CN109283903A - 一种基于物联网的地下管廊智能控制***及其控制方法 - Google Patents

一种基于物联网的地下管廊智能控制***及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种基于物联网的地下管廊智能控制***及其控制方法，控制***包括PC数据中心、智能网关、执行器和传感器；传感器内带有ZigBee通讯模块，传感器与智能网关之间无线通讯；执行器连有继电器，继电器带有ZigBee通讯模块，继电器与智能网关之间无线通讯；智能网关与PC数据中心之间串口无线通讯；PC数据中心、智能网关、执行器、传感器、继电器均连有电源装置。控制方法为：智能网关、执行器和传感器自行完成ZigBee无线组网；各种类型的传感器定时采集管廊内环境信息、人员信息并通过ZigBee网络发送给智能网关并处理。本发明不需要进行大规模布线，数据通过无线网络传输，节省了硬件成本，降低了部署的难度。

Description

一种基于物联网的地下管廊智能控制***及其控制方法
技术领域
本发明涉及地下管廊智能控制领域，尤其涉及一种基于物联网的地下管廊智能控制***及其控制方法。
背景技术
现有的地下管廊监控方案，大多是使用PLC进行数据采集和控制设备。虽然PLC在工业上使用已经很广泛了，但是PLC的体系结构都是相对比较封闭的，各PLC厂家的硬件体系互不兼容，编程语言及指令***也各异。当用户选择了一种PLC产品后，必须选择与其相应的控制规程，并且学习特定的编程语言才可以。而且PLC数据传输能力也比较差，对于管廊内各种复杂的环境数据的传输相对来说没有优势。还有PLC是通过有线传输数据的，PLC本身的成本也比较高。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的地下管廊监控成本过高、布线复杂、传输速率低等问题，开发一种成本低、免布线、数据传输速率高、低功耗的地下管廊智能控制***，而提供一种基于物联网的地下管廊智能控制***及其控制方法。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种基于物联网的地下管廊智能控制***，包括PC数据中心、智能网关、执行器和传感器；
所述传感器内带有ZigBee通讯模块，所述传感器与所述智能网关之间无线通讯；
所述执行器连有继电器，所述继电器带有ZigBee通讯模块，所述继电器与所述智能网关之间无线通讯；
所述智能网关与所述PC数据中心之间串口无线通讯；
所述PC数据中心、智能网关、执行器、传感器、继电器均连有电源装置。
所述传感器包括若干个带有ZigBee通讯模块的温湿度传感器、若干个带有ZigBee通讯模块的光照传感器、若干个带有ZigBee通讯模块的人体红外传感器、若干个带有ZigBee通讯模块的有毒气体传感器以及若干个带有ZigBee通讯模块的水位传感器。
所述执行器包括安装在管廊内部不同位置的照明设备、报警设备、通风设备以及排水设备。
所述电源装置为电池或者直流电源装置。
上述基于物联网的地下管廊智能控制***的控制方法，具体步骤为：
a、智能网关、执行器和传感器自行完成ZigBee无线组网：在整个设备供电之后，首先确定智能网关为ZigBee无线组网的协调器，然后进行信道扫描、设置网络ID，最后执行器和传感器加入网络，组网完成；
b、各种类型的传感器定时采集管廊内环境信息、人员信息并通过ZigBee网络发送给智能网关，
如果***处于自动控制模式，当传感器采集到的环境信息没有超过规定值或者没有人员非法入侵时，不发送任何指令，当传感器采集到的环境信息超过规定值或者发现人员非法入侵时，将会自动发送指令到继电器、执行器执行相应的操作；
如果***处于手动控制模式，首先智能网关在接收到传感器发送过来的数据后，通过串口发送到PC数据中心，然后由PC数据中心值班人员判断是否要进行相应的控制，当传感器采集到的环境信息没有超过规定值或者没有人员非法入侵时，不需要给下达指令，当传感器采集到的环境信息超过规定值或者发现人员非法入侵时，给智能网关下发控制指令，再由智能网关通过ZigBee网络转发到相应继电器，继电器控制执行器执行相关指令。
