基于物聯(lián)網(wǎng)的無線電纜管廊監(jiān)測系統(tǒng)-改10.29

基于物聯(lián)網(wǎng)的無線電纜管廊監(jiān)測系統(tǒng)方案 目 錄一、 公司介紹1二、背景2三、系統(tǒng)中主要設(shè)備及技術(shù)參數(shù)31、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖32、無線溫度傳感器43、無線分機54、云主機55、云服務(wù)器66、監(jiān)控軟件67、系統(tǒng)的其他技術(shù)參數(shù)8四、系統(tǒng)特點8五、系統(tǒng)布置方案101、調(diào)研情況102、無線測溫電纜的布置103、無線單點環(huán)境溫度傳感器的布置10六、預(yù)算111、 公司介紹山西拓普牛物聯(lián)網(wǎng)科技股份有限公司（以下簡稱拓普牛）坐落于山西省太原市小店區(qū)高新技術(shù)開發(fā)區(qū)的核心區(qū)域。注冊資金：人民幣500萬元。作為一家集互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)+高科技應(yīng)用為一體的多元化高新技術(shù)企業(yè)，公司專業(yè)為客戶提供與生活息息相關(guān)的各類智能服務(wù)，業(yè)務(wù)內(nèi)容涉及DCS、SCADA系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)化綜合布線、教育智能化系統(tǒng)、物業(yè)智能化系統(tǒng)、社區(qū)智能化系統(tǒng)、停車智能化系統(tǒng)、會議會展智能化系統(tǒng)等各行業(yè)領(lǐng)域。公司建立了以科研開發(fā)為先導(dǎo)，集工程設(shè)計、設(shè)備成套、產(chǎn)品制造和技術(shù)服務(wù)為一體的運營系統(tǒng)。公司下設(shè)拓展部、項目部、行政管理部，負責公司的總體規(guī)劃及運營。下設(shè)物聯(lián)網(wǎng)科技研發(fā)中心和應(yīng)用技術(shù)研發(fā)中心，負責公司的技術(shù)及產(chǎn)品的發(fā)展方向。同時建立一個科技管理中心，開展科技管理和科技服務(wù)工作。為了開發(fā)出真正適合企業(yè)需求的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，企業(yè)特聘請各行業(yè)管理專家作為咨詢顧問，緊密跟蹤物聯(lián)網(wǎng)方面的技術(shù)和行業(yè)發(fā)展特點，不斷優(yōu)化人才結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，令用戶得到最優(yōu)質(zhì)的服務(wù)和最好的投資回報。作為國內(nèi)為數(shù)不多的，良性健康發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，我公司始終以市場為導(dǎo)向，專注于應(yīng)用型產(chǎn)品的創(chuàng)新和研發(fā)，與同行大型企業(yè)形成了差別優(yōu)勢。拓普牛正在逐步實現(xiàn)成為互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)巨型航母的打造規(guī)劃，著力打造頂級的研發(fā)中心，實驗中心和運營中心，所有的這些都將讓拓普牛在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)更強大、更具有持續(xù)競爭力，也為我們的商業(yè)合作伙伴的發(fā)展提供重要的保障。公司地址：山西省太原市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)清控創(chuàng)新基地D座1405室公司電話13363449689二、背景現(xiàn)在我們的身邊都充斥著大量的電纜，但由于用電超載、電纜線老化失修，等問題，使我們的用電安全和生命安全受到挑戰(zhàn)，電氣火災(zāi)已經(jīng)是現(xiàn)在火災(zāi)的最主要起因，主要誘因是因為電纜老化或用電超負荷使電纜溫度過高，外皮損壞導(dǎo)致電纜短路起火，那么如果能實時監(jiān)測電纜線的溫度，再其溫度過高時就及時去處理，那么就可以防患于未然，減少電器火災(zāi)的爆發(fā)。對電纜管廊內(nèi)的電纜的溫度變化進行實時監(jiān)測，人工的方式根本無法完成，為了保證電纜管廊內(nèi)的電纜安全穩(wěn)定運行，減少火災(zāi)隱患，同時確保人員的人身安全，我公司基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)了一套全無線電纜管廊溫度遠程監(jiān)測系統(tǒng)，較傳統(tǒng)的測溫方法，省時省力，可以做到24小時無人監(jiān)測狀態(tài)，精度高且不受環(huán)境影響、性價比高。