CN105892421A - 一种可配置插卡扩展式远程监控装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可配置插卡扩展式远程监控装置及方法，装置包括1U标准机箱、显示及按键面板、通信及信号处理主板、信号转接接口板、电源模块子板、串口通信信号子板、模拟数字IO信号子板。对于不同的监控需要，本发明接口数量和类型可以在工程现场进行灵活调节，解决以往常规远程监控装置接口数量不足、过剩或者接口类型不匹配等诸多问题。本发明的远程监控装置在配置不同类型的信号处理子板时，不需要重新烧录固件程序，提高了现场配置的灵活性和可操作性；采用安卓操作系统，当通过串口接入的新的智能传感设备时，远程监控装置中通信规约解析程序可以通过安装客户端程序的方式进行，可以很方便的实现在工程现场中智能传感设备的变更接入。
Description
技术领域
本发明涉及一种可配置插卡扩展式远程监控装置及方法，属于远程监控技术领域。
背景技术
随着智能科技的发展，基于安全生产以及生产效率提升的考虑，越来越多的工业环境需要进行多种数据的采集与监控。远程监控装置实现了将现场传感器采集到的数据实时上传至监控中心，同时根据监控中心指令对现场一些控制设备进行远程操作的功能。常规的远程监控装置在出厂时往往已经配置好了固定数量和类型的传感器接口，包括模拟输入（AI）接口、模拟输出（AO）接口、数字输入（DI）接口、数字输出接口（DO）、RS485接口、RS422接口、RS232接口等，在实际工程现场使用中，存在以下方面的问题有待解决：
1、对于不同的监控需要，接口数量和类型无法在工程现场进行灵活调节，造成了接口数量不足、过剩或者接口类型不匹配等诸多问题。
2、出厂时针对不同接口数量和类型配置更改时，远程监控装置内部固件程序需要重新烧录，增加了装置生产调试的复杂性。
3、通过串口接入的智能传感设备具有自己的通信规约，远程监控装置中通信规约解析程序需要在出厂时烧录，对于工程现场中智能传感设备的变更，常规远程监控装置无法现场调整程序以实现智能传感设备的接入。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种可配置插卡扩展式远程监控装置，同时提供了一种可配置插卡扩展式远程监控装置工作方法，以实现工业环境中数据的集中采集与处理。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种可配置插卡扩展式远程监控装置，其特征在于：包括1U标准机箱、显示及按键面板、通信及信号处理主板、信号转接接口板、电源模块子板、串口通信信号子板、模拟数字IO信号子板；所述显示及按键面板通过接口与通信及信号处理主板相连；所述通信及信号处理主板通过接口与信号转接接口板相连；所述信号转接接口板通过接口与电源模块子板相连；所述信号转接接口板通过接口与串口通信信号子板、模拟数字IO信号子板相连。
所述的可配置插卡扩展式远程监控装置，其特征在于：所述1U标准机箱用于安装固定远程监控单元的所有电路板，并可以装配于机房标准机柜中，包括机箱底壳、导轨支架和盖板，盖板与机箱底壳相配合，导轨支架装配在机箱底壳中，串口通信信号子板和模拟数字IO信号子板安装在导轨支架上。
所述显示及按键面板，用于显示远程监控单元的系统信息、设置菜单，可通过按键进行系统设置，并具有用于实时显示装置状态的LED指示灯和LCD显示屏。
所述信号转接接口板，用于转接电源模块子板的供电，提供通信及信号处理主板接口、信号子板通用接口，以便实现通信及信号处理主板与信号子板之间的连接。
所述电源模块子板，用于将外部直流或交流电源通过隔离稳压电源模块转换出相互隔离的直流电源，为远程监控单元的各个电路板及外接传感器供电。
所述串口通信信号子板，用于实现多路串口通信型传感器的接入，并将采集到的数据汇总后上传给通信及信号处理主板，串口通信信号子板搭载安卓操作系统，可通过客户端程序安装不同智能传感设备的通信规约解析程序。
