基于物联网的无线电缆管廊监测系统-改10.29

基于物联网的无线电缆管廊监测系统方案 目 录一、 公司介绍1二、背景2三、系统中主要设备及技术参数31、系统网络拓扑图32、无线温度传感器43、无线分机54、云主机55、云服务器66、监控软件67、系统的其他技术参数8四、系统特点8五、系统布置方案101、调研情况102、无线测温电缆的布置103、无线单点环境温度传感器的布置10六、预算111、 公司介绍山西拓普牛物联网科技股份有限公司（以下简称拓普牛）坐落于山西省太原市小店区高新技术开发区的核心区域。注册资金：人民币500万元。作为一家集互联网+物联网+高科技应用为一体的多元化高新技术企业，公司专业为客户提供与生活息息相关的各类智能服务，业务内容涉及DCS、SCADA系统、结构化综合布线、教育智能化系统、物业智能化系统、社区智能化系统、停车智能化系统、会议会展智能化系统等各行业领域。公司建立了以科研开发为先导，集工程设计、设备成套、产品制造和技术服务为一体的运营系统。公司下设拓展部、项目部、行政管理部，负责公司的总体规划及运营。下设物联网科技研发中心和应用技术研发中心，负责公司的技术及产品的发展方向。同时建立一个科技管理中心，开展科技管理和科技服务工作。为了开发出真正适合企业需求的物联网产品，企业特聘请各行业管理专家作为咨询顾问，紧密跟踪物联网方面的技术和行业发展特点，不断优化人才结构和产品结构，令用户得到最优质的服务和最好的投资回报。作为国内为数不多的，良性健康发展的物联网企业，我公司始终以市场为导向，专注于应用型产品的创新和研发，与同行大型企业形成了差别优势。拓普牛正在逐步实现成为互联网行业巨型航母的打造规划，着力打造顶级的研发中心，实验中心和运营中心，所有的这些都将让拓普牛在互联网行业更强大、更具有持续竞争力，也为我们的商业合作伙伴的发展提供重要的保障。公司地址：山西省太原市高新技术开发区清控创新基地D座1405室公司电话13363449689二、背景现在我们的身边都充斥着大量的电缆，但由于用电超载、电缆线老化失修，等问题，使我们的用电安全和生命安全受到挑战，电气火灾已经是现在火灾的最主要起因，主要诱因是因为电缆老化或用电超负荷使电缆温度过高，外皮损坏导致电缆短路起火，那么如果能实时监测电缆线的温度，再其温度过高时就及时去处理，那么就可以防患于未然，减少电器火灾的爆发。对电缆管廊内的电缆的温度变化进行实时监测，人工的方式根本无法完成，为了保证电缆管廊内的电缆安全稳定运行，减少火灾隐患，同时确保人员的人身安全，我公司基于物联网技术开发了一套全无线电缆管廊温度远程监测系统，较传统的测温方法，省时省力，可以做到24小时无人监测状态，精度高且不受环境影响、性价比高。三、系统中主要设备及技术参数1、系统网络拓扑图无线电缆管廊检测系统拓扑图无线传感器网络体系结构2、无线温度传感器作为该系统的主要设备，无线温度传感器主要由测温电缆及无线装置构成。测温电缆在电缆管廊内与其他要监测的电缆一同顺序安装，可通过级联的方式增加测量范围，测温点集成于测温电缆中，测温点的间距可根据监测要求定做，一般一根长100m。无线装置用于与上位机通信，采用电池供电，电池寿命大于5年，无线装置的通信距离在空旷条件下大于3Km。无线传感器与分机之间采用LoRa无线传输技术，此技术属于低功耗广域网络传输技术，此技术为用户提供了一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量、多节点的系统，进而扩展传感网络； 无线装置与测温电缆3、无线分机当监测范围较大时，可以采用无线分机对监测点进行分组，分组后，无线温度传感器的监测信息首先发到无线分机，再由无线分机转发到云主机，即上位机上。无线分机同样采用电池供电，电池寿命大于5年，通信距离在空旷条件下大于3Km。4、云主机位于上位机旁，主要用于系统中的命令发布及数据接收，同时，还可以与云端服务器通信，将本机信息上传到云端，使得用户可以采用多种方式（手机、平板、电脑等）远程查看监测信息。云主机5、云服务器用于保存各温度点监测信息，提供云端查看、召测功能。采用大数据处理技术，对电缆管廊内的电缆温度信息进行分析，预测其发展趋势，提供必要的处理建议，以提前采取措施，避免出现电缆超温、自然现象。6、监控软件监控软件总体基于Java EE平台开发，采用B/S（浏览器/服务器）架构，MVC的架构设计思路，其中Java EE是一个开放的、基于标准的开发和部署的平台，用于构建N层的、基于Web的、以服务端计算为核心的、模块化的企业应用。