一种消防水泵运行状况的自动采集监控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于自动化控制技术领域，涉及一种消防水泵运行状况的自动采集监控系统。
【背景技术】
[0002]随着物质生活水平的提高，人们对居住环境安全性的要求也越来越高，居住环境的安全程度又受很多因素所左右，如防火、防漏电等生理性因素，在不同程度上影响着人们的心理安全感。在防火灭火中，很重要的一种途径就是用水去扑灭火灾，而大多数消防水源提供的消防用水，都需要消防水泵进行加压，以满足灭火时对水压和水量的要求。消防水泵由于设置、维护不当产生故障势必影响灭火救援，造成不必要的损失。为了避免突发情况下消防水泵出现故障，有关文件要求每个月需要开启两次消防水泵试运行并进行消防给水管内水压的检测，以确认能满足灭火时对水压和水量的要求。
[0003]但现实情况中，每个月试运行消防水泵和测量管道内水压都需要消防技术人员使用相关技术和仪器人工进行测试和检测。这对消防技术人员的能力水平提出了一定要求。此外，由于一个区域内消防水泵众多且分散，一个月两次的测量频率对消防技术人员的人数和工作时间都带来了不小的压力。上述因素使得实际上对消防水泵一个月两次测试这一要求落实不到位，带来了安全隐患。
【发明内容】
[0004]本实用新型提供了一种消防水泵运行状况的自动采集监控系统，其目的在于，通过利用传感器模块自动实时采集消防水泵的运行状况，克服现有技术中消防水泵检测麻烦，人工劳动强度大的问题。
[0005]一种消防水泵运行状况的自动采集监控系统，包括传感器模块、微处理器模块、通信模块及远程服务器；
[0006]所述传感器模块与微处理器相连，所述微处理器通过通信模块与远程服务器通Is ;
[0007]所述传感器模块包括加速度传感器和水压传感器，所述加速度传感器安装于消防水泵的泵壳上，所述水压传感器安装于与消防水泵相连处的消防给水管内壁上。
[0008]还包括与微处理器相连的报警单元。
[0009]所述通信模块包括3G或4G通信模块。
[0010]所述远程服务器与互联网进行通信。
[0011]加速度传感器和水压传感器分别检测消防水泵起停状态以及消防给水管道压力变化；消防水泵运行时会周期性地振动，利用加速度传感器可以捕捉到振动信号；水压传感器模块用于采集消防给水管内水压数据。
[0012]微处理器模块主要用于驱动传感器采集信号与分析信号，包括将传感器获取的数据进行除噪与判断两传感器数据是否超出正常阈值；若传感器数据采集正常阈值则触发报警单元，同时，将传感器采集的数据实时发送至远程服务器。
[0013]远程服务器接收来自各个消防水泵上微处理器发送来的数据，整理汇总后存入数据库供以后调用和查看；远程服务器接受到异常警告信息后，通过短信等通知相关技术人员进行紧急处理。
[0014]有益效果
[0015]本实用新型提供了一种消防水泵运行状况的自动采集监控系统，包括传感器模块、微处理器模块、通信模块及远程服务器；所述传感器模块与微处理器相连，所述微处理器通过通信模块与远程服务器通信；所述传感器模块包括加速度传感器和水压传感器，所述加速度传感器安装于消防水泵的泵壳上，所述水压传感器安装于与消防水泵相连处的消防给水管内壁上。基于该监控系统，技术人员能够远程监控散布区域内消防水泵水压是否处于正常范围及定期试运行是否正常，通过互联网访问远程服务器即可监控。该系统使得消防技术人员不需要亲自一个个测试、检测、登记等，极大减轻了技术人员的负担，增加了工作效率，降低了经济成本。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的结构示意图；
[0017]图2为水泵静止时，加速度传感器采集的数据曲线示意图；
[0018]图3为水泵运行时，加速度传感器采集的数据曲线示意图；
[0019]图4为对图3中的直流分量数据去除后得到的波形图。
【具体实施方式】
[0020]下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。
[0021]如图1所示，一种消防水泵运行状况的自动采集监控系统，包括传感器模块、微处理器模块、通信模块及远程服务器；
[0022]所述传感器模块与微处理器相连，所述微处理器通过通信模块与远程服务器通Is ;
[0023]所述传感器模块包括加速度传感器和水压传感器，所述加速度传感器安装于消防水泵的泵壳上，所述水压传感器安装于与消防水泵相连处的消防给水管内壁上。
[0024]还包括与微处理器相连的报警单元。
[0025]所述通信模块包括3G或4G通信模块。