三、系統(tǒng)中主要設(shè)備及技術(shù)參數(shù)1、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖無線電纜管廊檢測系統(tǒng)拓撲圖無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)2、無線溫度傳感器作為該系統(tǒng)的主要設(shè)備，無線溫度傳感器主要由測溫電纜及無線裝置構(gòu)成。測溫電纜在電纜管廊內(nèi)與其他要監(jiān)測的電纜一同順序安裝，可通過級聯(lián)的方式增加測量范圍，測溫點集成于測溫電纜中，測溫點的間距可根據(jù)監(jiān)測要求定做，一般一根長100m。無線裝置用于與上位機通信，采用電池供電，電池壽命大于5年，無線裝置的通信距離在空曠條件下大于3Km。無線傳感器與分機之間采用LoRa無線傳輸技術(shù)，此技術(shù)屬于低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，此技術(shù)為用戶提供了一種簡單的能實現(xiàn)遠距離、長電池壽命、大容量、多節(jié)點的系統(tǒng)，進而擴展傳感網(wǎng)絡(luò)； 無線裝置與測溫電纜3、無線分機當監(jiān)測范圍較大時，可以采用無線分機對監(jiān)測點進行分組，分組后，無線溫度傳感器的監(jiān)測信息首先發(fā)到無線分機，再由無線分機轉(zhuǎn)發(fā)到云主機，即上位機上。無線分機同樣采用電池供電，電池壽命大于5年，通信距離在空曠條件下大于3Km。4、云主機位于上位機旁，主要用于系統(tǒng)中的命令發(fā)布及數(shù)據(jù)接收，同時，還可以與云端服務(wù)器通信，將本機信息上傳到云端，使得用戶可以采用多種方式（手機、平板、電腦等）遠程查看監(jiān)測信息。云主機5、云服務(wù)器用于保存各溫度點監(jiān)測信息，提供云端查看、召測功能。采用大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，對電纜管廊內(nèi)的電纜溫度信息進行分析，預(yù)測其發(fā)展趨勢，提供必要的處理建議，以提前采取措施，避免出現(xiàn)電纜超溫、自然現(xiàn)象。6、監(jiān)控軟件監(jiān)控軟件總體基于Java EE平臺開發(fā)，采用B/S（瀏覽器/服務(wù)器）架構(gòu)，MVC的架構(gòu)設(shè)計思路，其中Java EE是一個開放的、基于標準的開發(fā)和部署的平臺，用于構(gòu)建N層的、基于Web的、以服務(wù)端計算為核心的、模塊化的企業(yè)應(yīng)用。為降低系統(tǒng)內(nèi)部耦合程度，軟件架構(gòu)的設(shè)計充分貫徹模塊化、對象化、面向服務(wù)的思想。在客戶端努力通過RIA組件搭建具有豐富表現(xiàn)力的應(yīng)用界面。應(yīng)用服務(wù)器端的開發(fā)中采用基于Java EE規(guī)范的多種開源工具。數(shù)據(jù)庫服務(wù)端主要完成數(shù)據(jù)到應(yīng)用對象之間的轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)庫操作。具體功能如下：（1）信息接收信息接收主要功能是根據(jù)相關(guān)通信協(xié)議，與監(jiān)測點建立并維持通信鏈路；接收并解析監(jiān)測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)；通過JMS轉(zhuǎn)發(fā)來自用戶的遠程操作命令并接收響應(yīng)。主要由通訊服務(wù)器、消息處理器、DT協(xié)議處理器、應(yīng)用命令處理器、JMS應(yīng)用通信器等部分組成，總體框架及各組成部分相互關(guān)系如圖5-1所示：圖5-8信息接收模塊框架圖通訊服務(wù)器：監(jiān)聽端口，建立通信服務(wù)，以字節(jié)流的方式與監(jiān)測站進行通信。DT協(xié)議處理器：相關(guān)通信協(xié)議的具體實現(xiàn)部分，負責對所有往來的消息及命令進行解析。消息處理器：定義上行消息的基本處理流程，根據(jù)解析結(jié)果，調(diào)用相應(yīng)的數(shù)據(jù)接口執(zhí)行相關(guān)數(shù)據(jù)庫操作。應(yīng)用命令處理器：下發(fā)對監(jiān)測站的命令；負責命令池的管理，匹配接收到的命令響應(yīng)，定時清理執(zhí)行完畢或超時的命令。JMS應(yīng)用通訊器：維持數(shù)據(jù)中心與WEB應(yīng)用系統(tǒng)之間的消息雙向轉(zhuǎn)發(fā)。數(shù)據(jù)接口：數(shù)據(jù)庫操作接口。（2）數(shù)據(jù)校驗與轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)校驗對接收到的直接監(jiān)測數(shù)據(jù)，需要進行正確性校驗后才能參與統(tǒng)計。（3）監(jiān)測點列表查詢以名稱等多重條件檢索監(jiān)測點，在結(jié)果列表中進行基礎(chǔ)信息查詢、監(jiān)測信息查詢和召測、遠程參數(shù)設(shè)置等遠程命令控制等操作。