CN103676917A

CN103676917A - 带有地震设备控制器的远程监控中心及其控制操作方法

Info

Publication number: CN103676917A
Application number: CN201410006053.4A
Authority: CN
Inventors: 孙宏志; 李秀丽; 雷晨; 卢山; 刘一萌; 赵龙梅; 刘宁; 孙恺微; 胡跃峰; 付强
Original assignee: LIAONING EARTHQUAKE ADMINISTRATION
Current assignee: LIAONING EARTHQUAKE ADMINISTRATION
Priority date: 2014-01-05
Filing date: 2014-01-05
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2034-01-05
Also published as: CN103676917B

Abstract

本发明提供一种带有地震设备控制器的远程监控中心及其控制操作方法，所要解决的问题是：地震监测系统的故障较大比例是发生在基础供电部分，并且在某些设备发生死机等软件问题时。测震设备的电子元器件易被雷电击穿，导致无法对环境继续进行实时有效的监控，都需要维护人员到现场操作以恢复地震监测系统的应有功能；本发明的技术要点是：设置防雷装置，并通过远程终端与测震台相互联系，实时反映测震台情况；本发明的有益效果是：解决了地震设备的远程维护问题，系统建设将增强现有地震监测系统的运行保障能力，增强地震监测系统的服务能力。并且为了防止在雷雨天气控制器被击穿增加避雷器。本发明还具有操作简便、安全稳定性好、实用性强等特点。

Description

带有地震设备控制器的远程监控中心及其控制操作方法

技术领域

本发明涉及远程台站监控中心技术领域，具体说是一种可以对地震监测台进行远程操作控制的带有地震设备控制器的远程监控中心及其控制操作方法。

背景技术

由于地震的破坏力极强，为了更好的预测地震的发生，减少对人们生命财产安全的威胁，需要扩大测震台覆盖范围。有的测震台会设置于维护人员不易到达的位置，这为台站的维修与监控造成了极大的不便。并且增加了维护人员的劳动强度，降低了安全性。

据统计，地震监测系统的故障较大比例是发生在基础供电部分，并且在某些设备易发生死机等软件问题。测震台建设的地理位置自然环境不一，雷雨时，经常会由电源和信号线引导，导致设备的电子元器件被雷电击穿，导致无法对环境继续进行实时有效的监控，都需要维护人员到现场操作以恢复地震监测系统的应有功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以对地震监测台进行远程操作控制的带有地震设备控制器的远程监控中心及其控制操作方法。

本发明的技术方案是：计算机包括编辑模块、故障检测与报警模块、远程控制模块、语音视频控制模块；远程控制模块与主/UPS电源和地震设备控制器连接，远程控制模块与主/UPS电源之间设置有电源控制模块，用以实现对仪器的加电、断电和重启等操作；所述地震设备控制器内的单片机上设置有分别与数据采集器、远程主机、光猫、协议转换器、交换机、照明灯、门禁、温度测量仪连接的数据采集器控制模块、远程主机控制模块、光猫控制模块、协议转换器控制模块、交换机控制模块、照明灯控制模块、门禁控制模块、温度测量仪控制模块，其外壳的底板上固定有至少两个单片机，外壳上表面固定有避雷器；单片机可控制多路交流固态继电器和多路直流固态继电器，所述多路交流固态继电器和多路直流固态继电器通过驱动电路与单片机连接在一起，单片机之间还设置有逻辑电路；一个单片机连接有无线modem和数据储存器；另一个单片机连接有以太网口、A/D转换接口模块和门禁开关转换器，所述A/D转换模块与温度测量仪的测温探头连接；温度测量仪还连接有室内恒温系统。

