CN111277479A - 一种爬架信息采集和储存方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供了一种爬架信息采集和储存方法和系统。所述方法包括实时采集荷载传感器数据和设备运行状态数据；以固定时间间隔向CAN总线发送查询指令；当接收到查询指令时，将查询指令发送至从设备数据上传子模块，接收所述查询指令，匹配对应的设备查询数据，将设备查询数据回传至CAN总线；主设备CAN总线通讯子模块接收回传的总线数据，进行过滤，得到设备查询数据，发送至主设备数据存储子模块进行存储。以此方式，可以采集并存储各从设备的传感器数据、启停升降持续时间等数据，存储保存这些历史数据，可以用于操作人员查看这些数据，从而对整个系统的状态进行分析，尽早发现系统中存在的隐患，提升安全保障。

Description

一种爬架信息采集和储存方法及系统
技术领域
本发明的实施例一般涉及爬架控制领域，并且更具体地，涉及一种爬架信息采集和储存方法及系统。
背景技术
爬架又叫提升架，依照其动力来源可分为液压式、电动式、人力手拉式等主要几类。它是近年来开发的新型脚手架体系，主要应用于高层剪力墙式楼盘。它能沿着建筑物往上攀升或下降。这种体系使脚手架技术完全改观：一是不必翻架子；二是免除了脚手架的拆装工序(一次组装后一直用到施工完毕)，且不受建筑物高度的限制，极大的节省了人力和材料。并且在安全角度也对于传统的脚手架有较大的改观。在高层建筑施工领域中，爬架是不可缺少的建筑施工设施。
现有的爬架升降控制设备在工作过程中会持续接收到过程数据，而这些数据并没有被及时记录并存储，导致操作人员很难对过程数据进行回溯和追踪，从而无法从数据中发现系统中存在的隐患，使整个系统的安全保障下降。
发明内容
根据本发明的实施例，提供了一种爬架信息采集和储存方案。通过本方案可采集并存储各从设备的传感器数据、启停升降持续时间等数据，存储保存这些历史数据，可以用于操作人员查看这些数据，从而对整个系统的状态进行分析，尽早发现系统中存在的隐患，提升安全保障。
在本发明的第一方面，提供了一种爬架信息采集和储存方法。该方法包括：
通过从设备数据采集子模块实时采集荷载传感器数据和设备运行状态数据，发送至从设备数据上传子模块；
由主设备轮询子模块以固定时间间隔通过主设备CAN总线通讯子模块向CAN总线发送查询指令；
当从设备CAN总线通讯子模块从CAN总线上接收到查询指令时，将查询指令发送至从设备数据上传子模块，从设备数据上传子模块接收所述查询指令，解析查询指令信息，匹配对应的设备查询数据，将设备查询数据通过所述从设备CAN总线通讯子模块回传至CAN总线；
主设备CAN总线通讯子模块从CAN总线接收回传的总线数据，进行过滤，得到设备查询数据，通过所述主设备轮询子模块发送至主设备数据存储子模块进行存储。
进一步地，所述由主设备轮询子模块以固定时间间隔通过主设备CAN总线通讯子模块向CAN总线发送查询指令，包括：
在每次发出消息后，等待消息响应，如果在预设等待时间内并未收到消息响应，则回传超时，判定对应从设备故障。
进一步地，在主设备CAN总线通讯子模块中预设数据过滤器，当从所述CAN总线上接收总线数据时，调用数据过滤器，如果接收到的帧数据符合该数据过滤器，则将该过滤后的设备查询数据发送至主设备轮询子模块。
进一步地，如果接收到的帧数据符合该数据过滤器，触发CAN接收中断服务函数，并在该函数中调用CanMsgHandle函数对接收到的帧数据进行分析和处理。
进一步地，将所述从设备数据采集子模块采集的荷载传感器的空载时的数据作为荷载数据零偏值，与在荷载工作状态下采集到的荷载传感器数据结合，得到荷载传感器数据的真实值，并对得到的荷载传感器数据的真实值进行归一化。
进一步地，所述查询指令包括机位编号信息和查询信息；所述机位编号信息用于识别从设备，所述查询信息包括荷载传感器数据和/或设备运行状态数据。
在本发明的第二方面，提供了一种爬架信息采集和储存系统。该系统包括：
一个主设备和多个从设备，所述主设备与所述从设备之间通过CAN总线通信；
所述主设备包括：
主设备轮询子模块，用于向主设备CAN总线通讯子模块发送查询指令；且接收主设备CAN总线通讯子模块发送的查询数据，并将设备查询数据发送至主设备数据存储子模块；
主设备数据存储子模块，用于接收所述主设备轮询子模块发送的设备查询数据，进行存储；