本发明的有益效果是：本发明通过带有ZigBee模块的传感器采集数据，通过带有ZigBee模块的继电器控制设备，可以很好地替代传统的PLC***，相对于PLC***，本发明不需要进行大规模布线，数据通过无线网络传输，节省了硬件成本，降低了部署的难度。
附图说明
图1为本发明的设备网络拓扑图；
图2为本发明中ZigBee网络组网示意图；
图3为本发明的智能控制流程图；
图中：1-PC数据中心；2-智能网关；3-执行器；4-传感器；5-继电器；
以下将结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1至图3所示，
一种基于物联网的地下管廊智能控制***，包括PC数据中心1、智能网关2、执行器3和传感器4；
所述传感器4内带有ZigBee通讯模块，所述传感器4与所述智能网关2之间无线通讯；
所述执行器3连有继电器5，所述继电器5带有ZigBee通讯模块，所述继电器5与所述智能网关2之间无线通讯；
所述智能网关2与所述PC数据中心1之间串口无线通讯；
所述PC数据中心1、智能网关2、执行器3、传感器4、继电器5均连有电源装置。
所述传感器4包括若干个带有ZigBee通讯模块的温湿度传感器、若干个带有ZigBee通讯模块的光照传感器、若干个带有ZigBee通讯模块的人体红外传感器、若干个带有ZigBee通讯模块的有毒气体传感器以及若干个带有ZigBee通讯模块的水位传感器。
所述执行器3包括安装在管廊内部不同位置的照明设备、报警设备、通风设备以及排水设备。
所述电源装置为电池或者直流电源装置。
上述基于物联网的地下管廊智能控制***的控制方法，具体步骤为：
a、智能网关2、执行器3和传感器4自行完成ZigBee无线组网：在整个设备供电之后，首先确定智能网关2为ZigBee无线组网的协调器，然后进行信道扫描、设置网络ID，最后执行器3和传感器4加入网络，组网完成；
b、各种类型的传感器4定时采集管廊内环境信息、人员信息并通过ZigBee网络发送给智能网关2，
如果***处于自动控制模式，当传感器4采集到的环境信息没有超过规定值或者没有人员非法入侵时，不发送任何指令，当传感器4采集到的环境信息超过规定值或者发现人员非法入侵时，将会自动发送指令到继电器5、执行器3执行相应的操作；
如果***处于手动控制模式，首先智能网关2在接收到传感器4发送过来的数据后，通过串口发送到PC数据中心1，然后由PC数据中心1值班人员判断是否要进行相应的控制，当传感器4采集到的环境信息没有超过规定值或者没有人员非法入侵时，不需要给下达指令，当传感器4采集到的环境信息超过规定值或者发现人员非法入侵时，给智能网关2下发控制指令，再由智能网关2通过ZigBee网络转发到相应继电器5，继电器5控制执行器3执行相关指令。
具体实施例：
一种基于物联网的地下管廊智能控制***，包括PC数据中心1、智能网关2、执行器3和传感器4；
所述传感器4内带有ZigBee通讯模块，所述传感器4与所述智能网关2之间无线通讯；
所述执行器3连有继电器5，所述继电器5带有ZigBee通讯模块，所述继电器5与所述智能网关2之间无线通讯；
所述智能网关2与所述PC数据中心1之间串口无线通讯；
所述PC数据中心1、智能网关2、执行器3、传感器4、继电器5均连有电源装置。
所述传感器4包括若干个带有ZigBee通讯模块的温湿度传感器、若干个带有ZigBee通讯模块的光照传感器、若干个带有ZigBee通讯模块的人体红外传感器、若干个带有ZigBee通讯模块的有毒气体传感器以及若干个带有ZigBee通讯模块的水位传感器。
所述执行器3包括安装在管廊内部不同位置的照明设备、报警设备、通风设备以及排水设备。
所述电源装置为电池或者直流电源装置。
传感器4、执行器3已经写入相应采集和控制程序，并且可以与协调器智能网关2进行组网，建立通讯，协调器智能网关2可以自行组建ZigBee网络，并等待各节点加入，可以通过串口向数据中心传输传感器4采集到的数据，可以对控制器下发数据中心传过来的指令；自动控制模式通过传感器4内置的程序判断数据是否达到临界值，根据判断结果对执行器3下发控制指令。
上述基于物联网的地下管廊智能控制***的控制方法，具体步骤为：
a、智能网关2、执行器3和传感器4自行完成ZigBee无线组网：在整个设备供电之后，首先确定智能网关2为ZigBee无线组网的协调器，然后进行信道扫描、设置网络ID，最后执行器3和传感器4加入网络，组网完成；
