CN110086887A - 一种用于高空悬挂物体位移的多功能监测系统 - Google Patents

一种用于高空悬挂物体位移的多功能监测系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于高空悬挂物体位移的多功能监测系统，包括主节点和若干子节点，所述主节点与若干子节点采用依次串联方式电连接，所述主节点用于汇集所有子节点数据并发送给服务器，与服务器进行数据交互，采用主从的通讯架构获取每个子节点的数据；所述子节点设置有传感器，用于将相关数据采集待主节点轮询数据时发送；所述子节点设置有拨码开关，用于设置每一子节点的唯一ID。本发明实施例用于实时监测高空悬挂物体的位移及相关工作状态。

Description

一种用于高空悬挂物体位移的多功能监测系统
技术领域
本发明属于测量电子技术领域，具体涉及一种用于高空悬挂物体位移的多功能监测系统。
背景技术
高空悬挂物体遇到大风、降雪、电路故障和人为因素都会导致悬挂物的坠落或是位置偏移高空悬挂物、屋顶户外广告招牌等在连续大风天气、高温、暴雨等恶劣天气都会对上述设施造成垮塌、防高空坠落以及用电安全等方面危险，来保障市民出行安全，减少经济损失。故对高空悬挂物体位移检测可减少高空坠物对行人造成人身伤亡。
发明内容
鉴于以上存在的技术问题，本发明用于提供一种用于高空悬挂物体位移的多功能监测系统，用于实时监测高空悬挂物体的位移及相关工作状态。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种用于高空悬挂物体位移的多功能监测系统，包括主节点和若干子节点，所述主节点与若干子节点采用依次串联方式电连接，
所述主节点用于汇集所有子节点数据并发送给服务器，与服务器进行数据交互，采用主从的通讯架构获取每个子节点的数据；所述子节点设置有传感器，用于将相关数据采集待主节点轮询数据时发送；所述子节点设置有拨码开关，用于设置每一子节点的唯一ID。
优选地，所述子节点在电路板上预留通信接口电路，当需要扩展采集内容时，一个外置电路板负责采集传感器数据再通过通信接口发送给子节点，外置电路板固定在子节点上扩展模块区域作为一个整体。
优选地，所述主节点使用2G、3G、4G或5G网络与服务器进行数据交互。
优选地，所述子节点的输入与输出设置为同一接线端子。
优选地，所述主节点及其网络通信模块主板固定在机柜内，网络天线固定在机柜外；将子节点及其传感器分别固定安装在被测物体上，待子节点全部安装完毕后，将电源线和信号线从主节点引线到第一个子节点，再从第一个子节点接线端子接线到第二个子节点，依次串联接完。
优选地，在安装结束后，开始通电，主节点和各个子节点开始工作，主节点按照设定的采样周期进行对每个子节点进行询问和收集数据，具体过程为：主节点在链路中发信号给1号子节点询问信号，链路中只能1号节点进行应答，主节点在等待数据超时时间内收到1号子节点应答数据就进行2号节点的询问信号，如果在等待时间超时内没有收到1号子节点的应答信号，则主节点做下标记之后，再发送2号节点询问信号，依次发送接收；待主节点按照设定的子节点数量全部发送和接收完数据后，统一将数据按照固定格式发送给服务器，如果主节点发送失败，则待发送数据被保存到主节点的FLASH中，再进行发送，直到服务器成功接收。
优选地，服务器软件根据上传的数据进行对每个子节点数据的拆解，再进行数据的显示和处理；数据传输过程中是双向传输，服务器也可以发送数据到主节点再由主节点分别发给指定的子节点。
优选地，若多次没收到同一个子节点反馈的数据则表示子节点发送故障。
采用本发明具有如下的有益效果：
(1)该系统适用于长期监测高空悬挂物位移等多数据的变化，采用串联的方式，对每个需要监测的物体安装一个子节点，最终所有子节点汇集到一个主节点进行与服务器的数据交互，减少人力巡检工作强度，降低高空作业的危险性。
(2)不仅可以通过陀螺仪监控悬挂物体位移，还可以监测环境中的温度、湿度、PM2.5等环境数据；另外与被测物体电路相接，又可以监测被测物体的电路运行情况，有利于使用者及时了解被测物体使用情况。
(3)根据具体需要，可以采用CAN或是RS485等方式与各个子节点进行通信，来保证数据稳定性，每个子节点相互独立，即使其中一个损坏，不影响其他子节点的使用。
(4)对数据精准分析，用于对故障进行预判，有利于降低风险、减少经济损失。
附图说明
图1为本发明实施例的用于高空悬挂物体位移的多功能监测系统的原理示意图；
图2为本发明实施例的用于高空悬挂物体位移的多功能监测系统的子节点的面板结构示意图。
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。