主设备CAN总线通讯子模块，用于接收所述主设备轮询子模块的查询指令，将查询指令发送至所述CAN总线；且从所述CAN总线上接收总线数据，并对接收到的总线数据进行过滤，得到设备查询数据，发送至所述主设备轮询子模块；
所述从设备包括：
从设备CAN总线通讯子模块，用于从CAN总线上接收查询指令，将查询指令发送至从设备数据上传子模块；且接收从设备数据上传子模块回传的设备查询数据，发送至CAN总线；
从设备数据上传子模块，用于接收所述从设备CAN总线通讯子模块发送的查询指令，解析查询指令信息，匹配对应的设备查询数据，将设备查询数据回传至所述从设备CAN总线通讯子模块；
从设备数据采集子模块，用于实时采集荷载传感器数据和设备运行状态数据，发送至所述从设备数据上传子模块。
进一步地，所述主设备轮询子模块以固定时间间隔向系统中的从设备发出查询指令，在每次发出消息后，等待消息响应，如果在预设等待时间内并未收到消息响应，则回传超时，判定对应从设备故障。
进一步地，所述主设备CAN总线通讯子模块中包括预设的数据过滤器，当从所述CAN总线上接收总线数据时，调用数据过滤器，如果接收到的帧数据符合该数据过滤器，则将该过滤后的设备查询数据发送至主设备轮询子模块。
进一步地，所述从设备数据采集子模块获取所采集的荷载传感器的空载时的数据作为荷载数据零偏值，所述从设备数据采集子模块在荷载工作状态下采集到的荷载传感器数据与荷载数据零偏值结合，得到荷载传感器数据的真实值，并对得到的荷载传感器数据的真实值进行归一化。
应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
通过本方案可采集并存储各从设备的传感器数据、启停升降持续时间等数据，存储保存这些历史数据，可以用于操作人员查看这些数据，从而对整个系统的状态进行分析，尽早发现系统中存在的隐患，提升安全保障。
附图说明
结合附图并参考以下详细说明，本发明各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
图1示出了根据本发明的实施例的爬架信息采集和储存方法的流程图；
图2示出了根据本发明的实施例的主设备的信息采集和储存方法流程图；
图3示出了根据本发明的实施例的从设备的信息采集和储存方法流程图；
图4示出了根据本发明的实施例的爬架信息采集和储存装置的方框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本发明中，提出了一种爬架信息采集和存储系统，通过本方案可采集并存储各从设备的传感器数据、启停升降持续时间等数据，存储保存这些历史数据，可以用于操作人员查看这些数据，从而对整个系统的状态进行分析，尽早发现系统中存在的隐患，提升安全保障。
图1示出了根据本发明实施例的爬架信息采集和储存方法流程图。该方法包括：
S101，通过从设备数据采集子模块实时采集荷载传感器数据和设备运行状态数据，发送至从设备数据上传子模块。
荷载传感器用于采集重力荷载数据，如果重力荷载数据出现异常，则表示该从设备发生故障。设备运行状态包括正常运行状态、过载保护状态、失载保护状态、急停状态等，设备运行状态数据是用来记录例如上述设备运行状态的数据。
从设备数据采集子模块实时的采集荷载传感器数据和设备运行状态数据，是为了保证在主设备轮询子模块发出轮询指令时，返回的设备数据为最新的设备数据。返回到从设备数据上传子模块进行暂存。
从设备数据采集子模块主要采用HX711数据采集芯片采集荷载数据，从设备通过与HX711芯片通信来读取荷载数据，在功能函数HX711_Read()中调用HAL_GPIO_ReadPin(DATA_GPIO,DATA_Pin)来读取串行数字信号，多次读取即可得到表征荷载数据的数值，并对采集到的荷载数据归一化为所需要的荷载数据，以便后续处理。从设备数据采集子模块还负责实时更新设备的运行状态，运行状态包含正常运行状态、过载保护状态、失载保护状态、急停状态等状态信息。
进一步地，将所述从设备数据采集子模块采集的荷载传感器的空载时的数据作为荷载数据零偏值，与在荷载工作状态下采集到的荷载传感器数据结合，得到荷载传感器数据的真实值，并对得到的荷载传感器数据的真实值进行归一化。
作为本发明的一种实施例，优选的，在开机时还需调用Get_Maopi()函数获取空载时的传感器数据作为荷载数据零偏值用于数据校正，在带荷载工作状态下需要求取荷载传感器数据与数据零偏值相比较得到真实的传感器数据，再经过归一化处理将荷载数据换算成以吨为单位的归一化数据。例如，如果数据零偏值为2kg，荷载传感器数据为202kg，则可以得出真实的传感器数据为200kg，再经过归一化处理后将荷载数据换算成以吨为单位，即0.2t。归一化的目的在于统一数据单位，便于计算和统计。
