综合监测系统在电缆管沟中的应用.pdf

242 集成电路应用 第 40 卷 第 6 期（总第 357 期）2023 年 6 月Applications创新应用监控数据传输到监控平台中；（4）采集数据通过中心机房平台显示，配置、和管理，通过数据分析处理来实现前端场景实时数据监测展示，并分析危险源及分析处理发出报警信息，实现监测系统的预警功能；（5）系统具备专家模式，系统为值班人员提供通过监测平台进行远程控制的可能性，也可以通过平台专家模式、边缘计算、自主分析处理功能，实现现场场景即发现、即处理的自动化控制功能；（6）系统具备可延展性，除实现上述基础功能的同时，系统具备延展接口，为业主可能会增加的诸如防外力破坏、电缆局部放电监测等专项子系统预留硬件接入接口，在综合管理平台软件上为专项子系统提供组态架构扩展可能。系统硬件。综合数据采集控制装置是监测控制系统数据采集、数据处理，通信交互、数字控制的核心部件。如果把监测系统平台比作整体系统的大脑，综合数据采集控制装置则是监测系统的小脑，传感设备将采集数据通过其传输至系统平台，系统平台发出指令通过其对外围装置进行控制。本方案中，综合数据采集控制装置要求具备以下几个主要参数：（1）无线网关采用4G 路由器和4G DTU 功能为一体的无线传输设备，集成了4G LTE、串口、以太网端口（1LAN和1WAN/LAN）和VPN等技术，设备提供不低于2路RJ45标准网络接口（用于挂载视频监控设备，以及为其他扩展专项子系统提供预留接口）；（2）可以为传感器等数据0 引言电缆通过地下隧道或地下管沟敷设的方式实现了城市的整洁和美丽。同时随着电力电缆敷设方式的改变，其对应的风险及管理模式也发生了变化。1 研究背景综合监测平台在网络总体架构层级上划分为传感终端、无线物联网、以及物联网应用平台上的集成式综合管理系统。系统采集设备的供电要求前端就近原则，既要保障供电系统的稳定性，还需要确保供电设备的安全性和可靠性。本系统采用太阳能电池板加蓄电池模式实现设备的低压直流供电模式，在系统供电上采用分段进行方式，可有效保障设备运行的可靠性和持续性。为达到最优性价比的目标，系统传感器设备通信采取与视频监控系统复用信道的方式，通过互联网将数据上传到部署的服务器上。通过安装PC客户端，对实时数据的监控、统计、分析、管理应用处理。2 综合监测系统的设计系统组网构架。（1）通过水位水浸传感器或水位压差传感器，温度湿度传感器，可以实时监测管沟内电缆接头的实时温度、以及电缆接头井内的温湿度及漫水深度数据；（2）系统将采集太阳能供电的实时状态，主要采集蓄电池输出电压、分段设备功耗状态、蓄电池温度信息等；（3）由前置综合数据采集控制装置将相应采集数据进行集中处理，模数转换后，通过无线网关将采集数据及实时视频作者简介：陈晓勇，重庆乙未科技有限公司；研究方向：监测系统应用。收稿日期：2022-10-31；修回日期：2023-05-28。摘要：阐述集成式综合监测系统的设计，系统组网构架包括网络总体架构层级的传感终端、无线物联网、物联网应用平台，监测控制系统包括数据采集、数据处理，通信交互、数字控制。关键词：综合监测系统，传感终端，物联网应用。中图分类号：TP391.44，TN929.5 文章编号：1674-2583(2023)06-0242-02DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2023.06.110文献引用格式：陈晓勇.综合监测系统在电缆管沟中的应用J.集成电路应用,2023,40(06):242-243.综合监测系统在电缆管沟中的应用陈晓勇（重庆乙未科技有限公司，重庆 400054）Abstract This paper describes the design of integrated integrated monitoring system.The system networking architecture includes sensor terminals,wireless Internet of Things,and Internet of Things application platform at the overall network architecture level.The monitoring and control system includes data acquisition,data processing,communication interaction,and digital control.Index Terms integrated monitoring system,sensor terminal,Internet of Things application.Application of Integrated Monitoring System in Cable TrenchCHEN Xiaoyong(Chongqing Yiwei Technology Co.,Ltd.,Chongqing 400054,China.)Applications 创新应用集成电路应用 第 40 卷 第 6 期（总第 357 期）2023 年 6 月 243采集设备提供高效的互联网连接和高速数据访问；（3）提供RS485和RS232接口，可编程控制器以及 Modbus RTU；（4）设备具备8路及以上的模拟量数据采集能力、提供不低于8路常闭或常开开关量输出；（5）设备具备一体式4G数据传输模块，实现无线组网通信；（6）要求设备具备低待机功耗，供电模式采用直流供电模式，峰值电流不超过50mA；电缆温度监测设备。