参照图1，所示为本发明实施例的一种用于高空悬挂物体位移的多功能监测系统的原理示意图，包括主节点和若干子节点，主节点与若干子节点采用依次串联方式电连接，即从主节点接线到第一个子节点，再从第一个子节点接线到第二个子节点，依次接到最后一个子节点。主节点用于汇集所有子节点数据并发送给服务器，与服务器进行数据交互，采用主从的通讯架构获取每个子节点的数据。子节点设置有传感器，用于将相关数据采集待主节点轮询数据时发送；所述子节点设置有拨码开关，用于设置每一子节点的唯一ID，当主节点在链路中发送带有指定某个子节点的询问信号时，只有相同ID号的子节点进行应答，这样也可以通过等待接收数据时间来判断子节点是否正常工作。主节点使用2G、3G、4G或5G网络与服务器进行数据交互。主节点采用CAN或RS485方式与各个子节点进行通信。以上设置的用于高空悬挂物体位移的多功能监测系统，在安装时，主节点及其网络通信模块主板固定在机柜内，网络天线固定在机柜外；将子节点及其传感器分别固定安装在被测物体上，待子节点全部安装完毕后，将电源线和信号线从主节点引线到第一个子节点，再从第一个子节点接线端子接线到第二个子节点，依次串联接完。在安装结束后，开始通电，主节点和各个子节点开始工作，主节点按照设定的采样周期进行对每个子节点进行询问和收集数据，具体过程为：主节点在链路中发信号给1号子节点询问信号，链路中只能1号节点进行应答，主节点在等待数据超时时间内收到1号子节点应答数据就进行2号节点的询问信号，如果在等待时间超时内没有收到1号子节点的应答信号，则主节点做下标记之后，再发送2号节点询问信号，依次发送接收；待主节点按照设定的子节点数量全部发送和接收完数据后，统一将数据按照固定格式发送给服务器，如果主节点发送失败，则待发送数据被保存到主节点的FLASH中，再进行发送，直到服务器成功接收。服务器软件根据上传的数据进行对每个子节点数据的拆解，在进行数据的显示和处理，因为在数据传输过程中是双向传输，所以服务器软件也可以发送数据到主节点在由主节点分别发给指定的子节点。如果多次没收到同一个子节点反馈的数据则表示子节点发送故障，需要前去维修。由于各个子节点是相互独立的，所以即使其中某个子节点发生故障，也不会影响到其他模块工作。
实际应用中，因会设置大量的子节点，故子节点的安装和使用便利性对于本系统来说也非常重要。参见图2，子节点在电路板上预留通信接口电路，当需要扩展采集内容时，一个外置电路板负责采集传感器数据再通过通信接口发送给子节点，外置电路板固定在子节点上扩展模块区域作为一个整体。子节点在设计时考虑到施工方便，所述子节点的输入与输出设置为同一接线端子。将输入与输出设计在同一接线端子。
具体应用实例中，设置陀螺仪监控悬挂物体位移，还可以设置传感器监测环境中的温度、湿度、PM2.5等环境数据；另外与被测物体电路相接，又可以监测被测物体的电路运行情况，有利于使用者及时了解被测物体使用情况。每个子节点都具备串口通信以及模拟量采集功能，子节点使用串口通信获取陀螺仪模块的实时的角度、角速度和角加速度以及大气压力等数据，在初次安装时，记录下被测物体初始的X、Y、Z轴各种原始值，之后每次获取到的实时值与这个原始值的差值就是被测物体的偏移值。子节点使用串口通信方式获取环境传感器的数据，数据包括当前温度、湿度、以及PM1.0、PM2.5以及PM10的数据等。子节点本身带有模拟量采集功能，只要将采集通道接入到被测物体的需要测量的电路部分即可，如果测量的电压超过子节点自身量程，子节点自身带有电阻分压，只要更换电阻即可降低被测物体接入到子节点模拟量采集通道的电压，使电压能在子节点的测量范围。
根据具体需要，可以采用CAN或是RS485等方式与各个子节点进行通信，来保证数据稳定性，每个子节点相互独立，即使其中一个损坏，不影响其他子节点的使用。采用CAN或RS485通信，在整个链路中，无论是主模块还是每个子节点自身都有唯一的ID号，当主节点发起通信时，在通信的内容中会指定该数据是发送给哪个ID的子节点，即使链路中的每个子节点都能收到，但是只有ID号相同的小模块进行数据回复，这样只要按照事先定好的ID号进行遍历轮询即可获得每个子节点的数据。而且当链路中新增了子节点，只要ID号设置与当前链路ID号中没有重复的即可，新增加到链路中的子节点不会影响到之前链路的子节点的传输。
通过以上设置的用于高空悬挂物体位移的多功能监测系统，只需要前期安装一次，后续便可长期稳定获得数据，除特殊模块损坏需要人工前去维修外，基本上不需要人员巡检，这样可以减少人工定期巡检成本；对数据变化获取更精准、更及时，当节点发生异常时能够迅速获悉，并准确定位问题发生处，减少问题排查时间，更高效解决问题；运用大数据运算，对危险进行前期预判，降低风险和经济损失；所有设备统一管理，降低管理成本，用户可以全面了解监控对象的信息，有利于做好全面准确的决策。
应当理解，本文所述的示例性实施例是说明性的而非限制性的。尽管结合附图描述了本发明的一个或多个实施例，本领域普通技术人员应当理解，在不脱离通过所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种形式和细节的改变。

