物联网水闸远程探测控制系统的制作方法

物联网水闸远程探测控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种水闸控制系统，具体涉及物联网水闸远程探测控制系统。
【背景技术】
[0002]水闸控制是一种非常传统的控制岗位，通常需要招聘一个工作人员守候在水闸旁边，有水位变化或接收到用水方的电话通知则通过人工赶至现场做水闸的开关操作，随着经济发展、社会进步，人们生活水平的提高，控制水闸这类枯燥的岗位目前很难招到愿意从事该工作的工，而目前社会各产业都出现用工荒现象，底层一线工人存在工资费用高，难招聘人等问题。
[0003]而随着计算机技术、嵌入式技术、网络通讯技术、移动互联网技术、物联网技术的普及发展，基于物联网和移动互联网的智能化远程控制系统已进入一个广泛应用新时代，自动化、信息化成为了这个问题的唯一途径，水闸的自动控制成为了未来的应用趋势，只要网络联网，无论在全球任何位置都可以实现对水闸进行远程控制，各城市、乡镇水务出入口有着大量的水闸控制站，应用物联网水闸控制技术，通过自动化控制方式，一名水闸管理技术员，将能在机房上管理上百个水闸的运作状态，因此，水利现代化和智能化建设是实现资源共享，促进国民经济协调发展的需要，基于此，设计一种物联网水闸远程探测控制系统尤为必要。

【发明内容】

[0004]针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种物联网水闸远程探测控制系统，操作简便，杜绝安全隐患，大大降低人力劳动，提高水库的工作效率，为上级部门正确决策提供了保证，同时也提高了水库现代化管理水平，具有巨大的市场推广潜力。
[0005]为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现:物联网水闸远程探测控制系统，包括智能控制主机、变频器、拉绳传感器、三相电机、机械传动装置、视频摄像头、水位传感器、过高限位开关和过低限位开关，智能控制主机为主控设备，智能控制主机通过RS485通信总线联接变频器，变频器与三相电机相连，变频器通过改变三相电机的控制频率而实现对三相电机转速和正转、反转的控制，三相电机带动机械传动装置实现水闸的打开和闭合动作，水闸通过拉绳传感器反馈连接至智能控制主机，智能控制主机还与视频摄像头、水位传感器连接，过高限位开关、低限位开关将开关量信号传输给智能控制主机，智能控制主机通过RJ45接口与互联网连接，控制软件系统通过互联网与智能控制主机连接，实现对水闸的远程探测控制。
[0006]作为优选，所述拉绳传感器的信号输出方式分为数字信号输出和模拟信号输出，数字输出型可以选择增量旋转编码器、绝对值编码器等，输出信号为方波ABZ信号或格雷码信号，拉绳传感器安装尺寸小、结构紧凑、测量行程大、精度高的传感器，行程从几百毫米至十几米不等，最大达15000毫米，线性精度最大0.01%，分辨力可以达到0.001毫米/脉冲，当水闸在打开和关闭的过程中会拉动拉绳的长度变化，当达到闸门开合度的位置时能实时检测。
[0007]作为优选，所述的水位传感器是一种测量液位的压力传感器，静压投入式液位变送器是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，通过隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号。
[0008]作为优选，所述的控制软件系统包括中心控制室软件和远程控制软件，中心控制室主要由工控机和上位机软件等构成，中心控制室软件采用了 VC6.0开发工具软件，远程监控软件使用Android手持终端，系统能在远程方可通过PC机或个人平板PDA或手机开启控制软件就能对水闸实现远程探测控制，水闸的管理人员通过控制软件可调节好开合度，即能对水闸进行远程手动/自动控制、对水闸周边环境进行视频警卫监控，观察远程控制动作是否正常。
[0009]本发明的有益效果:应用传感器技术、视频监控系统、智能远程控制系统、嵌入式操作系统，通过计算机通讯网络，将实施状况信息反馈到视屏中，由工作人员进行远程动态处理，操作简便，及时关注水闸动态情况，杜绝安全隐患，实现水库闸门远程控制的无人值守，大大降低人力劳动，提高水库的工作效率，为上级部门正确决策提供了保证，同时也提高了水库现代化管理水平，具有巨大的市场推广潜力。