上述远程台站监控中心的控制程序执行方法如下：

A）将欲执行任务的数据传输控制程序输入数据处理系统的程序储存器中；

B）启动单片机系统工作，CPU对地震数据采集器的测量结果进行读取，并选择指令、执行操作；

远程终端发送启动系统的指令，根据接受到的指令单片机执行操作，并根据指令使CPU对地震数据采集器的相应测量结果进行读取；

当所执行指令为读取指令时，数据传输控制程序选取地震数据采集器的实时数据进行读取，并发送至远程终端；

当所执行指令为开/关门指令时，数据传输控制程序选取门禁路径，并执行开/关门操作；

当所执行指令为开/关灯指令时，数据传输控制程序选取照明灯路径，并执行开/关照明灯操作；

当所执行指令为发送指令时，数据传输控制程序读取程序储存器中的相关温度、门禁及各路设备控制状态信息数据，并发送至远程终端；

在测震台仪器发生故障时，数据传输地震设备控制器的控制程序对相应设备进行检测，并将相应的信息发送至远程终端并报警；远程终端发送重启/加电指令，重启相关设备或启动UPS电源。

所述电源控制模块接收重启指令后，对需要进行重启的设备执行断电，并重新加电操作。

本发明的有益效果是：带有UPS电源能够在维修人员到达之前继续为监测点的监测设备提供电源输出服务。当监测点的设备发生死机时，可以通过远程控制对该设备进行重启、加电，恢复设备服务功能等操作。同时考虑到设备故障判断等因素，台站安装网络摄像机为中心用户提供实时视频和音频通道。及时为中心监控和维护人员提供准确的图像资料以利于中心工作人员更好地判断台站的故障原因和情况。本系统解决了地震设备的远程维护问题，系统建设将增强现有地震监测系统的运行保障能力，增强地震监测系统的服务能力。并且为了防止在雷雨天气控制器被击穿增加避雷器。本发明还具有操作简便、安全稳定性好、实用性强等特点。

附图说明

图1是本发明监控中心结构示意图；

图2是图1中远程控制模块示意图；

图3是本发明操作方法流程图；

图4是图3的自动测试程序运行流程图；

图5是图3的有线控制程序运行流程图；

图6是图3的无线控制程序运行流程图。

下面将通过实例对发明作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本发明其中的例子而已，并不代表本发明所限定的权利保护范围。

具体实施方式

参见图1，计算机1包括编辑模块2、故障检测与报警模块3、远程控制模块4、语音视频控制模块5；远程控制模块与UPS电源6和地震设备控制器7连接，远程控制模块与UPS电源之间设置有电源控制模块8，用以实现对仪器的加电、断电和重启等操作；所述地震设备控制器内的单片机上设置有分别与数据采集器、远程主机、光猫、协议转换器、交换机、照明灯、门禁、温度测量仪连接的数据采集器控制模块9、远程主机控制模块10、光猫控制模块11、协议转换器控制模块12、交换机控制模块13、照明灯控制模块14、门禁控制模块15、温度测量仪控制模块16；参见图2，其外壳的底板上固定有至少两个单片机，外壳上表面固定有避雷器；单片机可控制多路交流固态继电器和多路直流固态继电器，所述多路交流固态继电器和多路直流固态继电器通过驱动电路与单片机连接在一起，单片机之间还设置有逻辑电路；一个单片机连接有无线modem和数据储存器；另一个单片机连接有以太网口、A/D转换接口模块和门禁开关转换器，所述A/D转换模块与温度测量仪的测温探头连接；温度测量仪还连接有室内恒温系统。

设备上带有以太网口用于与远端的服务器进行数据通讯；温度探头输出信号A/D转换后通过I/O口传送给单片机；非易失数据存储器用于存储本地的设置参数信息及相关检测信息；无线modem作为备份信道在有线信道不通时可通过无线信道与中心服务器进行数据通讯；两个单片机通过逻辑电路控制驱动电路来驱动多路固态继电器控制受控设备的延迟重启、断电和上电等操作。

