本实用新型属于隧道消防管道防漏防冻远程监测预警技术领域。具体涉及一种隧道消防管道防漏防冻远程监测预警功能的温湿度信息采集管理设备，是消防管道防漏防冻远程监测预警系统承上启下的管理设备。主要应用于高速公路隧道消防管道防漏防冻远程监测预警控制管理技术领域，也同样适用于具有相同技术管理需求的领域。
背景技术：
近年来，隧道在公路建设中的比例越来越高。随着隧道数量的不断增长，公路隧道消防系统在保障人民生命财产安全具有极其重要的作用和意义。目前公路隧道消防管道使用电伴热防冻，但存在电伴热损坏时无法及时监测预警的严重隐患；这种隐患直接威胁到行车环境人民生命财产的安全；但目前公路隧道尚无消防管道渗漏监测系统，在查找渗漏点时必须将管道盖板全部掀开，整段保温层剥开查找。不但影响隧道正常通行和使用，还增加了隧道交通安全隐患和行车环境污染问题。因此，急需一种对消防管道渗漏和温度情况进行远程监测预警的管理设备。
技术实现要素：
本实用新型针对现有技术功能的空白和存在的缺陷问题，提供一种消防管道防漏防冻监测管理的主站设备。
本实用新型的技术方案为：
所述隧道消防管道防漏防冻监测主站设备，设置于隧道口变电站或隧道内PLC控制箱内，用于收集检测分站采集的温湿度预警信息，通过通讯系统接收管理服务器下发的管理信息和采集控制指令，并将收集到分机的信息上传到管理服务器；其主要电路由电源电路、微处理器电路、复位电路、与下级分站通信接口电路、与上级管理服务器通信接口电路、预留通信接口电路、温湿度检测电路组成。
电源电路与微处理器电路连接，并与温湿度检测电路连接，为微处理器电路和温湿度传感器接口电路提供所需电源；复位电路与微处理器电路连接，为微处理器电路提供复位信号；微处理器电路还分别与下级分站通信接口电路、上级管理服务器通信接口电路、预留通信接口电路、温湿度传感器接口电路相互连接，分别完成与下级分站的通信、与上级管理服务器的通信、与预留通信接口电路的通信功能。
作为本实用新型的一种优选实施方式，本实用新型所述电源电路由接线端子J1、保险丝F2、ABS6整流桥U2、瞬变抑制二极管(TVS)D1、整流二极管DJ3、整流二极管DJ2、整流二极管DJ1、LM7805稳压块U3、电解电容C5、电解电容C3、滤波电容C4、限流电阻R1、发光二极管L1、B0505隔离电源DC1、电容C7、滤波电容C10组成。接线端子J1脚1接保险丝F2一端，保险丝F2另一端接整流桥U2脚4并与瞬变抑制二极管(TVS)D1一端相连接，接线端子J1脚2接瞬变抑制二极管(TVS)D1另一端并与整流桥U2脚3相连接，接线端子J1脚3接485_A1，接线端子J1脚4接485_B1，接线端子J1脚5接485_A2，接线端子J1脚6接485_B2，接线端子J1脚7接485_A3，接线端子J1脚8接485_B3，整流桥U2完成了对输入电源的无极性接入要求的功能，其中整流桥U2脚1接整流二极管DJ3正极，整流二极管DJ3负极接整流二极管DJ2正极，整流二极管DJ2负极接整流二极管DJ1正极，整流二极管DJ1负极接稳压块U3脚1和电解电容C5正极相连接后接12V电源，利用整流二极管DJ3、整流二极管DJ2和整流二极管DJ1的串联压降功能，解决了稳压块U3无效功耗带来的发热问题，稳压块U3实现了12V到+5V电源的稳压转换功能，稳压块U3脚2与整流桥U2脚2、电解电容C5负极、电解电容C3负极、滤波电容C4一端相连接后接地，稳压块U3脚3接电解电容C3正极和滤波电容C4另一端后与+5V电源相连接，电源指示发光管限流电阻R1一端接+5V电源，另一端接发光二极管L1正极，发光二极管L1负极接地，隔离电源DC1完成对+5V电源的隔离输出功能，其中隔离电源DC1脚1接输入电源+5V，隔离电源DC1脚2接输入地，隔离电源DC1脚1与脚2分别与滤波电容C7两端相连接，隔离电源DC1脚3接输出的EARTH_485隔离地，隔离电源DC1脚4接输出的+5VB_485，隔离电源DC1脚3与脚4分别与滤波电容C10两端相连接。