b、各种类型的传感器4定时采集管廊内环境信息、人员信息并通过ZigBee网络发送给智能网关2，
如果***处于自动控制模式，当传感器4采集到的环境信息没有超过规定值或者没有人员非法入侵时，不发送任何指令，当传感器4采集到的环境信息超过规定值或者发现人员非法入侵时，将会自动发送指令到继电器5、执行器3执行相应的操作；
如果***处于手动控制模式，首先智能网关2在接收到传感器4发送过来的数据后，通过串口发送到PC数据中心1，然后由PC数据中心1值班人员判断是否要进行相应的控制，当传感器4采集到的环境信息没有超过规定值或者没有人员非法入侵时，不需要给下达指令，当传感器4采集到的环境信息超过规定值或者发现人员非法入侵时，给智能网关2下发控制指令，再由智能网关2通过ZigBee网络转发到相应继电器5，继电器5控制执行器3执行相关指令。
本发明通过带有ZigBee模块的传感器采集数据，通过带有ZigBee模块的继电器控制设备，可以很好地替代传统的PLC***，相对于PLC***，本发明不需要进行大规模布线，数据通过无线网络传输，节省了硬件成本，降低了部署的难度。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于物联网的地下管廊智能控制***，其特征在于，包括PC数据中心(1)、智能网关(2)、执行器(3)和传感器(4)；
所述传感器(4)内带有ZigBee通讯模块，所述传感器(4)与所述智能网关(2)之间无线通讯；
所述执行器(3)连有继电器(5)，所述继电器(5)带有ZigBee通讯模块，所述继电器(5)与所述智能网关(2)之间无线通讯；
所述智能网关(2)与所述PC数据中心(1)之间串口无线通讯；
所述PC数据中心(1)、智能网关(2)、执行器(3)、传感器(4)、继电器(5)均连有电源装置。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的地下管廊智能控制***，其特征在于，所述传感器(4)包括若干个带有ZigBee通讯模块的温湿度传感器、若干个带有ZigBee通讯模块的光照传感器、若干个带有ZigBee通讯模块的人体红外传感器、若干个带有ZigBee通讯模块的有毒气体传感器以及若干个带有ZigBee通讯模块的水位传感器。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的地下管廊智能控制***，其特征在于，所述执行器(3)包括安装在管廊内部不同位置的照明设备、报警设备、通风设备以及排水设备。
4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的地下管廊智能控制***，其特征在于，所述电源装置为电池或者直流电源装置。
5.一种如权利要求4所述的基于物联网的地下管廊智能控制***的控制方法，其特征在于，具体步骤为：
a、智能网关(2)、执行器(3)和传感器(4)自行完成ZigBee无线组网：在整个设备供电之后，首先确定智能网关(2)为ZigBee无线组网的协调器，然后进行信道扫描、设置网络ID，最后执行器(3)和传感器(4)加入网络，组网完成；
b、各种类型的传感器(4)定时采集管廊内环境信息、人员信息并通过ZigBee网络发送给智能网关(2)，
如果***处于自动控制模式，当传感器(4)采集到的环境信息没有超过规定值或者没有人员非法入侵时，不发送任何指令，当传感器(4)采集到的环境信息超过规定值或者发现人员非法入侵时，将会自动发送指令到继电器(5)、执行器(3)执行相应的操作；
如果***处于手动控制模式，首先智能网关(2)在接收到传感器(4)发送过来的数据后，通过串口发送到PC数据中心(1)，然后由PC数据中心(1)值班人员判断是否要进行相应的控制，当传感器(4)采集到的环境信息没有超过规定值或者没有人员非法入侵时，不需要给下达指令，当传感器(4)采集到的环境信息超过规定值或者发现人员非法入侵时，给智能网关(2)下发控制指令，再由智能网关(2)通过ZigBee网络转发到相应继电器(5)，继电器(5)控制执行器(3)执行相关指令。
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Application publication date: 20190129