为降低系统内部耦合程度，软件架构的设计充分贯彻模块化、对象化、面向服务的思想。在客户端努力通过RIA组件搭建具有丰富表现力的应用界面。应用服务器端的开发中采用基于Java EE规范的多种开源工具。数据库服务端主要完成数据到应用对象之间的转换以及数据库操作。具体功能如下：（1）信息接收信息接收主要功能是根据相关通信协议，与监测点建立并维持通信链路；接收并解析监测点的监测数据；通过JMS转发来自用户的远程操作命令并接收响应。主要由通讯服务器、消息处理器、DT协议处理器、应用命令处理器、JMS应用通信器等部分组成，总体框架及各组成部分相互关系如图5-1所示：图5-8信息接收模块框架图通讯服务器：监听端口，建立通信服务，以字节流的方式与监测站进行通信。DT协议处理器：相关通信协议的具体实现部分，负责对所有往来的消息及命令进行解析。消息处理器：定义上行消息的基本处理流程，根据解析结果，调用相应的数据接口执行相关数据库操作。应用命令处理器：下发对监测站的命令；负责命令池的管理，匹配接收到的命令响应，定时清理执行完毕或超时的命令。JMS应用通讯器：维持数据中心与WEB应用系统之间的消息双向转发。数据接口：数据库操作接口。（2）数据校验与转换数据校验对接收到的直接监测数据，需要进行正确性校验后才能参与统计。（3）监测点列表查询以名称等多重条件检索监测点，在结果列表中进行基础信息查询、监测信息查询和召测、远程参数设置等远程命令控制等操作。（4）温度曲线描绘根据采集回来的数据描绘出温度实时曲线。（5）温度报警当温度超过正常的温度区间时，系统给出报警信息。（6）数据报表打印系统可打印每个测温度的历史数据。7、系统的其他技术参数系统容量：大于10000个无线温度传感器；温度检测精度：0.5温度检测分辨率：0.1测量范围：-30100无线频段：433MHz通信距离：空旷条件下大于3Km四、系统特点作为一种新型的温度传感器，基于物联网的无线电缆管廊监测系统主要有如下特点：（1）采用电池供电，供电寿命长。由于节点的功耗非常低，通常由电池供电。通过控制功耗，节点的生命周期能达到几年。（2）现场安装简易，后期维护量低。由于采用无线传输和电池供电，现场无需布线，传感器节点的安装非常简单，避免了传统有线监测方式复杂而庞大的线缆敷设工程。由于节点间互相没有连接，某一个节点的损坏不会影响其他节点的正常工作，只需单独更换或维修故障节点即可。（3）节点成本低。随着技术的发展，很多功能如信息的采集、处理和传输都可以集成到一颗芯片内，使得单个节点的成本逐渐降低。（4）多跳路由。网络中节点通信距离一般在几百米到十几公里范围内，节点只能与它的邻居直接通信。如果希望与其射频覆盖范围之外的节点进行通信，则需要通过中间节点进行路由。即，无线传感器网络的覆盖范围可以超出单个节点的通信距离，并且可以不断的进行扩展。无线传感器网络中的多跳路由是由普通网络节点完成的，没有专门的路由设备。这样每个节点既可以是信息的发起者，也可以是信息的转发者。（5）自组织网络。在无线传感器网络应用中，通常情况下传感器节点的位置不能预先精确设定，节点之间的相互邻居关系也不能预先知道。这样就要求传感器节点具有自组织的能力，能够自动进行配置和管理。无线传感器网络的自组织性还要求能够适应网络拓扑结构的动态变化。（6）网络拓扑动态变化。无线传感器网络是一个动态的网络，节点可以随处移动；某个节点可能会因为电池能量耗尽或其他故障，退出网络运行; 也可能由于工作的需要而将某些节点添加到网络中。（7）云端服务器，可远程实时查看监测数据。五、系统布置方案1、调研情况根据现场调研，矿厂区供电电缆由35kv变6KV，6KV变380V和220V等组成，除35kv变6KV按电缆桥架标准布置外，其他电缆线布置错综复杂，一下未能统计全面所有线缆情况，但根据与矿方了解和实地探测，全矿区线缆情况总长超过1万米，根据矿区实际情况和电缆线的布置情况这次我们先按照五千米电缆线的长度进行温度过高监测。 2、无线测温电缆的布置我们的无线测温电缆长度为100m，按五千米电缆线估计需要80个设备，测温点集成于测温电缆中，测温电缆在电缆管廊内与其他要监测的电缆一同顺序安装，并通过级联的方式不断向下延伸。由于无线测温电缆自己解决了供电、采集、数据传输的问题，所以不用过多考虑系统布线问题，只需要按需求覆盖需要监测的电缆即可，最后在各区域布置上无线分机，将各无线传感器的数据传输给云主机。3、无线单点环境温度传感器的布置由于大量的电缆在室外无遮挡布置，阳光直接照射，为了避免由于阳光等外界温度等对测温电缆造成的监测误差，在相应位置装上无线单点环境温度传感器，布置情况按实际情况而定