CN106052612A - 防护门检测系统、检测方法及组网方法 - Google Patents

防护门检测系统、检测方法及组网方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防护门检测系统、检测方法及组网方法，能够检测多门扇三轴方向的位置，通过防护门检测系统获取防护门门扇闭合时的实时位置状态数据，通过同防护门初始安装调试后的初始位置值进行比对，按照防护门设备维护保养规程或规范(标准)判断门扇的偏移量是否在其允许的最大偏移量内，从而判断防护门的运维健康状况，通过实时掌握防空地下室防护门的位置状态数据，进一步判断其防护效果，并通过无线网络将网内防护门的数据采集，发送到中控处理系统，实现防护门无人化在线检测目的。

Description

防护门检测系统、检测方法及组网方法
技术领域
本发明专利涉及防空地下室防护门的日常维护与管理，检测健康状态与评估防护效能等领域。
背景技术
建国60多年来，人防建设贯彻“长期准备、重点建设、平战结合”的方针，我国人防工程建设从数量到质量都有了很大提升，有上百个城市人防工程总量突破百万平方米以上，分布于全市范围内的单个工程数量也有成百上千之多，而且每个工程内安装有不同数量与规格的设备。因此，要对人防工程进行维护，逐个检查防护设备的运行，进行维护管理需要大量的人力物力，加之防空地下室的环境较为潮湿，增加了设备失效、损坏的可能，实时检测尤为重要。
防护门作为人防工程的口部设备之一，其重要性不言而喻，且数量在人防工程中也是属于最多的设备之一，研发用于防护门维护管理的具有实时检测与设备评估的传感器意义重大。
发明内容
发明目的：提供一种能够自动的检测防护门相对于初始位置偏移量的检测系统及方法，从而可以通过偏移量对防护门的健康状况进行判定。同时提供一种在人防工程中的多个防护门上的检测系统的组网方法。
为解决上述技术问题，本发明防护门检测系统所采用的技术方案为：
一种防护门检测系统，包括安装在防护门上的采集设备，每个采集设备均包含陀螺仪及MCU，通过A/D转换将每个陀螺仪的在X轴上、Y轴上、Z轴上分别的角速度和分别的角加速度传至MCU中，计算出防护门在X轴上、Y轴上、Z轴上的角度值；其中所述X轴上、Y轴上、Z轴为三轴直角坐标系的三个轴；通过采集设备检测并得到的数据得到防护门上若干位置的角度值。
而使用上述防护门检测系统的检测方法可采用如下技术方案：
当防护门位于初始位置时，设定防护门在X轴上的初始角度α0、在Y轴上的初始角度β0、在Z轴上的初始角度γ0；而设置陀螺仪在防护门上的X轴的位置参数LX、Y轴上的位置参数LY、Z轴上的位置参数LZ；
防护门自初始位置转动后，根据测量到的防护门在X轴上的实时角度α1、Y轴上的实时角度β1、Z轴上的实时角度γ1，并与防护门的初始角度进行比较，得到防护门在X轴上的偏移角度x＝α1-α0、Y轴上的偏移角度y＝β1-β0、Z轴上的偏移角度z＝γ1-γ0；则可的防护门在X、Y、Z轴上的位置偏移为
( L X L Y L Z ) - ( L X L Y L Z ) · 1 0 0 0 cos x sin x 0 - sin x cos x cos y 0 - sin y 0 1 0 sin y 0 cos y cos z sin z 0 - sin z cos z 0 0 0 1 .
