涵閘遠程控制系統及其方法與流程

2024-03-29 20:25:05

本發明涉及一種涵閘技術領域，尤其是涉及一種涵閘遠程控制系統及其方法。

背景技術：

湖泊、大小江河、河道等水資源豐富，將水力轉化為水利在中國自古以來就是一件利國利民的工程。如三峽工程、南水北調工程等等，都體現了水資源的良性運用。但是，水利設施建設之後的安全運行和維護更是重中之重。如果，後期管理不善，將可能直接導致水利設施的功能降低甚至喪失，反而給水利安全管理造成負擔。

隨著水利工程的不斷發展建設，國家對各種水利設施自身，以及水利設施的自動化運行和設備設施的安全提出了新的要求，加之現代通信技術的迅速發展，為水利建設的數位化提供了技術上的有力保證。

因此，改造優化水利設施的安全監控，通過多種通信技術的遠程監控系統和控制，建設水利行業機房，實現遠程自動監控是水利水電行業發展的整體趨勢。

目前水利設施中主要有拱壩、重力壩、碾壓混凝土壩、心牆堆石壩、面板堆石壩等。由於水壩的體積相對比較大，橫截面比較寬。而水閘則主要以河道為主，相對於水壩整體體積小很多，基本上是一次成壩。

水利監控系統要求信息的採集及時而且準確、信息處理操作簡單、維護方便，並且要求系統安裝方便，運作穩定，維護周期長。目前主要存在以下幾個問題：

1.傳統的監控，功能單一，無法滿足現代移動監控的需要。

2.如果在多個監控室都採用監控系統，維護成本太高。

3.閘位發生警情時，僅靠就近值班人員到現場解決或者電話通知專業技術人員，都無法在第一時間獲取詳細的監控信息，降低了系統的反應速度，如果問題嚴重則後果將不堪設想。

4.如果沿用傳統的安全保衛工作，不僅浪費了大量的人力資源，而且問題出現後處理周期比較長，對問題也無法追蹤和回溯，也就很難快速找到問題根源，因而也不利於信息化管理。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題在於提供一種涵閘遠程控制系統及其方法，避免了現有技術無法滿足現代移動監控的需要、維護成本太高、降低了系統的反應速度和不利於信息化管理的問題。

為解決上述技術問題，本發明的技術解決方案是：

一種涵閘遠程控制系統，包括智慧型手機，所述智慧型手機內帶有手機App；

所述智慧型手機通過網絡同後臺伺服器相連接；

另外還包括遠端上位機、用於控制閘門電機的控制模塊以及電源模塊；

所述控制模塊與為其提供工作電源的電源模塊交互式電連接，所述控制模塊與遠端上位機通訊連接，所述控制模塊的輸出端連接有用於顯示閘門數據的顯示觸控螢幕；

所述控制模塊包括控制器和ZIGBEE通訊模塊，所述控制器分別與閘門電機、閘位傳感器和水位傳感器交互式電連接，控制器將檢測到的閘位和水位信息通過RS-232總線接口傳輸給ZIGBEE通訊模塊，所述ZIGBEE通訊模塊與遠端上位機聯網通訊；所述控制器交互式連接有用於提供實時時鐘和定時中斷的時鐘晶片以及用於存儲閘門數據的存儲器，所述控制器和第一報警器相連，所述遠端上位機也和第二報警器相連，所述遠端上位機還通過同網絡相連的交換機同後臺伺服器相連接，所述閘門電機的電機軸同減速器輸入軸相軸連接，所述減速器輸出軸同捲筒的一側相連，所述捲筒上纏繞著鋼絲繩，所述鋼絲繩連接在閘門頂部,另外在用於存儲閘門數據的存儲器中存儲有預設的閘位上限值、閘位下限值、水位上限值和水位下限值，所述閘門為水壩閘門，所述水位傳感器用來採集水壩的水位。

