涵闸远程控制系统及其方法与流程

本发明涉及一种涵闸技术领域，尤其是涉及一种涵闸远程控制系统及其方法。

背景技术：

湖泊、大小江河、河道等水资源丰富，将水力转化为水利在中国自古以来就是一件利国利民的工程。如三峡工程、南水北调工程等等，都体现了水资源的良性运用。但是，水利设施建设之后的安全运行和维护更是重中之重。如果，后期管理不善，将可能直接导致水利设施的功能降低甚至丧失，反而给水利安全管理造成负担。

随着水利工程的不断发展建设，国家对各种水利设施自身，以及水利设施的自动化运行和设备设施的安全提出了新的要求，加之现代通信技术的迅速发展，为水利建设的数字化提供了技术上的有力保证。

因此，改造优化水利设施的安全监控，通过多种通信技术的远程监控系统和控制，建设水利行业机房，实现远程自动监控是水利水电行业发展的整体趋势。

目前水利设施中主要有拱坝、重力坝、碾压混凝土坝、心墙堆石坝、面板堆石坝等。由于水坝的体积相对比较大，横截面比较宽。而水闸则主要以河道为主，相对于水坝整体体积小很多，基本上是一次成坝。

水利监控系统要求信息的采集及时而且准确、信息处理操作简单、维护方便，并且要求系统安装方便，运作稳定，维护周期长。目前主要存在以下几个问题：

1.传统的监控，功能单一，无法满足现代移动监控的需要。

2.如果在多个监控室都采用监控系统，维护成本太高。

3.闸位发生警情时，仅靠就近值班人员到现场解决或者电话通知专业技术人员，都无法在第一时间获取详细的监控信息，降低了系统的反应速度，如果问题严重则后果将不堪设想。

4.如果沿用传统的安全保卫工作，不仅浪费了大量的人力资源，而且问题出现后处理周期比较长，对问题也无法追踪和回溯，也就很难快速找到问题根源，因而也不利于信息化管理。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种涵闸远程控制系统及其方法，避免了现有技术无法满足现代移动监控的需要、维护成本太高、降低了系统的反应速度和不利于信息化管理的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：

一种涵闸远程控制系统，包括智能手机，所述智能手机内带有手机App；

所述智能手机通过网络同后台服务器相连接；

另外还包括远端上位机、用于控制闸门电机的控制模块以及电源模块；

所述控制模块与为其提供工作电源的电源模块交互式电连接，所述控制模块与远端上位机通讯连接，所述控制模块的输出端连接有用于显示闸门数据的显示触摸屏；

所述控制模块包括控制器和ZIGBEE通讯模块，所述控制器分别与闸门电机、闸位传感器和水位传感器交互式电连接，控制器将检测到的闸位和水位信息通过RS-232总线接口传输给ZIGBEE通讯模块，所述ZIGBEE通讯模块与远端上位机联网通讯；所述控制器交互式连接有用于提供实时时钟和定时中断的时钟芯片以及用于存储闸门数据的存储器，所述控制器和第一报警器相连，所述远端上位机也和第二报警器相连，所述远端上位机还通过同网络相连的交换机同后台服务器相连接，所述闸门电机的电机轴同减速器输入轴相轴连接，所述减速器输出轴同卷筒的一侧相连，所述卷筒上缠绕着钢丝绳，所述钢丝绳连接在闸门顶部,另外在用于存储闸门数据的存储器中存储有预设的闸位上限值、闸位下限值、水位上限值和水位下限值，所述闸门为水坝闸门，所述水位传感器用来采集水坝的水位。