上述检测系统及使用该检测系统的检测方法可以通过同防护门初始安装调试后的初始位置值进行比对，按照防护门设备维护保养规程或规范(标准)判断门扇的偏移量是否在其允许的最大偏移量内，从而判断防护门的运维健康状况，通过实时掌握防空地下室防护门的位置状态数据。通过上述技术方案本发明可以对防空地下室多处防护门三轴姿态数据进行获取、处理与数据传输，解决复杂地形导致的数据传输限制问题，监测防空地下室防护门在日常的使用过程中由于安装误差、自重、震动、违规使用等情况引起的门扇的变形、沉降等导致的门扇失效。
而当整个人防工程内的多个防护门需要进行无人化在线检测时，则需要对多个防护门上的检测系统进行组网。
该防护门检测系统的组网方法可采用如下技术方案：
该防护门检测系统分配网内唯一地址，中继设备通过分时寻址的方式，来获取防护门的姿态数值以解决无线通讯的冲突；
组网步骤包括：
(1)、选择进入组网状态；
(2)、设置信道号、采样间隔；
(3)、等待采集设备的组网申请；中继设备收到采集设备申请之后，设置采集设备的网内地址、发射功率；
(4)、如继续组网，重复整个流程；如不继续组网，退出组网状态，开始轮询从采集设备获取防护门的姿态数据。
上述组网方法的有益效果是，通过设备组网的方式，使多个防护门的数据能集中上传至中控处理系统，实现防护门无人化在线检测目的。
附图说明
图1是本发明中防护门三轴姿态示意图。
图2是本发明中防护门检测系统信号传输流程图。
图3是本发明中防护门检测系统基准跟踪处理流程。
图4是本发明中防护门检测系统组网流程。
具体实施方式
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实施例，而不是全部的实施例。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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图2所示，本发明中首先公开一种用于人防工程的防护门检测系统，包括安装在防护门上的采集设备，每个采集设备均包含陀螺仪及MCU，通过A/D转换将每个陀螺仪的在X轴上、Y轴上、Z轴上分别的角速度和分别的角加速度传至MCU中，计算出防护门在X轴上、Y轴上、Z轴上的角度值；其中所述X轴上、Y轴上、Z轴为三轴直角坐标系的三个轴；通过采集设备检测并得到的数据得到防护门上若干位置的角度值。
而上述防护门检测系统的检测方法为，当防护门位于初始位置时，设定防护门在X轴上的初始角度α0、在Y轴上的初始角度β0、在Z轴上的初始角度γ0；而设置陀螺仪在防护门上的X轴的位置参数LX、Y轴上的位置参数LY、Z轴上的位置参数LZ；
防护门自初始位置转动后，根据测量到的防护门在X轴上的实时角度α1、Y轴上的实时角度β1、Z轴上的实时角度γ1，并与防护门的初始角度进行比较，得到防护门在X轴上的偏移角度x＝α1-α0、Y轴上的偏移角度y＝β1-β0、Z轴上的偏移角度z＝γ1-γ0；则可的防护门在X、Y、Z轴上的位置偏移为
( L X L Y L Z ) - ( L X L Y L Z ) · 1 0 0 0 cos x sin x 0 - sin x cos x cos y 0 - sin y 0 1 0 sin y 0 cos y cos z sin z 0 - sin z cos z 0 0 0 1 .
安装完成后设定初始位置，通过软件滤波的方式，清除由于震动，材料缓慢变形等外在因素产生的干扰信号，导致的误差。通过基准跟踪的方式来补偿卡尔曼滤波所不能处理的零漂。并如图3所示，根据防护门的开合状态得到状态变化时的数据变化量T；检测到姿态数据变化，并无持续性变化时，得到偏移值为△T，当△T<T时，将陀螺仪当前状态设置为新的基准；所述姿态数据变化包括防护门在X、Y、Z轴上的位置偏移为
( L X L Y L Z ) - ( L X L Y L Z ) &CenterDot; 1 0 0 0 cos x sin x 0 - sin x cos x cos y 0 - sin y 0 1 0 sin y 0 cos y cos z sin z 0 - sin z cos z 0 0 0 1 .
