一种消火栓前端控制阀门关阀监测反馈系统的制作方法

本发明涉及城市底下消防管网阀门监控系统技术领域，具体涉及一种消火栓前端控制阀门关阀监测反馈系统。

背景技术：

随着我国消防产业规模的不断扩大，消防的管路形成了错综复杂的底下管网，因此消防行业技术也随之带来了一定的提升和智能消防的发展，特别是在消火栓检测方面，其很重要的一个目的是通过监测消火栓的前端管网压力来判断消火栓的供给水是否正常。消火栓前端阀门关闭后，前端管网中水压并不会快速泄放，而是会维持一段时间，在这种情况下，现有的消火栓智能监测设备会误判消火栓管网压力是正常的，消火栓供给水是正常的，这会导致消防管理人员疏于防范，可能在关键时候导致重大损失。

试验分析和测试表明，消火栓前端阀门关闭后，根据管网中压力变化曲线可知，消火栓前端管网压力会有两种情况：

1.压力长时间长时间保持不变，但要求管网密封性极好，可能性小。

2.压力持续缓慢下降，其间水压无波动。

而正常管网的水压会上下波动。

另外，管网中的监测装置主要采用有线的控制方式，实现检测装置控制压力数据采集和水压值的反馈功能，因此，监测装置系统线路复杂，控制系统施工量大，系统安装和维护成本高。目前，有线方式前端控制阀门关阀监测系统采用总线编码模式，这种系统使用的是总线型网络，当网络中有一个节点出现故障时，影响整个网络的运行，其可靠性、实时性和抗干扰性差，同时网络的扩展性差，不便前端控制阀门关阀监测点的扩大。也有的系统采用其他的网络结构，在一定程度上改善监测系统的性能，但仍使用有线网络系统，系统的抗干扰性和可靠性仍然不高。

zigbee技术是一种新兴的无线传感器网络技术，是一种低功耗、底复杂度、低速率、低成本、可靠性、实时性、灵活性非常高的无线网络通信技术。目前，尚无应用zigbee相关技术于消火栓前端控制阀门关阀监测系统的披露，因此，本申请提供一种应用zigbee技术实现前端控制阀门关阀监测反馈系统。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种应用zigbee技术实现前端控制阀门关阀监测反馈系统。

为解决以上技术问题，本发明提供一种消火栓前端控制阀门关阀监测反馈系统，系统由一个主控制器、若干个管网水压力监测探头数据信息采集与动作控制器(简称：监测探头控制器)、若干个数据接力传输控制器组成；主控制器位于消防控制室侧，管网水压力监测探头数据信息采集与动作控制器位于管网中的监测探头侧，数据接力传输控制器位置相对固定；

主控制器通过安装在管网中的各监测探头上的监测探头控制器对管网中的水压力数据信息和对应的时间进行采集，由主控制器对这些信息进行分析处理和储存，传输到消防控制柜或进行压力值和时间信息显示；当控制柜产生阀门状态识别信号时，在监测探头控制器监测到的压力值在疑似关阀报警时间t1内，现有均是压力值不大于上一次压力，主控制器产生疑似关阀报警指令，传送至控制柜控制管网阀门记录阀门疑似关阀状态信息；在监测探头控制器继t1监测到的压力值在关阀报警时间t2内，现有均是压力值不大于上一次压力，主控制器产生关阀报警指令，传送至控制柜控制管网阀门记录阀门确认关阀状态信息；

主控制器上设有zigbee处理器与通信单元以及控制柜的数据接口，用于控制柜与监测探头控制器之间信息采集与控制指令的传送；通过数据接口与控制柜之间进行通信，传输监测探头的压力数据信息和接收监测识别信号；主控制器通过zigbee通信单元对监测探头控制器发出的水压力数据信息进行采集，由zigbee处理器对传过来的数据进行处理和显示，并将数据传输至消防控制柜存储，同时，接收控制柜的监测信号，实现管网水压检测值的不断更新、记录或清零；

监测探头控制器上设有zigbee处理器与通信单元，对监测探头监测的水压值数据和对应的时间进行采集，由通信单元将水压值数据和对应的时间发送至消防控制室侧的主控制器；当管网阀门关闭不确定时，启动监测水压时，通过数据接力传输控制器接收消防控制室侧产生监测信号，控制监测探头开启采集；同时，监测探头控制器将监测水压值数据信息传输至主控制器；