【附图说明】
[0010]下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本发明；
图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本发明。
[0012]参照图1，本【具体实施方式】采用以下技术方案:物联网水闸远程探测控制系统，包括智能控制主机1、变频器2、拉绳传感器3、三相电机4、机械传动装置5、视频摄像头6、水位传感器7、过高限位开关8和过低限位开关9，智能控制主机I为主控设备，智能控制主机I通过RS485通信总线联接变频器2，变频器2支持标准的工业modbus通讯协议，智能控制主机I可满足多种通信协议，也适用于modbus协议，可直接控制变频器2，变频器2与三相电机4相连，变频器2通过改变三相电机4的控制频率而实现对三相电机4转速和正转、反转的控制，三相电机4带动机械传动装置5实现水闸10的打开和闭合动作，水闸10通过拉绳传感器3反馈连接至智能控制主机1，智能控制主机I还与视频摄像头6、水位传感器7连接，过高限位开关8、低限位开关9将开关量信号传输给智能控制主机1，智能控制主机I通过RJ45接口与互联网连接，控制软件系统通过互联网与智能控制主机I连接，实现对水闸10的远程探测控制。
[0013]值得注意的是，所述拉绳传感器3的信号输出方式分为数字信号输出和模拟信号输出，数字输出型可以选择增量旋转编码器、绝对值编码器等，输出信号为方波ABZ信号或格雷码信号，行程最大达15000毫米，线性精度最大0.01%，分辨力可以达到0.001毫米/脉冲，当水闸10在打开和关闭的过程中会拉动拉绳的长度变化，当达到闸门开合度的位置时能实时检测。
[0014]值得注意的是，所述的水位传感器7是一种测量液位的压力传感器，适用于石油化工、冶金、电力、制药、供排水、环保等系统和行业的各种介质的液位测量，简单的调校和灵活的安装方式为用户轻松地使用提供了方便，静压投入式液位变送器是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，通过隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号。
[0015 ]此外，所述的控制软件系统包括中心控制室软件和远程控制软件，中心控制室主要由工控机和上位机软件等构成，中心控制室软件采用了 VC6.0开发工具软件，远程监控软件使用Android手持终端，配置环境jdk 6ul9+eclip+android sdk，通过PC端、手机端对水闸10的开关状态和水位的高度情况等进行远程监控，同时可以在操作界面上远程控制闸门的开合度，可以定时控制闸门的开合度，并可通过实时视频监控，观察远程控制动作是否正常。
[0016]本【具体实施方式】终端闸门控制系统数据采集设备通过RS232/485通讯接口与通讯设备串口连接，远程数据中心服务器可以使用APN专线或普通ADSL等作为网络接入，通讯设备通过GPRS网络接入Internet连接到远程数据中心服务器主机，建立透明数据通道，这样采集终端产生的数据只要送到串口，通讯设备就会把收到的数据不做任何处地发送到数据中心服务器主机，服务器主机收到终端上传上来的各项源始数据后对数据进行综合分析和各种判断，并向终端设备发出控制指令，服务器主机发出的控制指令通过通道传输到通讯设备后，通讯设备通过串口送到采集终端，从而实现了数据双向透明传输。
[0017]本【具体实施方式】主要用于水电厂、水库、河道、供水渠的闸门控制，被控闸门可以是平板门、弧型门、液压门或快速门，制动方式可以是卷扬方式自动化、液压方式或螺杆方式，系统由闸位传感器、现场控制单元、信号传送线缆及中心控制站组成，可以根据用户要求和系统特点在现地单控、群控，也可在异地远程遥控，系统采用高可靠性的硬件设备和工业控制专用组态软件平台，具有可靠性高、操作简单之优点，为防止误动作和误操作，一般系统应具有连锁控制，中心站操作具有操作等级设置及操作自动记录备查，该监控系统一般采用分布控制，信号传输采用光缆或其它避雷性能良好的传输方式，使系统远方控制可达数公里以外，系统同时具有现场图像监视功能，使用安全可靠。