所述模拟数字IO信号子板，用于实现多路模拟输入信号、数字输入信号的采集，并根据需求产生多路数字输出信号与模拟输出信号，用于现场设备的控制。
优选的，信号转接接口板具有1个电源模块子板接口、1个主板接口和4个信号子板接口，通过电源接口可与电源模块子板相连，通过通信接口与信号子板连接。
优选的，信号子板中，串口通信信号子板具有4个RS485/RS232可复用端口，模拟数字IO信号子板具有8个AI接口、8个DI接口、2个DO接口。
本发明还提供一种可配置插卡扩展式远程监控方法，基于上述的可配置插卡扩展式远程监控装置，包括如下步骤：
1）根据监控需要设置信号处理子板类型：根据现场的监控量的数量和类型，可动态调配远程监控装置的信号处理子板数量和类型，每个远程监控装置具备四个信号处理子板卡位，两种类型的信号处理子板可实现多种不同的配置；
2）通信及信号处理主板上电自检：装置软硬件初始化后，对信号处理子板卡位的占用情况和接入的信号处理子板类型进行检测，并与远程监控装置预先配置的信号处理子板数量和类型进行比对，给出自检是否通过的结论；
3）若自检通过，则请求信号处理子板监控量的系统结构版本号SysVersion；若自检不通过，则装置停止运行并显示自检错误信息；
4）信号处理子板监控量的系统结构版本号与通信及信号处理主板的系统结构版本号进行比对，判断信号处理子板系统结构版本号是否最新；
5）若信号处理子板系统结构版本不是最新，则更新信号处理子板系统结构；
6）若信号处理子板系统结构版本已是最新，或信号处理子板系统结构更新完毕，则通信及信号处理主板定时请求信号处理子板数据。
所述的可配置插卡扩展式远程监控方法，其特征在于：步骤2）中通信及信号处理主板上电自检，具体包括如下步骤：
2.1）设备上电软硬件初始化，并令当前检测的信号处理子板接口序号m=1；
2.2）检测第m个信号处理子板接口是否被占用；信号处理子板接口中有接口占用指示引脚，若接口空置，则该引脚为低电平，若接口被信号处理子板占用，则该引脚为高电平；
2.3）若第m个信号处理子板接口被占用，则向第m个接口发送子板识别指令判断子板类型；若第m个信号处理子板接口未被占用，则第m个接口上的信号处理子板类型为空；
2.4）将第m个接口上的信号处理子板类型与通信及信号处理主板中的子板类型配置对比；如果相同则自检正确，如果不同则自检出错；
2.5）将对比结果写入自检日志；
2.6）判断当前检测的信号处理子板接口序号m是否大于3；如果不大于，则m=m+1，重复步骤2.2）-2.6）；如果大于，则转2.7）；
2.7）自检结束，并给出检测是否通过的结论。
有益效果：本发明提供的一种可配置插卡扩展式远程监控装置及方法，具有以下优点：1） 本发明对于不同的监控需要，接口数量和类型可以在工程现场进行灵活调节，解决以往常规远程监控装置接口数量不足、过剩或者接口类型不匹配等诸多问题。
2） 本发明的远程监控装置在配置不同类型的信号处理子板时，不需要重新烧录固件程序，提高了现场配置的灵活性和可操作性。
3） 本发明的远程监控装置采用安卓操作系统，当通过串口接入的新的智能传感设备时，远程监控装置中通信规约解析程序可以通过安装客户端程序的方式进行，可以很方便的实现在工程现场中智能传感设备的变更接入。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明装置中机箱的结构示意图；
图3为本发明数据采集与处理流程图；
图4 本发明的通信及信号处理主板上电自检流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1至图2所示，一种可配置插卡扩展式远程监控装置，包括1U标准机箱、显示及按键面板1、通信及信号处理主板2、信号转接接口板3、电源模块子板4、串口通信信号子板5、模拟数字IO信号子板6；所述显示及按键面板1通过接口7与通信及信号处理主板2相连；所述通信及信号处理主板2通过接口8与信号转接接口板3相连；所述信号转接接口板3通过接口9与电源模块子板4相连；所述信号转接接口板3通过接口10与串口通信信号子板5、模拟数字IO信号子板6相连。