[0026]所述远程服务器与互联网进行通信。
[0027]加速度传感器和水压传感器分别检测消防水泵起停状态以及消防给水管道压力变化；消防水泵运行时会周期性地振动，利用加速度传感器可以捕捉到振动信号；水压传感器模块用于采集消防给水管内水压数据。
[0028]微处理器模块主要用于驱动传感器采集信号与分析信号，包括将传感器获取的数据进行除噪与判断两传感器数据是否超出正常阈值；若传感器数据采集正常阈值则触发报警单元，同时，将传感器采集的数据实时发送至远程服务器。
[0029]远程服务器接收来自各个消防水泵上微处理器发送来的数据，整理汇总后存入数据库供以后调用和查看；远程服务器接受到异常警告信息后，通过短信等通知相关技术人员进行紧急处理。
[0030]水泵运行时会振动，此振动表现在泵壳上即泵壳在X，γ，z三个方向上产生加速度。按照一定的频率采集某个轴上的加速度后，将加速度传感器输出的数据绘制在笛卡尔坐标系中即可得到该轴加速度随时间变化的波形图。
[0031]图2是水泵运行时，加速度传感器采集到的z轴的加速度数据随时间的变化，共有512个数据，采集频率为100Hz，此波形中存在直流分量。输出的数据均会带有一个基数，这个基数就是直流分量的来源。当传感器顶面竖直向上放置时，z轴输出数据的基数为256。
[0032]图3为水泵静止时，加速度传感器采集到的z轴的加速度随时间的变化，共有512个数据，采集频率为100Hz。从图中可以明显看出，传感器采集的数据中包含的直流分量为260，为了对数据进行进一步地处理，需将直流分量去除。对所有数据求平均，然后分别与平均数做差，即可将直流分量去除。去除直流分量的波形图如4。
[0033]对于传感器所采集的数据进行分析判断属于现有技术，本实用新型中只是运用现有技术中所描述的方法，嵌入微处理器中，通过幅值判断水泵是否处于运行状态，或者对数据进行快速傅立叶变换后通过分析其频率特性来判断水泵是否处于运行状态。本系统所采用的处理器为8位处理器，片上资源有限，鉴于此，将所有数据的绝对值相加后求平均，可以得到平均幅度。水泵未运行即加速度传感器处于静止状态时，此平均幅度接近于0，运行时可达25以上。预先设此数据为阈值，处理器周期性地执行上述运算，并将计算结果与此阈值进行比较即可确定水泵是否在运行。
[0034]水压传感器可直接获取消防给水管内的水压，并将此压力与预先设置的阈值进行比较，当压力值或其变化范围超出阈值时，将压力值、相应警报上传至远程服务器，并在本地发出报警信号。
[0035]远程服务器采用轻量级的node, js+mongodb+html/js的方式架设，能同时提供接受数据、装入数据库、前端友好的网页访问的功能。
【主权项】
1.一种消防水泵运行状况的自动采集监控系统，其特征在于，包括传感器模块、微处理器模块、通信模块及远程服务器； 所述传感器模块与微处理器相连，所述微处理器通过通信模块与远程服务器通信；所述传感器模块包括加速度传感器和水压传感器，所述加速度传感器安装于消防水泵的泵壳上，所述水压传感器安装于与消防水泵相连处的消防给水管内壁上。
2.根据权利要求1所述的一种消防水泵运行状况的自动采集监控系统，其特征在于，还包括与微处理器相连的报警单元。
3.根据权利要求2所述的一种消防水泵运行状况的自动采集监控系统，其特征在于，所述通信模块包括3G或4G通信模块。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种消防水泵运行状况的自动采集监控系统，其特征在于，所述远程服务器与互联网进行通信。
【专利摘要】本实用新型公开了一种消防水泵运行状况的自动采集监控系统，包括传感器模块、微处理器模块、通信模块及远程服务器；所述传感器模块与微处理器相连，所述微处理器通过通信模块与远程服务器通信；所述传感器模块包括加速度传感器和水压传感器，所述加速度传感器安装于消防水泵的泵壳上，所述水压传感器安装于与消防水泵相连处的消防给水管内壁上。基于该监控系统，技术人员能够远程监控散布区域内消防水泵水压是否处于正常范围及定期试运行是否正常，通过互联网访问远程服务器即可监控。该系统使得消防技术人员不需要亲自一个个测试、检测、登记等，极大减轻了技术人员的负担，增加了工作效率，降低了经济成本。
【IPC分类】A62C37-50
【公开号】CN204364750
【申请号】CN201420818800
【发明人】裘志浩, 李耀庄, 于钰, 李卓恒
【申请人】中南大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年12月22日