1 导言
跟着社会的开展,集中供热以其节约能源、削减污染、便利公民群众生活的综合性经济、环境和社会效益,的优势逐步替代了小锅炉,特别是20世纪90年代以来,在全国各地政府的支撑下得到了飞速的开展,在城市基础设施中发挥越来越大的作用,跟着管网规模的延伸,管网检查井的数量也成倍的增加,在供热管网的检查井中,一般装置有阀门、减压器、补偿器等管件及其保温层。跟着供热介质温度的改变,管道就会产生胀大和缩短,然后产生应力,该应力一般靠补偿器的弹性来开释,因为供热介质温度改变的比较频频形成管道一向处于缩短伸长的改变中,所以补偿器是热网的易损部件,别的检查井中的阀门因为长期处在湿润环境中,极易被腐蚀产生走漏的时机也很大,假如检查井中的部件产生长期走漏不管对居民小区的供暖仍是对一级管网的正常输热都会产生很大的影响,甚至会损坏检查井的建筑结构,所以对检查井内部进行走漏检测并及时报警对错常有必要的[1]。
2 检测原理
图1 检查井内部结构图
一般检查井内部结构图如图1,最容易产生损坏的部位便是图中所标的1~4四个弯头,它们所接受的变形应力最大并且高压水对他们的冲击也是最大的[2]。所以在这四个部位各装置两个温度传感器,检测保温材料表里的温度,依据保温材料的热传导特性表里的温差假如过于挨近阐明供热介质现已浸透保温层。别的在检查井的最下端装置液位开关,假如是其他部位走漏当水位超越液位开关报警线时表明检查井内现已积水应该进行检查。关于户外检查井井盖和阀门常常失窃,给供热网络的正常运转形成极大要挟。所以在井盖装置防盗开关,在未经存案的状况下井盖被翻开就能够为被强制翻开。单片机经过GPRS模块向监控中
心发送走漏或许井盖被盗信息,监控人员就能够依据信息的内容进行抢修。
3 硬件规划
体系以微芯公司的超低功耗单片机PIC24F16KA102为操控芯片,在仅敞开RTCC功用一起将一切IO口设置成高阻状况时实测功耗小于300nW,完成整个体系在锂电池供电的状况下低功耗长期运转。体系的其他部分在不作业时几乎不耗电,所以在待机状况下整个体系的功耗都会小于300nW。测温元件选用DS18B20,体系整体框图如图2。
图2 体系整体框图
3.1 检测部分电路规划
检测部分包括液位开关、防盗开关、测温体系三部分,液位开关和防盗开关别离与单片机的外部中止管脚,DS18B20连接到单片机的一般IO口,电路原理图如图3[3]。单片机能够由外部中止1、2从休眠状况中唤醒,表明液位开关闭合或许防盗开关闭合。而单片机还能够使用RTCC功用守时唤醒检测温度传感器的温度判别管道是否产生走漏[4]。
图3 检测部分电路原理图
3.2 GPRS模块部分电路原理图
图4 单片机与GPRS模块接口
在体系检测到走漏之后,需将走漏信息传输到长途服务器,体系使用GPRS模块经过GPRS网络将编码的走漏信息传入长途监测服务器中,完成阀井的实时监测。模块选用的是Quectel-M10,在模块中自带TCP/IP协议,兼容AT指令集,可由外部管脚操控模块的开关,并且正常作业时功耗低,延伸锂电池的使用时间。单片机与GPRS模块的接口电路图如图4。
4 软件规划
图5 体系程序流程图
体系软件程序主要由RTCC守时程序、温度检测程序、外部中止唤醒程序、数据打包发送程序组成,程序进行初始化后首要对外部设备进行巡检,承认一切设备作业正常且没有走漏后就发动RTCC守时并进入待机状况以节约电池电量,一旦液位开关或许防盗开关被触发,单片机就被唤醒,发动GPRS模块将信息打包后发送到服务器端,在没有外部中止触发的状况时,单片机由RTCC守时器守时唤醒对外不检测设备进行巡检,假如发现走漏状况相同发动GPRS模块对信息打包发送,程序流程图如图5。
表1 数据包格局
在打包发送数据时,为让服务器端能正确的解读出数据包包括的走漏信息、产生走漏的检查井编号有必要对数据格局进行规则,首要是包头,然后是手机号码用来区别井号,然后依次是走漏信息、校验数据和包尾。详细格局如表1。
图6 上位机报警界面
图7 设备在线监测界面
服务器端接收到数据后,依照约好的格局进行解包,一起进行声光报警,这样就完成了阀井走漏的实时监测。图6、7便是上位机检测软件报警和设备在线状况的界面。
5 结束语
本体系使用超低功耗单片机PIC24F16KA102为主控芯片,使用温度传感器、液位开关和防盗开关对供热检查井的走漏状况进行及时的检测,一起对歹意翻开井盖的状况进行检测,并能够将信息及时传输到长途服务器,完成检查井的实时监测,对检查井走漏只能靠事端产生后形成的影响进行判别的办法供给的一个全新的解决方案,最大化的减小了经济损失,为进步管网的自动化检测水平发挥了重要作用,本体系现已在现场进行使用,检测和防盗作用非常好,具有很大的开展前景。
