一种排水管网智能监测系统的制作方法

1.本发明涉及市政管道管理技术领域，具体为一种排水管网智能监测系统。


背景技术：

2.市政给排水系统是城市基础设施中的重要组成部分,它是由市政给排水管网构成的，其担负的责任是重大的，可以说给排水系统是否正常安全运行将直接影响到居民的日常生活。
3.目前市政给排水系统在运行过程中经常会出现泄漏问题，造成水资源的大量浪费，因此需要对市政排水管网进行运行监测，但是由于市政排水管网内包含有错综复杂的排水管，增加了监测难度。而且目前的排水管网监测系统仅仅能够监测到某个区域存在着管道故障，并不能够精确到具体故障位置，需要通过人工进行实地排查，效率低，准确度不高。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：提供一种排水管网智能监测系统，以解决以上缺陷。
5.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种排水管网智能监测系统，包括排水管网数据存储模块、排水参数采集模块、数据处理模块、管理服务器、显示终端，所述排水管网数据存储模块存储的信息，包括排水管网的连接布设路径、管道直径、固定监测点位置信息、移动监测装置实时位置信息，所述固定监测点均设置有固定流量传感器和水位传感器；所述排水参数采集模块采集到的数据参数，包括固定流量传感器监测到的固定点排水流量信息，水位传感器监测到的水位高度信息，移动监测装置监测到的实时视频信息、实时排水流量信息；所述管理服务器，能够接收排水参数采集模块采集到的数据参数，并调取排水管网数据存储模块存储的信息，然后再由数据处理模块进行数据分析处理，最终将数据处理结果、以及移动监测装置监测到的实时视频信息通过显示终端进行显示。
7.优选地，所述移动监测装置包括中央控制组件、驱动调节组件、限位监控组件，所述驱动调节组件、限位监控组件均设置有两个，两个所述驱动调节组件分别安装在中央控制组件的两侧，两个所述限位监控组件分别安装在两个驱动调节组件的外侧；所述中央控制组件中设置有中央控制系统，所述中央控制系统包括gps定位模块、信号接收模块、信号发送模块、信息存储模块、控制执行模块，所述gps定位模块、信号接收模块、信号发送模块、信息存储模块均连接在控制执行模块上；所述驱动调节组件为整个移动监测装置提供移动支持，所述限位监控组件能够采集移动监测装置的实时视频信息和实时排水流量信息，并传输给中央控制组件中的信息存储模块；所述信号接收模块通过有线或无线方式接收管理服务器下发的控制指令并传输给控制执行模块，所述信号发送模块能够将gps定位模块的实时位置信息以及信息存储模块中存储的实时视频信息和实时排水流量信息传输给管理服务器连接的数据处理模块。
8.优选地，所述中央控制组件包括旋转基座、以及通过轴承安装在控制基座两侧的固定基座，所述中央控制系统安装在旋转基座内，所述旋转基座外壁上设置有通过调节电机控制的微调螺旋桨；所述驱动调节组件包括驱动基座以及设置在驱动基座一侧的通过动力电机控制的动力螺旋桨，所述驱动基座与固定基座之间设置有若干个弹簧一，所述驱动基座外周壁上设置有若干个转向调节装置；所述限位监控组件包括依次固定设置在动力螺旋桨后方的环形基座、半球形基座及横向立柱，所述环形基座外壁上设置有若干个固定组件，所述环形基座及半球形基座外侧设置有若干个弹性限位组件，所述旋转基座外壁以及横向立柱末端均设置有监控组件，所述实时视频信息通过监控组件获取；所述限位监控组件的弹性限位组件上设置有移动流量传感器，所述实时排水流量信息通过移动流量传感器获取；所述调节电机、动力电机、监控组件、转向调节装置、弹性限位组件以及固定组件均由中央控制系统进行控制。
