一种综合管廊结构健康监测系统的制作方法

1.本实用新型属于管廊结构健康监测技术领域，更具体地说，是涉及一种综合管廊结构健康监测系统。


背景技术：

2.综合管廊就是地下城市管道综合廊道。在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通讯、燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、设计、建设和管理，因此需要在日常使用中对其进行安全监测。
3.但是常见的管廊结构健康监测系统在使用过程中，监测的力度不够高，使得对系统的安全监测不够全面。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种综合管廊结构健康监测系统，以解决现有对管廊结构的安全监测不够全面的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
6.一种综合管廊结构健康监测系统，包括：
7.信息采集模块，用于检测综合管廊结构的环境参数；
8.数据传输模块，分别与所述信息采集模块和通讯模块连接，用于将所述环境参数传输到所述通讯模块；
9.区域监测模块，分别与所述通讯模块和多重报警模块连接，用于接收所述环境参数，并且当所述环境参数超出预设阈值时，发出报警指令；所述多重报警模块用于根据所述区域监测模块的报警指令，发出报警信号。
10.优选地，所述信息采集模块内部设置有可燃气体检测模块、温湿度采集模块和火灾探测模块；所述可燃气体检测模块、所述温湿度采集模块和所述火灾探测模块均与所述信息采集模块连接。
11.优选地，还包括：
12.显示电路模块，与所述信息采集模块连接，用于显示所述环境参数。
13.优选地，所述多重报警模块的内部设置有声光报警模块、视频报警模块和电话报警模块；所述声光报警模块、所述视频报警模块和所述电话报警模块均与所述多重报警模块连接。
14.优选地，所述可燃气体检测模块为mq-2气体传感器。
15.优选地，所述温湿度采集模块为dht11数字温湿度传感器。
16.优选地，所述火灾探测模块为红外感温探测器。
17.优选地，所述电话报警模块采用ht9170和ht9200a分别作为双音多频(dtmf)信号接收器和发生器进行报警。
18.本实用新型提供的一种综合管廊结构健康监测系统的有益效果在于：与现有技术
相比，本实用新型通过利用信息采集模块检测综合管廊结构的环境参数，并利用通讯模块将环境参数传输到区域监测模块，这样当环境参数大于预设阈值时，多重报警模块就会开始报警，使得人们在综合管廊结构的健康状态出现安全意外时，可以及时收到报警信息，便于工作人员对其进行查看处理，提高了综合管廊系统的安全性。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型所提供的一种综合管廊结构健康监测系统框图；
21.图2为本实用新型所提供的信息采集模块系统框图；
22.图3为本实用新型所提供的多重报警模块系统框图。
23.图中标记：1-启动模块、2-信息采集模块、3-数据传输模块、4-通讯模块、5-区域监测模块、6-远程管理模块、7-多重报警模块、8-可燃气体检测模块、9-温湿度采集模块、10-火灾探测模块、11-显示电路模块、12-声光报警模块、13-视频报警模块、14-电话报警模块。
具体实施方式
24.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
25.本实用新型的目的在于提供一种综合管廊结构健康监测系统，以解决现有对管廊结构的安全监测不够全面的问题。
26.请参阅图1-3，一种综合管廊结构健康监测系统，包括：信息采集模块2、数据传输模块3、区域监测模块5、通讯模块4和多重报警模块7。
27.信息采集模块2，用于检测综合管廊结构的环境参数；数据传输模块3，分别与所述信息采集模块2和通讯模块4连接，用于将所述环境参数传输到所述通讯模块4；区域监测模块5，其型号为stm32f103；区域监测模块5分别与所述通讯模块4和多重报警模块7连接，用于接收所述环境参数，并且当所述环境参数超出预设阈值时，发出报警指令；所述多重报警模块7用于根据所述区域监测模块5的报警指令，发出报警信号。
28.数据传输模块3选择can总线进行传输，can总线支持安全等级高的分布式实时控制系统。它的传输速度快，因为can总线采用8个有效字节的短帧结构进行数据传输。此外，具有较高的抗干扰性。通信接口集成了应用协议的物理层、数据链路层的所有功能。can报文传输与控制由数据帧、远程帧、错误帧、过载帧4种类型表示。对于距离较长的通信，应当把can总线通讯作为系统的首选。因此，本系统在设计时底层设备和区域控制器之间选用can总线的通信方式。
29.本实用新型的通讯模块4选择控制器stm32f103芯片内部通过fsmc来扩展以太网控制芯片。这是因为该控制器内部没有集成以太网的mac和phy功能。enc28j60是具有行业标准串行外设接口的独立以太网控制器。集成了mac和10base-tphy,支持全双工和半双工
模式，内置rj45模块，进一步缩小体积。它可以用来作为任何带有串行外设接口的控制器的以太网接口。该模块符合ieee802.3的全部规范，采用一系列包过滤机制来对传入数据包进行限制。同时enc28j60网络模块内部通过dma模块，能够实现数据快速吞吐和硬件支持的ip校验和计算。利用两个中断引脚和spi实现与控制器之间的通信，传输速率高达10mbps。