台站监控设备主要实现功能：监控台站上温度等工作环境状态信息，并将信息通过网口传送到中心服务器；同时可实时接收中心服务器传送过来的受控设备的延迟重启、断电和上电等操作信息，并通过控制多路固态继电器来实现控制功能。

本控制终端是一个完全可以通过手机短信，或以太网网络控制命令来进行远程控制的终端设备。人们可以控制各电源输出端口的输出状态，完成控制后终端通过以太网或短信返回当前的工作状态（含温度和门磁开关）。具体工作过程如下：（如用无线控制手机中选用数字方式发送短讯）

参见图3~6，１、中心向台站控制设备发送数据内容：015 111111 1234 1234（有线必须含有帧头0xBF,0X13,0X97,0X74、无线不用含帧头）

说明：015 111111 0123 0423

015为台站编号（000-999），111111为通信密码初始设为六个１，后面接的为受控电源端口控制命令，含义如下：０－断开、１－供电、２－关闭３０秒重启[即断电－30秒－加电]、３－对本口无操作保存原状态、４－启动３０秒关闭 [即加电－30秒－断电]。

注：修改台站编号为 000 000000 0xxx 0xxx（xxx为台站编号，两次必须一致）

2、设备向中心回复：015 1111 0000 110011 110011+21.4 0

015 1111 0000 110011 110011

015为台站编号；1111 0000为本机接收到指令；110011 110011为直流受控电源检测状态和交流受控电源检测状态（1为导通，0为断开）；+21.4为温度探头检测到的温度为+21.4度（量程为-50度至+50度）；0为门磁开关（0为关闭，1为打开）。

测震台数据传输地震设备控制器的控制程序执行方法是以下步骤：

B）启动计算机系统工作，计算机的CPU对地震数据采集器的测量结果进行读取，并选择指令、执行操作；

操作执行程序如下：

BOOL Autotest(char far * szDestHost,int Ktest)

{

WSADATA wsaData;

SOCKET sockRaw;

struct sockaddr_in dest,from;

char icmp_data[10], recvbuf[100];

unsigned int addr=0;

int fromlen=sizeof(from);

int timeout=1000; //ms 　

WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData);

sockRaw=socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_ICMP);

setsockopt(sockRaw,SOL_SOCKET,SO_RCVTIMEO,(char*)&timeout,sizeof(timeout));

memset(&dest,0,sizeof(dest));

dest.sin_family=AF_INET;

dest.sin_addr.s_addr= inet_addr(szDestHost);

memset(icmp_data,0,sizeof(icmp_data));

((IcmpHeader*)icmp_data)->i_type=8;

((IcmpHeader*)icmp_data)->i_code=0;

((IcmpHeader*)icmp_data)->i_id=(u_short)GetCurrentProcessId();

((IcmpHeader*)icmp_data)->i_seq=0;

for(int k=0;k<Ktest;k++)

{

((IcmpHeader*)icmp_data)->i_cksum=0;

((IcmpHeader*)icmp_data)->i_seq++;

((IcmpHeader*)icmp_data)->i_cksum=checkSum((u_short*)icmp_data,8);

sendto(sockRaw,icmp_data,8,0,(struct sockaddr*)&dest,sizeof(dest));

int bread=recvfrom(sockRaw,recvbuf,1024,0,(struct sockaddr*)&from,&fromlen);

if (bread==SOCKET_ERROR)

{

if(k==Ktest-1)

goto ERR1 ;

else continue; //try again(3 times)

}

return TRUE; //no erros.

