CN114184279A - 一种应用于隧道电缆监控的基于mesh网络的温度监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于隧道电缆监控的基于MESH网络的温度监控系统，包括上位机、根节点、第一MESH中继节点、固定测温节点、移动测温枪，根节点与第一MESH中继节点、固定测温节点、移动测温枪通过MESH网络无线连接；第一MESH中继节点、固定测温节点及移动测温枪组成MESH网络，移动测温枪内设置有若干第二MESH中继节点，该系统能够有效解决信号较差无法进行数据传输的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种温度监控系统，具体涉及一种应用于隧道电缆监控的基于MESH网络的温度监控系统。
背景技术
电缆隧道作为城市道路交通建设的关键领域，已经成为了城市对外沟通、对内确保区域电力稳定输送的前沿阵地。一旦电缆过热，时间过长则会影响电缆绝缘性能，严重情况下会导致电缆起火或电缆头爆炸。目前针对电缆温度监测的方法主要采用光纤测温、热电偶测温等，采用光纤测温作为一种有线传输方式，在抢险救灾时线缆容易发生断裂导致信号无法传递；同时热电偶不但存在着导线断裂的风险且存在高压安全问题，然而经常会出现信号较差无法进行数据传输的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种应用于隧道电缆监控的基于MESH网络的温度监控系统，该系统能够有效解决信号较差无法进行数据传输的问题。
为达到上述目的，本发明所述的应用于隧道电缆监控的基于MESH网络的温度监控系统包括上位机、根节点、第一MESH中继节点、固定测温节点、移动测温枪，根节点与第一MESH中继节点、固定测温节点、移动测温枪通过MESH网络无线连接；第一MESH中继节点、固定测温节点及移动测温枪组成MESH网络，移动测温枪内设置有若干第二MESH中继节点。
根节点包括第一MESH网络模块、第一外壳及以及用于提供电能的第一锂电池组，第一MESH网络模块位于第一外壳内。
上位机与根节点通过线缆或者WIFI网络连接。
所述第一MESH中继节点包括第二MESH网络模块、第二外壳及用于提供电能的第二锂电池组。
固定测温节点4包括第一红外温度传感器、第一数据计算模块、第一红外传感器固定支架、第三外壳、第一报警装置、第三MESH网络模块以及用于提供电能的第三锂电池组；
第一数据计算模块与第三MESH网络模块、第一红外温度传感器及第一报警装置相连；第三MESH网络模块、第一红外温度传感器、第一数据计算模块及第一报警装置均至于第三外壳内；第三锂电池组固定于第三外壳的下方，第一红外传感器固定支架的上端固定于第三外壳的底部。
移动测温枪包括上外壳、第二红外温度传感器、第二红外传感器固定支架、第二数据计算模块、第二报警装置、第四MESH网络模块、第四锂电池组、动作板、第一挡板、第二挡板、双层滑板、第二MESH中继节点及下外壳；
所述第二数据计算模块与步进电机、第四MESH网络模块、第二红外温度传感器及第二报警装置相连；第四MESH网络模块、第二红外温度传感器、第二红外传感器固定支架、第二数据计算模块及第二报警装置置于上外壳内；上外壳与下外壳连接，第四锂电池组置于上外壳与下外壳之间，步进电机、第一连杆、第一轮盘、第二轮盘、第二连杆、动作板、第一挡板及第二挡板均置于下外壳内；驱动系统与动作板相连接，第二挡板的一端与下外壳的内壁相连接，第一挡板的上端与第二挡板的另一端相连接，第一挡板的下端与下外壳的底部之间形成第一通孔，下外壳的侧面上设置有第二通孔，其中，第二通孔正对所述第一通孔，第一挡板、第二挡板及下外壳的内壁形成的空间内自上到下设置有若干第二MESH中继节点，双层滑板设置于第二通孔处，且双层滑板位于下外壳外，在工作时，通过动作板穿过第一通孔推动最底层的第二MESH中继节点从第二通孔中排出，再经双层滑板滑出下外壳。
驱动系统包括步进电机、第一连杆、第一轮盘、第二轮盘及第二连杆；
步进电机的输出轴通过第一连杆与第一轮盘相连接，第一轮盘与第二轮盘相啮合，第二连杆的一端与第二轮盘相连接，第二连杆的另一端与动作板相连接。
