[发明专利]基于物联网的闸门、阀门测控信息智能终端

说明书

技术领域

本发明涉及一种为各类流体管网闸门、阀门设备进行现场测控和远程监控的智能终端，尤其是涉及一种基于物联网的闸门、阀门测控信息智能终端。

背景技术

目前闸门、阀门设备是各类管网系统中的重要设施，起到介质输送、关断、调节介质流量、压力和改变流向等管网调控作用，是畅通输配和管网抢修、维护、改造的重要保证措施。

闸(阀)门设备在当前实际应用中布置较分散，且距离较远，大多采用手动操作方式，运行人员劳动强度普遍较高，全面实现管网系统及时、有效管控的难度很大。管网系统要进行科学管理与实时调控首先要解决闸门、阀门远程调控题目，管网中若干重要的和关键的闸门、阀门能否实现及时有效地调控直接影响管网系统安全；所以，在管网系统调控中心直接实现对重要阀门远程调控操纵对保证管网系统安全正常运行具有十分重要的意义。

为了减轻运行人员的劳动强度，实现无人值守，能够在调控中心对现场各种闸门、阀门进行远程检测、控制，还能现地对闸门、阀门进行独立控制；当出现闸门、阀门故障时系统能够及时报警；同时也便于现场的调试、维护和紧急情况处理，所以，基于物联网的闸门、阀门测控信息智能终端在硬件设计上确保整个系统简单、安全、可靠。

发明内容

本发明提供了一种基于物联网的闸门、阀门测控信息智能终端，所述终端充分利用现有成熟的设备制造技术及先进的技术手段、无线频谱等资源；采用STM32F103嵌入式单片机为中央处理单元，布置在阀门井内或闸门旁；闸门、阀门调控中心计算机与现地终端单元之间通过无线网络或单总线网络进行通信，以便进行数据交换；关键的闸门、阀门是影响管网运行的重要设备，为防止误操纵，管网系统调控中心计算机和现场终端单元设有登陆密码和操作权限。

一种基于物联网的闸门、阀门测控信息智能终端，包括CPU板和分别与其相连接的液晶显示面板、功能键盘、接口电路板、无线传输模块，所述无线传输模块还与接口电路板相连接，所述CPU板包括STM32F103中央处理器和分别与其相连接的数据存储器、工作晶振、系统时钟，还包括通过数据总线与中央处理器连接的运算放大器以及通过隔离器与中央处理器连接的CAN总线，所述接口电路板与闸门或阀门相连接。

所述液晶显示面板与STM32F103中央处理器连接。

所述功能键盘与STM32F103中央处理器连接，功能键盘至少包括返回键“ESC”、向上翻页键或数字增键“Pgup”、向下翻页键或数字减键“Pgdn”、确认键“Enter”、复位键“RST”。

所述接口电路板包括8通道数字量输入、4通道数字量输出、8通道模拟量输入、1通道模拟量输出、1通道温度输入、1个无线接口、2个CAN接口、1个RJ45网络接口、1个宽电压设计电源接口。

所述无线传输模块分别与STM32F103中央处理器和接口电路板的无线接口相连接。

基于物联网的闸门、阀门测控信息智能终端，其基本功能如下：

(1)数据采集和处理功能：闸门、阀门的位置；闸门、阀门的工作状态；电气保护装置的状态；主电源和控制电源状态；有关操作状态。

(2)实时控制功能：被控对象可在本终端盘面上进行现场控制或通过闸门、阀门控制室计算机进行远程操作，还可在阀门井或闸门终端箱上操作；现地与远方操作互为闭锁，在现地切换，以距操作对象最近的控制点为最高优先级；控制内容有闸门升降控制和阀门的开闭控制。

(3)运行监视功能：运行监视包括状态监视，过程监视，控制系统异常监视。

①状变监视：电源断路器跳闸、运行接触器失电、保护动作等；

②过程监视：在本终端盘面上，动态显示闸门升降过程和开度；

③控制异常监视：本终端硬件或软件故障立即发出报警信号，并显示记录，指示报警部位。

(4)运行管理功能：包括运行画面及信息显示、人机对话、重要数据远程传送等。

①画面及信息显示：以数字、文字、图形、表格等形式组织画面进行动态显示，包括闸门、阀门动画、上、下游水位显示、各闸门、阀门开度显示、检测点压力、流量显示、当前事件信息显示、阀门井水位开关状态等；

②人机对话：包括输入控制命令，更新修改参数及配置数据等，以监视和控制各闸门、阀门的运行。

③远程管理：重要信息通过无线网络或单总线网络以定时传送的方式，远传给调控中心。

(5)数据通信功能：采用单总线结构。

(6)系统自检、诊断功能：包括硬件故障和应用软件故障诊断。

(7)可编程设置功能：实现现场硬件的配置和接口对接。