專利名稱：一種消防供水管網(wǎng)水壓遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)測裝置，特別涉及一種消防供水管網(wǎng)水壓遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)。
背景技術：
城市消防供水管網(wǎng)和樓宇消防供水管網(wǎng)是城市基礎設施和樓宇消防安全的重要組成部分，是關系到人民群眾生命財產(chǎn)安全和社會穩(wěn)定的大事。特別是高層建筑在長期使用過程中，人們往往缺乏消防安全意識，忽視了對火災報警系統(tǒng)、消防供水管網(wǎng)、消火栓等消防設施管理與維護，導致部分消防設施長期處于故障或癱瘓狀態(tài)而不能正常使用，等到火災發(fā)生時，消防系統(tǒng)不能做到及時聯(lián)動，無法發(fā)揮其應有作用。甚至出現(xiàn)消防栓無水或消防設施停用等現(xiàn)象，這給滅火救災工作帶來了巨大的困難，由于失去了寶貴的滅火求援時間，這會給人民群眾的生命和財產(chǎn)帶來巨大的傷害
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種對城市消防供水管網(wǎng)或樓宇消防供水管網(wǎng)水壓的實時、全天候、長效的監(jiān)測，通過定時采樣城市消防供水管網(wǎng)或樓宇消防供水管網(wǎng)水壓的方式，將水壓傳感器的水壓數(shù)據(jù)和水壓傳感器的編碼信息發(fā)送到消防水壓數(shù)據(jù)管理中心； 一旦發(fā)現(xiàn)城市消防供水管網(wǎng)或樓宇消防供水管網(wǎng)水壓低于消防水壓標準額定值，立即發(fā)出告警信息，同時記錄、存儲城市消防供水管網(wǎng)或樓宇消防供水管網(wǎng)水壓數(shù)據(jù)于消防供水管網(wǎng)水壓遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)中。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案
一種消防供水管網(wǎng)水壓遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)，其特征在于包括設有水壓傳感器的水壓監(jiān)測單元、GPRS無線中繼器、消防水壓數(shù)據(jù)管理中心；水壓監(jiān)測單元用于采集安裝在消防供水管網(wǎng)上水壓傳感器所處位置的水壓 數(shù)據(jù)，并將水壓傳感器的水壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元的地址編碼通過無線的方式 傳輸給GPRS無線中繼器；
GPRS無線中繼器，用于接收和存儲多個水壓監(jiān)測單元中水壓傳感器的水壓 數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元的地址編碼，當消防供水管網(wǎng)的水壓低于額定消防水壓時 會立即通過GSM無線網(wǎng)絡向消防監(jiān)控管理人員發(fā)出手機短信報警，并將水壓傳 感器的水壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元的地址編碼傳輸給消防水壓數(shù)據(jù)管理中心；
消防水壓數(shù)據(jù)管理中心，用于接收多個GPRS無線中繼器的水壓監(jiān)測數(shù)據(jù) 和編碼信息，實時地監(jiān)測各水壓傳感器的水壓數(shù)據(jù)，當消防供水管網(wǎng)水壓低于 額定的消防水壓時會立即向消防水壓數(shù)據(jù)管理中心的計算機以及消防監(jiān)控管理 人員發(fā)出報警信息。
本系統(tǒng)中的水壓監(jiān)測單元和GPRS無線中繼器均采用了具有Zigbee技術的 芯片來實現(xiàn)無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸和組網(wǎng)功能。Zigbee技術網(wǎng)絡功能的網(wǎng)絡層技術 主要負責網(wǎng)絡機制的建立和管理，并實現(xiàn)自我組態(tài)和自我修復功能；按Zigbee 網(wǎng)絡功能劃分，本系統(tǒng)定義二種網(wǎng)絡角色1、網(wǎng)絡協(xié)調(diào)者負責網(wǎng)絡的建立和網(wǎng) 絡位置的分配；2、末端節(jié)點裝置能選擇加入已經(jīng)形成的網(wǎng)絡，可收發(fā)信息，但 不具備轉發(fā)信息和路由功能，因此本系統(tǒng)將GPRS無線中繼器作為網(wǎng)絡協(xié)調(diào)者， 水壓監(jiān)測單元作為末端節(jié)點。
Zigbee技術的無線傳輸和組網(wǎng)功能特別適合用于消防供水管網(wǎng)水壓遠程監(jiān) 測，其方法是將水壓傳感器與消防管路連通，且位于消防栓與消防管道連接口 的下部，使水壓監(jiān)測單元的地址編碼與消防栓一一對應。每個消防栓下部都安 裝一個包含有水壓傳感器的水壓監(jiān)測單元，并將消防栓下部的水壓監(jiān)測單元作 為網(wǎng)絡的一個末端節(jié)點，組成一個無線局域網(wǎng)絡，在這個網(wǎng)絡中至少有一個具有GPRS無線傳輸控制電路的GPRS無線中繼器作為無線局域網(wǎng)絡的協(xié)調(diào)者，接 收整個網(wǎng)絡中信息和協(xié)調(diào)整個網(wǎng)絡的正常工作，并通過GPRS無線傳輸控制電路