本实施方式中提供的组网方法为：
该防护门检测系统分配网内唯一地址，中继设备通过分时寻址的方式，来获取防护门的姿态数值以解决无线通讯的冲突；
组网步骤包括：
(1)、选择进入组网状态；
(2)、设置信道号、采样间隔；
(3)、等待采集设备的组网申请；中继设备收到采集设备申请之后，设置采集设备的网内地址、发射功率；
(4)、如继续组网，重复整个流程；如不继续组网，退出组网状态，开始轮询从采集设备获取防护门的姿态数据。
信号采集的中继设备根据当前网络状态对防护门检测系统设置网内地址；通过中继设备主动轮询各个防护门检测系统，获取防护门检测系统采集到的防护门姿态数据。网内采用433M的无线通讯。
表1所示为防护门检测系统组网传输数据结构。中继设备按照网内已分配地址来轮询各个采集设备。采集设备接收到数据后，只有地址匹配后，才返回采集到的防护门姿态数据。
标识 名称
SLAVE ID 从设备地址
FUN 功能参数
LEN 后续DATA段长度
DATA 数据
CHK 校验和
表1
获取的偏移量数据经数据处理与传输模块处理后进行数据上传，对于已建人防工程，线路改造较为困难，而且成本高，采用无线传输，由于人防工程防护要求，工程内部的建筑设计、墙体材料、空间布局等不同于民用建筑，对无线传输的距离、穿透性等提出了更高要求，针对这一要求传输模块设计采用430MHz无线模块，具备超强穿透能力，超远距离、高效的加密算法、纠错功能。从而实现检测数据无线传输的高效与可靠。
另外，本发明的具体实现方法和途径很多，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。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (7)

1.一种防护门检测系统，其特征在于，包括安装在防护门上的采集设备，每个采集设备均包含陀螺仪及MCU，通过A/D转换将每个陀螺仪的在X轴上、Y轴上、Z轴上分别的角速度和分别的角加速度传至MCU中，计算出防护门在X轴上、Y轴上、Z轴上的角度值；其中所述X轴上、Y轴上、Z轴为三轴直角坐标系的三个轴；通过采集设备检测并得到的数据得到防护门上若干位置的角度值。
2.根据权利要求1所述的防护门检测系统，其特征在于，用于人防工程。
3.使用如权利要求1或2所述的防护门检测系统的检测方法，其特征在于，当防护门位于初始位置时，设定防护门在X轴上的初始角度α0、在Y轴上的初始角度β0、在Z轴上的初始角度γ0；而设置陀螺仪在防护门上的X轴的位置参数LX、Y轴上的位置参数LY、Z轴上的位置参数LZ；
防护门自初始位置转动后，根据测量到的防护门在X轴上的实时角度α1、Y轴上的实时角度β1、Z轴上的实时角度γ1，并与防护门的初始角度进行比较，得到防护门在X轴上的偏移角度x＝α1-α0、Y轴上的偏移角度y＝β1-β0、Z轴上的偏移角度z＝γ1-γ0；则可得防护门在X、Y、Z轴上的位置偏移为
( L X L Y L Z ) - ( L X L Y L Z ) &CenterDot; 1 0 0 0 cos x sin x 0 - sin x cos x cos y 0 - sin y 0 1 0 sin y 0 cos y cos z sin z 0 - sin z cos z 0 0 0 1 .
4.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于：根据防护门的开合状态得到状态变化时的数据变化量T；检测到姿态数据变化，并无持续性变化时，得到偏移值为△T，当△T<T时，将陀螺仪当前状态设置为新的基准；所述姿态数据变化包括防护门在X、Y、Z轴上的位置偏移为
( L X L Y L Z ) - ( L X L Y L Z ) &CenterDot; 1 0 0 0 cos x sin x 0 - sin x cos x cos y 0 - sin y 0 1 0 sin y 0 cos y cos z sin z 0 - sin z cos z 0 0 0 1 .
5.使用如权利要求1所述的防护门检测系统的组网方法，其特征在于：
该防护门检测系统分配网内唯一地址，中继设备通过分时寻址的方式，来获取防护门的姿态数值以解决无线通讯的冲突；
组网步骤包括：
(1)、选择进入组网状态；
(2)、设置信道号、采样间隔；
(3)、等待采集设备的组网申请；中继设备收到采集设备申请之后，设置采集设备的网内地址、发射功率；
(4)、如继续组网，重复整个流程；如不继续组网，退出组网状态，开始轮询从采集设备获取防护门的姿态数据。
6.根据权利要求5所述的防护门检测系统的组网方法，其特征在于：做信号采集的中继设备根据当前网络状态对防护门检测系统设置网内地址；通过中继设备主动轮询各个防护门检测系统，获取防护门检测系统采集到的防护门姿态数据。
7.根据权利要求5或6所述的防护门检测系统的组网方法，其特征在于：网内采用433M的无线通讯。
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