传感器为分体式，主机设备采用壁挂安装方式、具备高防护等级外壳，防护等级 IP65，要求防雨雪且散热性好，电路采用工业级微处理器芯片。传感器采用高精度元件（A 准精度0.4），探头采用颗粒烧结探头护套以确保设备优异的可靠性、高精度和互换性。水浸监测设备。（1）采用交流检测技术，有效避免了浸水电极长时间工作氧化导致漏水灵敏度下降的问题；（2）RS485总线信号；420mA输出；（3）测量范围（0100）m，最小量程：0.1m；（4）允许过载：2倍量程；（5）使用环境：-4080，湿度：95%RH；（6）防护等级：IP65(变送器部分)传感器部分IP68；（7）工作电压：DC（1030V），要求所有传感器的工作电压一致。超低功耗视频监控系统。系统采用超低功耗摄像机，支持平台远程配置工作模式，支持远程预览唤醒、定时休眠计划唤醒，设备采用定制算法以达到节省电量及带宽。通过视频监控设备能够实时检查电缆沟内部、以及外部情况，并与综合监测系统采集数据实现互核。（1）最高分辨率可达1 920 1 08025fps，并可输出实时图像；（2）最高分辨率下录像功耗低至1.0W（4G保活、不预览、关闭补光灯）；（3）采用高效阵列红外灯，使用寿命长，红外照射距离最远可达30m；（4）符合IP67防尘防水设计，可在12级台风下稳定工作（标准风场或等效条件）；（5）系统录像时间不低于30天。太阳能供电监控系统。系统供电模块采用单晶A级太阳能电池板，及MPPT太阳能控制器，三元锂电池系统储能包，及一体化安装支架以达到可靠性、安装便捷性、后期维护便利，且因天气原因本系统采用远程能耗监控系统，及时监视电池电压、温度、功耗等综合情况，发电不足可以更换模块电池，方便及时恢复系统供电。3 综合监测系统的应用综合监测系统业务流程。（1）监测数据采集：从电缆沟道和电缆线路的在线监测系统、外部应用系统或服务中采集各类设备运行状态、运行环境状态、设备台账信息、GIS、三维设备模型和三维空间模型等数据；（2）数据整合：将不同来源、不同位置、不同类型的数据进行预处理，并按统一规约发送给综合监测管控平台进行集中展示和管理；（3）数据应用服务：对整合的数据进行多维可视化展示，同时对设备运行状态及设备健康状况进行动态分析和评估，对符合条件的参数给予可视化的报警提醒，为状态评估结果形成相应的评估报告，为运维管理，设备检修，应急处理等工作提供策略支持服务。综合监测系统阈值设定。（1）温湿度的阈值可以根据现场环境进行设置，根据本方案根据实际电缆特性，电缆正常工作温度不高于70，因此在温度阈值的设定考虑70作为系统的告警温度，也可以根据现场的各种影响因素做出调整；（2）水浸报警采用的液位计模式，传感器可以直接采集出液位的深度，不同接头井因为其深度和特点的不同，可以灵活地进行设定。本方案中将液位阈值设置在0.5m进行告警。综合监测平台功能。（1）主界面配置功能：插件动态库加载、菜单处理、提供二次开发接口；（2）组态页面：自定义布局，可以布局文本、图片、趋势图、3D模型等多种监视内容；（3）监测对象管理：采集设备配置管理,可以进行添加、删除、修改操作等；（4）权限管理功能：配置权限、角色、用户、操作集、操作域等；（5）告警管理功能：集中监视、统一管理、告警事项确认、告警规则、告警数据查询及历史查询分析等，系统平台支持告警屏蔽、告警自动确认、告警视频联动、告警联动输出、告警延时处理等告警处理规则；（6）任务管理功能：定时任务的创建、修改、查询、删除等；（7）台账管理功能：用户、设备台账信息创建、修改、查询、删除等；（8）人工巡检交互管理功能：人工巡检记录信息添加、修改、删除、查询等；（9）文件管理功能：文件类型分类管理；（10）智能数据监视功能：定制专业、行业算法嵌入；（11）数据报表功能：报警、历史数据等的报表生成；（12）电子地图功能：电子地图实时数据展示、自主编辑；（13）历史查询分析功能：历史告警事项、设备故障告警事项分类查询；（14）视频存储功能：对实时视频流存储、对报警触发抓拍照片分类存储；（15）手机App服务：平台提供报警信息App端管理、显示功能。4 结语本文通过对电缆管井综合监测系统应用案例需求进行分析，并通过系统集成方式提供相应的智能化运维解决方案。参考文献1 张培培,范家奇.基于物联网的综合管廊自动化监测系统应用与分析J.中国市政工程,2022(01):109-112+117+130.2 梁伯钊.浅析远程终端单元在城市管廊的应用设计J.厦门科技,2021(06):47-53.