船闸无线巡检系统的制作方法

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1.本实用新型涉及船闸控制技术领域，具体涉及一种船闸无线巡检系统。

背景技术：

2.目前，在进行船闸控制操作的同时需要兼顾船闸安全巡视，但是大部分的船闸都是采用人工现地控制方式，这种传统的控制方式将操作员限制在固定的操作区域，对于船闸的巡视十分不便。

技术实现要素：

3.本实用新型为解决上述技术问题，提供了一种船闸无线巡检系统，不仅能够实现巡检与控制操作一体化，还能够实现不同船闸控制的网络隔离，从而能够避免不同船闸控制时的信号覆盖重叠，以保证各个船闸控制的正常运行。
4.本实用新型采用的技术方案如下：
5.一种船闸无线巡检系统，包括移动控制终端、无线网络架构和转接器，所述移动控制终端通过所述无线网络架构连接所述转接器，所述转接器连接船闸控制中心，其中，所述无线网络架构包括多个无线网络节点，多个所述无线网络节点对应不同船闸巡检区域进行设置。
6.根据本实用新型的一个实施例，每个所述无线网络节点均与所述转接器相连，并且相邻所述无线网络节点之间相连。
7.根据本实用新型的一个实施例，所述无线网络架构为lora mesh网络架构，所述无线网络节点为lora mes中继器。
8.根据本实用新型的一个实施例，所述lora mes中继器包括：第一lora模块；第一供电模块，所述第一供电模块与所述第一lora模块相连；第一信息收发模块，所述第一信息收发模块与所述第一lora模块相连，并接入所述lora mesh网络架构的lora mesh网络；第一状态指示模块，所述第一状态指示模块与所述第一lora模块相连；配置接口模块，所述配置接口模块与所述第一lora模块相连，所述配置接口模块用于输入所述第一lora模块的组网参数和休眠参数。
9.根据本实用新型的一个实施例，所述移动控制终端包括：移动控制模块；第二供电模块，所述第二供电模块与所述移动控制模块相连；第二lora模块，所述第二lora模块与所述移动控制模块相连；第二信息收发模块，所述第二信息收发模块与所述第二lora模块相连，并接入所述lora mesh网络架构的lora mesh网络；第二状态指示模块，所述第二状态指示模块与所述移动控制模块相连；用户按键模块，所述用户按键模块与所述移动控制模块相连，所述用户按键模块用于输入控制指令；地址选择模块，所述地址选择模块与所述移动控制模块相连，所述地址选择模块用于选择所述船闸巡检区域；第一复位接口模块，所述第一复位接口模块与所述移动控制模块相连；第一jtag接口模块，所述第一jtag接口模块与所述移动控制模块相连。
10.根据本实用新型的一个实施例，所述转接器包括：转接控制模块；第三lora模块，所述第三lora模块与所述转接控制模块相连；第三信息收发模块，所述第三信息收发模块与所述第三lora模块相连，并接入所述lora mesh网络架构的lora mesh网络；第三状态指示模块，所述第三状态指示模块与所述转接控制模块相连；第一有线网络模块，所述第一有线网络模块分别与所述转接控制模块和所述船闸控制中心相连；第二有线网络模块，所述第二有线网络模块分别与所述转接控制模块和所述船闸控制中心相连；第二复位接口模块，所述第二复位接口模块与所述转接控制模块相连；第二jtag接口模块，所述第二jtag接口模块与所述转接控制模块相连；调试接口模块，所述调试接口模块与所述转接控制模块相连。
11.根据本实用新型的一个实施例，所述控制指令包括船闸控制指令和通信控制指令。
12.根据本实用新型的一个实施例，所述第一有线网络模块包括w5500网络芯片和rj45连接器，所述w5500网络芯片与所述转接控制模块相连，并通过所述rj45连接器连接所述船闸控制中心。
13.根据本实用新型的一个实施例，所述移动控制模块为stm32 cortex-m3控制芯片。
14.根据本实用新型的一个实施例，所述转接控制模块为stm32 cortex-m3控制芯片。
15.本实用新型的有益效果：
16.1)、本实用新型通过设置lora mesh网络架构，不仅具有lora传输距离远、功耗低、扩展性强、抗干扰性强的特点，还能够实现不同船闸控制的网络隔离，从而能够避免不同船闸控制时的信号覆盖重叠，以保证各个船闸控制的正常运行；
17.2)、本实用新型通过设置移动控制端，能够将控制操作移动化，实现巡检与控制操作一体化，从而能够使得控制操作具有时效性高、稳定性好的特点；