ERR1:

closesocket (sockRaw);//关闭一个套接口，释放s

sockRaw=INVALID_SOCKET;

WSACleanup();//中止Windows Sockets DLL的使用

return FALSE;

}

有限控制发送程序

void CWIRE::OnSend()

{

// TODO: Add your control notification handler code here

SetDlgItemText(IDC_SENDSTATE,"发送中，请稍候...");

UpdateData(TRUE);

//发送返回状态

BOOL bSend = FALSE;

//发送准备取值

CSocketData Data;

Data.s = m_Client.GetSocket();

Data.nLen = strSend.GetLength();

memcpy(&Data.pBuffer,strSend.GetBuffer(1),Data.nLen);

//发送

bSend = m_Client.Send(Data);

//置标志位

if(bSend==TRUE)

{

SetDlgItemText(IDC_SENDSTATE,"发送完成");

}

else

{

SetDlgItemText(IDC_SENDSTATE,"发送失败");

}

//写日志

CString strTemp,stradd,strthing;

strthing.Format("发送控制命令%s",strSend);

GetDlgItemText(IDC_NAMEW,stradd);

WriteLog(stradd,"控制器",strthing);

//恢复命令

GetDlgItemText(IDC_IDW,strTemp);

strSend.Format("line %s 111111 3333 3333 3333 3333",strTemp);

UpdateData(FALSE);

}

无线控制发送程序

void CWIRELess::OnSendcommwl()

{

// TODO: Add your control notification handler code here

m_Send.EnableWindow(false);

m_Recv1.EnableWindow(false);

m_Recv2.EnableWindow(false);

int nState=0;

char ans[128];

SetDlgItemText(IDC_WS,"发送准备删除短信中....");

WriteComm("AT+CMGD=1,4\r",12);

Sleep(20000);

ReadComm(ans, 128);

SetDlgItemText(IDC_JS,ans);

if(ans[2]=='O')

{

SetDlgItemText(IDC_WS,"删除短信成功，发送就绪");

}

else

{

MessageBox("删除短信失败，请重试",NULL,MB_OK);

SetDlgItemText(IDC_WS,"删除短信失败");

m_Send.EnableWindow(true);

return;

}

char scmd[20];

SetDlgItemText(IDC_WS,"发送短信中...");

sprintf(scmd,"AT+CMGS=%s\r",m_numwl);

WriteComm(scmd, 20);

ReadComm(ans, 128);

char cmd[21];

sprintf(cmd,"%s%c",wstrSend,0x1a);

WriteComm(cmd,strlen(cmd));

Sleep(5000);

ReadComm(ans, 128);

SetDlgItemText(IDC_JS,ans);

if(ans[2]=='+')

{

SetDlgItemText(IDC_WS,"发送成功");

//写日志

CString stradd,strthing;

strthing.Format("发送控制命令%s",wstrSend);

GetDlgItemText(IDC_NAMEWL,stradd);

WriteLog(stradd,"控制器",strthing);

wstrSend="000 111111 3333 3333 3333 3333";

Sleep(10000);

m_Send.EnableWindow(true);

m_Recv1.EnableWindow(true);

m_Recv2.EnableWindow(true);

}

else

{

MessageBox("发送短信失败，请重试",NULL,MB_OK);

SetDlgItemText(IDC_WS,"发送短信失败");

m_Send.EnableWindow(true);

return;

}

远程终端发送启动计算机系统的指令，根据接受到的指令计算机执行操作，并根据指令使CPU对地震数据采集器的相应测量结果进行读取；

在测震台仪器发生故障时，数据传输地震设备控制器的控制程序对相应设备进行检测，并将相应的信息发送至远程终端。控制终端上电后，首先读取本机的地址号（台站号），然后对无线通讯模块Q24plus+和以太网模块EL100进行初始化，如设置短信模式为text模式等。然后单片机巡回检测Q24plus+和EL100是否收到通信数据并实时读取温度探头温度和门磁开关状态，当有新数据传来时，执行串口终端服务程序：读取数据，并判断地址号是否与本机相同，密码是否正确。如相符则执行相应的操作指令，执行完毕后返回本终端各电源输出端口的代码信息、检测到的温度信息和门磁开关状态通过以太网或SMS方式发送到后台服务器。而后删除已读取的短信和信息。

