一种施工区域管网振动监测系统

1.本发明属于城市施工区域管网监测领域，特别涉及一种施工区域管网振动监测系统。


背景技术：

2.城市各类管网被誉为城市的生命线。随着城市管网体系不断发展的同时，城市基础建设也在不断扩大和升级，以此带来的频繁施工给城市管网设备和系统的安全带来新的挑战。
3.传统的施工区域管网安全运行监管手段多以人工巡检为主，但随着管网容量的增加，人手投放不足、人员专业能力不够等问题逐渐突显。因此，如何在进行城市基础建设的同时，使用先进的管网监测系统，及时发现城市管网设备潜在的施工开挖风险，确保城市管网设备安全，是急需解决的重要工程问题。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种施工区域管网振动监测系统，实时监测施工区域管道处的振动信号数据，一旦监测到疑似各种施工器械的振动信号，会立即提醒管理人员及时核查是否存在施工情况，从而保障施工区域管网安全，防止施工对管网管道造成破坏。
5.本发明采用的技术方案是：一种施工区域管网振动监测系统，包括振动监测装置和云端管理平台，多个所述振动监测装置分别与云端管理平台通讯，所述振动监测装置位于管网的管道或阀门附近，所述振动监测装置包括主控制器、振动传感器、供电模块、通信模块、存储模块和rtc时钟模块，所述主控制器分别与振动传感器、供电模块、通信模块、存储模块和rtc时钟模块连接。
6.进一步的，所述主控制器的主芯片采用stm32l431rct6。
7.进一步的，所述主控制器用于判断所述振动传感器采集的振动信号是否为施工器械工作时产生的振动信号，并将判断结果和振动传感器采集的振动信号发送给所述云端管理平台。
8.进一步的，所述振动传感器采用adxl345 mems加速度传感器。
9.进一步的，所述供电模块包括电池子模块和电池充放电管理子模块，所述电池子模块与所述电池充放电管理子模块连接。
10.进一步的，所述振动监测装置还包括温湿度传感器，所述温湿度传感器与所述主控制器连接。
11.进一步的，所述温湿度传感器采用dht11温湿度传感器。
12.进一步的，所述振动监测装置与云端管理平台的通信方式为nb-iot或4g cat.1。
13.与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：
14.1.本发明在管网上安装振动监测装置，振动监测装置一旦检测到振动信号就会将
振动数据上传到云端管理平台，一旦发现异常振动信号疑似各类施工器械的振动信号就会将报警信号上传到云端管理平台，云端管理平台可以通过短信或电话或app下发的方式通知运行维护人员，稳定可靠，保障管网安全。
15.2.本发明的振动监测装置与云端管理平台的连接方式为直连、无组网，系统复杂度大大降低，两者的通信方式为nb-iot或4g cat.1，稳定可靠。
16.3.本发明的振动监测装置具备边缘计算能力，振动信号的分析计算由主控制器完成，充分发挥振动监测装置的计算能力，降低云端管理平台的运行和维护开支。
17.4.本发明的振动监测装置采用带有运动检测中断功能的mems加速度传感器和32位低功耗mcu，简化装置开发的同时可降低装置功耗，提高装置续航。
附图说明
18.图1为本发明实施例的结构框图；
19.图2为本发明实施例的振动监测装置的结构框图。
20.图中：1-振动监测装置，11-主控制器，12-振动传感器，13-供电模块，14-通信模块，15-存储模块，16-rtc时钟模块，17-温湿度传感器，2-云端管理平台。
具体实施方式
21.为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
22.本发明的实施例提供了一种施工区域管网振动监测系统，如图1-2所示，其包括振动监测装置1和云端管理平台2，多个所述振动监测装置1分别与云端管理平台2通讯。所述振动监测装置1包括主控制器11、振动传感器12、温湿度传感器17、供电模块13、通信模块14、存储模块15和rtc时钟模块16，所述主控制器11分别与振动传感器12、温湿度传感器17、供电模块13、通信模块14、存储模块15和rtc时钟模块16连接。所述主控制器11的主芯片采用stm32l431rct6，存储模块15和rtc时钟模块16为主控制器11自带。所述主控制器11用于判断所述振动传感器12采集的振动信号是否为施工器械工作时产生的振动信号，并将判断结果和振动传感器12采集的振动信号发送给所述云端管理平台2。所述振动传感器12采用adxl345 mems加速度传感器。所述温湿度传感器17采用dht11温湿度传感器。所述供电模块13包括电池子模块和电池充放电管理子模块，所述电池子模块与所述电池充放电管理子模块连接。通信模块14采用bc25 nb-iot通信模块，所述振动监测装置1与云端管理平台2的通信方式为nb-iot。
23.以监测供热管网施工区域为例，说明本实施例的工作原理。将多个振动监测装置1部署于施工区域内需要进行供热管网监测的管道阀门附近，每个阀门安装一个振动监测装置1，当两阀门距离过远时应采取埋入土壤或在管廊布置的方式部署在管道中段的位置。安装完成后在云端管理平台2录入振动监测装置1的信息，包括振动监测装置1的配置参数和安装位置。
24.振动传感器12将监测到的振动信号发送给主控制器11，温湿度传感器17将监测到的温湿度信号发送给主控制器11，主控制器11通过通信模块14上传振动信号数据和温湿度信号数据到云端管理平台2。若主控制器11发现振动传感器12监测到的振动信号疑似各类
施工器械的振动信号，则上传报警信号到云端管理平台2。
25.云端管理平台2接收到振动监测装置1上传的振动信号数据和温湿度信号数据后，将其存储至云数据库以供应用层web调用。云端管理平台2接收到振动监测装置1上传的报警信号后，通过短信或电话或app的方式通知用户。用户可以在web网页上查看各个振动监测装置1的运行状态、各项参数，同时可以对云端管理平台2和各个振动监测装置1的配置参数、运行逻辑等进行调整修改。
26.以上通过实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的示例性实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。本发明的保护范围由权利要求书限定。凡利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，在本发明的实质和保护范围内，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖保护范围之内。