作为本实用新型的一种优选实施方式，本实用新型所述微处理器电路由PIC18F67K40微处理器U6、滤波电容C14、滤波电容C15、限流电阻R4、发光二极管L3、限流电阻R3、发光二极管L2、14.7456MHz晶振Y1、电容C13、电容C16组成。微处理器U6通过通讯接口电路，完成主站对分站的温湿度信息采集监测通讯和与预警服务器的通讯功能，其中微处理器U6脚1接RX3，微处理器U6脚2接TX3，微处理器U6脚3接EN3，微处理器U6脚4接TX2，微处理器U6脚5接RX2，微处理器U6脚6接EN2，微处理器U6脚7接Vpp，微处理器U6脚9接地，微处理器U6脚10接+5V电源，微处理器U6脚9、微处理器U6脚10间接滤波电容C14，微处理器U6脚16接Data3，微处理器U6脚31接TX1，微处理器U6脚32接RX1，微处理器U6脚33接EN1，微处理器U6脚37接ICSPDAT，微处理器U6脚38接+5V电源并与滤波电容C15一端相连接，微处理器U6脚39接OSC_OUT，微处理器U6脚40接OSC_IN，微处理器U6脚41与滤波电容C15另一端相连接后接地，微处理器U6脚42接ICSPCLK，微处理器U6脚47接限流电阻R4，限流电阻R4另一端与运行指示发光二极管L3正极连接，发光二极管L3负极接地，微处理器U6脚48接限流电阻R3，限流电阻R3另一端与报警指示发光二极管L2正极连接，发光二极管L2负极接地，晶振Y1一端接电容C13并与OSC_IN相连接，电容C13另一端接地，晶振Y1另一端接电容C16并与OSC_OUT相连接，电容C16另一端接地，晶振Y1和电容C13、电容C16组成微处理器的主频震荡电路，决定微处理器的工作频率。
作为本实用新型的一种优选实施方式，本实用新型所述复位电路由IMP809电源监控芯片U4、电阻R2、滤波电容C6、排针P1组成。排针P1脚1接Vpp，并与滤波电容C6一端、电阻R2一端相连接，滤波电容C6另一端接地，排针P1脚2接+5V电源，排针P1脚3接地，排针P1脚4接ICSPDAT，排针P1脚5接ICSPCLK，电源监控芯片U4完成对微处理器U6的复位功能，其中电源监控芯片U4脚1接地，电源监控芯片U4脚2接电阻R2另一端，电源监控芯片U4脚3接+5V电源，主站复位电路保证单片机最小系统微处理器电路正常工作。
作为本实用新型的一种优选实施方式，本实用新型所述下级分站分站通信接口电路由ADM2483RS485芯片U1、电容C2、瞬变抑制二极管(TVS)D2、瞬变抑制二极管(TVS)D3、保险丝F1、保险丝F3、电容C1组成。以RS485芯片U1为核心的电路，完成下级分站与主站微处理器的RS485接口通信功能，RS485芯片U1脚1接+5V电源，并接电容C2一端，电容C2另一端接地，RS485芯片U1脚2接地，RS485芯片U1脚3接RX1，RS485芯片U1脚4、RS485芯片U1脚5接EN1，RS485芯片U1脚6接TX1，RS485芯片U1脚7接+5V电源，RS485芯片U1脚8接地，RS485芯片U1脚9接EARTH_485隔离地，RS485芯片U1脚12接瞬变抑制二极管(TVS)D3负极，并与保险丝F3相连接，保险丝F3另一端与485_A1相连接，RS485芯片U1脚13接瞬变抑制二极管(TVS)D2负极，并与保险丝F1相连接，保险丝F1另一端与485_B1相连接，瞬变抑制二极管(TVS)D3正极、瞬变抑制二极管(TVS)D2正极接EARTH_485隔离地，RS485芯片U1脚15与电容C1一端相连接并接EARTH_485隔离地，RS485芯片U1脚16接电容C1另一端并与+5VB_485电源相连接，下级分站通信接口电路将下级分站信息接收到检测主站。
