[发明专利]一种管道漏水自动化监测系统及方法

摘要

本发明属于管道监测技术领域，尤其涉及一种管道漏水自动化监测系统及方法。通过单片机对信号进行A/D转换，上传至上位机进行滤波、快速傅里叶变换、相关分析等，抽取特征参数，在管网图上显示泄漏位置，实现自动化检测。无需依靠人员经验进行判断，提高检测的准确性及可靠性，及时发现泄漏点，及时组织人员进行维修。大大减少人员和资源的浪费。

主权项

1.一种管道漏水自动化监测系统，其特征在于：包括数据采集层、无线通讯层及管理层；数据采集层包括压电式加速度传感器及单片机；压电式加速度传感器、单片机集成于一个整体，安装方式为磁吸式安装，传感器的采集模块直接通过磁铁吸附在管道或阀门的正上方；当单片机接收到上位机发送的采集信号时，单片机进行复位操作后启动A/D转换，单片机的采样频率为5000HZ，并将采集数据缓存在单片机的内部存储器中，当单片机完成一系列工作后单片机自动进入待机模式，等待下次采样信号的唤醒；采集模块供电方式为24V锂电池进行供电；无线通讯层包括无线通讯模块，通过SPI协议与单片机进行数据交换；无线通讯模块工作频率设定为433MHZ，传输速率为100Kb/s，当检测到无线网络空闲时，单片机和无线通讯模块协同工作以数据包形式将采集到的数据发送至无线中继站，再由无线中继站将数据上传至上位机的无线接收端，无线接收端通过上位机的USB端口将数据上传至上位机；管理层负责将收到的数据进行一系列拆包、合并操作后依据传感器编号对数据进行归档；管理系统模块提取各待检测管道的相关传感器的归档数据依次进行处理并作相关分析；在上位机显示界面上通过组态软件显示检测范围的管网图，当相关分析后发现存在疑似泄漏点，直接在管网图上显示漏点的具体位置，并通过绿、黄、红三种颜色及百分数来显示发生泄漏的可信度，当可信度超出设定的阈值时，管理系统模块自动发出报警信号，打印出泄漏点的具体位置图，同时向相关工作人员发送预警信息；该管道漏水自动化监测系统进行管道漏水自动化监测的方法为：通过IEPE型压电式加速度传感器采集管路的振动信号，通过单片机对信号进行A/D转换、存储，通过无线发射模块给采集的信号发送到中继站，中继站接受到多路振动信号后进行打包处理，集中发送到无线接受模块，上传至上位机；上位机对信号及时运算处理，发现异常情况，在管网运行图上标出异常点，给出具体位置，并向相关工作人员发送预警信息；其中当无线接受模块给数据上传到上位机后，上位机首先给数据进行存储，然后对数据进行滤波，作FFT变换，对相邻的两路信号作相关分析；在上位机界面上通过组态软件显示检测范围的管网图；两两进行相关分析后发现有漏点，直接在管网图上标出漏点的具体位置，并给出发生泄漏的可信度，当可信度超过设定范围时，立刻向有关工作人员发送预警信息。