將整個消防管網(wǎng)的水壓信息發(fā)送至消防栓水壓數(shù)據(jù)管理中心；其典型應用是在 住宅小區(qū)構建一個消防水壓監(jiān)測的無線局域網(wǎng)絡。
消防供水管網(wǎng)水壓遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)中的水壓監(jiān)測單元和GPRS無線中繼 器主要芯片均采用美國德州儀器公司的CC2430芯片和CC2591芯片。CC2430 芯片是整合ZigBee射頻(RF)前端、內(nèi)存和微控制器的真正系統(tǒng)芯片；CC2430 芯片采用0.18pm CMOS工藝生產(chǎn)，具有休眠和工作等四種供電模式。工作時的 電流損耗為27 A;在接收和發(fā)射模式下，電流損耗分別低于27 mA或25 mA; 休眠時的電流損耗僅為0.6uA，具有休眠模式和超短時間轉換到主動模式的特 性，特別適合那些要求電池壽命非常長的應用；CC2591是高性價比和高性能的 2.4GHz RF前端，適合低功耗低電壓2.4GHz無線應用，其輸出功率高達22dBm, 同時集成了開關、匹配網(wǎng)絡、平衡/不平衡電路、電感、功率放大器(PA)以及低 噪音放大器(LNA);具有由CPU控制的掉電、高增益接收、低增益接收和發(fā)送 等四種操作模式，在掉電操作模式下其電流損耗僅O.luA,同樣適合超長距離傳 輸和要求電池壽命非常長的應用；
所述水壓監(jiān)測單元由水壓傳感器、地址碼電路、電源、中央處理單元CPU、 復位電路、實時時鐘電路和射頻收發(fā)電路組成；
水壓傳感器與消防供水管網(wǎng)的消防管路連通，并將水壓信號轉換為電信號 輸入到中央處理單元CPU中；水壓傳感器安裝在位于消防栓與消防管道連接口 的下部，使水壓監(jiān)測單元的地址編碼與消防栓一一對應；
地址碼電路用于設置水壓監(jiān)測單元自身地址編碼；本地址作為Zigbee無線網(wǎng)
絡中的末端節(jié)點地址，也是類似于局域網(wǎng)客戶端的IP地址；電源為水壓監(jiān)測單元提供電能；
中央處理單元CPU用于接收本水壓傳感器的水壓監(jiān)測信號，以及讀取本水 壓監(jiān)測單元的地址編碼；同時通過射頻收發(fā)電路將本水壓傳感器的水壓數(shù)據(jù)和 水壓監(jiān)測單元的地址編碼發(fā)送到GPRS無線中繼器中；
休眠模式下CC2430芯片少于0.6pA的流耗，外部的中斷或RTC能喚醒系統(tǒng)的 中央處理單元CPU電路,這種具有休眠功能的CPU電路安裝在消防栓現(xiàn)場是其它 CPU電路無法比擬的。
復位電路用于水壓監(jiān)測單元的初始化復位功能；
實時時鐘電路為中央處理單元CPU正常工作提供時鐘；
射頻收發(fā)電路與中央處理單元CPU聯(lián)接，用于接收中央處理單元CPU傳輸?shù)?本水壓傳感器的水壓數(shù)據(jù)和本水壓監(jiān)測單元的地址編碼，然后轉發(fā)到GPRS無線 中繼器中；
所述電源為3.6V直流電池，采用高能鋰電池作為電能，對消防水壓采樣周 期為一分鐘，這使得工作模式與休眠模式的時間比率為l:59,這就意味著在同一 分鐘內(nèi)系統(tǒng)只有l(wèi)s處于工作狀態(tài)而其余59s都是處于休眠狀態(tài)。因此能為水壓 監(jiān)測單元提供電能的時間長達2年左右；同時CC2430芯片的電池監(jiān)測功能為供 電提供了有力的保障；
所述GPRS無線中繼器由地址碼電路、電源轉換電路、中央處理單元CPU、 復位電路、實時時鐘電路、射頻收發(fā)電路和GPRS無線傳輸控制電路組成；
地址碼電路用于設置GPRS無線中繼器地址編碼；將一個物業(yè)小區(qū)所有消防 栓都作為Zigbee無線網(wǎng)絡末端節(jié)點，則GPRS無線中繼器地址編碼就是這個網(wǎng)絡 的網(wǎng)關地址，GPRS無線中繼器地址編碼對應一個物業(yè)小區(qū)或城市中每平公里的 一個柵格區(qū)域；物業(yè)小區(qū)或城市每平方公里柵格區(qū)域的地址與其內(nèi)部局域網(wǎng)中的消防栓地址，就形成了對應每個消防栓的唯一地址；
電源轉換電路將220V市電轉換成12V直流電源，12V再經(jīng)過電源調(diào)制芯片變 換成3.3V電源，3.3V電源分別給地址碼電路、中央處理單元CPU、射頻收發(fā)電路、 GPRS無線傳輸控制電路提供工作電源；
中央處理單元CPU分別與射頻收發(fā)電路、GPRS無線傳輸控制電路聯(lián)通， 用于將射頻收發(fā)電路接收到的水壓傳感器的水壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元的地址編 碼信息進行采集、運算和判斷，同時將水壓傳感器的水壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元 的地址編碼傳輸?shù)紾PRS無線傳輸控制電路中；