数据接力传输控制器上设有处理器与zigbee通信单元，负责主控制器与监测探头控制器之间的数据传输。

作为优选地技术方案，所述监测探头控制器包括水压力监测值获取单元、监测探头启动采集控制单元、信号转换与隔离单元、zigbee处理器单元、zigbee通信单元、电源单元，其中水压力监测值获取单元所包含的传感器探头采集管网水压值和对应时间，并通过信号转换与隔离单元进行数据转换，然后送到zigbee处理器单元中进行处理，再通过zigbee通信单元及数据接力传输控制器单元传输至消防控制室侧的主控制室；在进行阀门关阀状态判断运行时，zigbee通信单元接收消防控制室侧主控制器的监测探头采集控制指令，经zigbee处理器单元处理后，启动监测探头启动采集控制单元进行连续的压力值采集。

作为优选地技术方案，所述主控制器包括主处理器单元、zigbee处理器单元、zigbee通信单元、电源单元、压力对比分析单元、时间记录与更新执行控制单元、压力数据记录与更新执行控制单元、疑似关阀上报执行控制单元、关阀上报执行控制单元、数据显示单元和数据接口单元；其中，在系统处于监视状态时，zigbee通信单元接收到水压值数据信息和对应时间后，通过zigbee处理器单元处理后形成易于主处理器单元化处理的信息碎片并对数据处理顺序进行标识，然后经过压力对比分析单元对比分析后，识别出是否为起始水压，是则时间记录与更新执行控制单元更新并记录其所对应的时间为起始时间，继续采集压力数据分析对比；否则进入压力对比分析单元继续分析判断是否大于上一次监测压力，是则通过时间记录与更新执行控制单元清累计时间；否则通过压力数据记录与更新执行控制单元更新上次压力数据，通过此运作过程循环操作，不断识别分析压力并累计时间；在监测时间一直未被清零并累计时，将主处理器单元将累计时间通过疑似关阀上报执行控制单元进行时间大小是否大于疑似关阀累计时间t1判断分析，是则上报疑似关阀，否则继续累计时间识别分析；在时间继续累计后，将累计时间通过关阀上报执行控制单元进行时间大小是否大于关阀累计时间t2判断分析，是则上报关阀报警，否则继续累计时间，在此过程中，输出至数据显示单元显示压力值变化曲线，同时通过数据接口传输至消防控制柜。

作为优选地技术方案，所述数据接力传输控制器包括zigbee通信单元、zigbee处理器单元、电源单元；其中zigbee通信单元接收到空中数据信号，经zigbee处理器单元处理，判断是否是需要接力传输的数据，若是，则进行数据转发，完成数据接力传输。

作为优选地技术方案，系统中所有的监控单元之间通过zigbee模式进行通信。

有益效果，本发明的无线消火栓前端控制阀门关阀监测反馈系统，具有工作可靠、监测准确、实时性强(系统采集的压力值为多探头网络化多点监测，监测的数据通过特定的zigbee模式渠道传输，保证了的数据采集的覆盖性广、传输稳定防干扰的问题，从而保证了监测的可靠性)，消火栓前端控制阀门关阀状态报告准确，根据通过试验和实际数据分析总结得出的压力变化曲线，依此判断获取的压力值是否为关阀后t1小时内的疑似关阀及t2小时候后的确认，解决了现有城市智慧消火栓压力状态误报的问题，从而彻底解决了现有智慧消火栓压力误报导致的重大事故。本发明的系统抗干扰性和稳定性完全满足监控的要求，未来应用前景较广。

附图说明

图1为本发明的管网单点监测探头水压监测系统框图；

图2为管网多点监测探头水压监测系统框图；

图3为本发明的监测探头控制器组成框图；

图4为本发明的主控制器组成框图；

图5为本发明的数据接力传输控制器组成框图；

图6为本发明的关阀监测反馈系统工作流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明技术方案，以下结合附图与具体实施例进行详细说明。

参见图1-6，一种消火栓前端控制阀门关阀监测反馈系统，系统由一个主控制器、若干个管网水压力监测探头数据信息采集与动作控制器(简称：监测探头控制器)、若干个数据接力传输控制器组成；主控制器位于消防控制室侧，管网水压力监测探头数据信息采集与动作控制器位于管网中的监测探头侧，数据接力传输控制器位置相对固定；

主控制器通过安装在管网中的各监测探头上的监测探头控制器对管网中的水压力数据信息和对应的时间进行采集，由主控制器对这些信息进行分析处理和储存，传输到消防控制柜或进行压力值和时间信息显示；当控制柜产生阀门状态识别信号时，在监测探头控制器监测到的压力值在疑似关阀报警时间12-13小时内，现有均是压力值不大于上一次压力，主控制器产生疑似关阀报警指令，传送至控制柜控制管网阀门记录阀门疑似关阀状态信息；在监测探头控制器继12-13小时监测到的压力值在关阀报警时间24-25小时内，现有均是压力值不大于上一次压力，主控制器产生关阀报警指令，传送至控制柜控制管网阀门记录阀门确认关阀状态信息；