固定测温节点还包括第一显示屏、第一LED灯及第二LED灯，第一数据计算模块与第一显示屏、第一LED灯及第二LED灯相连接，第一显示屏、第一LED灯及第二LED灯镶嵌于第三外壳上。
移动测温枪还包括第三LED灯、第四LED灯及第二显示屏，所述第二数据计算模块与第三LED灯、第四LED灯及第二显示屏相连接，第二显示屏、第三LED灯及第四LED灯镶嵌于上外壳上。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的应用于隧道电缆监控的基于MESH网络的温度监控系统在具体操作时，移动测温枪中的第四MESH网络模块接收到的与上层节点的信号强度小于-60dbm时，则取出第二MESH中继节点，巡检或抢险人员可打开第二MESH中继节点并选择安全位置进行摆放，第二MESH中继节点可自动与隧道中其余的中继节点构成MESH网络，从而完成对MESH网络补充覆盖。
进一步，移动测温枪中的第四MESH网络模块接收到的与上层节点的信号强度小于-60dbm时，则第四MESH网络模块传输信号给第二数据计算模块，第二数据计算模块传输信息给第二报警装置，第二报警装置控制第四LED灯发光，提示巡检或抢险人员信号较弱，巡检或抢险人员划开双层滑板，同时第二数据计算模块控制步进电机旋转，带动第一连杆旋转、第一连杆带动第一轮盘旋转、第一轮盘带动第二连杆旋转，最终带动动作板做水平运动一次，弹出第二MESH中继节点处，操作较为方便。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为移动测温枪5的原理图；
图3为移动测温枪5的结构图；
图4为上壳体的结构图。
其中，1为上位机、2为根节点、31为第一MESH中继节点、32为第二MESH中继节点、4为固定测温节点、5为移动测温枪、6为第四MESH网络模块、7为第四锂电池组、8为下外壳、9为第二红外温度传感器、10为第二显示屏、11为第二数据计算模块、12为第二红外传感器固定支架、13为第二报警装置、14为第三LED灯、15为第四LED灯、16为上外壳、17为步进电机、18为第一连杆、19为第一轮盘、20为第二轮盘、21为第二连杆、22为动作板、23为第一挡板、24为第二挡板、25为双层滑板。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
参考图1，本发明所述的应用于隧道电缆监控的基于MESH网络的温度监控系统,包括上位机1、根节点2、第一MESH中继节点31、固定测温节点4、移动测温枪5，根节点2与第一MESH中继节点31、固定测温节点4、移动测温枪5通过MESH网络无线连接；第一MESH中继节点31、固定测温节点4及移动测温枪5组成MESH网络。
根节点2包括第一MESH网络模块、第一外壳及以及用于提供电能的第一锂电池组，第一MESH网络模块位于第一外壳内，根节点2置于上位机1旁，上位机1与根节点2通过线缆或者WIFI网络连接。
所述第一MESH中继节点31包括第二MESH网络模块、第二外壳及用于提供电能的第二锂电池组。
参考图2、图3及图4，固定测温节点4包括第一红外温度传感器、第一显示屏、第一数据计算模块、第一红外传感器固定支架、第三外壳、第一报警装置、第三MESH网络模块、第一LED灯、第二LED灯以及用于提供电能的第三锂电池组，其中，第一数据计算模块与第一显示屏、第三MESH网络模块、第一红外温度传感器及第一报警装置相连；第一显示屏、第一LED灯及第二LED灯镶嵌于第三外壳上；第三MESH网络模块、第一红外温度传感器、第一数据计算模块及第一报警装置均至于第三外壳内；第三锂电池组固定于第三外壳的下方，第一红外传感器固定支架的上端固定于第三外壳的底部，且可拆卸。
移动测温枪5包括上外壳16、第二红外温度传感器9、第二显示屏10、第二红外传感器固定支架12、第二数据计算模块11、第二报警装置13、第三LED灯14、第四LED灯15、第四MESH网络模块6、第四锂电池组7、步进电机17、第一连杆18、第一轮盘19、第二轮盘20、第二连杆21、动作板22、第一挡板23、第二挡板24、双层滑板25、第二MESH中继节点32及下外壳8；