技术特征：
1.一种施工区域管网振动监测系统，其特征在于：包括振动监测装置和云端管理平台，多个所述振动监测装置分别与云端管理平台通讯，所述振动监测装置位于管网的管道或阀门附近，所述振动监测装置包括主控制器、振动传感器、供电模块、通信模块、存储模块和rtc时钟模块，所述主控制器分别与振动传感器、供电模块、通信模块、存储模块和rtc时钟模块连接。2.如权利要求1所述的施工区域管网振动监测系统，其特征在于：所述主控制器的主芯片采用stm32l431rct6。3.如权利要求1或2所述的施工区域管网振动监测系统，其特征在于：所述主控制器用于判断所述振动传感器采集的振动信号是否为施工器械工作时产生的振动信号，并将判断结果和振动传感器采集的振动信号发送给所述云端管理平台。4.如权利要求1所述的施工区域管网振动监测系统，其特征在于：所述振动传感器采用adxl345 mems加速度传感器。5.如权利要求1所述的施工区域管网振动监测系统，其特征在于：所述供电模块包括电池子模块和电池充放电管理子模块，所述电池子模块与所述电池充放电管理子模块连接。6.如权利要求1所述的施工区域管网振动监测系统，其特征在于：所述振动监测装置还包括温湿度传感器，所述温湿度传感器与所述主控制器连接。7.如权利要求6所述的施工区域管网振动监测系统，其特征在于：所述温湿度传感器采用dht11温湿度传感器。8.如权利要求1所述的施工区域管网振动监测系统，其特征在于：所述振动监测装置与云端管理平台的通信方式为nb-iot或4g cat.1。

技术总结
本发明提供了一种施工区域管网振动监测系统，包括振动监测装置和云端管理平台，多个所述振动监测装置分别与云端管理平台通讯，所述振动监测装置位于管网的管道或阀门附近，所述振动监测装置包括主控制器、振动传感器、供电模块、通信模块、存储模块和RTC时钟模块，所述主控制器分别与振动传感器、供电模块、通信模块、存储模块和RTC时钟模块连接。本发明实时监测施工区域管道处的振动信号数据，一旦监测到疑似各种施工器械的振动信号，会立即提醒管理人员及时核查是否存在施工情况，从而保障施工区域管网安全，防止施工对管网管道造成破坏。坏。坏。


技术研发人员：杨亚龙 张翼鹏 何青 何锰涛 徐飞航 孙小茜 杜恩頔 张艺驰
受保护的技术使用者：华北电力大学
技术研发日：2022.09.19
技术公布日：2022/12/26