作为本实用新型的一种优选实施方式，本实用新型所述上级管理服务器通信接口电路由RS485芯片U5、电容C9、瞬变抑制二极管(TVS)D5、瞬变抑制二极管(TVS)D4、保险丝F5、保险丝F4、电容C8组成。以RS485芯片U5为核心的电路，完成主站与上级管理服务器的通信功能，RS485芯片U5脚1接+5V电源，并接电容C9一端，电容C9另一端接地，RS485芯片U5脚2接地，RS485芯片U5脚3接RX2，RS485芯片U5脚4、RS485芯片U5脚5接EN2，RS485芯片U5脚6接TX2，RS485芯片U5脚7接+5V电源，RS485芯片U5脚8接地，RS485芯片U5脚9接EARTH_485隔离地，RS485芯片U5脚12接瞬变抑制二极管(TVS)D5负极，并与保险丝F5相连接，保险丝F5另一端与485_A2相连接，RS485芯片U5脚13接瞬变抑制二极管(TVS)D4负极，并与保险丝F4相连接，保险丝F4另一端与485_B2相连接，瞬变抑制二极管(TVS)D5正极、瞬变抑制二极管(TVS)D4正极接EARTH_485隔离地，RS485芯片U5脚15与电容C8一端相连接并接EARTH_485隔离地，RS485芯片U5脚16接电容C8另一端并与+5VB_485电源相连接，共同组成RS485远程通信接口，通过原有的光通信系统和标准MODBUS协议，完成检测主站与上级管理服务器管理服务器的远程通讯管理功能，实现远程检测功能。
作为本实用新型的一种优选实施方式，本实用新型所述预留通信接口电路由RS485芯片U7、电容C11、电容C12、保险丝F6、保险丝F7、瞬变抑制二极管(TVS)D6、瞬变抑制二极管(TVS)D7组成。作为本控制器的预留通讯接口，RS485芯片U7脚1接+5V电源，并接电容C11一端，电容C11另一端接地，RS485芯片U7脚2接地，RS485芯片U7脚3接RX3，RS485芯片U7脚4、RS485芯片U7脚5接EN3，RS485芯片U7脚6接TX3，RS485芯片U7脚7接+5V电源，RS485芯片U7脚8接地，RS485芯片U7脚9接EARTH_485隔离地，RS485芯片U7脚12接瞬变抑制二极管(TVS)D7负极，并与保险丝F7相连接，保险丝F7另一端与485_A3相连接，RS485芯片U7脚13接瞬变抑制二极管(TVS)D6负极，并与保险丝F6相连接，保险丝F6另一端与485_B3相连接，瞬变抑制二极管(TVS)D7正极、瞬变抑制二极管(TVS)D6正极接EARTH_485隔离地，RS485芯片U7脚15与电容C12一端相连接并接EARTH_485隔离地，RS485芯片U7脚16接电容C12另一端并与+5VB_485电源相连接。
作为本实用新型的一种优选实施方式，本实用新型所述温湿度传感器接口电路由接线端子J7、电阻R21、电阻R22、滤波电容C33组成。温湿度传感器接口电路由多个温湿度传感器组成，在此范围内根据实际情况自由调配接口数量，在温湿度电容传感器接口中，接线端子J7与温湿度传感器连接，完成对传感器的供电和温湿度数据信息采集的功能，接线端子J7脚1接上拉电阻R21一端，并与+5V电源相连接，接线端子J7脚2与上拉电阻R21另一端相连接，并接保护电阻R22，保护电阻R22另一端接Data3，接线端子J7脚3接地，滤波电容C33一端接+5V，滤波电容C33另一端接地