18.3)、本实用新型通过设置无线网络架构和转接器与船闸控制中心相连，能够通过对原有控制系统的调用实现对船闸的控制，从而能够在具有无线传输的便捷性的同时保留有线传输的可靠性，此外还能够保证对原有控制系统的最小化改造。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例的船闸无线巡检系统的方框示意图；
20.图2为本实用新型一个实施例的船闸无线巡检系统的连接关系图；
21.图3为本实用新型一个实施例的无线网络架构的方框示意图；
22.图4为本实用新型一个实施例的移动控制终端的方框示意图；
23.图5为本实用新型一个实施例的转接器的方框示意图。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
25.需要说明的是，本实用新型的船闸无线巡检系统是基于以下认知构建的：常用的
lora模块虽然通信距离较远，但是单个lora模块无法做到整个船闸巡检区域的网络信号全覆盖，并且lora模块是采用饶射的方式进行无线信号传输，在有建筑物遮挡的情况会存在信号覆盖死角，因此，为解决上述技术问题，本实用新型采用网关和中继器进行组网，通过对现场的实地考察，合理设计中继器的部署地点，从而实现船闸巡检区域的网络信号全覆盖，从而能够在船闸巡检区域内对船闸进行有效控制。下面将结合图1具体阐述本实用新型实施例的船闸无线巡检系统。
26.如图1所示，本实用新型实施例的船闸无线巡检系统，包括移动控制终端10、无线网络架构20和转接器30，移动控制终端10通过无线网络架构20连接转接器30，进而通过转接器30连接船闸控制中心100，其中，无线网络架构20包括多个无线网络节点201，多个无线网络节点201对应不同船闸巡检区域进行设置。
27.具体地，如图2所示，船闸控制中心100可包括三个船闸控制中心100，即1线船闸控制中心1001、2线船闸控制中心1002、3线船闸控制中心1003；无线网络架构20可包括三个无线网络节点201，即第一无线网络节点2011、第二无线网络节点2012、第三无线网络节点2013；船闸巡检区域可包括三个船闸巡检区域，即1线船闸巡检区域、2线船闸巡检区域、3线船闸巡检区域。其中，第一无线网络节点2011、第二无线网络节点2012、第三无线网络节点2013可与1线船闸巡检区域、2线船闸巡检区域、3线船闸巡检区域一一对应设置，从而在船闸巡检区域实现无线网络全覆盖。
28.由此，当巡检人员携带移动控制终端10处于某一船闸巡检区域，例如1线船闸巡检区域时，移动控制终端10可与第一无线网络节点2011相连，并可通过第一无线网络节点2011连接转接器30，进而可通过转接器30连接1线船闸控制中心1001，以接收1线船闸控制中心1001发出的1线船闸状态信息，同时还可通过移动控制终端10向1线船闸控制中心1001发送1线船闸控制指令。
29.在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，每个无线网络节点201均与转接器30相连，并且相邻无线网络节点201之间相连。具体地，如图2所示，第一无线网络节点2011、第二无线网络节点2012、第三无线网络节点2013均与转接器30相连，并且相邻的第一无线网络节点2011和第二无线网络节点2012之间、以及第二无线网络节点2012和第三无线网络节点2013之间同样相连，由此构成的无线网络架构具有更好的稳定性，并且能够实现不同船闸巡检区域的网络信号全覆盖，从而保证移动控制终端在不同船闸巡检区域内对船闸的有效控制。
30.在本实用新型的一个实施例中，参照图2，无线网络架构20为lora mesh网络架构，无线网络节点201为lora mes中继器。lora mesh网络是一种多跳的、无中心的、自组织无线网络，通过lora mesh网络可将固定的和移动的节点连接起来构成一个可以部分移动的多跳自组织网络，整个网络没有固定的基础设施，每个节点都是移动的，并且都能动态地保持与其它节点的联系，从而具有不依赖基础设施、高动态、多跳、易于组建的特点，同时也可为已有的无线、有线网络提供多跳扩展，此外，在这种网络中，由于终端无线覆盖范围的有限性，两个无法直接进行通信的用户终端可以借助其它节点进行分组转发，每一个节点同时是一个路由器，它们能完成发现以及维持到其它节点路由的功能。
31.更具体地，lora mesh网络架构可为网状拓扑结构，由此，在lora mesh网络架构，即网状拓扑结构的单个节点失效时，并不影响lora mesh网络架构，即网状拓扑结构中其余
节点之间的数据通信，因此，在lora mesh网络架构，即网状拓扑结构中，节点之间可通过多跳的方式传输数据，每个节点都可以作为多跳数据传输过程中的一跳，从而保证lora mesh网络架构，即网状拓扑结构的安全可靠。