以上所述程序如下：硬件上程序地震台站温度监视器中单片机与模数转换芯片TLC1549交互汇编程序程序功能可通过TLC1549将温度信息读入到单片机中。

PUBLIC _TLC1549 ;TLC1549模数信号转换,R6、R7中为返回的数字信号。

TLC1549CP SEGMENT CODE ;代码段命名为TLC1549CP

TCS BIT P3.7; /*TLC1549片选信号*/

TDA BIT P2.6; /*TLC1549数据输出端*/

TCL BIT P2.7; /*TLC1549串行时钟端*/

RSEG TLC1549CP

_TLC1549:CLR TCL

CLR TCS ;TLC1549片选信号有效。

MOV R0,#10

TLC0:SETB TCL

CLR TCL

DJNZ R0,TLC0

SETB TCS

MOV R0,#10 ;

TLC1:DJNZ R0,TLC1 ;延时21us

CLR TCS

MOV R0,#2

MOV R1,#2

CLR A

TLC2:SETB TCL

MOV C,TDA ;将TLC1549输出数据存入位寄存器C

RLC A ;带进位左移，逐步将数据存入寄存器A中

CLR TCL

DJNZ R0,TLC2

DJNZ R1,TLC3

SETB TCS

MOV R7,A ;将寄存器A中数据存入寄存器R7中

AJMP TLC4

TLC3:MOV R6,A

MOV R0,#8

AJMP TLC2

TLC4:RET

END

单片机中温度读取和检测电源输出状态函数：

void wdtlc(void)//温度读取

{

static uint iwd[4];

WDTRST=0X1E; //hardware watchdog timer enable

WDTRST=0XE1; //硬件看门狗

for(ci=0;ci<3;ci++) //按读取温度数值从小到大排列顺序

{

iwd[ci]=tlc1549(0);

delayms(5);

}

if(iwd[0]>iwd[1])

{

iwd[3]=iwd[0];

iwd[0]=iwd[1];

iwd[1]=iwd[3];

}

if(iwd[0]>iwd[2])

{

iwd[3]=iwd[0];

iwd[0]=iwd[2];

iwd[2]=iwd[3];

}

if(iwd[1]>iwd[2])

{

iwd[3]=iwd[1];

iwd[1]=iwd[2];

iwd[2]=iwd[3];

}

if(iwd[1]>512){iwd[1]=512;} //取中间值进行计算具体温度

iwd[1]=iwd[1]*125/64;

if(iwd[1]>999){iwd[1]=999;}

rtcode[28]=(uchar)(iwd[1]/100)+0x30;

convout(0x60+(uchar)(iwd[1]/100));//传输温度十位

iwd[1]%=100;

rtcode[29]=(uchar)(iwd[1]/10)+0x30;

convout(0x50+(uchar)(iwd[1]/10));//传输温度各位

iwd[1]%=10;

rtcode[30]='.';

rtcode[31]=(uchar)(iwd[1])+0x30;

convout(0x40+(uchar)(iwd[1]));//传输温度分位

rtcode[22]=' ';

P2=0XFF;

convout(0x00+(P2&0x3f)); //传输检测状态

//rtcode[16]=(P2&0x3f); //无线检测状态

if(P2_0){rtcode[21]=0x31;}//检测电源输出控制状态220-1-1

else {rtcode[21]=0x30;}

if(P2_1){rtcode[22]=0x31;}//检测电源输出控制状态220-2-1

else {rtcode[22]=0x30;}

if(P2_2){rtcode[23]=0x31;}//检测电源输出控制状态220-3

else {rtcode[23]=0x30;}

if(P2_3){rtcode[24]=0x31;}//检测电源输出控制状态220-4

else {rtcode[24]=0x30;}

if(P2_4){rtcode[25]=0x31;}//检测电源输出控制状态220-1-2

else {rtcode[25]=0x30;}

if(P2_5){rtcode[26]=0x31;}//检测电源输出控制状态220-2-2

else {rtcode[26]=0x30;}

rtcode[27]=' ';