復位電路用于GPRS無線中繼器的初始化復位功能；
實時時鐘電路為中央處理單元CPU正常工作提供時鐘；
射頻收發(fā)電路與中央處理單元CPU聯(lián)接，用于接收多個消水壓傳感器的水
壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元的地址編碼信息，然后將其傳輸?shù)街醒胩幚韱卧狢PU中；
GPRS無線傳輸控制電路用于通過無線的方式將水壓傳感器的水壓數(shù)據(jù)及 水壓監(jiān)測單元的地址編碼信息傳輸給消防水壓數(shù)據(jù)管理中心；同時GPRS無線 傳輸控制電路還用于在消防供水管網(wǎng)水壓低于額定消防水壓下限值時，采用短 消息方式向消防監(jiān)控管理人員發(fā)送手機報警信息；
GPRS技術把無線網(wǎng)絡和計算機網(wǎng)絡有機的連接在一起，克服消防供水管網(wǎng) 監(jiān)測現(xiàn)場不能接入有線網(wǎng)絡困難；GPRS同時還負責將整個ZigBeer網(wǎng)絡中水壓傳 感器的水壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元地址編碼信息發(fā)送到消防水壓數(shù)據(jù)管理中心數(shù) 據(jù)庫服務器中；考慮到GPRS無線傳輸控制電路在發(fā)射功耗較大，因此采用將 220V市電轉換的3.6 V直流電源；
所述的消防水壓數(shù)據(jù)管理中心由GPRS應用網(wǎng)關、數(shù)據(jù)庫服務器、WEB 應用服務器、消防水壓監(jiān)測管理裝置、管理中心PC電腦和防火墻構成；GPRS應用網(wǎng)關與固定IP地址的數(shù)據(jù)庫服務器聯(lián)通，用于接收來自GPRS 無線傳輸控制電路發(fā)送的水壓傳感器的水壓數(shù)據(jù)以及水壓監(jiān)測單元的地址編 碼，并將接收到的水壓傳感器的水壓數(shù)據(jù)以及水壓監(jiān)測單元的地址編碼轉發(fā)到 數(shù)據(jù)庫服務器中；
數(shù)據(jù)庫服務器與WEB服務器聯(lián)通；用于預先存儲水壓傳感器的地理坐標、 水壓監(jiān)測單元地址編碼，以及接收來自多個GPRS無線中繼器發(fā)送的水壓傳感 器的水壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元的地址編碼信息，為消防水壓監(jiān)測管理裝置提供 數(shù)據(jù)； 、
WEB服務器與管理中心PC電腦聯(lián)通；為消防水壓監(jiān)測管理裝置提供運行
平臺；
消防水壓監(jiān)測管理裝置，用于讀取數(shù)據(jù)庫服務器接收到的水壓傳感器的水 壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元的地址編碼，并與預先存儲的水壓監(jiān)測單元的地址編碼 進行比較，對相同地址編碼的水壓監(jiān)測單元在管理中心PC電腦的顯示器上顯示 GIS電子地圖中的具體地理位置，同時在顯示器上顯示具體地理位置的文字信 息，并在接收到報警信息時由管理中心PC電腦揚聲器發(fā)出報警提示聲音；
消防水壓監(jiān)測管理裝置還用于對消防管網(wǎng)基本信息、水壓數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù) 的維護、查詢和統(tǒng)計；
管理中心PC電腦用于提供人機界面接口，并且產(chǎn)生數(shù)據(jù)報表、歷史趨勢記 錄、打印；
防火墻用于防止互聯(lián)網(wǎng)黑客和非法用戶對消防水壓遠程監(jiān)測管理裝置的惡 意攻擊。
本發(fā)明消防供水管網(wǎng)水壓遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)的有益效果是，當城市消防供 水管網(wǎng)和樓宇消防供水管網(wǎng)在缺水或無水情況下，將水壓傳感器的水壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元的地址編碼立即發(fā)送到消防水壓數(shù)據(jù)管理中心，可以使武警消防 管理部門能實時掌握消防供水系統(tǒng)的水壓狀態(tài)，及時提醒對消防管網(wǎng)設備進行 檢査和維護，避免發(fā)生火災時因缺水或無水給人民群眾的生命財產(chǎn)帶來的巨大 損失。


圖l是本發(fā)明的結構示意圖2是本發(fā)明消防栓與水壓傳感器安裝圖； 圖3是本發(fā)明水壓監(jiān)測單元框圖； 圖4是本發(fā)明水壓監(jiān)測單元電源電路圖； 圖5是本發(fā)明水壓監(jiān)測單元水壓傳感器電路圖； 圖6是本發(fā)明水壓監(jiān)測單元/GPRS無線中繼器地址碼電路圖； 圖7是本發(fā)明水壓監(jiān)測單元/GPRS無線中繼器復位電路圖； 圖8是本發(fā)明水壓監(jiān)測單元/GPRS無線中繼器中央處理單元CPU 電路；
圖9是本發(fā)明水壓監(jiān)測單元/GPRS無線中繼器實時時鐘電路；
