電力、水利、氣象、農業等行業提供有效的預警信息。
附圖說明
圖1是本實用新型實施例智能物聯網監測預警主機布置構造圖；
圖2是圖1主視圖；
圖3是圖2左視圖；
圖4是圖2沿A—A剖開俯視圖；
圖5是圖2沿B—B剖開俯視圖；
圖6是圖2沿C—C剖開俯視圖；
圖7是圖2沿D—D剖開俯視圖；
圖8是本實用新型實施例智能物聯網監測預警主機網絡組網聯接拓撲圖。
附圖中的標記說明：
圖1～7中：1—外置天線，2—3G/4G無線網絡通訊模塊，3—GPRS無線通訊模塊，4—WIFI無線通訊模塊，5—無線路由器模塊，6—ZIGBEE無線通訊模塊，7—遠程IO採集控制模塊，8—串口伺服器模塊，9—嵌入式工控機單元模塊，10—視頻監控單元模塊，11—防雷防浪湧保護模塊，12—接地模塊，13—集中供電開關電源穩壓模塊。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型實施例作進一步說明，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制，凡在本實用新型的精神和原則之內所做的任何修改、等同替換或改進等，均應包含在本實用新型的權利要求範圍之內，本技術方案中未詳細述及的，均為公知技術。
參見圖1～圖8，本實用新型一種智能物聯網監控預警主機，包括：嵌入式工控機單元模塊9、無線路由器模塊5、視頻監控單元模塊10、串口伺服器單元模塊8、遠程IO採集控制器模塊7、WIFI無線通訊模塊4、ZIGBEE無線通訊模塊6、GPRS無線通訊模塊3、3G/4G無線網絡通訊模塊2、防雷防浪湧保護模塊11、集中供電開關電源穩壓模塊13、接地模塊12。
如圖1～圖7，是智能物聯網監測預警主機布置構造，主機機箱採用一體化機箱結構，根 據功能模塊的特點和信號接口的安裝便利性，內部按功能需求分成多個功能區採用分層布置的方式實施，系統主功能模塊由以下部分組成：
第一層布置：防雷防浪湧保護模塊11、集中供電開關電源穩壓模塊13、接地模塊12；
第二層布置：視頻監控單元模塊10；
第三層布置：串口伺服器模塊8、遠程IO採集控制模塊7、嵌入式工控機單元模塊9；
第四層布置：3G/4G無線網絡通訊模塊2、無線路由器模塊5、ZIGBEE無線通訊模塊6。
嵌入式的工控機以及開發的專用軟體系統能完成設備內所有模塊的組態工作。
圖8中是本發明實施例一種智能物聯網監測預警主機連接拓撲圖，所有設備是通過有線連接、或無線WIFI連接、或3G/4G網絡連接、或ZIGBEE無線網絡連接、或視頻連接等方式接入智能物聯網監測預警主機。以下分別介紹：
(1)有線連接
使用電纜線連接RS485型傳感器或通訊設備，另一端與智能物聯網監測預警主機的串口服務的串口連接，並使用軟體將串口服務中配置RS485型傳感器或通訊設備與IP綁定用於通訊。並能將遠程IO採集控制模塊接連接4-20ma電流型傳感器、0-5v/0-10v電壓型傳感器、有源/無源型開關量傳感器、聯接聲光報警設備實現報警聯動、控制輸出通過控制高壓控制箱對風機、電機、動力設備實現聯動斷復電控制。
(2)WIFI連接
將RS485型傳感器或通訊設備與WIFI通訊模塊串口進行連接，WIFI通訊模塊通過與企業無線路由器建立連接，將該路由器與智能物聯網監測預警主機存在於同一網絡中時，RS485型傳感器或通訊設備則能與智能物聯網監測預警主機進行通訊。對現場的模擬量設備、開關量設備、分站、RS485通訊設備的信號進行採集。
(3)ZIGBEE連接
RS485型傳感器或通訊設備與ZIGBEE通訊模塊的串口進行連接，將多個ZIGBEE通訊模塊連接在一起，形成一個高可靠的無線數據傳輸網絡。並將智能物聯網監測預警主機中的ZIGBEE通訊模塊也加入該網絡中，使用主機中的ZIGBEE通訊模塊與串口伺服器進行連接通訊。對現場的模擬量設備、開關量設備、分站、RS485通訊設備的信號進行採集。
(4)GPRS連接
RS485型傳感器或通訊設備與GPRS通訊模塊串口進行連接，使用智能物聯網監測預警主機中客戶端軟體Socket的通訊方式，將現場的模擬量設備、開關量設備、分站、RS485通訊設備的信號進行採集。
(5)視頻連接
使用電纜線或藉助無線3G/4G網絡通訊模塊將視頻攝像頭與主機中的的視頻伺服器進行連接，將視音頻信號、各種實時採集傳送到智能物聯網監測預警主機。
在實施的過程中對於連接傳輸方式可以隨意組合，例如：無線WIFI通訊+3G/4G網+有線網絡組網、無線ZIGBEE通訊+有線網絡組網、無線WIFI通訊+3G/4G網絡組網等組合方式。對於出現監測點與與智能物聯網監測預警主機距離較遠時，甚至可以將通迅模塊做為一個中間橋梁將監測點與智能物聯網監測預警主機相連接，在實施過程中方便並且靈活。串口伺服器可接各種類型數字量傳感器、分站等RS485通訊設備；遠程IO採集控制可實現設備聯動斷復電控制功能；視頻監控單元模塊支持HDTVI(數字)攝像機與模擬攝像機自適應接入、4路音頻輸入、1路音頻輸出、門禁報警設備輸輸出，通過音頻輸入輸出及現場場景監控圖像實現現場的實時視頻通話，同時自動觸發該報警點或區域對應視頻，對報警點或區域視頻進行自動錄製和報警提示；嵌入式工控機單元模塊對所以音視頻設備、模擬量設備、開關量設備、分站、RS485通訊設備的信號進行採集、控制、顯示、報警聯動邏輯規則設置，並通過有線網絡將視音頻信號、各種實時採集通過物聯網主機將數據傳送到安全信息化監控服務平臺。
本實用新型一種智能物聯網監控預警主機，可以支持模擬視頻、數字視頻、電壓信號、電流信號、開關量信號的接入以及RS-485、TCP/IP協議的數據採集與傳輸，同時具有開關量輸出功能，可與相關設備實現聯動及控制。本系列產品實現了數據監測與視頻聯動功能，可兼容多種類型傳感器，當監測值達到報警閥值時，設備即會自動發出聲、光或簡訊報警及控制信號，同時自動觸發該報警點或區域對應視頻，對報警點或區域視頻進行自動錄製和報警提示，實現遠程現場的實時監控。系統軟體將根據觸發閥值的條件以簡訊的方式分發給不同等級權限的關聯人，廣泛為安監、環境、化工、冶金、礦山、建築、石油、電力、水利、氣象、農業等行業提供有效的預警信息。