}

本系统主要分三部分组成：1、中心的服务器通过网络访问台站上具有网络接口的地震设备、网络摄像机和台站监控设备（自行研制具有网络接口和无线接口的设备），实时记录其工作状态和工作信息，并通过网络控制台站监控设备来实现操控台站上设备的断电、加电、延时重启等功能。2、台站上安装网络摄像机为用户提供视频和音频通道，安装台站监控设备来检测台站一些非网络设备的工作状态，并接收中心发送的控制命令来控制受控设备的延迟重启、断电和加电等动作；同时通过台站监控设备可以检测工作环境温度和被监控房门的开关状态。3、通过安装网络UPS达到对台站的电源实时监控，随时了解UPS的运行的状况。

监测系统的大部分监测点均为无人职守点，在监测台站安装多媒体远程监控系统，值班员可以及时通过视频和语音发现台站监测系统的运行状态，并进行记录，这样就可以准确判断故障类型，并可通过服务器将设备控制命令传送到台站监控设备，监控设备控制台站上的设备的延迟重启、断电和加电等动作；同时还可以远程指导现场工作人员的维护操作。有很多的维护工作就可以通过多媒体远程监测系统进行协同工作，现场工作人员的维护能力增强就减少了故障中断时间和省局维修中心赶赴故障现场的时间。

每件设备的控制器均与电源控制模块连接，所述电源控制模块接收重启指令后，对需要进行重启的设备执行断电，并重新加电操作。

在寒冷的冬季或炎热的夏季，环境温度经常超出设备正常运行的使用温度，地震远程台站的设备长时间在这种环境下运行会造成使用寿命缩短，甚至损坏。加装恒温恒湿系统并使之与温度测量仪连接，保证设备在一个稳定的环境下工作，不仅降低故障率，还能够延长使用寿命。

Claims

1.一种带有地震设备控制器的远程监控中心，它包括中央计算机、地震设备控制器、数据采集器、远程主机、光猫、协议转换器、交换机、照明灯、门禁、温度测量仪、室内恒温系统和UPS电源，其特征是：所述计算机包括编辑模块、故障检测与报警模块、远程控制模块、语音视频控制模块；远程控制模块与UPS电源和地震设备控制器连接，远程控制模块与UPS电源之间设置有电源控制模块，用以实现对仪器的加电、断电和重启等操作；所述地震设备控制器内的单片机上设置有分别与数据采集器、远程主机、光猫、协议转换器、交换机、照明灯、门禁、温度测量仪连接的数据采集器控制模块、远程主机控制模块、光猫控制模块、协议转换器控制模块、交换机控制模块、照明灯控制模块、门禁控制模块、温度测量仪控制模块，其外壳的底板上固定有至少两个单片机，外壳上表面固定有避雷器；单片机之间设置有多路交流固态继电器和多路直流固态继电器，所述多路交流固态继电器和多路直流固态继电器通过驱动电路与单片机连接在一起，单片机之间还设置有逻辑电路；一个单片机连接有无线modem和数据储存器；另一个单片机连接有以太网口、A/D转换接口模块和门禁开关转换器，所述A/D转换模块与温度测量仪的测温探头连接；温度测量仪还连接有室内恒温系统。

2.一种带有地震设备控制器的远程监控中心的控制操作方法，包括远程终端、单片机和数据处理系统，其特征在于以下步骤：

在测震台仪器发生故障时，数据传输地震设备控制器的控制程序对相应设备进行检测，并将相应的信息发送至远程终端并报警；远程终端发送重启/加电指令，重启/启动UPS电源。

3.根据权利要求2所述带有地震设备控制器的远程监控中心及其控制操作方法，其特征是：所述电源控制模块接收重启指令后，对需要进行重启的设备执行断电，并重新加电操作。