所述智慧型手機能為移動手機或者其他無線通信裝置所替代。

所述閘門電機為涵閘的閘門電機。

所述閘位傳感器設置在鋼絲繩上。

所述涵閘遠程控制系統的方法，具體如下：

步驟1：如果要讓水壩洩水，啟動智慧型手機的手機App,通過手機App發送開啟閘門的指令到後臺伺服器，由後臺伺服器將該開啟閘門的指令發送到遠端上位機，然後遠端上位機通過ZIGBEE通訊模塊把該開啟閘門的指令轉發到控制器中，然後控制器控制閘門電機牽引著捲筒同步拖動著鋼絲繩來讓閘門開啟進行洩水，另外閘位傳感器和水位傳感器在控制器控制閘門電機牽引著捲筒同步拖動著鋼絲繩來讓閘門開啟進行洩水的期間，也將連續採集到的閘門的閘位數據和水壩的水位數據存儲到存儲器、發送到顯示觸控螢幕中實時顯示以及發送到遠端上位機中，發送到遠端上位機中以後再把將採集到的閘門的閘位數據和水壩的水位數據發送到後臺伺服器，再由後臺伺服器發送到智慧型手機中進行顯示，另外在閘門的閘位數據存儲到存儲器後還把閘門的閘位數據同預設的閘位上限值和閘位下限值相比較，如果閘門的閘位數據比預設的閘位上限值更大或者比預設的閘位下限值更小，就把報警信息分別發送到控制器和遠端上位機中，以此分別驅動第一報警器和第二報警器進行報警，而在水壩的水位數據存儲到存儲器後還把水壩的水位數據同預設的水位上限值和水位下限值相比較，如果水壩的水位數據比預設的水位上限值更大或者比預設的水位下限值更小，就把報警信息分別發送到控制器和遠端上位機中，以此分別驅動第一報警器和第二報警器進行報警；

步驟2：如果要讓水壩停止洩水，啟動智慧型手機的手機App,通過手機App發送關閉閘門的指令到後臺伺服器，由後臺伺服器將該關閉閘門的指令發送到遠端上位機，然後遠端上位機通過ZIGBEE通訊模塊把該關閉閘門的指令轉發到控制器中，然後控制器控制閘門電機牽引著捲筒同步放開鋼絲繩來讓閘門關閉來停止洩水，另外閘位傳感器和水位傳感器在控制器控制閘門電機牽引著捲筒同步拖動著鋼絲繩來讓閘門關閉停止洩水的期間，也將連續採集到的閘門的閘位數據和水壩的水位數據存儲到存儲器、發送到顯示觸控螢幕中實時顯示以及發送到遠端上位機中，發送到遠端上位機中以後再把將採集到的閘門的閘位數據和水壩的水位數據發送到後臺伺服器，再由後臺伺服器發送到智慧型手機中進行顯示，另外在閘門的閘位數據存儲到存儲器後還把閘門的閘位數據同預設的閘位上限值和閘位下限值相比較，如果閘門的閘位數據比預設的閘位上限值更大或者比預設的閘位下限值更小，就把報警信息分別發送到控制器和遠端上位機中，以此分別驅動第一報警器和第二報警器進行報警，而在水壩的水位數據存儲到存儲器後還把水壩的水位數據同預設的水位上限值和水位下限值相比較，如果水壩的水位數據比預設的水位上限值更大或者比預設的水位下限值更小，就把報警信息分別發送到控制器和遠端上位機中，以此分別驅動第一報警器和第二報警器進行報警。

經由本發明的結構，與現有技術相比，本發明的優點在於：

能夠滿足現代移動監控的需要、維護成本低、提高了系統的反應速度和利於信息化管理。

附圖說明

圖1為本發明的軸連接器的連接狀態示意圖；

圖2為本發明的軸連接器的剖視圖；

圖3為本發明的第一套筒的結構示意圖；

圖4為本發明的第二套筒的結構示意圖；

圖5為本發明的部分裝置結構示意圖。

圖6是所述涵閘遠程控制系統的整體結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

如圖1-圖6所示，涵閘遠程控制系統，包括智慧型手機，所述智慧型手機內帶有手機App；

所述智慧型手機通過無線網絡同後臺伺服器相連接；

另外還包括遠端上位機、用於控制閘門電機的控制模塊以及電源模塊；

所述控制模塊與為其提供工作電源的電源模塊交互式電連接，所述控制模塊與遠端上位機通訊連接，所述控制模塊的輸出端連接有用於顯示閘門數據的顯示觸控螢幕；

所述控制模塊包括控制器和ZIGBEE通訊模塊，所述控制器分別與閘門電機、閘位傳感器和水位傳感器交互式電連接，控制器將檢測到的閘位和水位信息通過RS-232總線接口傳輸給ZIGBEE通訊模塊，所述ZIGBEE通訊模塊與遠端上位機聯網通訊；所述控制器交互式連接有用於提供實時時鐘和定時中斷的時鐘晶片以及用於存儲閘門數據的存儲器，所述控制器和第一報警器相連，所述遠端上位機也和第二報警器相連，所述遠端上位機還通過同網絡相連的交換機同後臺伺服器相連接，所述閘門電機的電機軸同減速器輸入軸相軸連接，所述減速器輸出軸同捲筒的一側相連，所述捲筒上纏繞著鋼絲繩，所述鋼絲繩連接在閘門頂部,另外在用於存儲閘門數據的存儲器中存儲有預設的閘位上限值、閘位下限值、水位上限值和水位下限值，所述閘門為水壩閘門，所述水位傳感器用來採集水壩的水位。