32.在本实用新型的一个实施例中，如图3所示，无线网络节点201，即lora mes中继器可包括第一lora模块202、第一供电模块203、第一信息收发模块204、第一状态指示模块205和配置接口模块206。其中，第一供电模块203可与第一lora模块202相连；第一信息收发模块204可与第一lora模块202相连，并接入lora mesh网络架构的lora mesh网络；第一状态指示模块205可与第一lora模块202相连；配置接口模块206可与第一lora模块202相连，配置接口模块206用于输入第一lora模块202的组网参数和休眠参数。此外，需要说明的是，由于第一lora模块202具有自主休眠功能，因此可通过第一供电模块203对第一lora模块202进行长供电，并设置配置接口模块206连接配置工具，从而对第一lora模块202的组网参数和休眠参数进行配置，具体地，当有数据需要第一lora模块202转发时，lora mesh网络能够主动唤醒第一lora模块202，当数据转发完毕后，第一lora模块202能够自动休眠，以降低lora mes中继器的使用功耗。
33.具体地，第一lora模块202可通过uart连接配置接口模块206，以通过配置接口模块206连接配置工具，从而通过配置工具对第一lora模块202进行组网参数和休眠参数配置；第一供电模块203可包括12v供电电源2031和dc-dc转换器2032，12v供电电源2031可通过dc-dc转换器2032为第一lora模块202提供3.3v工作电源；第一信息收发模块204可为rf天线，第一信息收发模块204，即rf天线可用于收发船闸控制中心100的船闸状态信息和移动控制终端10的控制指令；第一状态指示模块205可为led指示灯，可用于显示第一lora模块202的工作状态，即是否处于通信状态。其中，移动控制终端10的控制指令包括船闸控制指令和通信控制指令，其中，船闸控制指令可包括急停、强落、暂停、照明船闸控制指令，通信控制指令可包括通信测试的lora mes中继器休眠和唤醒的通信控制指令
34.在本实用新型的一个实施例中，如图4所示，移动控制终端10可包括移动控制模块101、第二供电模块102、第二lora模块103、第二信息收发模块104、第二状态指示模块105、用户按键模块106、地址选择模块107、第一复位接口模块108和第一jtag接口模块109。其中，第二供电模块102可与移动控制模块101相连；第二lora模块103可与移动控制模块101相连；第二信息收发模块104可与第二lora模块103相连，并接入lora mesh网络架构的lora mesh网络；第二状态指示模块105可与移动控制模块101相连；用户按键模块106可与移动控制模块101相连，用户按键模块106可用于输入控制指令；地址选择模块107可与移动控制模块101相连，地址选择模块107可用于选择船闸巡检区域；第一复位接口模块108可与移动控制模块101相连；第一jtag接口模块109可与移动控制模块101相连。
35.具体地，移动控制模块101可选用型号为stm32 cortex-m3控制芯片，并可通过iox1引脚连接第一复位接口模块108；第二供电模块102可包括锂电池1021和电池管理芯片1022，电池管理芯片1022可控制锂电池1021的充电放电，以为移动控制模块101供电；第二lora模块103的一端可通过uart0连接移动控制模块101，另一端可通过第二信息收发模块104，即rf天线接入lora mesh网络架构的lora mesh网络，以用于收发船闸控制中心100的船闸状态信息和移动控制终端10的控制指令；第二状态指示模块105可为显示屏，并可与移动控制模块101的iox8引脚相连，以用于显示移动控制终端10所处的船闸巡检区域和该船
闸巡检区域船闸的运行状态，以及移动控制终端10的运行状态和电量信息；用户按键模块106可为触摸按键模块，并可与移动控制模块101的iox6引脚相连，以用于输入控制指令；地址选择模块107可为二位拨码开关，并可与移动控制模块101的iox2引脚相连，以用于设置移动控制终端10所处的船闸巡检区域地址。