所述智能手机能为移动手机或者其他无线通信装置所替代。

所述闸门电机为涵闸的闸门电机。

所述闸位传感器设置在钢丝绳上。

所述涵闸远程控制系统的方法，具体如下：

步骤1：如果要让水坝泄水，启动智能手机的手机App,通过手机App发送开启闸门的指令到后台服务器，由后台服务器将该开启闸门的指令发送到远端上位机，然后远端上位机通过ZIGBEE通讯模块把该开启闸门的指令转发到控制器中，然后控制器控制闸门电机牵引着卷筒同步拖动着钢丝绳来让闸门开启进行泄水，另外闸位传感器和水位传感器在控制器控制闸门电机牵引着卷筒同步拖动着钢丝绳来让闸门开启进行泄水的期间，也将连续采集到的闸门的闸位数据和水坝的水位数据存储到存储器、发送到显示触摸屏中实时显示以及发送到远端上位机中，发送到远端上位机中以后再把将采集到的闸门的闸位数据和水坝的水位数据发送到后台服务器，再由后台服务器发送到智能手机中进行显示，另外在闸门的闸位数据存储到存储器后还把闸门的闸位数据同预设的闸位上限值和闸位下限值相比较，如果闸门的闸位数据比预设的闸位上限值更大或者比预设的闸位下限值更小，就把报警信息分别发送到控制器和远端上位机中，以此分别驱动第一报警器和第二报警器进行报警，而在水坝的水位数据存储到存储器后还把水坝的水位数据同预设的水位上限值和水位下限值相比较，如果水坝的水位数据比预设的水位上限值更大或者比预设的水位下限值更小，就把报警信息分别发送到控制器和远端上位机中，以此分别驱动第一报警器和第二报警器进行报警；

步骤2：如果要让水坝停止泄水，启动智能手机的手机App,通过手机App发送关闭闸门的指令到后台服务器，由后台服务器将该关闭闸门的指令发送到远端上位机，然后远端上位机通过ZIGBEE通讯模块把该关闭闸门的指令转发到控制器中，然后控制器控制闸门电机牵引着卷筒同步放开钢丝绳来让闸门关闭来停止泄水，另外闸位传感器和水位传感器在控制器控制闸门电机牵引着卷筒同步拖动着钢丝绳来让闸门关闭停止泄水的期间，也将连续采集到的闸门的闸位数据和水坝的水位数据存储到存储器、发送到显示触摸屏中实时显示以及发送到远端上位机中，发送到远端上位机中以后再把将采集到的闸门的闸位数据和水坝的水位数据发送到后台服务器，再由后台服务器发送到智能手机中进行显示，另外在闸门的闸位数据存储到存储器后还把闸门的闸位数据同预设的闸位上限值和闸位下限值相比较，如果闸门的闸位数据比预设的闸位上限值更大或者比预设的闸位下限值更小，就把报警信息分别发送到控制器和远端上位机中，以此分别驱动第一报警器和第二报警器进行报警，而在水坝的水位数据存储到存储器后还把水坝的水位数据同预设的水位上限值和水位下限值相比较，如果水坝的水位数据比预设的水位上限值更大或者比预设的水位下限值更小，就把报警信息分别发送到控制器和远端上位机中，以此分别驱动第一报警器和第二报警器进行报警。

经由本发明的结构，与现有技术相比，本发明的优点在于：

能够满足现代移动监控的需要、维护成本低、提高了系统的反应速度和利于信息化管理。

附图说明

图1为本发明的轴连接器的连接状态示意图；

图2为本发明的轴连接器的剖视图；

图3为本发明的第一套筒的结构示意图；

图4为本发明的第二套筒的结构示意图；

图5为本发明的部分装置结构示意图。

图6是所述涵闸远程控制系统的整体结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-图6所示，涵闸远程控制系统，包括智能手机，所述智能手机内带有手机App；

所述智能手机通过无线网络同后台服务器相连接；

另外还包括远端上位机、用于控制闸门电机的控制模块以及电源模块；

所述控制模块与为其提供工作电源的电源模块交互式电连接，所述控制模块与远端上位机通讯连接，所述控制模块的输出端连接有用于显示闸门数据的显示触摸屏；

所述控制模块包括控制器和ZIGBEE通讯模块，所述控制器分别与闸门电机、闸位传感器和水位传感器交互式电连接，控制器将检测到的闸位和水位信息通过RS-232总线接口传输给ZIGBEE通讯模块，所述ZIGBEE通讯模块与远端上位机联网通讯；所述控制器交互式连接有用于提供实时时钟和定时中断的时钟芯片以及用于存储闸门数据的存储器，所述控制器和第一报警器相连，所述远端上位机也和第二报警器相连，所述远端上位机还通过同网络相连的交换机同后台服务器相连接，所述闸门电机的电机轴同减速器输入轴相轴连接，所述减速器输出轴同卷筒的一侧相连，所述卷筒上缠绕着钢丝绳，所述钢丝绳连接在闸门顶部,另外在用于存储闸门数据的存储器中存储有预设的闸位上限值、闸位下限值、水位上限值和水位下限值，所述闸门为水坝闸门，所述水位传感器用来采集水坝的水位。