[0018]本系统有两个操作版本的软件，其一是在PC上运行的控制软件，可远程操作?’另一个版本的是手机操作的控制软件，操作人员可以通过PC端、手机端对水闸的开关状态和水位的高度情况等进行远程监控，同时可以在操作界面上远程控制闸门的开合度，可以定时控制闸门的开合度，并可以通过实时视频监控，观察远程控制动作是否正常，系统带有灯光控制，可以在夜黑光线不足时，给摄像头适当的背光补偿，避免摄像头夜视效果不清晰。
[0019]本【具体实施方式】应用传感器技术、视频监控系统、智能远程控制系统、嵌入式操作系统，可以通过计算机通讯网络，将实施状况信息反馈到视屏中，由工作人员进行远程动态处理，及时关注水闸动态情况，杜绝安全隐患，实行操作简便，具有广阔的市场应用前景。
[0020]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.物联网水闸远程探测控制系统，其特征在于，包括智能控制主机(1)、变频器(2)、拉绳传感器(3)、三相电机(4)、机械传动装置(5)、视频摄像头(6)、水位传感器(7)、过高限位开关⑶和过低限位开关(9)，智能控制主机⑴为主控设备，智能控制主机⑴通过RS485通信总线联接变频器(2)，变频器(2)与三相电机(4)相连，变频器(2)通过改变三相电机(4)的控制频率而实现对三相电机⑷转速和正转、反转的控制，三相电机⑷带动机械传动装置(5)实现水闸(10)的打开和闭合动作，水闸(10)通过拉绳传感器(3)反馈连接至智能控制主机(I)，智能控制主机(I)还与视频摄像头(6)、水位传感器(7)连接，过高限位开关(8)、低限位开关(9)将开关量信号传输给智能控制主机(I)，智能控制主机(I)通过RJ45接口与互联网连接，控制软件系统通过互联网与智能控制主机(I)连接，实现对水闸(10)的远程探测控制。2.根据权利要求1所述的物联网水闸远程探测控制系统，其特征在于，所述拉绳传感器(3)的信号输出方式分为数字信号输出和模拟信号输出，数字输出型可以选择增量旋转编码器、绝对值编码器等，输出信号为方波ABZ信号或格雷码信号，行程最大达15000毫米，线性精度最大0.01%，分辨力可以达到0.001毫米/脉冲，当水闸(10)在打开和关闭的过程中会拉动拉绳的长度变化，当达到闸门开合度的位置时能实时检测。3.根据权利要求1所述的物联网水闸远程探测控制系统，其特征在于，所述的水位传感器(7)采用静压投入式液位变送器，通过隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号。4.根据权利要求1所述的物联网水闸远程探测控制系统，其特征在于，所述的控制软件系统包括中心控制室软件和远程控制软件，中心控制室主要由工控机和上位机软件等构成，中心控制室软件采用了 VC6.0开发工具软件，远程监控软件使用Android手持终端，通过PC端、手机端对水闸(10)的开关状态和水位的高度情况等进行远程监控，同时可以在操作界面上远程控制闸门的开合度，可以定时控制闸门的开合度，并可通过实时视频监控，观察远程控制动作是否正常。
【专利摘要】本发明公开了一种物联网水闸远程探测控制系统，它涉及一种水闸控制系统。智能控制主机通过RS485通信总线联接变频器，变频器通过改变三相电机的控制频率而实现对三相电机转速和正转、反转的控制，三相电机带动机械传动装置实现水闸的打开和闭合动作，水闸通过拉绳传感器反馈连接至智能控制主机，智能控制主机与视频摄像头、水位传感器连接，过高限位开关、低限位开关将开关量信号传输给智能控制主机，智能控制主机通过RJ45接口与互联网连接，控制软件系统通过互联网与智能控制主机连接，实现对水闸远程控制。本发明操作简便，杜绝安全隐患，降低人力劳动，提高水库工作效率，同时也提高了水库现代化管理水平，市场推广潜力巨大。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN104880985
【申请号】CN201510281447
【发明人】熊昕, 晏细兰, 林旭诚, 熊茂华, 谢景明
【申请人】广州番禺职业技术学院
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月28日