CN101699356B

CN101699356B - 液压机嵌入式智能监控与维护模块

Info

Publication number: CN101699356B
Application number: CN2009100358839A
Authority: CN
Inventors: 陆宝春; 张卫; 张登峰; 盛国良; 苗可; 杨国均
Original assignee: Nanjing University of Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Science and Technology
Priority date: 2009-09-28
Filing date: 2009-09-28
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2029-09-28
Also published as: CN101699356A

Abstract

本发明公开了一种液压机嵌入式智能维护与监控模块，包括主处理器、从处理器等，采用主从处理器模式，主处理器与从处理器采用串口通讯，主处理器外接以太网、USB摄像头、RS232串口、RS485、数据存储器、GSM/GPRS，从处理器外接A\D、D\A、音频信号模块、高速数据信息处理器；主处理器实现系统调度与算法处理，从处理器实现模拟量数据的采集与处理以及实时数据的采集与处理，GSM/GPRS实现基于移动网络短消息GSM/GPRS模式的远程通讯，对主处理器与从处理器传输的命令和数据信息进行处理，并接受远端服务器传输的数据，数据格式转换后传送给相应的处理器。本发明具有高速处理音/视频信号、AD、DA等高速模拟信号与数字信号的能力。；具有异构网络连接的功能，实现远程监控功能。

Description

液压机嵌入式智能监控与维护模块

技术领域

本发明属于液压机远程诊断、监控与维护技术，特别是一种液压机嵌入式智能监控与维护模块。

背景技术

目前针对制造装备的远程监测、诊断和维护，主要以PLC或工控机作为底层数据采集发送终端，在这种模式下，当信息量较大尤其是有图像信息时，需外扩图像信息处理模块，整个系统较为臃肿，且系统的专用性太强，可移植性差，功能单一，且对于监控系统的安装有一定要求。另外，对于部分采用嵌入式模块用作远程维护的，一般系统功能较少无法处理图像与音频信息，且无法对实时性较强的数据进行监控。

如专利号02114341.2发明专利公开了一种工程机械远程监控系统，它包括监控计算机、调制解调器、互联网、移动通信网、至少一台工程机械，所述监控计算机通过调制调解器与互联网相连，工程机械的控制部分包括信号采集装置、PLC控制器、无线通讯处理器、执行机构。PLC控制器将信号采集装置采集的工程机械各部分运行状态参数进行处理后送到无线通讯处理器，由无线通讯处理器以无线传输方式发送到移动通信网，再由移动通信网转互联网送到监控计算机中。该方式以PLC为控制核心，外加了数据采集与发送无线模块，系统对于大信息量数据无法处理，如图像信息，且运行数据采集实时性不好，系统庞大。

如专利号200710175390.6发明专利公开了一种工程机械远程监控系统，它包括：ARM控制器、数据存储器、GSM/GPRS无线通讯模块、GPS卫星定位模块、总线控制器、执行机构、信号采集装置和壳体；GPS卫星定位模块和ARM控制器相连；GSM/GPRS双模式无线通讯模块与ARM控制器相连；ARM控制器的A/D信号采集装置与工程机械的若干传感器相连接；ARM控制器通过接口电路和CAN总线接口电路与所述执行机构的受控端相连，执行机构的控制端与工程机械车辆上的相关被控设备相连。该方式相对于上述两种方式，在系统架构与可配置性上具有明显优势，但是同样的该系统没有专用于图像信息和音频信息接口，在处理范围上略显狭小，且系统对于实时性较强的数据无法处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有可移植性强、功能丰富、系统小巧、能够处理实时数据的液压机智能监控与维护模块。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种液压机嵌入式智能维护与监控模块，包括主处理器、从处理器、以太网、USB摄像头、RS232串口、RS485、数据存储器、GSM/GPRS、高速数据信息处理器和音频信息模块，采用主从处理器模式，主处理器与从处理器采用串口通讯，主处理器外接以太网、USB摄像头、RS232串口、RS485、数据存储器、GSM/GPRS，从处理器外接A\D、D\A、音频信号模块、高速数据信息处理器；主处理器实现系统调度与算法处理，从处理器实现模拟量数据的采集与处理以及实时数据的采集与处理，GSM/GPRS实现基于移动网络短消息GSM/GPRS模式的远程通讯，对主处理器与从处理器传输的命令和数据信息进行处理，并接受远端服务器传输的数据，数据格式转换后传送给相应的处理器；以太网通过与Internet相连实现在线监测功能，维护与监控模块与工业现场控制器连接通过RS485接口。

本发明与现有技术相比，其显著优点：(1)具有高速处理音/视频信号、AD、DA等高速模拟信号与数字信号的能力。(2)具有异构网络连接的功能，实现远程监控功能。(3)系统的可配置型与可移植性强。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

图1为本发明的液压机智能监控与维护模块的总体构成示意图。

图2为本发明的通信网络结构图。

图3为本发明的GSM/GPRS模块数据处理流程示意图。

图4为本发明软件结构图。

图5为本发明远端服务器组态软件实现流程图。

结合图1，本发明液压机嵌入式智能维护与监控模块，包括主处理器、从处理器、以太网、USB摄像头、RS232串口、RS485、数据存储器、GSM/GPRS、高速数据信息处理器和音频信息模块，采用主从处理器模式。主处理器与从处理器采用串口通讯，主要负责系统调度与部分非实时性信息采集。从处理器主要负责实时数据与高速数据处理。

