CN106646131A - 一种智能网络数据传输电缆检测维护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能网络数据传输电缆检测维护系统，包括多个设置在电缆接头表面用于检测电缆接头信号感应的检测终端模块，若干个与所述检测终端模块无线通信连接的数据采集模块，与所述数据采集模块连接的智能计算机系统；所述检测终端模块包括：控制器、设置在电缆接头表面的信号感应传感器、数据储存器、无线传输芯片、时间芯片和与所述无线传输芯片连接的天线，其中，所述信号感应传感器、所述数据储存器、所述无线传输芯片和所述时间芯片均连接所述控制器。本发明采用无线传输技术实现了网络数据传输电缆接头处的信号感应监测，提高了网络数据传输电缆的使用安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能网络数据传输电缆检测维护系统，属于网络数据传输维护技术领域。
背景技术
网络数据传输电缆故障大部分是由于网络数据传输电缆附件故障引起的，而电缆接头是网络数据传输电缆系统安全运行中最薄弱的环节。其主要原因是由于制作时受到环境不利因素的影响以及制作工艺的限制。网络数据传输电缆连接接头的质量直接关系到网络数据传输电缆运行的安全，因此，有必要采用合适的方式针对网络数据传输电缆予以安全维护，特别是需要针对网络数据传输电缆的连接接头进行安全监测维护。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能网络数据传输电缆检测维护系统，通过针对网络数据传输电缆接头进行安全监测，并采用合适的方式予以安全维护，减少网络数据传输电缆接头问题造成的网络数据传输电缆故障，减少对网络数据传输电缆造成的安全影响。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。
本发明采用如下技术方案实现。
一种智能网络数据传输电缆检测维护系统，包括多个设置在电缆接头表面用于检测电缆接头信号感应的检测终端模块，若干个与所述检测终端模块无线通信连接的数据采集模块，与所述数据采集模块连接的智能计算机系统；所述检测终端模块包括：控制器、设置在电缆接头表面的信号感应传感器、数据储存器、无线传输芯片、时间芯片和与所述无线传输芯片连接的天线，其中，所述信号感应传感器、所述数据储存器、所述无线传输芯片和所述时间芯片均连接所述控制器；所述数据储存器的端口SDA、端口SDL以及写保护端口WP分别通过上拉电阻与所述控制器的P1.5端口、P1.6端口和P1.7端口连接；所述数据采集模块包括壳体及设置在壳体内的电路板，电路板包括：天线；连接所述天线的无线传输芯片；连接所述无线传输芯片的控制器；以及连接在所述控制器与所述智能计算机系统之间的接口电路；所述接口电路包括：与所述控制器相连的接口芯片，以及连接在所述接口芯片与所述智能计算机系统之间的RS-485接口。
智能网络数据传输电缆检测维护系统，包括多个设置在电缆接头表面用于检测电缆接头信号感应的检测终端模块；用于采集各个检测终端模块数据的数据采集模块，数据采集模块与检测终端模块之间采用无线通信的方式。数据采集模块连接智能计算机系统，数据采集模块采集的数据以有线通信的形式传送给智能计算机系统。检测终端模块包括由单片机MSP430F149实现的控制器、设置在电缆接头表面的信号感应传感器，该信号感应传感器采用数字信号感应传感器，其连接在控制器的P1.0和P1.1数据端口；与控制器相连的数据储存器；与控制器相连的无线传输芯片和时间芯片，无线传输芯片采用挪威Nordic公司研制的nRF401无线收发器，单片机MSP430F149自带的串行通信端口可直接与nRF401无线收发器进行通信，单片机MSP430F149的P4.7、P4.6端口发出的控制信号通过nRF401无线收发器的串行外围设备接口CS、RF_PWR来设定射频工作频段和输出功率；而时间芯片采用Philips公司推出的一款工业级具有I2C总线接口的低功耗多功能时钟/日历、型号是PCF8563的芯片；且无线传输芯片连接天线。数据储存器选择了ATMEL公司的AT24C256芯片作为数据存储单元核心芯片，其端口SDA、端口SDL以及写保护端口WP分别与单片机MSP430F149的P1.5～P1.7端口通过上拉电阻连接，单片机MSP430F149通过端口P1.7来控制AT24C256芯片的写保护开关。当P1.7在输入状态时，由于上拉电阻的作用，写保护端口WP保持高电平，电流消耗近似为0。需要写入的时候，将P1.7端口设置为输出状态，输出低电平，使写保护端口WP引脚电位变成0，消耗电流约为0.3mA，写入结束后，P1.7端口重新变为输入状态，对AT24C256芯片进行写保护。
电缆一般埋在地面之下，因此，检测终端模块也设置在地面之下，而天线则通过导线设置与地面之上。