主控制器上设有zigbee处理器与通信单元以及控制柜的数据接口，用于控制柜与监测探头控制器之间信息采集与控制指令的传送；通过数据接口与控制柜之间进行通信，传输监测探头的压力数据信息和接收监测识别信号；主控制器通过zigbee通信单元对监测探头控制器发出的水压力数据信息进行采集，由zigbee处理器对传过来的数据进行处理和显示，并将数据传输至消防控制柜存储，同时，接收控制柜的监测信号，实现管网水压检测值的不断更新、记录或清零；

监测探头控制器上设有zigbee处理器与通信单元，对监测探头监测的水压值数据和对应的时间进行采集，由通信单元将水压值数据和对应的时间发送至消防控制室侧的主控制器；当管网阀门关闭不确定时，启动监测水压时，通过数据接力传输控制器接收消防控制室侧产生监测信号，控制监测探头开启采集；同时，监测探头控制器将监测水压值数据信息传输至主控制器；

数据接力传输控制器上设有处理器与zigbee通信单元，负责主控制器与监测探头控制器之间的数据传输。

作为优选地技术方案，所述监测探头控制器包括水压力监测值获取单元1、监测探头启动采集控制单元2、信号转换与隔离单元3、zigbee处理器单元4、zigbee通信单元5、电源单元6，其中水压力监测值获取单元1所包含的传感器探头采集管网水压值和对应时间，并通过信号转换与隔离单元3进行数据转换，然后送到zigbee处理器单元4中进行处理，再通过zigbee通信单元5及数据接力传输控制器单元传输至消防控制室侧的主控制室；在进行阀门关阀状态判断运行时，zigbee通信单元5接收消防控制室侧主控制器的监测探头采集控制指令，经zigbee处理器单元4处理后，启动监测探头启动采集控制单元2进行连续的压力值采集。

作为优选地技术方案，所述主控制器包括主处理器单元7、zigbee处理器单元8、zigbee通信单元9、电源单元10、压力对比分析单元11、时间记录与更新执行控制单元12、压力数据记录与更新执行控制单元13、疑似关阀上报执行控制单元14、关阀上报执行控制单元15、数据显示单元16和数据接口单元17；其中，在系统处于监视状态时，zigbee通信单元9接收到水压值数据信息和对应时间后，通过zigbee处理器单元8处理后形成易于主处理器单元7化处理的信息碎片并对数据处理顺序进行标识，然后经过压力对比分析单元11对比分析后，识别出是否为起始水压，是则时间记录与更新执行控制单元12更新并记录其所对应的时间为起始时间，继续采集压力数据分析对比；否则进入压力对比分析单元11继续分析判断是否大于上一次监测压力，是则通过时间记录与更新执行控制单元12清累计时间；否则通过压力数据记录与更新执行控制单元13更新上次压力数据，通过此运作过程循环操作，不断识别分析压力并累计时间；在监测时间一直未被清零并累计时，将主处理器单元7将累计时间通过疑似关阀上报执行控制单元14进行时间大小是否大于疑似关阀累计时间12-13小时判断分析，是则上报疑似关阀，否则继续累计时间识别分析；在时间继续累计后，将累计时间通过关阀上报执行控制单元15进行时间大小是否大于关阀累计时间24-25小时判断分析，是则上报关阀报警，否则继续累计时间，在此过程中，输出至数据显示单元16显示压力值变化曲线，同时通过数据接口单元17传输至消防控制柜。

作为优选地技术方案，所述数据接力传输控制器包括zigbee通信单元19、zigbee处理器单元18、电源单元20；其中zigbee通信单元19接收到空中数据信号，经zigbee处理器单元18处理，判断是否是需要接力传输的数据，若是，则进行数据转发，完成数据接力传输。

作为优选地技术方案，系统中所有的监控单元之间通过zigbee模式进行通信。

本发明的无线消火栓前端控制阀门关阀监测反馈系统，具有工作可靠、监测准确、实时性强系统采集的压力值为多探头网络化多点监测，监测的数据通过特定的zigbee模式渠道传输，保证了的数据采集的覆盖性广、传输稳定防干扰的问题，从而保证了监测的可靠性，消火栓前端控制阀门关阀状态报告准确，根据通过试验和实际数据分析总结得出的压力变化曲线，依此判断获取的压力值是否为关阀后t1小时内的疑似关阀及t2小时候后的确认，解决了现有城市地下管网消火栓前端关阀状态误报的问题，从而彻底解决了现有管网关阀误报导致的重大事故。本发明的系统抗干扰性和稳定性完全满足监控的要求，未来应用前景较广。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围以权利要求所限定的范围为准，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内做出的若干改进和润饰，也应视为本发明的保护范围。