36.在本实用新型的一个实施例中，如图5所示，转接器30可为lora网关，具体可包括转接控制模块301、第三lora模块302、第三信息收发模块303、第三状态指示模块304、第一有线网络模块305、第二有线网络模块306、第二复位接口模块307、第二jtag接口模块308、调试接口模块309。其中，第三lora模块302可与转接控制模块301相连；第三信息收发模块303可与第三lora模块302相连，并接入lora mesh网络架构的lora mesh网络；第三状态指示模块304可与转接控制模块301相连；第一有线网络模块305可分别与转接控制模块301和船闸控制中心100相连；第二有线网络模块306可分别与转接控制模块301和船闸控制中心100相连；第二复位接口模块307可与转接控制模块301相连；第二jtag接口模块308可与转接控制模块301相连；调试接口模块309可与转接控制模块301相连。
37.具体地，转接控制模块301可选用型号为stm32 cortex-m3控制芯片，并可通过iox1引脚连接第二复位接口模块307；第三lora模块302的一端可通过uart0连接移动控制模块101，另一端可通过第三信息收发模块303，即rf天线接入lora mesh网络架构的lora mesh网络，以用于收发船闸控制中心100的船闸状态信息和移动控制终端10的控制指令；第三状态指示模块304可为led指示灯，并可与转接控制模块301的iox4引脚相连，以用于显示转接控制模块301的工作状态，即是否处于通信状态；第一有线网络模块305可包括w5500网络芯片3051和rj45连接器3052，w5500网络芯片3051可通过spi0与转接控制模块301相连，并可通过rj45连接器3052连接船闸控制中心100；第二有线网络模块306可为rs485通信模块，第二有线网络模块306，即rs485通信模块的一端可通过uart1与转接控制模块301相连，另一端可连接船闸控制中心100。
38.基于上述结构可构成本实用新型实施例的船闸无线巡检系统，下面将结合图图2整体阐述本实用新型的船闸无线巡检系统的工作过程。
39.如图2所示，第一无线网络节点2011、第二无线网络节点2012、第三无线网络节点2013可对应船闸巡检区域，即1线船闸巡检区域、2线船闸巡检区域、3线船闸巡检区域，并可通过无线网络，即lora mesh网络与转接器30相连；转接器30可通过交换机200与船闸控制中心100，即1线船闸控制中心1001、2线船闸控制中心1002、3线船闸控制中心1003相连，具体地，转接器30可采用有线连接，例如modbus协议与交换机200通信，同时，交换机200也采用有线连接，例如modbus协议分别与1线船闸控制中心1001、2线船闸控制中心1002、3线船闸控制中心1003通信，由此，能够在船闸巡检区域实现无线网络全覆盖。其中，船闸控制中心100，即1线船闸控制中心1001、2线船闸控制中心1002、3线船闸控制中心1003可选用plc船闸控制中心。
40.进一步地，当巡检人员携带移动控制终端10处于某一船闸巡检区域，例如1线船闸巡检区域时，需要通过地址选择模块107设置所处的船闸巡检区域，即设置所处的船闸巡检区域为1线船闸巡检区域，由此，移动控制终端10可通过第一无线网络节点2011与无线网络架构20建立网络连接，从而能够接收船闸控制中心100，即1线船闸控制中心1001发送的1线船闸运行状态信息，此时，巡检人员可根据获得的1线船闸运行状态信息进行1线船闸控制，
例如可通过移动控制终端10输入船闸控制指令，即急停、强落、暂停、照明船闸控制指令。此外，巡检人员还可通过移动控制终端10对第一无线网络节点2011进行无线通信测试，即可输入第一无线网络节点2011休眠和唤醒的通信控制指令。
41.本实用新型的有益效果如下：
42.1)、本实用新型通过设置lora mesh网络架构，不仅具有lora传输距离远、功耗低、扩展性强、抗干扰性强的特点，还能够实现不同船闸控制的网络隔离，从而能够避免不同船闸控制时的信号覆盖重叠，以保证各个船闸控制的正常运行；
43.2)、本实用新型通过设置移动控制端，能够将控制操作移动化，实现巡检与控制操作一体化，从而能够使得控制操作具有时效性高、稳定性好的特点；
44.3)、本实用新型通过设置无线网络架构和转接器与船闸控制中心相连，能够通过对原有控制系统的调用实现对船闸的控制，从而能够在具有无线传输的便捷性的同时保留有线传输的可靠性，此外还能够保证对原有控制系统的最小化改造。
45.在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
46.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
47.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
48.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