如图2所示，所述1U标准机箱包括机箱底壳11、导轨支架12和盖板13，盖板13与机箱底壳11相配合，导轨支架12装配在机箱底壳11中，所述导轨支架12用于安装插卡式串口通信信号子板5和模拟数字IO信号子板6。
所述显示及按键面板1，用于显示远程监控单元的系统信息、设置菜单，可以通过按键进行系统设置，并具有LED指示灯和LCD显示屏用于实时显示装置状态。
所述通信及信号处理主板2，用于实现对信号子板采集信号的集中处理、数据业务处理及通信业务处理。通信及信号处理主板2具备嵌入式网页浏览功能、TCP/IP通信功能、历史数据存储功能、实时数据采集及处理功能，能够通过网口将采集处理后的数据上传至上位系统软件集中管理。
所述信号转接接口板3，用于转接电源模块子板4的供电，提供通信及信号处理主板接口8、信号子板通用接口10，以便实现通信及信号处理主板2与信号子板之间的连接。
所述电源模块子板4，用于将外部直流或交流电源通过隔离稳压电源模块转换出相互隔离的直流电源，为远程监控单元的各个电路板及外接传感器供电。
所述串口通信信号子板5，用于实现多路串口通信型传感器的接入，并将采集到的数据汇总后上传给通信及信号处理主板。串口通信信号子板搭载安卓操作系统，可以通过客户端程序安装不同智能传感设备的通信规约解析程序。
所述模拟数字IO信号子板6，用于实现多路模拟输入（AI）信号、数字输入（DI）信号的采集，并根据需求产生多路数字输出（DO）信号与模拟输出（AO）信号，用于现场设备的控制。
方法实施例2：
参照图3，本发明的一种可配置插卡扩展式远程监控装置的数据采集与处理方法具体实现步骤如下：
1）根据监控需要设置信号处理子板类型：根据现场的监控量的数量和类型，可以动态调配远程监控装置的信号处理子板数量和类型，每个远程监控装置具备四个信号处理子板卡位，两种类型的信号处理子板可以实现多种不同的配置；
2）通信及信号处理主板上电自检：自检过程中包括装置软硬件初始化，之后对信号处理子板卡位的占用情况和接入的信号处理子板类型进行检测，并与远程监控装置预先配置的信号处理子板数量和类型进行比对，给出自检是否通过的结论；
3）若自检通过，则请求信号处理子板监控量的系统结构版本号SysVersion；若自检不通过，则装置停止运行并显示自检错误信息；
4）信号处理子板监控量的系统结构版本号与通信及信号处理主板的系统结构版本号进行比对，判断信号处理子板系统结构版本号是否最新；
5）若信号处理子板系统结构版本不是最新，则更新信号处理子板系统结构；
6）若信号处理子板系统结构版本已是最新，或信号处理子板系统结构更新完毕，则通信及信号处理主板定时请求信号处理子板数据。
方法实施例3：
如图4所示，方法实施例2中步骤2）所述通信及信号处理主板上电自检方法，具体步骤如下：
步骤2）中通信及信号处理主板上电自检，具体包括如下步骤：
2.1）设备上电软硬件初始化，并令当前检测的信号处理子板接口序号m=1；
2.2）检测第m个信号处理子板接口是否被占用；信号处理子板接口中有接口占用指示引脚，若接口空置，则该引脚为低电平，若接口被信号处理子板占用，则该引脚为高电平；
2.3）若第m个信号处理子板接口被占用，则向第m个接口发送子板识别指令判断子板类型；若第m个信号处理子板接口未被占用，则第m个接口上的信号处理子板类型为空；
2.4）将第m个接口上的信号处理子板类型与通信及信号处理主板中的子板类型配置对比；如果相同则自检正确，如果不同则自检出错；
2.5）将对比结果写入自检日志；
2.6）判断当前检测的信号处理子板接口序号m是否大于3；如果不大于，则m=m+1，重复步骤2.2）-2.6）；如果大于，则转2.7）；
2.7）自检结束，并给出检测是否通过的结论。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种可配置插卡扩展式远程监控装置，其特征在于：包括1U标准机箱、显示及按键面板、通信及信号处理主板、信号转接接口板、电源模块子板、串口通信信号子板、模拟数字IO信号子板；所述显示及按键面板通过接口与通信及信号处理主板相连；所述通信及信号处理主板通过接口与信号转接接口板相连；所述信号转接接口板通过接口与电源模块子板相连；所述信号转接接口板通过接口与串口通信信号子板、模拟数字IO信号子板相连。