圖10是本發(fā)明水壓監(jiān)測單元/GPRS無線中繼器射頻收發(fā)電路；
圖11是本發(fā)明GPRS無線中繼器框圖12是本發(fā)明交直流電源轉換電路；
圖13是本發(fā)明GPRS無線傳輸控制電路電路；
圖14是本發(fā)明工作流程框圖；具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明-
參見圖l， 一種消防供水管網(wǎng)水壓遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)，包括設有水壓傳感器 ll的水壓監(jiān)測單元l、 GPRS無線中繼器2、消防水壓數(shù)據(jù)管理中心3;
水壓監(jiān)測單元l用于采集安裝在消防供水管網(wǎng)上水壓傳感器l所處位置的水壓數(shù)據(jù)，并將水壓傳感器ll的水壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元l的地址編碼通過無線的
方式傳輸給GPRS無線中繼器2;
GPRS無線中繼器，用于接收和存儲多個水壓監(jiān)測單元l中水壓傳感器l的水 壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元l的地址編碼，當消防供水管網(wǎng)的水壓低于額定消防水壓 時會立即通過GSM無線網(wǎng)絡向消防監(jiān)控管理人員發(fā)出手機短信報警，并將水壓 傳感器ll的水壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元l的地址編碼傳輸給消防水壓數(shù)據(jù)管理中 心3;
消防水壓數(shù)據(jù)管理中心3，用于接收多個GPRS無線中繼器2的水壓監(jiān)測數(shù)據(jù) 和編碼信息，實時地監(jiān)測各水壓傳感器ll的水壓數(shù)據(jù)，當消防供水管網(wǎng)水壓低 于額定的消防水壓時會立即向消防水壓數(shù)據(jù)管理中心3的計算機以及消防監(jiān)控 管理人員發(fā)出報警信息。
參見圖3，所述水壓監(jiān)測單元l由水壓傳感器ll、地址碼電路12、電源13、 中央處理單元CPU14、復位電路15、實時時鐘電路16和射頻收發(fā)電路17組成；
由于消防供水管網(wǎng)水壓監(jiān)測實時性要求不高，因此水壓監(jiān)測單元l的水壓采 樣周期為一分鐘；水壓監(jiān)測單元1由中央處理單元CPU14定時器喚醒，由休眠狀 態(tài)轉換為工作狀態(tài)，中央處理單元CPU14讀取水壓傳感器11的水壓數(shù)據(jù)和地址碼 電路12的地址編碼，并通過射頻收發(fā)電路17將水壓傳感器11的水壓數(shù)據(jù)和地址 碼電路12的地址編碼發(fā)送到GPRS無線中繼器2中，然后水壓監(jiān)測單元l轉換工作 狀態(tài)為休眠狀態(tài)，如此循環(huán)到下一個采樣周期；在這個周期中整個采樣處理過 程其時間約為1秒，水壓監(jiān)測單元1休眠時間為59秒；
參見圖2、圖5，水壓傳感器ll與消防供水管網(wǎng)的消防管路連通，并將水壓 信號轉換為電信號輸入到中央處理單元CPU 14中；
參見圖6，地址碼電路12用于設置水壓監(jiān)測單元1自身地址編碼；由于水壓傳感器ll與消防管路連通，且位于消防栓與消防管填連接口的下部，使水壓監(jiān)
測單元l的地址編碼與消防栓一一對應；這樣便及時掌握每個消防栓的水壓數(shù) 據(jù)，同時地址碼電路12通過地址總線將自身地址編碼傳輸?shù)街醒胩幚韱卧?CPU14中；
參見圖4，電源13為水壓監(jiān)測單元1提供電能，采用3.6V高能直流電池為處 于長時間休眠狀態(tài)的低功耗消防栓水壓監(jiān)測單元l提供電能；
參見圖8，中央處理單元CPU 14用于接收本水壓傳感器11的水壓監(jiān)測信號， 以及讀取本水壓監(jiān)測單元l的地址編碼；同時通過射頻收發(fā)電路17將本水壓傳感 器11的水壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元1的地址編碼發(fā)送到GPRS無線中繼器2中；
參見圖7，復位電路15用于水壓監(jiān)測單元1的初始化復位功能；
參見圖9，實時時鐘電路16為中央處理單元CPU14正常工作提供工作時鐘；
參見圖IO，射頻收發(fā)電路17與中央處理單元CPU14聯(lián)接，用于接收中央處 理單元CPU14傳輸?shù)谋舅畨簜鞲衅?1的水壓數(shù)據(jù)和本水壓監(jiān)測單元1的地址編 碼，然后轉發(fā)到GPRS無線中繼器2中；
參見圖4，所述電源13為3.6V直流電池，為處于長時間休眠狀態(tài)的低功耗水 壓監(jiān)測單元l提供電能；
參見圖ll，所述GPRS無線中繼器2由地址碼電路21、電源轉換電路22、中 央處理單元CPU 23、復位電路24、實時時鐘電路25、射頻收發(fā)電路26和GPRS 無線傳輸控制電路27組成；