9.优选地，所述监控组件包括监控底座、全景摄像头、led灯具以及透明外壳，所述透明外壳固定在监控底座上，所述全景摄像头安装在透明外壳的内部中央，所述led灯具设置有若干个并均布在监控底座上；旋转基座上的所述监控组件通过伸缩杆一安装在旋转基座外壁上，所述伸缩杆一在中央控制系统控制下通过电机控制伸缩。
10.优选地，若干个所述弹簧一相互平行并成圈状安装在所述驱动基座与固定基座之间，若干个所述弹簧一的轴心上设置有线路安装软管；动力电机、转向调节装置、弹性限位组件、固定组件以及横向立柱末端的监控组件，与中央控制系统之间的控制连接线安装在所述线路安装软管中。
11.优选地，两个驱动调节组件中的两个所述动力螺旋桨旋转方向相反；所述转向调节装置包括筒状基座、伸缩杆二、滚轮一、弹簧二，所述筒状基座为一端开口、一端封闭的筒状结构，所述滚轮一安装在筒状基座的封闭端，所述伸缩杆二的下端固定在驱动基座外周壁上，其上端插入在筒状基座的开口端内；所述筒状基座内部设置有限位挡板，所述限位挡板中心设置有穿透孔，所述弹簧二套设在伸缩杆二前端外侧，且所述弹簧二上端固定在限位挡板下端面，所述弹簧二下端固定在伸缩杆二前端外壁上；所述穿透孔、弹簧二以及伸缩杆二的轴心线重合，所述伸缩杆二在中央控制系统控制下通过电机控制伸缩。
12.优选地，所述环形基座与驱动基座之间设置有若干个连接杆，若干个所述连接杆相互平行并成圈状排列，且所述连接杆前端固定在驱动基座端面上，其后端固定在环形基座前环形端面上，所述动力螺旋桨置于若干个所述连接杆的轴心处。
13.优选地，所述环形基座与半球形基座之间设置有若干个弧形围杆，所述弧形围杆前端固定在环形基座后环形端面上，其后端固定在半球形基座的球形面上。
14.优选地，所述横向立柱外侧套设有环形拉伸件，所述环形拉伸件前端面与半球形基座的底端平面之间设置有至少两个伸缩杆三，所述伸缩杆三在中央控制系统控制下通过电机控制伸缩；所述弹性限位组件包括长臂杆、短臂杆、滚轮二、弹簧三、弹簧四，所述滚轮二安装在长臂杆的末端，所述弹簧三一端安装在长臂杆的前端，另一端安装在环形基座上；所述弹簧四一端安装在长臂杆上，另一端安装在半球形基座上；所述短臂杆一端铰接在长臂杆上，另一端铰接在环形拉伸件上。
15.优选地，所述固定组件由伸缩杆四和固定块组成，所述固定块安装在伸缩杆四的前端，所述伸缩杆四在中央控制系统控制下通过电机控制伸缩。
16.本发明的有益效果在于：
17.本发明一种排水管网智能监测系统，首先利用排水管网内设置的若干固定监测点监测其位置管道内的排水流量和水位高度，能够有效估算一定区域范围内的管道堵塞、泄露等故障信息；再利用移动监测装置监测到的实时视频信息、实时排水流量信息，精确排查此区域内的排水管道的实时情况，从而有效查找到排水管道故障的精确位置，实现排水管网的智能监测效果。本发明一种排水管网智能监测系统，能够有效监测到排水管道故障的精确位置，并能够对故障实时情况清晰可见，效率高，准确度好，监测效果直观，操作方便。
附图说明
18.图1：本发明的系统模块图；
19.图2：本发明的移动监测装置的整体结构示意图；
20.图3：本发明的移动监测装置的中央控制组件的结构示意图；
21.图4：本发明的移动监测装置的驱动调节组件的结构示意图；
22.图5：本发明的移动监测装置的转向调节装置的结构示意图；
23.图6：本发明的移动监测装置的限位监控组件的结构示意图；
24.图7：图2中a-a方向剖视图；
25.图8：本发明的移动监测装置的环形基座、半球形基座、横向立柱及环形拉伸件的连接结构示意图；
26.图9：本发明的移动监测装置的弹性限位组件的连接结构示意图。
具体实施方式
27.结合附图1-9，对本发明的具体实施方式作如下说明：