所述智能手机能为移动手机或者其他无线通信装置所替代。

所述闸门电机为涵闸的闸门电机。

所述闸位传感器设置在钢丝绳上。

所述涵闸远程控制系统的方法，具体如下：

步骤1：如果要让水坝泄水，启动智能手机的手机App,通过手机App发送开启闸门的指令到后台服务器，由后台服务器将该开启闸门的指令发送到远端上位机，然后远端上位机通过ZIGBEE通讯模块把该开启闸门的指令转发到控制器中，然后控制器控制闸门电机牵引着卷筒同步拖动着钢丝绳来让闸门开启进行泄水，另外闸位传感器和水位传感器在控制器控制闸门电机牵引着卷筒同步拖动着钢丝绳来让闸门开启进行泄水的期间，也将连续采集到的闸门的闸位数据和水坝的水位数据存储到存储器、发送到显示触摸屏中实时显示以及发送到远端上位机中，发送到远端上位机中以后再把将采集到的闸门的闸位数据和水坝的水位数据发送到后台服务器，再由后台服务器发送到智能手机中进行显示，另外在闸门的闸位数据存储到存储器后还把闸门的闸位数据同预设的闸位上限值和闸位下限值相比较，如果闸门的闸位数据比预设的闸位上限值更大或者比预设的闸位下限值更小，就把报警信息分别发送到控制器和远端上位机中，以此分别驱动第一报警器和第二报警器进行报警，而在水坝的水位数据存储到存储器后还把水坝的水位数据同预设的水位上限值和水位下限值相比较，如果水坝的水位数据比预设的水位上限值更大或者比预设的水位下限值更小，就把报警信息分别发送到控制器和远端上位机中，以此分别驱动第一报警器和第二报警器进行报警；

步骤2：如果要让水坝停止泄水，启动智能手机的手机App,通过手机App发送关闭闸门的指令到后台服务器，由后台服务器将该关闭闸门的指令发送到远端上位机，然后远端上位机通过ZIGBEE通讯模块把该关闭闸门的指令转发到控制器中，然后控制器控制闸门电机牵引着卷筒同步放开钢丝绳来让闸门关闭来停止泄水，另外闸位传感器和水位传感器在控制器控制闸门电机牵引着卷筒同步拖动着钢丝绳来让闸门关闭停止泄水的期间，也将连续采集到的闸门的闸位数据和水坝的水位数据存储到存储器、发送到显示触摸屏中实时显示以及发送到远端上位机中，发送到远端上位机中以后再把将采集到的闸门的闸位数据和水坝的水位数据发送到后台服务器，再由后台服务器发送到智能手机中进行显示，另外在闸门的闸位数据存储到存储器后还把闸门的闸位数据同预设的闸位上限值和闸位下限值相比较，如果闸门的闸位数据比预设的闸位上限值更大或者比预设的闸位下限值更小，就把报警信息分别发送到控制器和远端上位机中，以此分别驱动第一报警器和第二报警器进行报警，而在水坝的水位数据存储到存储器后还把水坝的水位数据同预设的水位上限值和水位下限值相比较，如果水坝的水位数据比预设的水位上限值更大或者比预设的水位下限值更小，就把报警信息分别发送到控制器和远端上位机中，以此分别驱动第一报警器和第二报警器进行报警。

对于网络的信息发送架构，其单位时间的信息输送位数比以往的同类网络有了很高的改善，基本上都能超过每秒3兆位，但是无线链路体系非常繁琐，因为信息的强度降低还有杂波的影响，就能够使得信息输送临时中止以及再次输送，这样让信息发生阻塞，在很高的信息量和实时性不低的情况下，此缺陷就格外严重，若无法处理此缺陷，必然将出现很多信息的报文组的遗失，让信息输送无法实现正确性。

