一种基于蜂窝的窄带物联网的供水管网实时监测报警系统的制作方法

本实用新型涉及一种供水管网实时监测报警系统，尤其涉及一种基于窄带物联网NB-IoT无线通讯方式的供水管网实时监测报警系统。

背景技术：

现有的供水管网探漏主要采用人工听音的办法。效率低。容易受到外界干扰。利用运营商现有的2G/3G网络进行井内通讯。信号覆盖率底，大部分井内无信号，因此需要一种能够可以实时监控供水管网管道内的状态，实时监控预警和报警系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于蜂窝的窄带物联网的供水管网实时监测报警系统。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

本实用新型包括强磁力磁铁、压电陶瓷传感器单元、无线通讯模块、云服务数据接收器、数据分析服务器、GIS信息展示平台和报警系统，所述强磁力磁铁用于所述压电陶瓷传感器单元吸附在供水管网管道外壁上或者阀门上，所述压电陶瓷传感器单元用于采集管道上的声音横波振动信号，所述压电陶瓷传感器单元的输出端与所述无线通讯模块的输入端连接，所述无线通讯模块的输出端与所述云服务数据接收器的输入端连接，所述云服务数据接收器的输出端与所述GIS信息展示平台的输入端连接，所述GIS信息展示平台的数据端口与所述报警系统的输入端连接。

具体地，所述压电陶瓷传感器单元包括压电陶瓷传感器、信号放大电路、滤波电路、A/D数模转换电路、MCU控制电路，所述压电陶瓷传感器直接吸附在供水管网的外壁上或者连接的阀门上，所述压电陶瓷传感器的输出端与所述信号放大电路的输入端连接，所述信号放大电路的输出端与所述滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与所述A/D数模转换电路的输入端连接，所述A/D数模转换电路的输出端与所述MCU控制电路的输入端连接，所述MCU控制电路的输出端与所述无线通讯模块的输入端连接。

具体地，所述无线通讯模块为NB-IOT通讯模块，所述NB-IOT通讯模块包括多组NB-IOT通讯模块和NB-IOT基站。

具体地，所述压电陶瓷传感器单元为一组或者多组。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型过对供水管网管道的振动声音进行数据采集，采用基于蜂窝的窄带物联网NB-IoT无线通讯方式进行数据传输，保证管道井内可以和路面上的基站顺畅进行无线通讯，可以实时监控供水管网管道内的状态，实时预警上报，实时报警已经泄露的管道，通过GIS地理信息系统展示漏水点的具体位置，实用方便。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型所述压电陶瓷传感器单元的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1和2所示，本实用新型包括强磁力磁铁、压电陶瓷传感器单元、无线通讯模块、云服务数据接收器、数据分析服务器、GIS信息展示平台和报警系统，所述强磁力磁铁用于所述压电陶瓷传感器单元吸附在供水管网管道外壁上或者阀门上，所述压电陶瓷传感器单元用于采集管道上的声音横波振动信号，所述压电陶瓷传感器单元的输出端与所述无线通讯模块的输入端连接，所述无线通讯模块的输出端与所述云服务数据接收器的输入端连接，所述云服务数据接收器的输出端与所述GIS信息展示平台的输入端连接，所述GIS信息展示平台的数据端口与所述报警系统的输入端连接。

所述压电陶瓷传感器单元包括压电陶瓷传感器、信号放大电路、滤波电路、A/D数模转换电路、MCU控制电路，所述压电陶瓷传感器直接吸附在供水管网的外壁上或者连接的阀门上，所述压电陶瓷传感器的输出端与所述信号放大电路的输入端连接，所述信号放大电路的输出端与所述滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与所述A/D数模转换电路的输入端连接，所述A/D数模转换电路的输出端与所述MCU控制电路的输入端连接，所述MCU控制电路的输出端与所述无线通讯模块的输入端连接,所述压电陶瓷传感器单元为一组或者多组。信号放大电路，滤波电路，AD模数转换电路采用一个4路放大器和一个16位AD芯片组成。MCU采用的是低功耗的STM32L系列的单片机。NB-IoT无线通讯收发模块采用的是移远的BC95。云服务器采用配有的固定IP地址的阿里云服务器。

所述无线通讯模块为NB-IOT通讯模块，所述NB-IOT通讯模块包括多组NB-IOT通讯模块和NB-IOT基站。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。[1]NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWA)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。NB-IoT具有广覆盖、低功耗、大连接、低成本优势，适用于低速、小包、时延不敏感物联网业务。

本实用新型的工作原理如下：

操作人员把压电陶瓷传感器单元通过传感器头上安装的强力磁铁直接吸附在管道外壁上或者阀门上，通过压电陶瓷传感器采集管道上的振动声音数据，对数据信号进行信号放大电路、滤波和数模转换电路后，通过MCU控制电路发送至NB-IoT无线通讯收发模块进行中继转发，通过运营商的NB-IoT基站再把数据发送到云服务器中，云服务器上的接收软件把接收到的数据转到机器自学习的大数据分析模块中进行判定后把结果通过GIS展示平台实时展现给客户。所述强磁力磁铁用于把仪器吸附在供水管网管道外壁上或者阀门上，所述压电陶瓷振动传感器单元用于采集管道上的声音横波振动信号，所述无线通讯模块模块把压电陶瓷振动传感器单元采集的信号传输到云服务器，所述云服务器把收到的数据经过基于数据分析服务器后用GIS信息展示平台展现每个信号采集监测点的实时信息，并对异常的监测点作出计算出具体的管网漏水位置。所述云服务器把收到的数据经过基于数据分析服务器后用GIS信息展示平台展现每个信号采集监测点的实时信息，并对异常的监测点作出计算出具体的管网漏水位置。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。