28.如图1所示，一种排水管网智能监测系统，包括排水管网数据存储模块、排水参数采集模块、数据处理模块、管理服务器、显示终端。排水管网数据存储模块存储的信息，包括排水管网的连接布设路径、管道直径、固定监测点位置信息、移动监测装置实时位置信息，固定监测点均设置有固定流量传感器和水位传感器；排水参数采集模块采集到的数据参数，包括固定流量传感器监测到的固定点排水流量信息，水位传感器监测到的水位高度信息，移动监测装置监测到的实时视频信息、实时排水流量信息；管理服务器，能够接收排水参数采集模块采集到的数据参数，并调取排水管网数据存储模块存储的信息，然后再由数据处理模块进行数据分析处理，最终将数据处理结果、以及移动监测装置监测到的实时视频信息通过显示终端进行显示。
29.其中，固定监测点、移动监测装置均设置有若干个，例如固定监测点一、固定监测点二、固定监测点三等等，以及移动监测装置一、移动监测装置二、移动监测装置三等等，固定监测点可以尽量多设置一些，而移动监测装置可以少量设置。
30.如图2所示，移动监测装置包括中央控制组件1、驱动调节组件2、限位监控组件3，驱动调节组件2、限位监控组件3均设置有两个，两个驱动调节组件2分别安装在中央控制组件1的两侧，两个限位监控组件3分别安装在两个驱动调节组件2的外侧。
31.其中，中央控制组件1中设置有中央控制系统，中央控制系统包括gps定位模块、信号接收模块、信号发送模块、信息存储模块、控制执行模块，gps定位模块、信号接收模块、信
号发送模块、信息存储模块均连接在控制执行模块上。gps定位模块为整个装置提供准确位置信息，方便后台或维修检测人员准确查找管道故障的准确位置；信号接收模块、信号发送模块，便于后台或维修检测人员与整个装置之间的视频、位置等信息共享和控制执行命令的传达；信息存储模块，用于存储整个移动监测装置的检测视频以及其他程序命令，包括整个移动监测装置在管道内的行进控制指令，故障检测的操作控制指令等；控制执行模块，整个移动监测装置的大脑，用于整个移动监测装置的自动化控制和执行命令的下达。
32.其中，驱动调节组件2为整个移动监测装置提供移动支持，限位监控组件3能够采集移动监测装置的实时视频信息和实时排水流量信息，并传输给中央控制组件1中的信息存储模块。信号接收模块通过有线或无线方式接收管理服务器下发的控制指令并传输给控制执行模块，信号发送模块能够将gps定位模块的实时位置信息以及信息存储模块中存储的实时视频信息和实时排水流量信息传输给管理服务器连接的数据处理模块。
33.如图2-9所示，在移动监测装置中，中央控制组件1包括旋转基座11、以及通过轴承安装在控制基座11两侧的固定基座12，中央控制系统安装在旋转基座11内。旋转基座11外壁上设置有通过调节电机控制的微调螺旋桨13，微调螺旋桨13设置有至少两个且旋转方向相反，两个以上的旋转方向相反的微调螺旋桨13，能够控制旋转基座11的顺时针或逆时针方向的旋转，方便调整旋转基座11外壁上设置的监控组件4的位置，便于对管道内壁上的老化、渗漏故障的精确辨认。
34.其中，固定基座12与驱动调节组件2的驱动基座21之间设置有若干个弹簧一14，若干个弹簧一14相互平行并成圈状安装在驱动基座21与固定基座12之间，若干个弹簧一14的轴心上设置有线路安装软管16，便于整个移动监测装置在排水管道内行进过程中的形变，从而利于整个移动监测装置在排水管道存在弯曲、转向、障碍物等因素下的通行。
35.其中，驱动调节组件2包括驱动基座21以及设置在驱动基座21一侧的通过动力电机23控制的动力螺旋桨22，两个驱动调节组件2中的两个动力螺旋桨22旋转方向相反，能够为整个移动监测装置提供前进和后退方向上的动力。整个移动监测装置在排水管内顺流行进时，比较容易，而逆流行进时则比较困难，所以动力电机23为能够进行正反向旋转的电机，一旦逆流进行时，可控制两个动力螺旋桨22均为整个移动监测装置提供进行的动力。