进一步，还包括安装在隧道管理站的预警服务器，所述预警服务器经通讯系统，通过与安装在变电站的串口服务器或与安装在隧道内的PLC连接后，通过其串口与主站连接，在与下级所属分站连接后，用于对隧道内消防管道的温湿度和电伴热回路电流信息的监测，完成隧道消防管道渗漏故障点和电伴热故障点位置信息的预警提示。
因此，与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1、本防漏防冻远程监测主站以其结构简单、实用性强、使用灵活、安装便捷等特点，首次用于对消防管道渗漏和温度的动态情况进行全方位实时监测预警，解决了隧道消防管道防漏防冻的技术难题，实现了对消防管道的漏水和发热电缆工作状态的监测预警技术功能，填补了隧道消防管道防漏防冻的监测预警技术空白。
2、本消防管道防漏防冻监测主站，解决目前隧道消防管道使用电伴热易冻裂，存在电伴热损坏时无法及时检测发现的技术问题，并提供消防管道渗漏远程监测和预警功能，对于消防管道的工作异常情况能及时发现，并预警异常位置信息，提示管理人员及时、准确到达异常位置进行维护。将故障排除在萌芽状态，省时、省力、省钱，最大限度地减少交通管制带来的安全隐患和通行拥堵难题。更好地发挥隧道消防系统保障人民生命财产安全的重要作用。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图；
图2是本实用新型的电源电路图；
图3是本实用新型的微处理器电路图；
图4是本实用新型的复位电路图；
图5是本实用新型的下级分站通信接口电路图；
图6是本实用新型的上级管理服务器通信接口电路图；
图7是本实用新型的预留通信接口电路图；
图8是本实用新型的温湿度传感器接口电路图。
具体实施方式
隧道消防管道防漏防冻监测主站，由电源电路、微处理器电路、复位电路、与下级分站通信接口电路、与上级管理服务器通信接口电路、预留通信接口电路、温湿度传感器接口电路组成，各电路连接关系如下：
隧道消防管道防漏防冻监测主站见图1，电源电路与微处理器电路连接，并与温湿度检测电路连接，为微处理器电路和温湿度传感器接口电路提供所需电源；复位电路与微处理器电路连接，为微处理器电路提供复位信号；微处理器电路还分别与下级分站通信接口电路、上级管理服务器通信接口电路、预留通信接口电路、温湿度传感器接口电路相互连接，分别完成与下级分站的通信、与上级管理服务器的通信、与预留通信接口电路的通信功能。
具体电路连接关系如下：
电源电路见图2，电源电路由接线端子J1、保险丝F2、ABS6整流桥U2、瞬变抑制二极管(TVS)D1、整流二极管DJ3、整流二极管DJ2、整流二极管DJ1、LM7805稳压块U3、电解电容C5、电解电容C3、滤波电容C4、限流电阻R1、发光二极管L1、B0505隔离电源DC1、电容C7、滤波电容C10组成。接线端子J1脚1接保险丝F2一端，保险丝F2另一端接整流桥U2脚4并与瞬变抑制二极管(TVS)D1一端相连接，接线端子J1脚2接瞬变抑制二极管(TVS)D1另一端并与整流桥U2脚3相连接，接线端子J1脚3接485_A1，接线端子J1脚4接485_B1，接线端子J1脚5接485_A2，接线端子J1脚6接485_B2，接线端子J1脚7接485_A3，接线端子J1脚8接485_B3，整流桥U2完成了对输入电源的无极性接入要求的功能，其中整流桥U2脚1接整流二极管DJ3正极，整流二极管DJ3负极接整流二极管DJ2正极，整流二极管DJ2负极接整流二极管DJ1正极，整流二极管DJ1负极接稳压块U3脚1和电解电容C5正极相连接后接12V电源，利用整流二极管DJ3、整流二极管DJ2和整流二极管DJ1的串联压降功能，解决了稳压块U3无效功耗带来的发热问题，稳压块U3实现了12V到+5V电源的稳压转换功能，稳压块U3脚2与整流桥U2脚2、电解电容C5负极、电解电容C3负极、滤波电容C4一端相连接后接地，稳压块U