一种应用于城市综合管廊的区域智能监控通信装置的制作方法

本实用新型属于电子信息与监控结合的技术领域，具体涉及一种应用于城市综合管廊的区域智能监控通信装置。

背景技术：

综合管廊工程是指在城市道路下面建造一个市政共用构筑物，将电力、通信、给水、再生水、天然气等多种市政管线集中在一体，实行统一规划、统一建设、统一管理，以做到地下空间的综合利用和资源共享。根据习近平总书记关于“加强地下管线建设”的讲话精神和中央经济工作会议要求，财政部、住房城乡建设部决定开展中央财政支持地下综合管廊试点工作（财建[2014]839号）。在城市重点区域建设地下综合管廊，统筹考虑新区建设和旧城区改造，要求至少三类管线入廊。

为了实现综合管廊的智能化、可控化及可视化，需在综合管廊中设置区域控制设备。但是目前采用的区域控制设备在管廊复杂环境下不能长时间稳定运行，会因管廊内积水及潮湿导致设备无法正常使用，无法有效满足使用的需要。同时，当前这些设备不具备组网运行能力，无法进行远距离监控及管理，因此给综合管廊智能化运行及监管造成了极大的不便。因此针对这一现状，迫切需要开发一种应用于城市综合管廊的区域智能监控通信装置，以克服当前使用中存在的不足，满足实际使用的需要。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种能接入管廊环境监控、入侵探测数据，输出风机、水泵、照明控制接口，同时能实现远程视频、语音通话的应用于城市综合管廊的区域智能监控通信装置。

本实用新型解决上述技术问题采取的技术方案如下：一种应用于城市综合管廊的区域智能监控通信装置，包括：设有多个航空插头的壳体，安装在壳体内的PLC可编程控制器、四个电源模块、四个RS485总线模块、两个千兆交换机与语音对话模块，以及安装在壳体面板的微型摄像头、喇叭与呼叫对话按钮；四个电源模块输入端连接于电源，四个电源模块输出端分别相应连接于一个航空插头、两个千兆交换机与PLC可编程控制器，PLC可编程控制器连接于四个RS485总线模块与语音对话模块。

航空插头用于信号线缆接入；PLC可编程控制器连接RS 485总线模块进行数据采集与逻辑控制，同时将数据转换为modbus TCP/IP协议通过网口接入千兆交换机。电源模块将接入的220V交流电源转换为24V直流电源为各设备供电。

自主开发RS485总线模块用于接入总线类传感器、总线类入侵报警探测器。千兆交换机接入PLC数据与视频监控数据，同时与下一台区域智能监控通信装置内交换机连接组成工业环网。语音对话模块接入PLC可编程控制器与下一台区域智能监控通信装置的交换机，实现远程语音呼叫。微型摄像头接入PLC可编程控制器与交换机，实现数据异常时与语音对话时自动录像。喇叭接入语音对话模块，实现远程广播。呼叫对话按钮与微型摄像头、对话模块连接，按下呼叫对话按钮用于呼起微型摄像头与语音呼叫。

本实用新型的工作原理与过程大致如下：管廊现场传感器、采集器等接入区域智能监控通信装置，当传感设备采集的信号超限时通过PLC可编程控制器输出自动控制信息，开启风机或水泵；同时管廊现场工作人员在异常时可通过区域智能监控通信装置通信面板按钮，实现与监控中心远程视频通话与监控中心远程广播；如：

a、排风机控制

1）环境参数控制模式：根据温度、湿度、氧气、甲烷、硫化氢的环境参数实时检测值，预设固定值，控制风机启停。默认为：当温度>38 ℃或湿度>90% 或氧含量<19%或H2S含量>10mg/m3 或CH4含量(V%>1%)或线路检修时，自动启动对应接入排风机，强制换气；