36.其中，驱动基座21外周壁上设置有若干个转向调节装置5，转向调节装置5包括筒状基座51、伸缩杆二52、滚轮一53、弹簧二54，筒状基座51为一端开口、一端封闭的筒状结构，滚轮一53安装在筒状基座51的封闭端，伸缩杆二52的下端固定在驱动基座21外周壁上，其上端插入在筒状基座51的开口端内；筒状基座51内部设置有限位挡板55，限位挡板55中心设置有穿透孔56，弹簧二54套设在伸缩杆二52前端外侧，且弹簧二54上端固定在限位挡板55下端面，弹簧二54下端固定在伸缩杆二52前端外壁上；穿透孔56、弹簧二54以及伸缩杆二52的轴心线重合，伸缩杆二52在中央控制系统控制下通过电机控制伸缩。
37.限位监控组件3包括依次固定设置在动力螺旋桨22后方的环形基座31、半球形基座32及横向立柱34，其中，环形基座31与驱动基座21之间设置有若干个连接杆37，若干个连接杆37相互平行并成圈状排列，且连接杆37前端固定在驱动基座21端面上，其后端固定在环形基座31前环形端面上，动力螺旋桨22置于若干个连接杆37的轴心处。环形基座31与半球形基座32之间设置有若干个弧形围杆33，弧形围杆33前端固定在环形基座31后环形端面上，其后端固定在半球形基座32的球形面上。
38.其中，若干弧形围杆33、连接杆37的设置，能够隔绝排水管道中的杂物，并为动力螺旋桨22的旋转提供助力。而且动力螺旋桨22在旋转过程中产生的水流会通过弧形围杆33、连接杆37缝隙中流出，其中部分水流会喷射在半球形基座32的球形面上，半球形基座32的球形面的设置，能够降低水流障碍，有利于通行。
39.其中，旋转基座11外壁以及横向立柱34末端均设置有监控组件4。监控组件4包括监控底座41、全景摄像头42、led灯具43以及透明外壳44，透明外壳44固定在监控底座41上，全景摄像头42安装在透明外壳44的内部中央，led灯具43设置有若干个并均布在监控底座41上。三个监控组件4，分别设置在整个移动监测装置的首尾及中部，在整个移动监测装置的行进过程中，能够对排水管道内的情况进行全方位实时监控，便于查找排水管道内的堵塞、老化、缝隙等故障。
40.其中，旋转基座11上的监控组件4通过伸缩杆一15安装在旋转基座11外壁上，伸缩杆一15在中央控制系统控制下通过电机控制伸缩，从而便于旋转基座11上的监控组件4能够靠近排水管道内壁的某个区域进行精确辨认。
41.其中，环形基座31外壁上设置有若干个固定组件7，固定组件7由伸缩杆四71和固定块72组成，固定块72安装在伸缩杆四71的前端，伸缩杆四71在中央控制系统控制下通过电机控制伸缩。在整个移动监测装置需要对排水管道内壁的某个区域或某个点进行精确辨认时，通过固定组件7的伸缩杆四71在中央控制系统控制下通过电机控制伸缩，使固定块72紧压在排水管道内壁上，便于控制整个移动监测装置的稳定性。
42.其中，环形基座31及半球形基座32外侧设置有若干个弹性限位组件6，横向立柱34外侧套设有环形拉伸件35，环形拉伸件35前端面与半球形基座32的底端平面之间设置有至少两个伸缩杆三36，伸缩杆三36在中央控制系统控制下通过电机控制伸缩。弹性限位组件6包括长臂杆61、短臂杆62、滚轮二63、弹簧三64、弹簧四65，滚轮二63安装在长臂杆61的末端，弹簧三64一端安装在长臂杆61的前端，另一端安装在环形基座31上；弹簧四65一端安装在长臂杆61上，另一端安装在半球形基座32上；短臂杆62一端铰接在长臂杆61上，另一端铰接在环形拉伸件35上。滚轮一53、滚轮二63均采用万向轮，便于整个装置的行进。