所述第二数据计算模块11与第二显示屏10、步进电机17、第四MESH网络模块6、第二红外温度传感器9及第二报警装置13相连；第二显示屏10、第三LED灯14及第四LED灯15镶嵌于上外壳16上；第四MESH网络模块6、第二红外温度传感器9、第二红外传感器固定支架12、第二数据计算模块11及第二报警装置13置于上外壳16内；上外壳16与下外壳8连接，且可拆卸，第四锂电池组7置于上外壳16与下外壳8之间，便于拆卸更换，步进电机17、第一连杆18、第一轮盘19、第二轮盘20、第二连杆21、动作板22、第一挡板23及第二挡板24均置于下外壳8内；步进电机17的输出轴通过第一连杆18与第一轮盘19相连接，第一轮盘19与第二轮盘20相啮合，第二连杆21的一端与第二轮盘20相连接，第二连杆21的另一端与动作板22相连接，第二挡板24的一端与下外壳8的内壁相连接，第一挡板23的上端与第二挡板24的另一端相连接，第一挡板23的下端与下外壳8的底部之间形成第一通孔，下外壳8的侧面上设置有第二通孔，其中，第二通孔正对所述第一通孔，第一挡板23、第二挡板24及下外壳8的内壁形成的空间内自上到下设置有若干第二MESH中继节点32，双层滑板25设置于第二通孔处，且双层滑板25位于下外壳8外，在工作时，通过动作板22穿过第一通孔推动最底层的第二MESH中继节点32从第二通孔中排出，再经双层滑板25滑出下外壳8。
本发明的工作过程为：
先将第一MESH中继节点31提前布置于隧道内，巡检或抢险人员手持移动测温枪5进行重点部位的测温工作，第二红外温度传感器9采集到的温度信息传输到第二数据计算模块11中，第二数据计算模块11同时将数据发送给第二显示屏10及第四MESH网络模块6，第二显示屏10显示温度数据数值，方便巡检或抢险人员进行查看；第四MESH网络模块6通过设置第一MESH中继节点31将温度数据传输给根节点2，根节点2传输数据到上位机1，此时远程人员即可观察到节点采集到的温度数据；第二数据计算模块11将采集得到的温度值与设定警戒温度值进行比较，当采集到的温度值大于设定警戒温度值时，第二数据计算模块11向第二报警装置13发出信号，第二报警装置13控制第三LED灯14发光，提示巡检或抢险人员温度异常，同时第二数据计算模块11将预警信息传递给第四MESH网络模块6，第四MESH网络模块6通过设置在隧道内部的第一MESH中继节点31将温度数据传输给根节点2，根节点2传输数据到上位机，第一时间进行汇报及预警，方便远程人员进行调度和处理；对于温度异常的位置，可以将移动测温枪5的上外壳16及第四锂电池组7进行拆卸，就地组装为固定测温节点4，实现在险情发生对关键位置的实时监控的同时保护巡检人员的人身安全。
在巡检或抢险人员行进的过程中，可能会出现脱离MESH网络覆盖范围的情况，即第四MESH网络模块6接收到的与上层节点的信号强度小于-60dbm时，第四MESH网络模块6传输信号给第二数据计算模块11，第二数据计算模块11传输信息给第二报警装置13，第二报警装置13控制第四LED灯15发光，提示巡检或抢险人员信号较弱，巡检或抢险人员划开双层滑板25，同时第二数据计算模块11控制步进电机17旋转，带动第一连杆18旋转、第一连杆18带动第一轮盘19旋转、第一轮盘19带动第二连杆21旋转，最终带动动作板22做水平运动一次，推出第二MESH中继节点32，巡检或抢险人员可打开第二MESH中继节点32并选择安全位置进行摆放，第二MESH中继节点32会自动连接其余中继节点形成的MESH网络，从而完成对MESH网络补充覆盖。
Claims (9)
1.一种应用于隧道电缆监控的基于MESH网络的温度监控系统,其特征在于，包括上位机(1)、根节点(2)、第一MESH中继节点(31)、固定测温节点(4)、移动测温枪(5)，根节点(2)与第一MESH中继节点(31)、固定测温节点(4)、移动测温枪(5)通过MESH网络无线连接；第一MESH中继节点(31)、固定测温节点(4)及移动测温枪(5)组成MESH网络，移动测温枪(5)内设置有若干第二MESH中继节点(32)。
2.根据权利要求1所述的应用于隧道电缆监控的基于MESH网络的温度监控系统，其特征在于，根节点(2)包括第一MESH网络模块、第一外壳及以及用于提供电能的第一锂电池组，第一MESH网络模块位于第一外壳内。