Claims (9)

1.一种用于高空悬挂物体位移的多功能监测系统，其特征在于，包括主节点和若干子节点，所述主节点与若干子节点采用依次串联方式电连接，
所述主节点用于汇集所有子节点数据并发送给服务器，与服务器进行数据交互，采用主从的通讯架构获取每个子节点的数据；所述子节点设置有传感器，用于将相关数据采集待主节点轮询数据时发送；所述子节点设置有拨码开关，用于设置每一子节点的唯一ID。
2.如权利要求1所述的用于高空悬挂物体位移的多功能监测系统，其特征在于，所述子节点在电路板上预留通信接口电路，当需要扩展采集内容时，一个外置电路板负责采集传感器数据再通过通信接口发送给子节点，外置电路板固定在子节点上扩展模块区域作为一个整体。
3.如权利要求1所述的用于高空悬挂物体位移的多功能监测系统，其特征在于，所述主节点使用2G、3G、4G或5G网络与服务器进行数据交互。
4.如权利要求1所述的用于高空悬挂物体位移的多功能监测系统，其特征在于，所述主节点采用CAN或RS485方式与各个子节点进行通信。
5.如权利要求1所述的用于高空悬挂物体位移的多功能监测系统，其特征在于，所述子节点的输入与输出设置为同一接线端子。
6.如权利要求1所述的用于高空悬挂物体位移的多功能监测系统，其特征在于，所述主节点及其网络通信模块主板固定在机柜内，网络天线固定在机柜外；将子节点及其传感器分别固定安装在被测物体上，待子节点全部安装完毕后，将电源线和信号线从主节点引线到第一个子节点，再从第一个子节点接线端子接线到第二个子节点，依次串联接完。
7.如权利要求5所述的用于高空悬挂物体位移的多功能监测系统，其特征在于，在安装结束后，开始通电，主节点和各个子节点开始工作，主节点按照设定的采样周期进行对每个子节点进行询问和收集数据，具体过程为：主节点在链路中发信号给1号子节点询问信号，链路中只能1号节点进行应答，主节点在等待数据超时时间内收到1号子节点应答数据就进行2号节点的询问信号，如果在等待时间超时内没有收到1号子节点的应答信号，则主节点做下标记之后，再发送2号节点询问信号，依次发送接收；待主节点按照设定的子节点数量全部发送和接收完数据后，统一将数据按照固定格式发送给服务器，如果主节点发送失败，则待发送数据被保存到主节点的FLASH中，再进行发送，直到服务器成功接收。
8.如权利要求1至7任一所述的用于高空悬挂物体位移的多功能监测系统，其特征在于，服务器软件根据上传的数据进行对每个子节点数据的拆解，再进行数据的显示和处理；数据传输过程中是双向传输，服务器也可以发送数据到主节点再由主节点分别发给指定的子节点。
9.如权利要求1至7任一所述的用于高空悬挂物体位移的多功能监测系统，若多次没收到同一个子节点反馈的数据则表示子节点发送故障。
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