43.整个移动监测装置在行进过程中，弹性限位组件6的滚轮二63紧贴在排水管道的内壁上，而一旦管道内壁上出现淤泥、石块或其他障碍物并影响滚轮二63的行进时，滚轮二63在受力情况下，弹簧三64、弹簧四65产生形变，使长臂杆61进行旋转，从而使滚轮二63越过障碍物，保证整个移动监测装置的通行。
44.限位监控组件3的弹性限位组件6上设置有移动流量传感器66，移动监测装置采集的实时排水流量信息通过移动流量传感器66获取，流量传感器66连接在中央控制系统上，在整个移动监测装置在排水管道内的水流中行进时，流量传感器66能够对水流流速进行实时检测，便于中央控制系统监控排水管道内的水流变化，也有助于查找排水管道内的故障位置。
45.调节电机、动力电机23、监控组件4、转向调节装置5、弹性限位组件6以及固定组件7均由中央控制系统进行控制，动力电机23、转向调节装置5、弹性限位组件6、固定组件7以及横向立柱34末端的监控组件4，与中央控制系统之间的控制连接线安装在线路安装软管16中。
46.整个移动监测装置在行进过程中，在中央控制系统控制下通过电机控制伸缩杆二
52进行伸缩，使若干个转向调节装置5与待检测的排水管道内壁轻接触，为整个移动监测装置的支撑的稳定性提供协助。一旦前方的排水管道存在三通或其他多通的情况，需要整个移动监测装置进入其他管道路径时，通过中央控制系统控制，驱动基座21外周壁上设置的若干个转向调节装置5均进行调节，其中远离待进入管道方向上的转向调节装置5的伸缩杆二52进行伸长，而靠近待进入管道方向上的转向调节装置5的伸缩杆二52进行收缩，使前端的限位监控组件3从而向待进入管道方向偏转。若在偏转过程中，前端的限位监控组件3的弹性限位组件6对整个移动监测装置进入待进入管道路径产生障碍，中央控制系统可控制伸缩杆三36进行伸长，从而控制限位监控组件3中的横向立柱34外侧的环形拉伸件35向前滑动，并控制前端的限位监控组件3内的若干个张开的弹性限位组件6进行收缩闭合，从而为整个移动监测装置进入新的排水管道路径降低障碍。
47.整个移动监测装置，利用安装在中央控制组件1的两侧的两个驱动调节组件2，为整个装置提供行进的动力；通过驱动调节组件2的驱动基座21外周壁上设置的若干个转向调节装置5来协调整个装置的平衡稳定性，并为整个装置的转向提供协助。通过在两个驱动调节组件2外侧安装的两个限位监控组件3，来为整个装置提供支撑，稳定性高；而且限位监控组件3中设置的弹性限位组件6，有助于整个装置跨越淤泥、障碍物等，灵活性高，通行能力好。通过在中央控制组件1内的旋转基座11外壁上以及限位监控组件3中的横向立柱34末端均设置监控组件4，便于对管道内的各方位进行视频监控，故障检测清晰可见，准确度高。整个移动监测装置，设计巧妙，结构紧凑，稳定性好，灵活性高，通行能力好，故障检测清晰可见，准确度高，操作方便。
48.本发明一种排水管网智能监测系统，首先利用排水管网内设置的若干固定监测点监测其位置管道内的排水流量和水位高度，通过对一定时间内的各级排水管道内的排水流量监测，能够有效估算一定区域范围内的管道堵塞、泄露等故障信息。再通过就近原则，利用附近的移动监测装置运动至此区域范围内，或通过人工就近增加新的移动监测装置，来对此区域内的排水管道进行实时检测，利用移动监测装置监测到的实时视频信息、实时排水流量信息，精确排查此区域内的排水管道的实时情况，从而有效查找到排水管道故障的精确位置，实现排水管网的智能监测效果。
49.本发明一种排水管网智能监测系统，能够有效监测到排水管道故障的精确位置，并能够对故障实时情况清晰可见，效率高，准确度好，监测效果直观，操作方便。
50.上述结合附图对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。