所述智慧型手機能為移動手機或者其他無線通信裝置所替代。

所述閘門電機為涵閘的閘門電機。

所述閘位傳感器設置在鋼絲繩上。

所述涵閘遠程控制系統的方法，具體如下：

步驟1：如果要讓水壩洩水，啟動智慧型手機的手機App,通過手機App發送開啟閘門的指令到後臺伺服器，由後臺伺服器將該開啟閘門的指令發送到遠端上位機，然後遠端上位機通過ZIGBEE通訊模塊把該開啟閘門的指令轉發到控制器中，然後控制器控制閘門電機牽引著捲筒同步拖動著鋼絲繩來讓閘門開啟進行洩水，另外閘位傳感器和水位傳感器在控制器控制閘門電機牽引著捲筒同步拖動著鋼絲繩來讓閘門開啟進行洩水的期間，也將連續採集到的閘門的閘位數據和水壩的水位數據存儲到存儲器、發送到顯示觸控螢幕中實時顯示以及發送到遠端上位機中，發送到遠端上位機中以後再把將採集到的閘門的閘位數據和水壩的水位數據發送到後臺伺服器，再由後臺伺服器發送到智慧型手機中進行顯示，另外在閘門的閘位數據存儲到存儲器後還把閘門的閘位數據同預設的閘位上限值和閘位下限值相比較，如果閘門的閘位數據比預設的閘位上限值更大或者比預設的閘位下限值更小，就把報警信息分別發送到控制器和遠端上位機中，以此分別驅動第一報警器和第二報警器進行報警，而在水壩的水位數據存儲到存儲器後還把水壩的水位數據同預設的水位上限值和水位下限值相比較，如果水壩的水位數據比預設的水位上限值更大或者比預設的水位下限值更小，就把報警信息分別發送到控制器和遠端上位機中，以此分別驅動第一報警器和第二報警器進行報警；

步驟2：如果要讓水壩停止洩水，啟動智慧型手機的手機App,通過手機App發送關閉閘門的指令到後臺伺服器，由後臺伺服器將該關閉閘門的指令發送到遠端上位機，然後遠端上位機通過ZIGBEE通訊模塊把該關閉閘門的指令轉發到控制器中，然後控制器控制閘門電機牽引著捲筒同步放開鋼絲繩來讓閘門關閉來停止洩水，另外閘位傳感器和水位傳感器在控制器控制閘門電機牽引著捲筒同步拖動著鋼絲繩來讓閘門關閉停止洩水的期間，也將連續採集到的閘門的閘位數據和水壩的水位數據存儲到存儲器、發送到顯示觸控螢幕中實時顯示以及發送到遠端上位機中，發送到遠端上位機中以後再把將採集到的閘門的閘位數據和水壩的水位數據發送到後臺伺服器，再由後臺伺服器發送到智慧型手機中進行顯示，另外在閘門的閘位數據存儲到存儲器後還把閘門的閘位數據同預設的閘位上限值和閘位下限值相比較，如果閘門的閘位數據比預設的閘位上限值更大或者比預設的閘位下限值更小，就把報警信息分別發送到控制器和遠端上位機中，以此分別驅動第一報警器和第二報警器進行報警，而在水壩的水位數據存儲到存儲器後還把水壩的水位數據同預設的水位上限值和水位下限值相比較，如果水壩的水位數據比預設的水位上限值更大或者比預設的水位下限值更小，就把報警信息分別發送到控制器和遠端上位機中，以此分別驅動第一報警器和第二報警器進行報警。

對於網絡的信息發送架構，其單位時間的信息輸送位數比以往的同類網絡有了很高的改善，基本上都能超過每秒3兆位，但是無線鏈路體系非常繁瑣，因為信息的強度降低還有雜波的影響，就能夠使得信息輸送臨時中止以及再次輸送，這樣讓信息發生阻塞，在很高的信息量和實時性不低的情況下，此缺陷就格外嚴重，若無法處理此缺陷，必然將出現很多信息的報文組的遺失，讓信息輸送無法實現正確性。