30.区域监测模块5在沉降监测前，应对基准点联测。监测期间，应定期对基准点联测，以检验其稳定性。工程施工前，应对各监测点的高程初值测量，取两次合格高程平均值作为初值；同一工程的监测，宜固定监测人员和仪器，并应采用相同的监测方法和监测路线；工后开展监测，第一年每月一次，之后每季一次；如发现管廊有突变、本次沉降量大于前二次检测平均值2倍以上或管廊保护区域内有地基施工等异常情况，应增加检测频率；当连续3次的地面沉降趋于稳定，可停止监测。
31.进一步的，本实用新型的综合管廊结构健康监测系统还包括：启动模块1和远程管理模块6。启动模块用于为信息采集模块2供电。
32.启动模块1的输出端连接有信息采集模块2的输入端，信息采集模块2的输出端连接有数据传输模块3的输入端，数据传输模块3的输出端连接有通讯模块4的输入端，通讯模块4的输出端连接有区域监测模块5的输入端，区域监测模块5的输出端连接有远程管理模块6和多重报警模块7的输入端，远程管理模块6将数据采集，中间层的区域控制以及远程的管理，三者之间要能够连接起来，重点是要建立层与层之间数据传输完善的通讯方案。本地采用can总线通讯方式、远程采用以太网的工作方式。即判断温度与气体浓度的综合状态是否正常，或者是否出现火灾报警的信号。一旦超过限值后报警状态灯亮。如果温度值达到气体浓度的易燃点设置，同时气体浓度满足易燃条件，发出预警信号，检测到火灾报警信号后直接进行报警，从而提高了整个系统在运行时的整体安全性。
33.在本实用新型实施例中，所述信息采集模块2内部设置有可燃气体检测模块8、温湿度采集模块9、火灾探测模块10和显示电路模块11；所述可燃气体检测模块8、所述温湿度采集模块9和所述火灾探测模块10均与所述信息采集模块2连接。显示电路模块11，与所述信息采集模块2连接，用于显示所述环境参数。
34.需要说明的是，可燃气体检测模块8为co、ch4探测器，可燃气体检测模块8能够监测爆炸气体的允许浓度、有害气体的允许浓度，可燃气体检测模块8为mq-2气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡，当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增大而增大。mq-2气体传感器对丙烷、烟雾的灵敏度高。
35.温湿度采集模块9为dht11数字温湿度传感器。dht11数字温湿度传感器包括一个电阻式感湿元件和一个ntc测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个dht11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在otp内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。产品为4针单排引脚封装。连接方便，特殊封装形式可根据用户需求而提供。
36.显示电路模块11采用带有触摸屏的tft-lcd来进行本地界面的显示。核心控制器stm32通过fsmc接口控制整个液晶显示模块，其中tft-lcd液晶屏使用的控制芯片为
ili9320，屏幕尺寸为2.8寸，320*250像素，通过16位并行方式接至主控芯片；实现触摸控制功能是通过内部的触摸屏控制器芯片xpt2046完成。
37.进一步的，所述多重报警模块7的内部设置有声光报警模块12、视频报警模块13和电话报警模块14；所述声光报警模块12、所述视频报警模块13和所述电话报警模块14均与所述多重报警模块7连接。
38.在环境参数异常时，声光报警模块12，立即发出声响且警示灯亮起；视频报警模块13将报警信号发送到监控显示屏上，满足24h图形监控报警，同时在监控显示屏上能够看到报警区域的位置、报警区域周围的环境情况、现场存放物料、现场负责人信息；这些信息能使人们及时了解事故现场的情况，及时消除隐患或指导应急救援；电话报警模块14采用ht9170和ht9200a分别作为双音多频(dtmf)信号接收器和发生器进行报警。
39.本实用新型提供的一种综合管廊结构健康监测系统的有益效果在于：
40.1、本实用新型中，当检测的环境参数异常时，多重报警模块内部的各个模块，就会开始报警，从而及时提醒相关工作人员对情况进行查看核对，同时声光报警模块会发出声音，起到警示作用，从而提高了该系统在使用时的安全性，使得人们在综合管廊结构的健康状态出现安全意外时，可以及时收到报警信息，而对其进行查看处理，提高了该系统使用时的安全性。
41.2、本实用新型中，在上位机界面设计中显示电路模块能够显示所有监测区域的温度、湿度、甲烷浓度、co浓度以及氧气浓度，显示当前的状态值是否正常，同时能够显示综合判决的结果，即判断温度与气体浓度的综合状态是否正常，或者是否出现火灾报警的信号。一旦超过限值后报警状态灯亮。如果温度值达到气体浓度的易燃点设置，同时气体浓度满足易燃条件，发出预警信号，检测到火灾报警信号后直接进行报警，从而提高了整个系统在运行时的整体安全性。
42.以上所述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之内。