2.根据权利要求1所述的可配置插卡扩展式远程监控装置，其特征在于：所述1U标准机箱包括机箱底壳、导轨支架和盖板，盖板与机箱底壳相配合，导轨支架装配在机箱底壳中，串口通信信号子板和模拟数字IO信号子板安装在导轨支架上。
3.根据权利要求1所述的可配置插卡扩展式远程监控装置，其特征在于：所述显示及按键面板，用于显示远程监控单元的系统信息、设置菜单，可通过按键进行系统设置，并具有用于实时显示装置状态的LED指示灯和LCD显示屏。
4.根据权利要求1所述的可配置插卡扩展式远程监控装置，其特征在于：所述信号转接接口板，用于转接电源模块子板的供电，提供通信及信号处理主板接口、信号子板通用接口，以便实现通信及信号处理主板与信号子板之间的连接。
5.根据权利要求1所述的可配置插卡扩展式远程监控装置，其特征在于：所述电源模块子板，用于将外部直流或交流电源通过隔离稳压电源模块转换出相互隔离的直流电源，为远程监控单元的各个电路板及外接传感器供电。
6.根据权利要求1所述的可配置插卡扩展式远程监控装置，其特征在于：所述串口通信信号子板，用于实现多路串口通信型传感器的接入，并将采集到的数据汇总后上传给通信及信号处理主板，串口通信信号子板搭载安卓操作系统，可通过客户端程序安装不同智能传感设备的通信规约解析程序。
7.根据权利要求1所述的可配置插卡扩展式远程监控装置，其特征在于：所述模拟数字IO信号子板，用于实现多路模拟输入信号、数字输入信号的采集，并根据需求产生多路数字输出信号与模拟输出信号，用于现场设备的控制。
8.一种可配置插卡扩展式远程监控方法，基于权利要求1-7任一项所述的可配置插卡扩展式远程监控装置，包括如下步骤：
1）根据监控需要设置信号处理子板类型：根据现场的监控量的数量和类型，可动态调配远程监控装置的信号处理子板数量和类型，每个远程监控装置具备四个信号处理子板卡位，两种类型的信号处理子板可实现多种不同的配置；
2）通信及信号处理主板上电自检：装置软硬件初始化后，对信号处理子板卡位的占用情况和接入的信号处理子板类型进行检测，并与远程监控装置预先配置的信号处理子板数量和类型进行比对，给出自检是否通过的结论；
3）若自检通过，则请求信号处理子板监控量的系统结构版本号SysVersion；若自检不通过，则装置停止运行并显示自检错误信息；
4）信号处理子板监控量的系统结构版本号与通信及信号处理主板的系统结构版本号进行比对，判断信号处理子板系统结构版本号是否最新；
5）若信号处理子板系统结构版本不是最新，则更新信号处理子板系统结构；
6）若信号处理子板系统结构版本已是最新，或信号处理子板系统结构更新完毕，则通信及信号处理主板定时请求信号处理子板数据。
9.根据权利要求8所述的可配置插卡扩展式远程监控方法，其特征在于：步骤2）中通信及信号处理主板上电自检，具体包括如下步骤：
2.1）设备上电软硬件初始化，并令当前检测的信号处理子板接口序号m=1；
2.2）检测第m个信号处理子板接口是否被占用；信号处理子板接口中有接口占用指示引脚，若接口空置，则该引脚为低电平，若接口被信号处理子板占用，则该引脚为高电平；
2.3）若第m个信号处理子板接口被占用，则向第m个接口发送子板识别指令判断子板类型；若第m个信号处理子板接口未被占用，则第m个接口上的信号处理子板类型为空；
2.4）将第m个接口上的信号处理子板类型与通信及信号处理主板中的子板类型配置对比；如果相同则自检正确，如果不同则自检出错；
2.5）将对比结果写入自检日志；
2.6）判断当前检测的信号处理子板接口序号m是否大于3；如果不大于，则m=m+1，重复步骤2.2）-2.6）；如果大于，则转2.7）；
2.7）自检结束，并给出检测是否通过的结论。
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