主处理器外接以太网模块与Internet连接，实现在线监测功能。USB摄像头模块采集图像信息，传输到主处理器，实现图像处理功能。RS232串口连接GSM/GPRS模块实现无线数据传输。通过RS485接口与工业现场控制器相连便于利用现场控制器做进一步监控。

从处理器外接A\D、D\A模块、音频信号模块、高速数据处理模块。通过A\D、D\A模块采集与处理模拟量信息，通过音频信号模块采集音频信号，通过高速数据处理模块处理实时性与高速性数据，从处理器与GSM/GPRS模块直接连接，对于实时性数据的发送可以不经过主处理器调度直接发送与接收。

系统自身外扩大信息容量存储器，增强信息存储容量，方便图像信息与音频信息等大数据量信息处理。所有模块实现选择性配置。

结合图2，借助于移动通讯网络，采用一机一号的方式，信息由主处理器送出，GSM/GPRS模块做发送端，便携式终端做接收端，信息的接收方安装有与GSM/GPRS模块类似的GSM/GPRS接收模块，最终信息发送到在安装有状态监控服务程序的服务器或简单个人电脑。

结合图3，信息由主处理器发出，GSM/GPRS模块与主处理器间采用RS232接口通讯，GSM/GPRS模块内嵌处理器，该处理器主要实现三个功能：与主处理器通讯、转换状态信息包数据格式、启动数据发送。程序流程为：检测主处理器是否有信息发出，如果有信息则检测信息包命令字，转入相关数据转换处理程序，启动发送。若无信息发送，则等待。整个流程采用查询模式。

结合图4，软件系统分为底层驱动、API与上层应用程序。底层驱动连接硬件，负责硬件的初始化、功能配置等。API函数将底层功能与上层应用程序隔离，将所有底层功能打包成应用函数供上层应用程序调用。主要包括：数据发送、数据接收、数据配置等上层应用程序将数据处理功能打包成模块，形成组态软件模式，方便用户使用。主要包括：数据发送、数据接收、数据制表、数据绘图等。

底层主从处理器在操作系统上不一样，主处理器采用嵌入式操作系统，系统具有内存管理功能，具有强大的指令与调度功能，从处理器采用实时操作系统，主要是为了方便实时数据处理。

结合图5，上层应用软件以组态软件的形式出现，主要是为了方便用户使用提高系统可移植性。组态软件的形成首先是打包系统的功能模块，编译后封装，形成组态软件平台，用户编辑以图标形式出现组态软件功能模块，形成数据处理流程，执行该流程从缓冲区读数据并进行数据处理、结果显示。

Claims

1.一种液压机嵌入式智能维护与监控模块，其特征在于包括主处理器、从处理器、以太网、USB摄像头、RS232串口、RS485、数据存储器、GSM/GPRS模块、高速数据信息处理器和音频信息模块，采用主从处理器模式，主处理器与从处理器采用串口通讯，主处理器外接以太网、USB摄像头、RS232串口、RS485、数据存储器、GSM/GPRS模块，从处理器外接A\D、D\A、音频信息模块、高速数据信息处理器；主处理器实现系统调度与算法处理，从处理器实现模拟量数据的采集与处理以及实时数据的采集与处理，GSM/GPRS模块实现基于移动网络短消息GSM/GPRS模式的远程通讯，对主处理器与从处理器传输的命令和数据信息进行处理，并接受远端服务器传输的数据，数据格式转换后传送给相应的处理器；以太网通过与Internet相连实现在线监测功能，维护与监控模块与工业现场控制器连接通过RS485接口。

2.根据权利要求1所述的液压机嵌入式智能维护与监控模块，其特征在于借助于移动通讯网络，采用一机一号的方式，信息由主处理器送出，GSM/GPRS模块做发送端，便携式终端做接收端，信息的接收方安装有GSM/GPRS接收模块，最终信息发送到安装有状态监控服务程序的服务器或个人电脑。

3.根据权利要求1所述的液压机嵌入式智能维护与监控模块，其特征在于信息由主处理器发出，GSM/GPRS模块与主处理器间采用RS232接口通讯，GSM/GPRS模块内嵌处理器，该处理器主要实现三个功能：与主处理器通讯、转换状态信息包数据格式、启动数据发送；流程为：检测主处理器是否有信息发出，如果有信息则检测信息包命令字，转入相关数据转换处理程序，启动发送；若无信息发送，则等待，整个流程采用查询模式。

4.根据权利要求1所述的液压机嵌入式智能维护与监控模块，其特征在于远端服务器应用程序采用组态软件的形式，将所有功能打包编译成以图标显示的功能模块，供用户编辑使用，提高系统可移植性，即组态软件的形成首先是打包系统的功能模块，编译后封装，形成组态软件平台，用户编辑以图标形式出现组态软件功能模块，形成数据处理流程，执行该流程从缓冲区读数据并进行数据处理、结果显示。