GPRS無線中繼器2中的射頻收發(fā)電路26接收來自水壓傳感器ll的水壓數(shù)據(jù) 和水壓監(jiān)測單元l的地址編碼，并將水壓數(shù)據(jù)和地址編碼信息傳輸?shù)街醒胩幚韱?元CPU23中，由中央處理單元CPU23對其進行邏輯運算、判斷，并將水壓數(shù)據(jù)、 地址編碼信息以及邏輯運算結果通過GPRS無線傳輸控制電路27發(fā)送到消防水壓數(shù)據(jù)管理中心3中；若水壓數(shù)據(jù)值低于額定消防水壓下限值時，中央處理單元
CPU 23將通過GPRS無線傳輸控制電路27向消防監(jiān)控管理人員發(fā)送手機告警短 信；
參見圖6，所述的地址碼電路21用于設置GPRS無線中繼器地址編碼，GPRS 無線中繼器地址編碼對應一個物業(yè)小區(qū)或城市中每平公里的一個柵格區(qū)域；這 個編碼與水壓監(jiān)測單元1中地址碼電路12組合構成了16位二進制地址編碼，來確 定某區(qū)域內(nèi)消防栓唯一地址；地址碼電路21通過地址總線將自身地址編碼傳輸 到中央處理單元CPU 23中；
參見圖12，所述的電源轉換電路22將220V市電轉換成12V直流電源，12V再 經(jīng)過電源調(diào)制芯片變換成3.3V電源，3.3V電源分別給地址碼電路21、中央處理 單元CPU23、射頻收發(fā)電路26、 GPRS無線傳輸控制電路27提供工作電源；
參見圖8，所述的中央處理單元CPU23分別與射頻收發(fā)電路26、 GPRS無 線傳輸控制電路27聯(lián)通，用于將射頻收發(fā)電路26接收到的水壓傳感器11的水 壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元1的地址編碼信息進行采集、運算和判斷，同時將水壓 傳感器11的水壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元1的地址編碼傳輸?shù)紾PRS無線傳輸控制 電路27中；再由GPRS無線傳輸控制電路27將其信息發(fā)送到消防水壓數(shù)據(jù)管 理中心3中，若邏輯判斷水壓數(shù)據(jù)值低于額定消防水壓下限值時，中央處理單 元CPU 23將通過GPRS無線傳輸控制電路27向消防監(jiān)控管理人員發(fā)送手機告 警短信；
參見圖7，所述的復位電路24用于GPRS無線中繼器2的初始化復位功能； 參見圖9，所述的實時時鐘電路25為中央處理單元CPU23正常工作提供工作 時鐘；
參見圖IO，所述的射頻收發(fā)電路26與中央處理單元CPU 23聯(lián)接，用于接收多個消水壓傳感器ll的水壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元l的地址編碼信息，然后將其傳
輸?shù)街醒胩幚韱卧狢PU23中；
參見圖10，所述的GPRS無線傳輸控制電路27用于通過無線的方式將水壓 傳感器11的水壓數(shù)據(jù)及水壓監(jiān)測單元1的地址編碼信息傳輸給消防水壓數(shù)據(jù)管 理中心3;同時GPRS無線傳輸控制電路27還用于在消防供水管網(wǎng)水壓低于額 定消防水壓下限值時，采用短消息方式向消防監(jiān)控管理人員發(fā)送手機報警信息； 所述的消防水壓數(shù)據(jù)管理中心3由GPRS應用網(wǎng)關3K數(shù)據(jù)庫服務器32、 WEB應用服務器33、消防水壓監(jiān)測管理裝置34、管理中心PC電腦35和防火 墻36構成；
GPRS應用網(wǎng)關31與固定IP地址的數(shù)據(jù)庫服務器32聯(lián)通，用于接收來自 GPRS無線傳輸控制電路27發(fā)送的水壓傳感器11的水壓數(shù)據(jù)以及水壓監(jiān)測單元 1的地址編碼，并將接收到的水壓傳感器11的水壓數(shù)據(jù)以及水壓監(jiān)測單元1的 地址編碼轉發(fā)到數(shù)據(jù)庫服務器32中；
數(shù)據(jù)庫服務器32與WEB服務器33聯(lián)通；用于預先存儲水壓傳感器11的 地理坐標、水壓監(jiān)測單元1地址編碼，以及接收來自多個GPRS無線中繼器2 發(fā)送的水壓傳感器11的水壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元1的地址編碼信息，為消防水 壓監(jiān)測管理裝置34提供數(shù)據(jù)；
WEB服務器33與管理中心PC電腦35聯(lián)通；為消防水壓監(jiān)測管理裝置 34提供運行平臺；
消防水壓監(jiān)測管理裝置34，用于讀取數(shù)據(jù)庫服務器32接收到的水壓傳感器 ll的水壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元l的地址編碼，并與預先存儲的水壓監(jiān)測單元l的 地址編碼進行比較，對相同地址編碼的水壓監(jiān)測單元1在管理中心PC電腦35的顯 示器上顯示GIS電子地圖中的具體地理位置，同時在顯示器上顯示具體地理位置的文字信息，并在接收到報警信息時由管理中心PC電腦35揚聲器發(fā)出報警提示 聲音；
消防水壓監(jiān)測管理裝置34還用于對消防管網(wǎng)基本信息、水壓數(shù)據(jù)、報警數(shù) 據(jù)的維護、査詢和統(tǒng)計；
管理中心PC電腦35用于提供人機界面接口，并且產(chǎn)生數(shù)據(jù)報表、歷史趨 勢記錄、打??；
