一种基于STM32的智慧管廊监控系统

一种基于stm32的智慧管廊监控系统
技术领域
1.本实用新型涉及地下管廊环境监控技术领域，具体涉及一种基于stm32的智慧管廊监控系统，尤其适用于多传感器数据采集的智能监控系统，具有较低的实现成本。


背景技术：

2.地下管廊安装了民用燃气管道、高压供电管道、自来水管道、通信电缆等复杂线路，是保证民生的基础建设。智慧管廊是指在地下管廊中安装温度、湿度、氧气浓度、甲烷含量、液位等特定用途的传感器，其控制系统能智能采集相应的数据，进而对管廊内的环境进行监控。在传统的智慧管廊控制系统中，通常采用plc对各种传感器的数据模拟量进行直接采集。在这种情况下，每个传感器都需要与plc的io口相连，而单个pcl的io口是有限的，对于安装传感器较多的长管廊来说，单个plc无法完成数据采集任务。
3.本实用新型提出一种基于stm32的智慧管廊监控系统，每个采集端点以stm32为核心，一个采集端点能够连接多个传感器并采集其数据，采集端点再通过rs-485总线与plc相连实现数据集总。此时，多传感器数据的采集不再受限于plc有限的io口数，对于安装传感器较多的长管廊，可减少plc的使用数量。由于stm32的成本远低于plc的成本，因此本实用新型大大降低了智慧管廊控制系统的成本。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种基于stm32的智慧管廊监控系统，能够减少长管廊多传感器数据采集情况下的plc使用量，降低控制系统成本。
5.下面结合附图对本实用新型进行说明。
6.本实用新型所述的系统由管廊远程控制中心1、数据传输中心2和管廊现场控制中心3三个模块构成。
7.管廊远程控制中心1包括：管廊总调度中心4、云服务器5和客户端6，其中管廊总调度中心4用于监控整个管廊内部的状态并实现集总调度，云服务器5用于管廊数据的集中存储，客户端6用于人员操作。
8.数据传输中心2包括：防火墙7、核心交换机8、管廊网络系统9和交换机10，其中防火墙7用于确保数据的安全性，核心交换机8用于将管廊数据传输到云服务器上，管廊网络系统9用于确保管廊内部的交换机10与核心交换机8之间互通。
9.管廊现场控制中心3包括：现场控制柜11、plc系统16、管廊内部设备60、多采集端多传感器组40和rs-485总线50。
10.所述现场控制柜11用于集中放置仪器仪表，包括：电压表12、电流表13、人员定位rfid14和摄像头15。
11.所述plc系统16用于数据采集过程的控制。
12.所述管廊内部设备60包括：抽水泵17、风机18、门19、照明20、井盖21以及其他扩展设备。
13.所述多采集端多传感器组40包括：多个采集端点(23、24、25、
……
)和连接在每个采集端点上的多个传感器。所述多个采集端点(23、24、25、
……
)均基于stm32芯片。一个采集端点与多个传感器相连用于采集传感器的数据，采集端点23与氧气传感器26、甲烷传感器27、温度传感器28、湿度传感器29、液位传感器30等相连，采集端点24、25、
……
依此类推。
14.所述rs-485总线50用于多个采集端点(23、24、25、
……
)的数据集总和传输。
15.本实用新型与现有技术相比具有如下优点：
16.(1)在plc系统的基础上增加了采集端点，能够采集更多的传感器数据，监控更长的管廊环境；
17.(2)减少了长管廊中plc的使用，采用价格更低的stm32构成多个采集端点，降低了管廊监控系统的成本。
附图说明
18.图1为一种基于stm32的智慧管廊监控系统结构图。
具体实施方式
19.下面以基于温度传感器的温度状态监测为一个实施例，结合附图说明本实用新型的具体实施方式。将温度传感器28连接到采集端点23上，再将采集端点23通过rs-485总线50连接到plc系统16上，此时温度传感器28即可通过采集端点23上传数据到plc系统16。数据采集方法作为程序模块由采集端点23存储并执行，执行完成后发送控制信号，使得温度传感器28按照控制信号采集并上传温度数据。
20.采集端点23向温度传感器28发送控制信号，令其采集当前环境的温度值。即刻，温度传感器28进行温度数据采集。采集端点23将温度传感器28采集到的温度值进行解析、处理和存储。当接收到plc系统16传输过来的读取温度值的命令时，采集端点23将当前存储的温度值经过rs-485总线50传输到plc系统16上。
21.plc系统16接收到采集端点23的温度值后对其进行解析，再将温度值存储到预先设定好的地址中，此时plc系统16中的程序将判断温度是否达到设定的上限值，如果达到，则plc系统16向风机18发出控制指令，使其开始工作，调节环境的温度，并将当前温度值、温度超限的标志位及风机18工作状态的反馈值同过rs-485总线50经plc系统16传入现场控制柜11及交换机10，再经过管廊网络系统9、核心交换机8和防火墙7最终传输到云服务器5中，并显示到管廊总调度中心4的电脑上。此时工作人员可通过此电脑查看温度传感器28当前的温度，确定情况是否出现异常。
22.以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。在本实用新型的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。