3.根据权利要求1所述的应用于隧道电缆监控的基于MESH网络的温度监控系统，其特征在于，上位机(1)与根节点(2)通过线缆或者WIFI网络连接。
4.根据权利要求2所述的应用于隧道电缆监控的基于MESH网络的温度监控系统，其特征在于，所述第一MESH中继节点(31)包括第二MESH网络模块、第二外壳及用于提供电能的第二锂电池组。
5.根据权利要求4所述的应用于隧道电缆监控的基于MESH网络的温度监控系统，其特征在于，固定测温节点(4)包括第一红外温度传感器、第一数据计算模块、第一红外传感器固定支架、第三外壳、第一报警装置、第三MESH网络模块以及用于提供电能的第三锂电池组；
第一数据计算模块与第三MESH网络模块、第一红外温度传感器及第一报警装置相连；第三MESH网络模块、第一红外温度传感器、第一数据计算模块及第一报警装置均至于第三外壳内；第三锂电池组固定于第三外壳的下方，第一红外传感器固定支架的上端固定于第三外壳的底部。
6.根据权利要求5所述的应用于隧道电缆监控的基于MESH网络的温度监控系统，其特征在于，移动测温枪(5)包括上外壳(16)、第二红外温度传感器(9)、第二红外传感器固定支架(12)、第二数据计算模块(11)、第二报警装置(13)、第四MESH网络模块(6)、第四锂电池组(7)、动作板(22)、第一挡板(23)、第二挡板(24)、双层滑板(25)、第二MESH中继节点(32)及下外壳(8)；
所述第二数据计算模块(11)与步进电机(17)、第四MESH网络模块(6)、第二红外温度传感器(9)及第二报警装置(13)相连；第四MESH网络模块(6)、第二红外温度传感器(9)、第二红外传感器固定支架(12)、第二数据计算模块(11)及第二报警装置(13)置于上外壳(16)内；上外壳(16)与下外壳(8)连接，第四锂电池组(7)置于上外壳(16)与下外壳(8)之间，步进电机(17)、第一连杆(18)、第一轮盘(19)、第二轮盘(20)、第二连杆(21)、动作板(22)、第一挡板(23)及第二挡板(24)均置于下外壳(8)内；驱动系统与动作板(22)相连接，第二挡板(24)的一端与下外壳(8)的内壁相连接，第一挡板(23)的上端与第二挡板(24)的另一端相连接，第一挡板(23)的下端与下外壳(8)的底部之间形成第一通孔，下外壳(8)的侧面上设置有第二通孔，其中，第二通孔正对所述第一通孔，第一挡板(23)、第二挡板(24)及下外壳(8)的内壁形成的空间内自上到下设置有若干第二MESH中继节点(32)，双层滑板(25)设置于第二通孔处，且双层滑板(25)位于下外壳(8)外，在工作时，通过动作板(22)穿过第一通孔推动最底层的第二MESH中继节点(32)从第二通孔中排出，再经双层滑板(25)滑出下外壳(8)。
7.根据权利要求6所述的应用于隧道电缆监控的基于MESH网络的温度监控系统，其特征在于，驱动系统包括步进电机(17)、第一连杆(18)、第一轮盘(19)、第二轮盘(20)及第二连杆(21)；
步进电机(17)的输出轴通过第一连杆(18)与第一轮盘(19)相连接，第一轮盘(19)与第二轮盘(20)相啮合，第二连杆(21)的一端与第二轮盘(20)相连接，第二连杆(21)的另一端与动作板(22)相连接。
8.根据权利要求7所述的应用于隧道电缆监控的基于MESH网络的温度监控系统，其特征在于，固定测温节点(4)还包括第一显示屏、第一LED灯及第二LED灯，第一数据计算模块与第一显示屏、第一LED灯及第二LED灯相连接，第一显示屏、第一LED灯及第二LED灯镶嵌于第三外壳上。
9.根据权利要求8所述的应用于隧道电缆监控的基于MESH网络的温度监控系统，其特征在于，移动测温枪(5)还包括第三LED灯(14)、第四LED灯(15)及第二显示屏(10)，所述第二数据计算模块(11)与第三LED灯(14)、第四LED灯(15)及第二显示屏(10)相连接，第二显示屏(10)、第三LED灯(14)及第四LED灯(15)镶嵌于上外壳(16)上。
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