為了防止報文組的遺失缺陷，往往就須得將還沒處置的信息先寫入後臺伺服器的存儲器中，在這裡所述信息為遠端上位機要發送給後臺伺服器的閘門的閘位數據和水壩的水位數據，且所述信息以報文組的形式存在，直到網絡內存在能用的鏈路時才把信息執行輸送，但是一般後臺伺服器的存儲器容量是不大的，所以後臺伺服器的存儲器架構如何搭建就很重要，以前的模式為設置一對設定大小的存儲器空間，分別為第一存儲器空間與第二存儲器空間，在第一存儲器空間與第二存儲器空間均無報文組之際，就能收受信息的報文組，且把它寫入到第一存儲器空間，且實時地把第一存儲器空間的報文組執行處置，同步地還能夠接著收受信息的報文組，把它們寫入到第二存儲器空間，等到第一存儲器空間內的報文組處置結束後且輸送也結束後，這樣第一存儲器空間還能夠接著收受信息的報文組，同步的還能夠執行對第二存儲器空間的處置，由此周而復始的進行，這樣的模式在以往的數據輸送體系下實現了好的效果，但是在網絡條件下，一旦發生信息的強度降低還有雜波的影響，就能夠使得信息輸送臨時中止以及再次輸送，這樣一對存儲器空間的報文組哪怕處置結束了，但是也無法進行輸送，這樣也就無法接著收受下一批的報文組，因為處在網絡的條件下，單位時間發送的信息的報文組的位數不少，若多次無法收受報文組，即發生很多信息的遺失，所以此類模式在網絡內有缺陷。

所以，為了解決這個問題，提出了如下的方法：

所述後臺伺服器的存儲器含有Y個被清空的存儲器空間，Y為不小於3的正整數，在接收到閘門的閘位數據和水壩的水位數據後，且在前臺維修方案評估模塊在把機動車的維修申請的信息發送到智慧型手機之前，進行如下步驟的處置，所述閘門的閘位數據和水壩的水位數據即為以報文組形式存在的信息：

步驟1a：後臺伺服器依賴獲取到的報文組的次序來按序寫入已被清空的存儲器空間中；

步驟2a：於結束了步驟1a之際同步把寫入的報文組按寫入的次序執行處置，該處置的方式就是把此時的後臺伺服器的系統時間添加進報文組，處置結束後的報文組依然按序執行輸送，所述輸送也就是通過網絡發送到伺服器，輸送報文組結束後把存儲器空間清空，使之成為已被清空的存儲器空間；

步驟3a：收受後續的報文組，循環執行步驟1a與步驟2a，使得存儲器空間被反覆採用。

在把報文組寫入已被清空的存儲器空間中之際，已被清空的存儲器空間能夠用來寫入報文組，寫入了報文組的存儲器空間就接著處置，處置結束後執行輸送，且清空存儲器空間的報文組，再次構成已被清空的存儲器空間，實現一個報文組的處置。

所述存儲器空間的個數Y的設定方式為：

步驟1b：把報文組的收受、處置、輸送的進程實施構建方程，即設定單位時間內收受報文組的個數是不變量P，而對收受到報文組所形成的比特流在單位時間內處置的報文組的個數是V，出於信息的強度降低還有雜波的影響使得再次輸送報文須要的耗時的標準差是

步驟2b：用式(1)、(2)與(3)來得到存儲器空間的個數Y：

這裡，q、Z均是中間係數；

所述出於信息的強度降低還有雜波的影響使得再次輸送報文須要的耗時的標準差的數值通過以往的實際情況來實現總計後而獲得的。

所述存儲器空間的個數Y的值為600、4或500。

而由此得到的實施例如下：

設定單位時間內收受報文組的個數是不變量P，該不變量P＝3*106/L，其中3*106為單位時間內收受報文組的位數，L為最長報文組的位數，對收受到報文組所形成的比特流在單位時間內處置的個數在本實施例中為V＝4.5*106/L，而L的值能夠根據實際報文組的標準來獲取，所述出於信息的強度降低還有雜波的影響使得再次輸送報文須要的耗時的標準差的數值通過以往的實際情況來實現總計後而獲得的。

這樣把上述數值代入式(1)、(2)與(3)，就能知道，信息的強度降低不小還有雜波的影響也不小的情況下，再次輸送的次數就更多，這樣存儲器空間的數量也多，而在信息的強度降低還有雜波的影響忽略不計的情況下，也就是K(Z)為零的狀態下，就能得到N為122.7，也就是需要至少123個存儲器空間才能滿足安全的輸送。