由信号感应传感器检测电缆接头表面的信号感应，信号感应数据存储在数据储存器之中，再由无线传输芯片将信号感应数据以及时间芯片提供信号感应检测的日历与时间信息无线发送给数据采集模块。
数据采集模块为工作人员携带的便携终端设备，包括壳体及设置在壳体内的电路板。其中，数据采集模块的电路板具体包括：天线；连接天线的无线传输芯片，也是挪威Nordic公司研制的nRF401无线收发器实现；连接无线传输芯片的控制器，该控制器也是使用单片机SP430F149实现；连接控制器的接口芯片，接口芯片使用MAX485芯片，以及连接接口芯片MAX485的RS-485接口，通过RS-485接口连接智能计算机系统。
数据采集模块采用Maxim公司生产的MAX485芯片作为RS485通信收发器，MAX485具有RS-485通信协议，传输距离＞1km、传输速率达250kb/s。控制器通过RS-485总线方式与智能计算机系统相连，智能计算机系统发出遥控指令、采集数据，构成主从式RS-485通信应用系统。
智能计算机系统可显示出由各个检测终端模块传送的现场监测点的信号感应值和报警状态，从各个监测点传来的数据可经过现场巡检设备信号感应值的判断，因此，智能计算机系统主要进行信号感应异常率的分析，若某一点的信号感应异常率明显高于其他监测点，同时该值也高于历史数据，就能分析出该处电缆接头可能出现故障。智能计算机系统还在线修改现场各检测终端模块的信号感应上限设定值，也可离线通过无线传输对某个监测信号感应设定值直接进行修改。
本发明的有益效果在于：本发明采用无线传输技术实现了网络数据传输电缆接头处的信号感应监测，系统结构简单、安装和维护非常方便，并可及时判断故障点，有效地避免了隐患事故的发生，提高网络数据传输电缆的使用安全性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。
实施例
本实施例中的智能网络数据传输电缆检测维护系统，包括多个设置在电缆接头表面用于检测电缆接头信号感应的检测终端模块；用于采集各个检测终端模块数据的数据采集模块，数据采集模块与检测终端模块之间采用无线通信的方式。数据采集模块连接智能计算机系统，数据采集模块采集的数据以有线通信的形式传送给智能计算机系统。检测终端模块包括由单片机MSP430F149实现的控制器、设置在电缆接头表面的信号感应传感器，该信号感应传感器采用数字信号感应传感器，其连接在控制器的P1.0和P1.1数据端口；与控制器相连的数据储存器；与控制器相连的无线传输芯片和时间芯片，无线传输芯片采用挪威Nordic公司研制的nRF401无线收发器，单片机MSP430F149自带的串行通信端口可直接与nRF401无线收发器进行通信，单片机MSP430F149的P4.7、P4.6端口发出的控制信号通过nRF401无线收发器的串行外围设备接口CS、RF_PWR来设定射频工作频段和输出功率；而时间芯片采用Philips公司推出的一款工业级具有I2C总线接口的低功耗多功能时钟/日历、型号是PCF8563的芯片；且无线传输芯片连接天线。数据储存器选择了ATMEL公司的AT24C256芯片作为数据存储单元核心芯片，其端口SDA、端口SDL以及写保护端口WP分别与单片机MSP430F149的P1.5～P1.7端口通过上拉电阻连接，单片机MSP430F149通过端口P1.7来控制AT24C256芯片的写保护开关。当P1.7在输入状态时，由于上拉电阻的作用，写保护端口WP保持高电平，电流消耗近似为0。需要写入的时候，将P1.7端口设置为输出状态，输出低电平，使写保护端口WP引脚电位变成0，消耗电流约为0.3mA，写入结束后，P1.7端口重新变为输入状态，对AT24C256芯片进行写保护。
电缆一般埋在地面之下，因此，检测终端模块也设置在地面之下，而天线则通过导线设置与地面之上。
由信号感应传感器检测电缆接头表面的信号感应，信号感应数据存储在数据储存器之中，再由无线传输芯片将信号感应数据以及时间芯片提供信号感应检测的日历与时间信息无线发送给数据采集模块。
数据采集模块为工作人员携带的便携终端设备，包括壳体及设置在壳体内的电路板。其中，数据采集模块的电路板具体包括：天线；连接天线的无线传输芯片，也是挪威Nordic公司研制的nRF401无线收发器实现；连接无线传输芯片的控制器，该控制器也是使用单片机SP430F149实现；连接控制器的接口芯片，接口芯片使用MAX485芯片，以及连接接口芯片MAX485的RS-485接口，通过RS-485接口连接智能计算机系统。
数据采集模块采用Maxim公司生产的MAX485芯片作为RS485通信收发器，MAX485具有RS-485通信协议，传输距离＞1km、传输速率达250kb/s。控制器通过RS-485总线方式与智能计算机系统相连，智能计算机系统发出遥控指令、采集数据，构成主从式RS-485通信应用系统。