防火墻36用于防止互聯(lián)網(wǎng)黑客和非法用戶對消防水壓遠程監(jiān)測管理裝置34 的惡意攻擊。
述的消防栓水壓數(shù)據(jù)管理中心3由GPRS應用網(wǎng)關31、數(shù)據(jù)庫服務器32、 WEB應用服務器33、消防栓水壓遠程監(jiān)測管理裝置34、管理中心PC電腦35 和防火墻36構成；
GPRS應用網(wǎng)關31與固定IP地址數(shù)據(jù)庫服務器32聯(lián)通，用于接收來自 GPRS無線中繼器2發(fā)送來的消防栓水壓值、地址編碼和邏輯運算結果，并將接 收到的消防栓水壓值、地址編碼和邏輯運算結果發(fā)送到數(shù)據(jù)庫服務器32中；
數(shù)據(jù)庫服務器32與WEB服務器33聯(lián)通；用于存儲消防栓地址編碼、消 防栓水壓值、以及邏輯運算結果，同時還預先存儲消防栓地址碼和消防栓物理 地理位置信息，為消防栓水壓遠程監(jiān)測管理裝置34提供客觀、真實的數(shù)據(jù)；
WEB服務器33與管理中心PC電腦35和數(shù)據(jù)庫服務器32聯(lián)通；用于為 消防栓水壓遠程監(jiān)測管理裝置34提供運行平臺；
消防栓水壓遠程監(jiān)測管理裝置34，用于讀取數(shù)據(jù)庫服務器32接收的消防栓 水壓值、地址編碼進行比較，對相同地址編碼、且水壓數(shù)據(jù)值低于額定消防水 壓下限值的消防栓在管理中心PC電腦35的顯示器上顯示GIS電子地圖中的具體 地理位置，同時在顯示器上顯示具體地理位置的文字信息，并由管理中心PC電腦35揚聲器發(fā)出報警提示聲音；
管理中心PC電腦35用于提供人機界面接口，并且產(chǎn)生數(shù)據(jù)報表、歷史趨勢 記錄、打??；
防火墻36主要用于防止互聯(lián)網(wǎng)黑客和非法用戶對消防栓水壓遠程監(jiān)測管理 裝置34的惡意攻擊。
參見圖2，所述的水壓傳感器11與消防管路連通，且位于消防栓與消防管道 連接口的下部，使水壓監(jiān)測單元1的地址編碼與消防栓一一對應。 工作原理 消防供水管網(wǎng)水壓遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)是一種集嵌入式開發(fā)技術、 Zigbee技術、射頻通訊技術、GPRS無線通訊技術、網(wǎng)絡技術和數(shù)據(jù)庫技術為一 體的實時監(jiān)測系統(tǒng)，本系統(tǒng)工作原理如下
在物業(yè)小區(qū)或城市每平方公里的柵格內(nèi)安裝一個GPRS無線中繼器2，而在 物業(yè)小區(qū)或城市每平方公里的柵格內(nèi)的每個消防栓下部都安裝一個水壓監(jiān)測單 元l，水壓監(jiān)測單元由定時器中斷將處于休眠狀態(tài)的中央處理單元CPU 14喚醒， 再由中央處理單元CPU 14控制水壓傳感器11、地址碼電路12、和射頻收發(fā)電 路17開始工作，待水壓監(jiān)測單元1所有部件開始處于工作狀態(tài)后，中央處理單 元CPU 14讀取水壓傳感器11的水壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元1的地址編碼，并通 過射頻收發(fā)電路17將水壓傳感器11的水壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元1的地址編碼 發(fā)送到GPRS無線中繼器2中。
GPRS無線中繼器2中的射頻收發(fā)電路26接收到水壓傳感器11的水壓數(shù)據(jù) 和使水壓監(jiān)測單元1的地址編碼，并將其傳輸?shù)街醒胩幚韱卧狢PU23中，中央 處理單元CPU 23立刻對其進行邏輯運算和判斷，同時將水壓傳感器11的水壓 數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元1的地址編碼以及運算結果傳輸?shù)紾PRS無線傳輸控制電 路27中，再由GPRS無線傳輸控制電路27將水壓監(jiān)測值、地址碼以及運算結果發(fā)送到消防水壓數(shù)據(jù)管理中心3;若邏輯判斷水壓數(shù)據(jù)值低于額定消防水壓下
限值吋，則GPRS無線傳輸控制電路27同時還必須向消防監(jiān)控管理人員發(fā)送手 機告警短信；
消防水壓數(shù)據(jù)管理中心3中的消防水壓監(jiān)測管理裝置34實時動態(tài)讀取數(shù)據(jù) 庫服務器32中接收的水壓監(jiān)測值、地址編碼以及運算結果，當其水壓監(jiān)測值低 于額定消防水壓下限值時，立即將接收到的水壓監(jiān)測單元1的地址編碼與預先 設置在數(shù)據(jù)庫服務器32地址碼進行查詢和比較，若查詢到匹配的地址時，消防 水壓監(jiān)測管理裝置34立即在管理中心PC電腦35上通過GIS電子地圖顯示出告 警消防栓具體物理位置，并發(fā)出報警提示；
管理中心工作人員根據(jù)報警提示在第一時間通知相關消防設施管理單位對 消防管網(wǎng)進行檢查或維修，避免因消防管網(wǎng)缺水或無水時， 一旦發(fā)生火災事故 給廣大人民群眾造成巨大人身和財產(chǎn)傷害。
權利要求