本方式徹底顛覆了現有的方式，替換為反覆調節寫入存儲器空間的模式，高效地實現了防止報文組遺失使得信息不正確的缺陷。

所述閘門電機的閘門電機軸同減速器輸入軸相軸連接，然而目前的軸連接器包括扣合的弧形扣和弧形鉤，所述弧形扣的聯結段和弧形鉤的結合段相連，所述結合段含有弧形鉤的一段及其外部的邊部表面開出的插接口，所述聯結段的邊部表面帶有插接頭，這樣聯結段的插接頭和插接口相插接，讓聯結段同結合段相插接；此插接架構能夠避免了弧形鉤沿著軸連接的中心線而移動，但是這樣的軸連接器，在閘門電機的閘門電機軸和減速器輸入軸的運行有異步之際，所述弧形扣的聯結段就會遭到朝外部把弧形扣同弧形鉤拆開的力，該力超出閾值，依然能讓聯結段同結合段拆開，甚至導致閘門電機的閘門電機軸或減速器輸入軸損害。

所述軸連接器含有第一套筒K1與第二套筒K2，所述第一套筒K1的外部邊壁上設置著第一聯結段K11，所述第二套筒K2的外部邊壁上設置著第二聯結段K21，所述第一聯結段K11與第二聯結段K21彼此聯結，讓第一套筒K1與第二套筒K2相連；

所述第一聯結段K11中開有溝路K111，所述溝路K111的一頭伸展至第一聯結段K11的外壁上的開孔，所述第一聯結段K11的面向第二套筒K2的第一壁面K112上開有帶有開孔的嵌接孔K113，所述嵌接孔K113的開孔同溝路K111的開孔朝向一樣，另外所述溝路K111的開孔大於所述嵌接孔K113的開孔，在所述溝路K111的開孔位置旁帶有同所述第一套筒K1的外壁相連的定位片K114，所述定位片K114的外部邊壁上帶有由外朝裡同水平面保持斜度的導引片K115，該外部邊壁為遠離所述溝路K111的開孔的邊壁，導引片K115能夠是同水平面保持斜度的板狀體或者拱形體；

所述第二聯結段K21含有第一嵌接頭K211與第二嵌接頭K212，所述第二嵌接頭K212的橫向跨度小於所述第一嵌接頭K211的橫向跨度，所述嵌接孔K113的開孔帶有橫向跨度小於所述第二嵌接頭K212的嵌接區K1131；讓所述第二嵌接頭K212嵌接到所述嵌接孔K113後難以分開。

所述第一套筒K1與第二套筒K2結合之際，把所述第一嵌接頭K211按照所述定位片K114的導引片K115經由所述溝路K111嵌接至所述嵌接孔K113中，這樣所述第一嵌接頭K211於所述溝路K111中且同所述嵌接孔K113縱向相接，且所述第二嵌接頭K212就同所述嵌接孔K113嵌接貼合牢靠，另外所述定位片K114所在之處同所述第一嵌接頭K211相對應，因此防止了所述第二聯結段K21難以出現橫向運動，另外所述第一套筒K1與第二套筒K2結合後能彼此旋動，更防止了第一聯結段K11與第二聯結段K21的橫向與縱向上的相互運行，讓所述第一套筒K1與第二套筒K2難以分開。

所述第一套筒K1與第二套筒K2都含有拱狀的第一分段K12與第二分段K13，所述第一套筒K1的第一分段K12與第二分段K13相連構成圈狀來套接閘門電機的閘門電機軸，所述第二套筒K2的第一分段K12與第二分段K13相連構成圈狀來套接減速器輸入軸，所述第一分段K12的尾部帶有嵌接組件K121，所述第一嵌接組件K121含有處在外部邊壁的突起K122與處在內壁的帶有若干嵌接塊的第一嵌接段K123，所述第二分段K13的外部邊壁設置著帶有若干嵌接口的第二嵌接段K131，所述第一嵌接段K123與第二嵌接段K131相互面對面的咬合，讓所述第一分段K12與第二分段K13彼此嵌接，還可變化圈狀的容納區來配合各種規格的閘門電機的閘門電機軸或減速器輸入軸，在要求開啟之際，操作員加作用到處在外部邊壁的突起K122，把它朝著外部，即朝著距離第二分段K13更遠的地方拽動，這樣所述第二分段K13的第二嵌接段K131就能夠同第一嵌接組件K121分開，也能把所述第二分段K13經由第一分段K12的第一嵌接組件K121內拽出。

以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性範圍並不局限於說明書上的內容，必須要根據權利要求範圍來確定其技術性範圍。