技术特征：
1.一种基于stm32的智慧管廊监控系统，其特征在于，由管廊远程控制中心(1)、数据传输中心(2)和管廊现场控制中心(3)三个模块构成；所述管廊远程控制中心(1)包括：管廊总调度中心(4)、云服务器(5)和客户端(6)，其中管廊总调度中心(4)用于监控整个管廊内部的状态并实现集总调度，云服务器(5)用于管廊数据的集中存储，客户端(6)用于人员操作；所述数据传输中心(2)包括：防火墙(7)、核心交换机(8)、管廊网络系统(9)和交换机(10)，其中防火墙(7)用于确保数据的安全性，核心交换机(8)用于将管廊数据传输到云服务器上，管廊网络系统(9)用于确保管廊内部的交换机(10)与核心交换机(8)之间互通；所述管廊现场控制中心(3)包括：现场控制柜(11)、plc系统(16)、管廊内部设备(60)、多采集端多传感器组(40)和rs-485总线(50)；所述现场控制柜(11)用于集中放置仪器仪表，包括：电压表(12)、电流表(13)、人员定位rfid(14)和摄像头(15)；所述plc系统(16)用于数据采集过程的控制；所述管廊内部设备(60)包括：抽水泵(17)、风机(18)、门(19)、照明(20)、井盖(21)以及其他扩展设备；所述多采集端多传感器组(40)包括：多个采集端点(23、24、25、
……
)和连接在每个采集端点上的多个传感器；所述多个采集端点(23、24、25、
……
)均基于stm32芯片；一个采集端点与多个传感器相连用于采集传感器的数据，采集端点(23)与氧气传感器(26)、甲烷传感器(27)、温度传感器(28)、湿度传感器(29)、液位传感器(30)相连，采集端点(24、25、
……
)依此类推；所述rs-485总线(50)用于多个采集端点(23、24、25、
……
)的数据集总和传输。

技术总结
本实用新型涉及地下管廊环境监控技术领域，具体涉及一种基于STM32的智慧管廊监控系统，包括管廊远程控制中心、数据传输中心和管廊现场控制中心三个模块。管廊远程控制中心包括管廊总调度中心、云服务器和客户端；数据传输中心包括防火墙、核心交换机、管廊网络系统和交换机；管廊现场控制中心包括现场控制柜、PLC系统、管廊内部设备、多采集端多传感器组和RS-485总线。多采集端多传感器组包括多个采集端点和连接在每个采集端点上的多个传感器；采集端点均基于STM32芯片。本实用新型尤其适用于多传感器数据采集的智能控制，具有较低的实现成本。现成本。现成本。


技术研发人员：丁洁 任佳 崔亚妮 陈敏 郝秋实 张育 易家傅 靳江
受保护的技术使用者：海南大学
技术研发日：2023.02.20
技术公布日：2023/9/1