[发明专利]一种用于管网系统的低时延智能控制器

说明书

一种用于管网系统的低时延智能控制器，包括壳体以及依次连接的信号调理电路、主控芯片和5G通信模块，所述壳体为长方体，壳体顶部设置有按键，按键旁边设置无线接入与无线输出两个端口，壳体一侧面设置有输出接口，另一侧面设置有输入接口，壳体底部为用于放置信号调理电路、主控芯片和5G通信模块的集成电路板，所述主控芯片为增强ARM嵌入式边缘处理芯片。本发明为智能控制器配置了5G通信模块，在运行的设备局部控制参数发生变化时，从传感探测、数据传输到控制反馈等一系列的动作的时延达到1ms，能实时的将高危局部系统进行隔离维护并排除风险，大大提高安全系数，降低风险成本。

技术领域

本发明涉及智能控制技术领域，尤其是涉及一种用于管网系统的低时延智能控制器及控制方法。

背景技术

随着智能化和物联网技术的不断发展，智能控制器被广泛用于各类设备的自动化控制。对于天燃气、石油及其衍生品等易燃易爆流体的生产、输送及储存，故障和事故屡见报端，因此其系统内泵、阀的控制要求非常严格，目前的所用的智能控制器主要集中在针对控制功能及控制操作性的智能化控制，而在控制效率、控制安全方面，目前的智能控制器存在极大的不足。一旦某个局部发生泄漏或其它安全风险，系统的响应速度比较慢，无法实现实时控制并及时把损失控制到最小。

随着5G技术的推进，数据通信的时延、带宽问题得以解决。本专利基于5G通信技术的具有边缘计算能力的低时延智能控制器，将系统的响应时间减少到1ms，实现系统的实时控制，避免发生故障甚至安全事故。

发明内容

本发明是为了克服现有技术控制系统响应慢，无法实现实时控制的问题，提供一种用于管网系统的低时延智能控制器，极大的缩短系统的响应时间。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于管网系统的低时延智能控制器，包括壳体以及依次连接的信号调理电路、主控芯片和5G通信模块，所述壳体为长方体，壳体顶部设置有按键，按键旁边设置无线接入与无线输出两个端口，壳体一侧面设置有输出接口，另一侧面设置有输入接口，壳体底部为用于放置信号调理电路、主控芯片和5G通信模块的集成电路板，所述主控芯片为增强ARM嵌入式边缘处理芯片。

作为优选，所述信号调理电路还连接有传感器模块。

作为优选，所述5G通信模块为SIM8200 5G模组、SIM8300 5G模组和FM150-NA5G模组其中的一种。

作为优选，所述传感器模块包括流量传感器、压力传感器、霍尔开关传感器、电流电压传感器、PT100温度传感器和DS18B20温度传感器中一种或多种的组合。

作为优选，主控芯片与5G通信模块通过UART串口相连，采用9600bps的波特率进行通信。

作为优选，所述5G通信模块还连接控制中心。

一种用于管网系统的低时延智能控制方法，所述控制方法采用上述低时延智能控制器，并包括以下步骤：

S1：信号调理电路将传感器采集的信号转换成标准信号数据后发送给主控芯片；

S2：主控芯片利用边缘计算能力对S1所发送数据进行预处理，并进行数据分析，若数据正常则继续监测，若出现数据异常，则进行下一步骤；

S3：主控芯片通过AT指令控制5G通信模块将异常数据与控制信号发送至控制中心；

S4：控制中心将异常数据与控制信号实时上传到IoT系统并发出控制指令；

S5：运行的设备接收控制指令瞬时停止并通过控制中心通知维保人员进行风险排除；

作为优选，所述S2中对数据进行预处理的方式包括数据过滤、清洗、聚合、语意解析。

作为优选，所述S2中数据分析具体方法如下：