3脚3接电解电容C3正极和滤波电容C4另一端后与+5V电源相连接，电源指示发光管限流电阻R1一端接+5V电源，另一端接发光二极管L1正极，发光二极管L1负极接地，隔离电源DC1完成对+5V电源的隔离输出功能，其中隔离电源DC1脚1接输入电源+5V，隔离电源DC1脚2接输入地，隔离电源DC1脚1与脚2分别与滤波电容C7两端相连接，隔离电源DC1脚3接输出的EARTH_485隔离地，隔离电源DC1脚4接输出的+5VB_485，隔离电源DC1脚3与脚4分别与滤波电容C10两端相连接。
微处理器电路见图3，微处理器电路由PIC18F67K40微处理器U6、滤波电容C14、滤波电容C15、限流电阻R4、发光二极管L3、限流电阻R3、发光二极管L2、14.7456MHz晶振Y1、电容C13、电容C16组成。微处理器U6通过通讯接口电路，完成主站对分站的温湿度信息采集监测通讯和与预警服务器的通讯功能，其中微处理器U6脚1接RX3，微处理器U6脚2接TX3，微处理器U6脚3接EN3，微处理器U6脚4接TX2，微处理器U6脚5接RX2，微处理器U6脚6接EN2，微处理器U6脚7接Vpp，微处理器U6脚9接地，微处理器U6脚10接+5V电源，微处理器U6脚9、微处理器U6脚10间接滤波电容C14，微处理器U6脚16接Data3，微处理器U6脚31接TX1，微处理器U6脚32接RX1，微处理器U6脚33接EN1，微处理器U6脚37接ICSPDAT，微处理器U6脚38接+5V电源并与滤波电容C15一端相连接，微处理器U6脚39接OSC_OUT，微处理器U6脚40接OSC_IN，微处理器U6脚41与滤波电容C15另一端相连接后接地，微处理器U6脚42接ICSPCLK，微处理器U6脚47接限流电阻R4，限流电阻R4另一端与运行指示发光二极管L3正极连接，发光二极管L3负极接地，微处理器U6脚48接限流电阻R3，限流电阻R3另一端与报警指示发光二极管L2正极连接，发光二极管L2负极接地，晶振Y1一端接电容C13并与OSC_IN相连接，电容C13另一端接地，晶振Y1另一端接电容C16并与OSC_OUT相连接，电容C16另一端接地，晶振Y1和电容C13、电容C16组成微处理器的主频震荡电路，决定微处理器的工作频率。
复位电路见图4，复位电路由IMP809电源监控芯片U4、电阻R2、滤波电容C6、排针P1组成。排针P1脚1接Vpp，并与滤波电容C6一端、电阻R2一端相连接，滤波电容C6另一端接地，排针P1脚2接+5V电源，排针P1脚3接地，排针P1脚4接ICSPDAT，排针P1脚5接ICSPCLK，电源监控芯片U4完成对微处理器U6的复位功能，其中电源监控芯片U4脚1接地，电源监控芯片U4脚2接电阻R2另一端，电源监控芯片U4脚3接+5V电源，主站复位电路保证单片机最小系统微处理器电路正常工作。
下级分站通信接口电路见图5，下级分站分站通信接口电路由ADM2483RS485芯片U1、电容C2、瞬变抑制二极管(TVS)D2、瞬变抑制二极管(TVS)D3、保险丝F1、保险丝F3、电容C1组成。以RS485芯片U1为核心的电路，完成下级分站与主站微处理器的RS485接口通信功能，RS485芯片U1脚1接+5V电源，并接电容C2一端，电容C2另一端接地，RS485芯片U1脚2接地，RS485芯片U1脚3接RX1，RS485芯片U1脚4、RS485芯片U1脚5接EN1，RS485芯片U1脚6接TX1，RS485芯片U1脚7接+5V电源，RS485芯片U1脚8接地，RS485芯片U1脚9接EARTH_485隔离地，RS485芯片U1脚12接瞬变抑制二极管(TVS)D3负极，并与保险丝F3相连接，保险丝F3另一端与485_A1相连接，RS485芯片U1脚13接瞬变抑制二极管(TVS)D2负极，并与保险丝F1相连接，保险丝F1另一端与485_B1相连接，瞬变抑制二极管(TVS)D3正极、瞬变抑制二极管(TVS)D2正极接EARTH_485隔离地，RS485芯片U1脚15与电容C1一端相连接并接EARTH_485隔离地，RS485芯片U1脚16接电容C1另一端并与+5VB_485电源相连接，下级分站通信接口电路将下级分站信息接收到检测主站。