1、一種消防供水管網(wǎng)水壓遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)，其特征在于包括設有水壓傳感器(11)的水壓監(jiān)測單元(1)、GPRS無線中繼器(2)、消防水壓數(shù)據(jù)管理中心(3)；水壓監(jiān)測單元(1)用于采集安裝在消防供水管網(wǎng)上水壓傳感器(11)所處位置的水壓數(shù)據(jù)，并將水壓傳感器(11)的水壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元(1)的地址編碼通過無線的方式傳輸給GPRS無線中繼器(2)；GPRS無線中繼器，用于接收和存儲多個水壓監(jiān)測單元(1)中水壓傳感器(11)的水壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元(1)的地址編碼，當消防供水管網(wǎng)的水壓低于額定消防水壓時會立即通過GSM無線網(wǎng)絡向消防監(jiān)控管理人員發(fā)出手機短信報警，并將水壓傳感器(11)的水壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元(1)的地址編碼傳輸給消防水壓數(shù)據(jù)管理中心(3)；消防水壓數(shù)據(jù)管理中心(3)，用于接收多個GPRS無線中繼器(2)的水壓監(jiān)測數(shù)據(jù)和編碼信息，實時地監(jiān)測各水壓傳感器(11)的水壓數(shù)據(jù)，當消防供水管網(wǎng)水壓低于額定的消防水壓時會立即向消防水壓數(shù)據(jù)管理中心(3)的計算機以及消防監(jiān)控管理人員發(fā)出報警信息。
2、 根據(jù)權利要求l所述的消防供水管網(wǎng)水壓遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)，其特征在于所述水壓監(jiān)測單元(1)由水壓傳感器(11)、地址碼電路(12)、電源(13)、中央處理單元CPU (14)、復位電路(15)、實時時鐘電路(16)和射頻收發(fā)電路(17)組成；水壓傳感器(11)與消防供水管網(wǎng)的消防管路連通，并將水壓信號轉換為電信號輸入到中央處理單元CPU (14)中；地址碼電路(12)用于設置水壓監(jiān)測單元(1)自身地址編碼；電源(13)為水壓監(jiān)測單元(1)提供電能；中央處理單元CPU (14)用于接收本水壓傳感器(11)的水壓監(jiān)測信號，以及讀取本水壓監(jiān)測單元(1)的地址編碼；同時通過射頻收發(fā)電路(17)將本水壓傳感器(11)的水壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元(1)的地址編碼發(fā)送到GPRS無線中繼器(2)中；復位電路(15)用于水壓監(jiān)測單元(1)的初始化復位功能；實時時鐘電路(16)為中央處理單元CPU (14)正常工作提供時鐘；射頻收發(fā)電路(17)與中央處理單元CPU (14)聯(lián)接，用于接收中央處理單元CPU (14)傳輸?shù)谋舅畨簜鞲衅?11)的水壓數(shù)據(jù)和本水壓監(jiān)測單元(1)的地址編碼，然后轉發(fā)到GPRS無線中繼器(2)中；
3、 根據(jù)權利要求2所述的消防供水管網(wǎng)水壓遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)，其特征在于所述電源(13)為3.6V直流電池；
4、 根據(jù)權利要求l所述的消防供水管網(wǎng)水壓遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)，其特征在于所述GPRS無線中繼器(2)由地址碼電路(21)、電源轉換電路(22)、中央處理單元CPU (23)、復位電路(24)、實時時鐘電路(25)、射頻收發(fā)電路(26)和GPRS無線傳輸控制電路(27)組成；地址碼電路(21)用于設置GPRS無線中繼器地址編碼；電源轉換電路(22)將220V市電轉換成12V直流電源，12V再經(jīng)過電源調(diào)制芯片變換成3.3V電源，3.3V電源分別給地址碼電路(21 )、中央處理單元CPU(23 )、射頻收發(fā)電路(26)、 GPRS無線傳輸控制電路(27)提供工作電源；中央處理單元CPU (23)分別與射頻收發(fā)電路(26)、 GPRS無線傳輸控制電路(27)聯(lián)通，用于將射頻收發(fā)電路(26)接收到的水壓傳感器(11)的水壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元(1)的地址編碼信息進行采集、運算和判斷，同時將水壓傳感器(11)的水壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元(1)的地址編碼傳輸?shù)紾PRS無線傳輸控制電路(27)中；復位電路(24)用于GPRS無線中繼器(2)的初始化復位功能；實時時鐘電路(25)為中央處理單元CPU (23)正常工作提供時鐘；射頻收發(fā)電路(26)與中央處理單元CPU (23)聯(lián)接，用于接收多個消水壓傳感器(11)的水壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元(1)的地址編碼信息，然后將其傳輸?shù)街醒胩幚韱卧狢PU (23)中；GPRS無線傳輸控制電路(27)用于通過無線的方式將水壓傳感器(11)的水壓數(shù)據(jù)及水壓監(jiān)測單元(1)的地址編碼信息傳輸給消防水壓數(shù)據(jù)管理中心(3);同時GPRS無線傳輸控制電路(27)還用于在消防供水管網(wǎng)水壓低于額定消防水壓下限值時，采用短消息方式向消防監(jiān)控管理人員發(fā)送手機報警信息；