（4）溫度曲線描繪根據(jù)采集回來的數(shù)據(jù)描繪出溫度實時曲線。（5）溫度報警當溫度超過正常的溫度區(qū)間時，系統(tǒng)給出報警信息。（6）數(shù)據(jù)報表打印系統(tǒng)可打印每個測溫度的歷史數(shù)據(jù)。7、系統(tǒng)的其他技術(shù)參數(shù)系統(tǒng)容量：大于10000個無線溫度傳感器；溫度檢測精度：0.5溫度檢測分辨率：0.1測量范圍：-30100無線頻段：433MHz通信距離：空曠條件下大于3Km四、系統(tǒng)特點作為一種新型的溫度傳感器，基于物聯(lián)網(wǎng)的無線電纜管廊監(jiān)測系統(tǒng)主要有如下特點：（1）采用電池供電，供電壽命長。由于節(jié)點的功耗非常低，通常由電池供電。通過控制功耗，節(jié)點的生命周期能達到幾年。（2）現(xiàn)場安裝簡易，后期維護量低。由于采用無線傳輸和電池供電，現(xiàn)場無需布線，傳感器節(jié)點的安裝非常簡單，避免了傳統(tǒng)有線監(jiān)測方式復(fù)雜而龐大的線纜敷設(shè)工程。由于節(jié)點間互相沒有連接，某一個節(jié)點的損壞不會影響其他節(jié)點的正常工作，只需單獨更換或維修故障節(jié)點即可。（3）節(jié)點成本低。隨著技術(shù)的發(fā)展，很多功能如信息的采集、處理和傳輸都可以集成到一顆芯片內(nèi)，使得單個節(jié)點的成本逐漸降低。（4）多跳路由。網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點通信距離一般在幾百米到十幾公里范圍內(nèi)，節(jié)點只能與它的鄰居直接通信。如果希望與其射頻覆蓋范圍之外的節(jié)點進行通信，則需要通過中間節(jié)點進行路由。即，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍可以超出單個節(jié)點的通信距離，并且可以不斷的進行擴展。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的多跳路由是由普通網(wǎng)絡(luò)節(jié)點完成的，沒有專門的路由設(shè)備。這樣每個節(jié)點既可以是信息的發(fā)起者，也可以是信息的轉(zhuǎn)發(fā)者。（5）自組織網(wǎng)絡(luò)。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，通常情況下傳感器節(jié)點的位置不能預(yù)先精確設(shè)定，節(jié)點之間的相互鄰居關(guān)系也不能預(yù)先知道。這樣就要求傳感器節(jié)點具有自組織的能力，能夠自動進行配置和管理。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自組織性還要求能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化。（6）網(wǎng)絡(luò)拓撲動態(tài)變化。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一個動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點可以隨處移動；某個節(jié)點可能會因為電池能量耗盡或其他故障，退出網(wǎng)絡(luò)運行; 也可能由于工作的需要而將某些節(jié)點添加到網(wǎng)絡(luò)中。（7）云端服務(wù)器，可遠程實時查看監(jiān)測數(shù)據(jù)。五、系統(tǒng)布置方案1、調(diào)研情況根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研，礦廠區(qū)供電電纜由35kv變6KV，6KV變380V和220V等組成，除35kv變6KV按電纜橋架標準布置外，其他電纜線布置錯綜復(fù)雜，一下未能統(tǒng)計全面所有線纜情況，但根據(jù)與礦方了解和實地探測，全礦區(qū)線纜情況總長超過1萬米，根據(jù)礦區(qū)實際情況和電纜線的布置情況這次我們先按照五千米電纜線的長度進行溫度過高監(jiān)測。 2、無線測溫電纜的布置我們的無線測溫電纜長度為100m，按五千米電纜線估計需要80個設(shè)備，測溫點集成于測溫電纜中，測溫電纜在電纜管廊內(nèi)與其他要監(jiān)測的電纜一同順序安裝，并通過級聯(lián)的方式不斷向下延伸。由于無線測溫電纜自己解決了供電、采集、數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}，所以不用過多考慮系統(tǒng)布線問題，只需要按需求覆蓋需要監(jiān)測的電纜即可，最后在各區(qū)域布置上無線分機，將各無線傳感器的數(shù)據(jù)傳輸給云主機。3、無線單點環(huán)境溫度傳感器的布置由于大量的電纜在室外無遮擋布置，陽光直接照射，為了避免由于陽光等外界溫度等對測溫電纜造成的監(jiān)測誤差，在相應(yīng)位置裝上無線單點環(huán)境溫度傳感器，布置情況按實際情況而定