技术特征：

1.一种船闸无线巡检系统，其特征在于，包括移动控制终端、无线网络架构和转接器，所述移动控制终端通过所述无线网络架构连接所述转接器，所述转接器连接船闸控制中心，其中，所述无线网络架构包括多个无线网络节点，多个所述无线网络节点对应不同船闸巡检区域进行设置。2.根据权利要求1所述的船闸无线巡检系统，其特征在于，每个所述无线网络节点均与所述转接器相连，并且相邻所述无线网络节点之间相连。3.根据权利要求2所述的船闸无线巡检系统，其特征在于，所述无线网络架构为lora mesh网络架构，所述无线网络节点为lora mes中继器。4.根据权利要求3所述的船闸无线巡检系统，其特征在于，所述lora mes中继器包括：第一lora模块；第一供电模块，所述第一供电模块与所述第一lora模块相连；第一信息收发模块，所述第一信息收发模块与所述第一lora模块相连，并接入所述lora mesh网络架构的lora mesh网络；第一状态指示模块，所述第一状态指示模块与所述第一lora模块相连；配置接口模块，所述配置接口模块与所述第一lora模块相连，所述配置接口模块用于输入所述第一lora模块的组网参数和休眠参数。5.根据权利要求3所述的船闸无线巡检系统，其特征在于，所述移动控制终端包括：移动控制模块；第二供电模块，所述第二供电模块与所述移动控制模块相连；第二lora模块，所述第二lora模块与所述移动控制模块相连；第二信息收发模块，所述第二信息收发模块与所述第二lora模块相连，并接入所述lora mesh网络架构的lora mesh网络；第二状态指示模块，所述第二状态指示模块与所述移动控制模块相连；用户按键模块，所述用户按键模块与所述移动控制模块相连，所述用户按键模块用于输入控制指令；地址选择模块，所述地址选择模块与所述移动控制模块相连，所述地址选择模块用于选择所述船闸巡检区域；第一复位接口模块，所述第一复位接口模块与所述移动控制模块相连；第一jtag接口模块，所述第一jtag接口模块与所述移动控制模块相连。6.根据权利要求3所述的船闸无线巡检系统，其特征在于，所述转接器包括：转接控制模块；第三lora模块，所述第三lora模块与所述转接控制模块相连；第三信息收发模块，所述第三信息收发模块与所述第三lora模块相连，并接入所述lora mesh网络架构的lora mesh网络；第三状态指示模块，所述第三状态指示模块与所述转接控制模块相连；第一有线网络模块，所述第一有线网络模块分别与所述转接控制模块和所述船闸控制中心相连；第二有线网络模块，所述第二有线网络模块分别与所述转接控制模块和所述船闸控制中心相连；
第二复位接口模块，所述第二复位接口模块与所述转接控制模块相连；第二jtag接口模块，所述第二jtag接口模块与所述转接控制模块相连；调试接口模块，所述调试接口模块与所述转接控制模块相连。7.根据权利要求5所述的船闸无线巡检系统，其特征在于，所述控制指令包括船闸控制指令和通信控制指令。8.根据权利要求6所述的船闸无线巡检系统，其特征在于，所述第一有线网络模块包括w5500网络芯片和rj45连接器，所述w5500网络芯片与所述转接控制模块相连，并通过所述rj45连接器连接所述船闸控制中心。9.根据权利要求5所述的船闸无线巡检系统，其特征在于，所述移动控制模块为stm32 cortex-m3控制芯片。10.根据权利要求6所述的船闸无线巡检系统，其特征在于，所述转接控制模块为stm32 cortex-m3控制芯片。

技术总结

本实用新型提供了一种船闸无线巡检系统，包括移动控制终端、无线网络架构和转接器，所述移动控制终端通过所述无线网络架构连接所述转接器，所述转接器连接船闸控制中心，其中，所述无线网络架构包括多个无线网络节点，多个所述无线网络节点对应不同船闸巡检区域进行设置。本实用新型不仅能够实现巡检与控制操作一体化，还能够实现不同船闸控制的网络隔离，从而能够避免不同船闸控制时的信号覆盖重叠，以保证各个船闸控制的正常运行。以保证各个船闸控制的正常运行。以保证各个船闸控制的正常运行。