S102，由主设备轮询子模块以固定时间间隔通过主设备CAN总线通讯子模块向CAN总线发送查询指令。
进一步地，所述由主设备轮询子模块以固定时间间隔通过主设备CAN总线通讯子模块向CAN总线发送查询指令，包括：
在每次发出消息后，等待消息响应，如果在预设等待时间内并未收到消息响应，则回传超时，判定对应从设备故障。
主设备轮询子模块以固定时间间隔发出轮询消息，例如每隔0.1秒发送轮询信息。发出轮询消息是为了得到从设备的回传数据，从回传数据中获取荷载数据和设备状态数据。
查询指令通过主设备CAN总线通讯子模块向CAN总线发送，其中主设备CAN总线通讯子模块主要负责发送数据到CAN总线上，通过调用CanSendData(uint32_t desId,uint8_t*canMsgData,uint32_t len)来发送数据。
S103，当从设备CAN总线通讯子模块从CAN总线上接收到查询指令时，将查询指令发送至从设备数据上传子模块，从设备数据上传子模块接收所述查询指令，解析查询指令信息，匹配对应的设备查询数据，将设备查询数据通过所述从设备CAN总线通讯子模块回传至CAN总线。
查询指令包括机位编号信息和查询信息；预先为每个从设备分配唯一的机位编号，作为从设备的标识ID，例如ID：001。查询指令中包含机位编号信息，故从设备CAN总线通讯子模块能够从总线数据中识别对应ID号的从设备，将对应的查询指令接收进来，并将查询指令转发给从设备数据上传子模块。
从设备数据上传子模块接收到查询指令后，解析出该查询指令的查询信息，并识别查询信息内容，判断主设备需要的是荷载传感器数据还是设备运行状态数据，或者二者都需要。从而从采集到的对应数据中提取出来发送到从设备CAN总线通讯子模块。再由从设备CAN总线通讯子模块将数据回传至CAN总线。
从设备数据上传子模块主要负责监测来自主设备的查询指令，并在收到主设备轮询指令时及时将从设备工作状态数据及数据采集模块采集到的荷载传感器数据发送到CAN总线上。
在从设备数据上传子模块检测到主设备正在轮流查询各从设备的工作状态，且当前检测的设备号为本机时，则发送本机工作状态数据，便于主设备获取并存储该设备数据。
S104，主设备CAN总线通讯子模块从CAN总线接收回传的总线数据，进行过滤，得到设备查询数据，通过所述主设备轮询子模块发送至主设备数据存储子模块进行存储。
主设备CAN总线通讯子模块从CAN总线中接收到从对应从设备回传的数据，预先在主设备CAN总线通讯子模块中预设数据过滤器，当从所述CAN总线上接收总线数据时，调用数据过滤器，如果接收到的帧数据符合该数据过滤器，则将该过滤后的设备查询数据发送至主设备轮询子模块。从而过滤掉不该回传的错误数据。
作为本发明的一种实施例，优选的，主设备CAN总线通讯子模块从CAN总线中接收到从对应从设备回传的数据，预先在主设备CAN总线通讯子模块中预设数据过滤器，当从所述CAN总线上接收总线数据时，调用数据过滤器，如果接收到的帧数据符合该数据过滤器，则会触发设备的CAN接收中断服务函数，并在该函数中调用CanMsgHandle(CanRxMsgTypeDef*msg)函数对接收到的数据进行分析和处理。
主设备数据存储子模块主要负责将主设备轮询子模块获取到的从设备荷载传感器数据存储到文本文件中，具体实现方式为使用外置SD卡，在SD卡的文件系统中新建文本文档，并写入数据。
进一步地，由主设备轮询子模块以固定时间间隔通过主设备CAN总线通讯子模块向CAN总线发送查询指令，在每次发出消息后，等待消息响应，如果在预设等待时间内并未收到消息响应，则回传超时，判定对应从设备故障。
每次查询指令发出之后，主设备轮询子模块将会持续等待一段时间，例如0.01秒；等待相应的子模块回传数据，如果超出该一段时间还没有收到回传数据，则判定为回传超时，此时认为该从设备发生故障。
作为本发明的一种实施例，优选的，如果连续3次回传超时，则发出报警。
作为本发明的一种实施例，如图2所示，主设备的方法流程包括：
设定主设备轮询子模块的消息发送间隔为0.1秒，等待时间为0.05秒。