智能计算机系统可显示出由各个检测终端模块传送的现场监测点的信号感应值和报警状态，从各个监测点传来的数据可经过现场巡检设备信号感应值的判断，因此，智能计算机系统主要进行信号感应异常率的分析，若某一点的信号感应异常率明显高于其他监测点，同时该值也高于历史数据，就能分析出该处电缆接头可能出现故障。智能计算机系统还在线修改现场各检测终端模块的信号感应上限设定值，也可离线通过无线传输对某个监测信号感应设定值直接进行修改。
以上所述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，还做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种智能网络数据传输电缆检测维护系统，其特征在于：包括多个设置在电缆接头表面用于检测电缆接头信号感应的检测终端模块，若干个与所述检测终端模块无线通信连接的数据采集模块，与所述数据采集模块连接的智能计算机系统；所述检测终端模块包括：控制器、设置在电缆接头表面的信号感应传感器、数据储存器、无线传输芯片、时间芯片和与所述无线传输芯片连接的天线，其中，所述信号感应传感器、所述数据储存器、所述无线传输芯片和所述时间芯片均连接所述控制器；所述数据储存器的端口SDA、端口SDL以及写保护端口WP分别通过上拉电阻与所述控制器的P1.5端口、P1.6端口和P1.7端口连接；所述数据采集模块包括壳体及设置在壳体内的电路板，电路板包括：天线；连接所述天线的无线传输芯片；连接所述无线传输芯片的控制器；以及连接在所述控制器与所述智能计算机系统之间的接口电路；所述接口电路包括：与所述控制器相连的接口芯片，以及连接在所述接口芯片与所述智能计算机系统之间的RS-485接口。
2.根据权利要求1所述的智能网络数据传输电缆检测维护系统，其特征在于：包括多个设置在电缆接头表面用于检测电缆接头信号感应的检测终端模块；用于采集各个检测终端模块数据的数据采集模块，数据采集模块与检测终端模块之间采用无线通信的方式；数据采集模块连接智能计算机系统，数据采集模块采集的数据以有线通信的形式传送给智能计算机系统；检测终端模块包括由单片机MSP430F149实现的控制器、设置在电缆接头表面的信号感应传感器，该信号感应传感器采用数字信号感应传感器，其连接在控制器的P1.0和P1.1数据端口；与控制器相连的数据储存器；与控制器相连的无线传输芯片和时间芯片，无线传输芯片采用挪威Nordic公司研制的nRF401无线收发器，单片机MSP430F149自带的串行通信端口可直接与nRF401无线收发器进行通信，单片机MSP430F149的P4.7、P4.6端口发出的控制信号通过nRF401无线收发器的串行外围设备接口CS、RF_PWR来设定射频工作频段和输出功率；而时间芯片采用Philips公司推出的一款工业级具有I2C总线接口的低功耗多功能时钟/日历、型号是PCF8563的芯片；且无线传输芯片连接天线；数据储存器选择了ATMEL公司的AT24C256芯片作为数据存储单元核心芯片，其端口SDA、端口SDL以及写保护端口WP分别与单片机MSP430F149的P1.5～P1.7端口通过上拉电阻连接，单片机MSP430F149通过端口P1.7来控制AT24C256芯片的写保护开关。
3.根据权利要求1所述的智能网络数据传输电缆检测维护系统，其特征在于：检测终端模块也设置在地面之下，天线则通过导线设置与地面之上。
4.根据权利要求1所述的智能网络数据传输电缆检测维护系统，其特征在于：由信号感应传感器检测电缆接头表面的信号感应，信号感应数据存储在数据储存器之中，再由无线传输芯片将信号感应数据以及时间芯片提供信号感应检测的日历与时间信息无线发送给数据采集模块。
5.根据权利要求1所述的智能网络数据传输电缆检测维护系统，其特征在于：数据采集模块为工作人员携带的便携终端设备，包括壳体及设置在壳体内的电路板；其中，数据采集模块的电路板具体包括：天线；连接天线的无线传输芯片，也是挪威Nordic公司研制的nRF401无线收发器实现；连接无线传输芯片的控制器，该控制器也是使用单片机SP430F149实现；连接控制器的接口芯片，接口芯片使用MAX485芯片，以及连接接口芯片MAX485的RS-485接口，通过RS-485接口连接智能计算机系统。
6.根据权利要求1所述的智能网络数据传输电缆检测维护系统，其特征在于：数据采集模块采用Maxim公司生产的MAX485芯片作为RS485通信收发器。
7.根据权利要求1所述的智能网络数据传输电缆检测维护系统，其特征在于：智能计算机系统可显示出由各个检测终端模块传送的现场监测点的信号感应值和报警状态，从各个监测点传来的数据可经过现场巡检设备信号感应值的判断。
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