为了防止报文组的遗失缺陷，往往就须得将还没处置的信息先写入后台服务器的存储器中，在这里所述信息为远端上位机要发送给后台服务器的闸门的闸位数据和水坝的水位数据，且所述信息以报文组的形式存在，直到网络内存在能用的链路时才把信息执行输送，但是一般后台服务器的存储器容量是不大的，所以后台服务器的存储器架构如何搭建就很重要，以前的模式为设置一对设定大小的存储器空间，分别为第一存储器空间与第二存储器空间，在第一存储器空间与第二存储器空间均无报文组之际，就能收受信息的报文组，且把它写入到第一存储器空间，且实时地把第一存储器空间的报文组执行处置，同步地还能够接着收受信息的报文组，把它们写入到第二存储器空间，等到第一存储器空间内的报文组处置结束后且输送也结束后，这样第一存储器空间还能够接着收受信息的报文组，同步的还能够执行对第二存储器空间的处置，由此周而复始的进行，这样的模式在以往的数据输送体系下实现了好的效果，但是在网络条件下，一旦发生信息的强度降低还有杂波的影响，就能够使得信息输送临时中止以及再次输送，这样一对存储器空间的报文组哪怕处置结束了，但是也无法进行输送，这样也就无法接着收受下一批的报文组，因为处在网络的条件下，单位时间发送的信息的报文组的位数不少，若多次无法收受报文组，即发生很多信息的遗失，所以此类模式在网络内有缺陷。

所以，为了解决这个问题，提出了如下的方法：

所述后台服务器的存储器含有Y个被清空的存储器空间，Y为不小于3的正整数，在接收到闸门的闸位数据和水坝的水位数据后，且在前台维修方案评估模块在把机动车的维修申请的信息发送到智能手机之前，进行如下步骤的处置，所述闸门的闸位数据和水坝的水位数据即为以报文组形式存在的信息：

步骤1a：后台服务器依赖获取到的报文组的次序来按序写入已被清空的存储器空间中；

步骤2a：于结束了步骤1a之际同步把写入的报文组按写入的次序执行处置，该处置的方式就是把此时的后台服务器的系统时间添加进报文组，处置结束后的报文组依然按序执行输送，所述输送也就是通过网络发送到服务器，输送报文组结束后把存储器空间清空，使之成为已被清空的存储器空间；

步骤3a：收受后续的报文组，循环执行步骤1a与步骤2a，使得存储器空间被反复采用。

在把报文组写入已被清空的存储器空间中之际，已被清空的存储器空间能够用来写入报文组，写入了报文组的存储器空间就接着处置，处置结束后执行输送，且清空存储器空间的报文组，再次构成已被清空的存储器空间，实现一个报文组的处置。

所述存储器空间的个数Y的设定方式为：

步骤1b：把报文组的收受、处置、输送的进程实施构建方程，即设定单位时间内收受报文组的个数是不变量P，而对收受到报文组所形成的比特流在单位时间内处置的报文组的个数是V，出于信息的强度降低还有杂波的影响使得再次输送报文须要的耗时的标准差是

步骤2b：用式(1)、(2)与(3)来得到存储器空间的个数Y：

这里，q、Z均是中间系数；

所述出于信息的强度降低还有杂波的影响使得再次输送报文须要的耗时的标准差的数值通过以往的实际情况来实现总计后而获得的。

所述存储器空间的个数Y的值为600、4或500。

而由此得到的实施例如下：

设定单位时间内收受报文组的个数是不变量P，该不变量P＝3*10⁶/L，其中3*10⁶为单位时间内收受报文组的位数，L为最长报文组的位数，对收受到报文组所形成的比特流在单位时间内处置的个数在本实施例中为V＝4.5*10⁶/L，而L的值能够根据实际报文组的标准来获取，所述出于信息的强度降低还有杂波的影响使得再次输送报文须要的耗时的标准差的数值通过以往的实际情况来实现总计后而获得的。

这样把上述数值代入式(1)、(2)与(3)，就能知道，信息的强度降低不小还有杂波的影响也不小的情况下，再次输送的次数就更多，这样存储器空间的数量也多，而在信息的强度降低还有杂波的影响忽略不计的情况下，也就是K(Z)为零的状态下，就能得到N为122.7，也就是需要至少123个存储器空间才能满足安全的输送。