上级管理服务器通信接口电路见图6，上级管理服务器通信接口电路由RS485芯片U5、电容C9、瞬变抑制二极管(TVS)D5、瞬变抑制二极管(TVS)D4、保险丝F5、保险丝F4、电容C8组成。以RS485芯片U5为核心的电路，完成主站与上级管理服务器的通信功能，RS485芯片U5脚1接+5V电源，并接电容C9一端，电容C9另一端接地，RS485芯片U5脚2接地，RS485芯片U5脚3接RX2，RS485芯片U5脚4、RS485芯片U5脚5接EN2，RS485芯片U5脚6接TX2，RS485芯片U5脚7接+5V电源，RS485芯片U5脚8接地，RS485芯片U5脚9接EARTH_485隔离地，RS485芯片U5脚12接瞬变抑制二极管(TVS)D5负极，并与保险丝F5相连接，保险丝F5另一端与485_A2相连接，RS485芯片U5脚13接瞬变抑制二极管(TVS)D4负极，并与保险丝F4相连接，保险丝F4另一端与485_B2相连接，瞬变抑制二极管(TVS)D5正极、瞬变抑制二极管(TVS)D4正极接EARTH_485隔离地，RS485芯片U5脚15与电容C8一端相连接并接EARTH_485隔离地，RS485芯片U5脚16接电容C8另一端并与+5VB_485电源相连接，共同组成RS485远程通信接口，通过原有的光通信系统和标准MODBUS协议，完成检测主站与上级管理服务器管理服务器的远程通讯管理功能，实现远程检测功能。
预留通信接口电路见图7，预留通信接口电路由RS485芯片U7、电容C11、电容C12、保险丝F6、保险丝F7、瞬变抑制二极管(TVS)D6、瞬变抑制二极管(TVS)D7组成。作为本控制器的预留通讯接口，RS485芯片U7脚1接+5V电源，并接电容C11一端，电容C11另一端接地，RS485芯片U7脚2接地，RS485芯片U7脚3接RX3，RS485芯片U7脚4、RS485芯片U7脚5接EN3，RS485芯片U7脚6接TX3，RS485芯片U7脚7接+5V电源，RS485芯片U7脚8接地，RS485芯片U7脚9接EARTH_485隔离地，RS485芯片U7脚12接瞬变抑制二极管(TVS)D7负极，并与保险丝F7相连接，保险丝F7另一端与485_A3相连接，RS485芯片U7脚13接瞬变抑制二极管(TVS)D6负极，并与保险丝F6相连接，保险丝F6另一端与485_B3相连接，瞬变抑制二极管(TVS)D7正极、瞬变抑制二极管(TVS)D6正极接EARTH_485隔离地，RS485芯片U7脚15与电容C12一端相连接并接EARTH_485隔离地，RS485芯片U7脚16接电容C12另一端并与+5VB_485电源相连接。
温湿度传感器接口电路见图8，温湿度传感器接口电路由接线端子J7、电阻R21、电阻R22、滤波电容C33组成。温湿度传感器接口电路由多个温湿度传感器组成，在此范围内根据实际情况自由调配接口数量，在温湿度电容传感器接口中，接线端子J7与温湿度传感器连接，完成对传感器的供电和温湿度数据信息采集的功能，接线端子J7脚1接上拉电阻R21一端，并与+5V电源相连接，接线端子J7脚2与上拉电阻R21另一端相连接，并接保护电阻R22，保护电阻R22另一端接Data3，接线端子J7脚3接地，滤波电容C33一端接+5V，滤波电容C33另一端接地。