5、根據(jù)權利要求1所述的消防供水管網(wǎng)水壓遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)，其特征在于所述的消防水壓數(shù)據(jù)管理中心(3)由GPRS應用網(wǎng)關(31)、數(shù)據(jù)庫服務器(32)、 WEB應用服務器(33)、消防水壓監(jiān)測管理裝置(34)、管理中心PC電腦(35)和防火墻(36)構成；GPRS應用網(wǎng)關(31)與固定IP地址的數(shù)據(jù)庫服務器(32)聯(lián)通，用于接收來自GPRS無線傳輸控制電路(27)發(fā)送的水壓傳感器(11)的水壓數(shù)據(jù)以及水壓監(jiān)測單元(1)的地址編碼，并將接收到的水壓傳感器(11)的水壓數(shù)據(jù)以及水壓監(jiān)測單元(1)的地址編碼轉發(fā)到數(shù)據(jù)庫服務器(32)中；數(shù)據(jù)庫服務器(32)與WEB服務器(33)聯(lián)通；用于預先存儲水壓傳感器(11)的地理坐標、水壓監(jiān)測單元(1)地址編碼，以及接收來自多個GPRS無線中繼器(2)發(fā)送的水壓傳感器(11)的水壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元(1)的地址編碼信息，為消防水壓監(jiān)測管理裝置(34)提供數(shù)據(jù)；WEB服務器(33)與管理中心PC電腦(35)聯(lián)通；為消防水壓監(jiān)測管理裝置(34)提供運行平臺；消防水壓監(jiān)測管理裝置(34),用于讀取數(shù)據(jù)庫服務器(32)接收到的水壓傳感器(11)的水壓數(shù)據(jù)和水壓監(jiān)測單元(1)的地址編碼，并與預先存儲的水壓監(jiān)測單元(1)的地址編碼進行比較，對相同地址編碼的水壓監(jiān)測單元(1)在管理中心PC電腦(35)的顯示器上顯示GIS電子地圖中的具體地理位置，同時在顯示器上顯示具體地理位置的文字信息，并在接收到報警信息時由管理中心PC電腦(35)揚聲器發(fā)出報警提示聲音；消防水壓監(jiān)測管理裝置(34)還用于對消防管網(wǎng)基本信息、水壓數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)的維護、査詢和統(tǒng)計；管理中心PC電腦(35)用于提供人機界面接口，并且產(chǎn)生數(shù)據(jù)報表、歷史趨勢記錄、打??；防火墻(36)用于防止互聯(lián)網(wǎng)黑客和非法用戶對消防水壓遠程監(jiān)測管理裝置(34)的惡意攻擊。
6、根據(jù)權利要求1所述的消防供水管網(wǎng)水壓遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)，其特征在于所述的水壓傳感器(11)與消防管路連通，且位于消防栓與消防管道連接口的下部，使水壓監(jiān)測單元(O的地址編碼與消防栓一一對應。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種消防供水管網(wǎng)水壓遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)，由安裝在消防供水管網(wǎng)上的水壓監(jiān)測單元、GPRS無線中繼器、消防水壓數(shù)據(jù)管理中心組成；水壓監(jiān)測單元用于采集消防水壓數(shù)據(jù)，GPRS無線中繼器用于接收多個水壓監(jiān)測單元的水壓數(shù)據(jù)，并將其數(shù)據(jù)發(fā)送到消防水壓數(shù)據(jù)管理中心。當消防水壓低于額定消防水壓時，GPRS無線中繼器將采用手機告警的方式通知消防監(jiān)控管理人員，同時GPRS無線中繼器還將水壓監(jiān)測單元地址編碼和水壓值發(fā)送到消防水壓數(shù)據(jù)管理中心。本發(fā)明在當消防供水管網(wǎng)缺水或無水的情況下，將該水壓監(jiān)測單元地址編碼和水壓值立即發(fā)送到消防水壓數(shù)據(jù)管理中心，及時提醒對消防管網(wǎng)設備進行檢查和維護，避免發(fā)生火災時給人民群眾生命財產(chǎn)帶來的巨大損失。
文檔編號F17D5/00GK101660663SQ20091010329
公開日2010年3月3日 申請日期2009年3月2日 優(yōu)先權日2009年3月2日
發(fā)明者徐培龍, 徐立霖 申請人:徐培龍