2）时间表控制模式：按时间段，如检修时间、白天/黑夜、节日/平时、梅雨季/干燥季等，预编制控制排风机启停；

3）通风换气模式：正常情况下≥2次/h，事故通风换气次数≥6次/h；其中，区域智能监控通信装置安装在天然气管道舱时，正常通风换气次数≥6次/h，事故通风换气次数≥12次/h。事故后自动启动通风设备进行排烟。

b、照明控制

可提供对照明控制的命令接口。

C、水位控制

接入水位传感信号达到报警值时，自动开启水泵设备。

D、远程可视语音对话

按下语音呼叫对话按钮时，触发微型摄像头，呼叫监控中心进行远程可视语音对话。

本实用新型采用高集成度一体式设计，数据处理和交换核心都选用国际知名品牌，具有先进性、开放性和可靠性。设备采用模块化结构设计，同时，模块带涂层，提高设备的防腐防潮能力。不仅解决了现场环境复杂影响设备寿命的问题，同时通过高度整合的设计提高了设备的可靠性。

本实用新型结构简单，运行自动化程度高，不仅可有效满足管廊现场环境的就地自动、远程控制，实现管廊现场无人值守管控功能，同时实现系统高度融合，具有远程广播域语音对话功能。满足监控及远程遥控综合管廊内多种设备与调节管理需要，确保综合管廊内设备均能良好运行。

附图说明

图1是本实用新型的内部结构示意图；

图2是本实用新型的壳体面板的结构示意图；

图3是图2的后视图；

图4是PLC可编程控制器、微型摄像头、语音对话模块、语音喇叭、呼叫对话按钮之间的结构关系示意图。

图中：1—电源接入插口，2—电源总开关，3—第一电源模块，4—第二电源模块，5—第三电源模块，6—第一千兆交换机，7—第二千兆交换机，8—语音对话模块，9—第四电源模块，10—第一RS485总线模块，11—PLC可编程控制器，12—第二RS485总线模块，13—第三RS485总线模块，14—第四RS485总线模块，15—视频电源航空插头，16—第一视频接入口，17—第二视频接入口，18—传感接入航空插头，19—入侵数据接入航空插头，20—预留总线接入航空插头，21—控制输出航空插头，22—液晶触摸屏，23—语音喇叭，24—微型摄像头，25—呼叫对话按钮，26—异常指示灯，27—壳体面板，28—背挂支架。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。如图1与图2所示：一种应用于城市综合管廊的区域智能监控通信装置，至少包括：设有五个航空插头的壳体，安装在壳体内的PLC可编程控制器11、四个电源模块、四个RS485总线模块、两个千兆交换机与语音对话模块8，以及安装在壳体面板27的微型摄像头24、语音喇叭23与呼叫对话按钮25；四个电源模块输入端连接于电源，四个电源模块输出端相应连接于一个航空插头、两个千兆交换机与PLC可编程控制器11，PLC可编程控制器11连接于四个RS485总线模块与语音对话模块8。

五个航空插头设置在壳体下面，五个航空插头包括视频电源航空插头15、传感接入航空插头18、入侵数据接入航空插头19、预留总线接入航空插头20与控制输出航空插头21；视频电源航空插头15与第四电源模块9输出端连接，

传感接入航空插头18与第二RS485总线模块12连接，入侵数据接入航空插头19与第三RS485总线模块13连接，预留总线接入航空插头20与第四RS485总线模块14连接，控制输出航空插头21与第一RS485总线模块10连接。

第一电源模块3输出端与第一千兆交换机6连接，第二电源模块4输出端与第二千兆交换机7连接，第三电源模块5输出端与PLC可编程控制器11连接。

壳体下面还设置有两个视频接入口；第一视频接入口16与第一千兆交换机6连接，第二视频接入口17与第二千兆交换机7连接；PLC可编程控制器11与第二千兆交换机7连接。

壳体侧面设有电源接入插口1，电源接入插口1连接有电源总开关2；电源总开关2输出端与四个电源模块输入端连接；四个电源模块将接入的220V交流电源转换为24V直流电源为各设备供电。