本方式彻底颠覆了现有的方式，替换为反复调节写入存储器空间的模式，高效地实现了防止报文组遗失使得信息不正确的缺陷。

所述闸门电机的闸门电机轴同减速器输入轴相轴连接，然而目前的轴连接器包括扣合的弧形扣和弧形钩，所述弧形扣的联结段和弧形钩的结合段相连，所述结合段含有弧形钩的一段及其外部的边部表面开出的插接口，所述联结段的边部表面带有插接头，这样联结段的插接头和插接口相插接，让联结段同结合段相插接；此插接架构能够避免了弧形钩沿着轴连接的中心线而移动，但是这样的轴连接器，在闸门电机的闸门电机轴和减速器输入轴的运行有异步之际，所述弧形扣的联结段就会遭到朝外部把弧形扣同弧形钩拆开的力，该力超出阈值，依然能让联结段同结合段拆开，甚至导致闸门电机的闸门电机轴或减速器输入轴损害。

所述轴连接器含有第一套筒K1与第二套筒K2，所述第一套筒K1的外部边壁上设置着第一联结段K11，所述第二套筒K2的外部边壁上设置着第二联结段K21，所述第一联结段K11与第二联结段K21彼此联结，让第一套筒K1与第二套筒K2相连；

所述第一联结段K11中开有沟路K111，所述沟路K111的一头伸展至第一联结段K11的外壁上的开孔，所述第一联结段K11的面向第二套筒K2的第一壁面K112上开有带有开孔的嵌接孔K113，所述嵌接孔K113的开孔同沟路K111的开孔朝向一样，另外所述沟路K111的开孔大于所述嵌接孔K113的开孔，在所述沟路K111的开孔位置旁带有同所述第一套筒K1的外壁相连的定位片K114，所述定位片K114的外部边壁上带有由外朝里同水平面保持斜度的导引片K115，该外部边壁为远离所述沟路K111的开孔的边壁，导引片K115能够是同水平面保持斜度的板状体或者拱形体；

所述第二联结段K21含有第一嵌接头K211与第二嵌接头K212，所述第二嵌接头K212的横向跨度小于所述第一嵌接头K211的横向跨度，所述嵌接孔K113的开孔带有横向跨度小于所述第二嵌接头K212的嵌接区K1131；让所述第二嵌接头K212嵌接到所述嵌接孔K113后难以分开。

所述第一套筒K1与第二套筒K2结合之际，把所述第一嵌接头K211按照所述定位片K114的导引片K115经由所述沟路K111嵌接至所述嵌接孔K113中，这样所述第一嵌接头K211于所述沟路K111中且同所述嵌接孔K113纵向相接，且所述第二嵌接头K212就同所述嵌接孔K113嵌接贴合牢靠，另外所述定位片K114所在之处同所述第一嵌接头K211相对应，因此防止了所述第二联结段K21难以出现横向运动，另外所述第一套筒K1与第二套筒K2结合后能彼此旋动，更防止了第一联结段K11与第二联结段K21的横向与纵向上的相互运行，让所述第一套筒K1与第二套筒K2难以分开。

所述第一套筒K1与第二套筒K2都含有拱状的第一分段K12与第二分段K13，所述第一套筒K1的第一分段K12与第二分段K13相连构成圈状来套接闸门电机的闸门电机轴，所述第二套筒K2的第一分段K12与第二分段K13相连构成圈状来套接减速器输入轴，所述第一分段K12的尾部带有嵌接组件K121，所述第一嵌接组件K121含有处在外部边壁的突起K122与处在内壁的带有若干嵌接块的第一嵌接段K123，所述第二分段K13的外部边壁设置着带有若干嵌接口的第二嵌接段K131，所述第一嵌接段K123与第二嵌接段K131相互面对面的咬合，让所述第一分段K12与第二分段K13彼此嵌接，还可变化圈状的容纳区来配合各种规格的闸门电机的闸门电机轴或减速器输入轴，在要求开启之际，操作员加作用到处在外部边壁的突起K122，把它朝着外部，即朝着距离第二分段K13更远的地方拽动，这样所述第二分段K13的第二嵌接段K131就能够同第一嵌接组件K121分开，也能把所述第二分段K13经由第一分段K12的第一嵌接组件K121内拽出。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。