PLC可编程控制器连接的RS 485总线模块进行数据采集与逻辑控制，同时将数据转换为modbus TCP/IP协议通过网口接入千兆交换机。PLC可编程控制器进行编程处理，包含接入传感器数值的报警下限值、上限值以及对外输出处理的状态量。RS485总线模块用于接入总线类传感器、总线类入侵报警探测器，航空插头用于信号线缆接入。

千兆交换机接入PLC数据与视频监控数据，两个千兆交换机即第一千兆交换机6和第二千兆交换机7与下一台装置内的千兆交换机连接组成工业环网。语音对话模块接入PLC可编程控制器，PLC可编程控制器通过第二千兆交换机7将数据传输至监控中心，实现远程语音呼叫。

壳体面板27还设有液晶触摸屏22，液晶触摸屏通过与PLC可编程控制器连接，可实现当前接入监控的实时数据，同时可手动触摸操作PLC可编程控制器实现控制信号的启动语停止。壳体面板27还设有六个异常指示灯26，异常指示灯26连接于PLC可编程控制器11，当接入信号超限时对应指示灯闪烁，提示报警信息；壳体面板27还设有呼叫对话按钮25。

参见图4：微型摄像头24与PLC可编程控制器11以及第一千兆交换机6、第二千兆交换机7连接，实现数据异常时与语音对话时自动录像。语音喇叭23与语音对话模块8连接，经过与PLC可编程控制器11以及千兆交换机实现远程广播。

呼叫对话按钮25与微型摄像头24、语音对话模块8连接，按下呼叫对话按钮用于呼起微型摄像头与语音呼叫。同时集成了语音对话、视频对话功能，让现场人员可在紧急情况实时向指挥中心汇报。

参见图3：壳体背面设有两个背挂支架28，用于将本实用新型挂在墙体上面。

本实用新型壳体为IP65防尘防水防潮防破坏结构，能承受管廊的恶劣环境、电磁干扰，静电干扰，具有良好的屏蔽的功能。四个电源模块、四个RS485总线模块及语音对话模块8的外表设有防腐涂层，以提高防腐防潮能力。

核心系统PLC可编程控制器具有较高可兼容性及可执行性，同时具有管理及多重程序诊断恢复功能。当通信网络发生故障，在网络通信恢复时，能即时自动连接上通信网络。每路电源输出都具有过电流和过电压保护。

核心模块参数如下：

（1）CPU模块

PLC可编程控制器采用高速32 位处理器，程序扫描周期应低于10MS，具有自诊断功能；负载存储应大于4M，具备断电保持功能，可根据需求扩展；

电源电压范围：85～264V.AC。

CPU集成RJ45以太网网口；通讯连接数大于10个；具有开放式通讯功能，能与其他厂商的产品进行数据通讯；支持多功能模块扩展具备与其他厂商的现场总线数据交换的功能；编程软件包含结构化文本编程，指令系统丰富易操作；电源模块、总线模块及语音对话模块等所有模块确保现场维护方便，并且能够不停机维修。

（2）作为通讯模块的RS485总线模块

通讯路数：≥10路；通讯制式：RS 485 modbus总线协议；开放式通讯协议。

（3）电源模块为24V电源输出模块

输入电压范围：220V.AC（AC185～264V）；频率：50/60Hz；输出路数：16路；每路输出具有过热保护、电流保护、过电压保护功能。

（4）整体参数

显示方式：10.4寸液晶（带触摸屏）；

数据扫描周期：≤2s；

数据传输时间：≤500ms；

控制命令传送时间：≤1s；

通讯故障恢复时间：≤0.5s；

实时画面数据更新周期：≤1s；

实时画面调用时间：≤3s；

模拟量接入数量：56路（总线型）；

开关量接入数量： 48路（总线型）；

控制输出数量： 16路（总线型）；

语音可视输入/输出：1路（双向）；

网络接口：千兆光口接入数量：≥2个，百兆电口接入数量：≥8个；

输出电源： ≥16路，每路24V.DC且具备过流过压保护功能；

防护等级：IP65。