读取主设备轮询子模块状态，判断主设备轮询子模块距离上一次发送数据时间间隔是否达到0.1秒，如果是，则继续判断是否有查询指令待发送，如果有指令待发送，则发送查询指令，并返回继续读取主设备轮询子模块状态。如果没有指令待发送，则发送下一个从设备状态查询指令，并等待从设备的应答，如果在等待时间0.05秒内收到从设备的回传数据，则将该回传数据以文本形式存储于SD卡中，返回继续读取主设备轮询子模块状态。如果在等待时间0.05秒内并未收到从设备的回传数据，则向所有从设备发出停机指令，并发出声光报警信号。
作为本发明的一种实施例，如图3所示，从设备的方法流程包括：
读取数据接收缓存区，判断是否接收到主设备的查询指令，如果是，则根据查询数据内容读取该从设备的荷载传感器数据和运行状态数据，并将数据回传至CAN总线。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本发明所述方案进行进一步说明。
图4示出了根据本发明的实施例的爬架信息采集及存储系统的方框图。
系统包括：一个主设备和多个从设备，所述主设备与所述从设备之间通过CAN总线通信；
所述主设备包括：
主设备轮询子模块，用于向主设备CAN总线通讯子模块发送查询指令；且接收主设备CAN总线通讯子模块发送的查询数据，并将设备查询数据发送至主设备数据存储子模块；
主设备数据存储子模块，用于接收所述主设备轮询子模块发送的设备查询数据，进行存储；
主设备CAN总线通讯子模块，用于接收所述主设备轮询子模块的查询指令，将查询指令发送至所述CAN总线；且从所述CAN总线上接收总线数据，并对接收到的总线数据进行过滤，得到设备查询数据，发送至所述主设备轮询子模块；
所述从设备包括：
从设备CAN总线通讯子模块，用于从CAN总线上接收查询指令，将查询指令发送至从设备数据上传子模块；且接收从设备数据上传子模块回传的设备查询数据，发送至CAN总线；
从设备数据上传子模块，用于接收所述从设备CAN总线通讯子模块发送的查询指令，解析查询指令信息，匹配对应的设备查询数据，将设备查询数据回传至所述从设备CAN总线通讯子模块；
从设备数据采集子模块，用于实时采集荷载传感器数据和设备运行状态数据，发送至所述从设备数据上传子模块。
所述主设备轮询子模块以固定时间间隔向系统中的从设备发出查询指令，在每次发出消息后，等待消息响应，如果在预设等待时间内并未收到消息响应，则回传超时，判定对应从设备故障。
所述主设备CAN总线通讯子模块中包括预设的数据过滤器，当从所述CAN总线上接收总线数据时，调用数据过滤器，如果接收到的帧数据符合该数据过滤器，则将该过滤后的设备查询数据发送至主设备轮询子模块。
所述从设备数据采集子模块获取所采集的荷载传感器的空载时的数据作为荷载数据零偏值，所述从设备数据采集子模块在荷载工作状态下采集到的荷载传感器数据与荷载数据零偏值结合，得到荷载传感器数据的真实值，并对得到的荷载传感器数据的真实值进行归一化。
所述主设备数据存储子模块可以是一种固态存储单元，也可以是一种移动存储介质，例如SD卡。
尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

Claims (10)

1.一种爬架信息采集和储存方法，其特征在于，包括：
通过从设备数据采集子模块实时采集荷载传感器数据和设备运行状态数据，发送至从设备数据上传子模块；
由主设备轮询子模块以固定时间间隔通过主设备CAN总线通讯子模块向CAN总线发送查询指令；
当从设备CAN总线通讯子模块从CAN总线上接收到查询指令时，将查询指令发送至从设备数据上传子模块，从设备数据上传子模块接收所述查询指令，解析查询指令信息，匹配对应的设备查询数据，将设备查询数据通过所述从设备CAN总线通讯子模块回传至CAN总线；
主设备CAN总线通讯子模块从CAN总线接收回传的总线数据，进行过滤，得到设备查询数据，通过所述主设备轮询子模块发送至主设备数据存储子模块进行存储。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述由主设备轮询子模块以固定时间间隔通过主设备CAN总线通讯子模块向CAN总线发送查询指令，包括：
在每次发出消息后，等待消息响应，如果在预设等待时间内并未收到消息响应，则回传超时，判定对应从设备故障。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在主设备CAN总线通讯子模块中预设数据过滤器，当从所述CAN总线上接收总线数据时，调用数据过滤器，如果接收到的帧数据符合该数据过滤器，则将该过滤后的设备查询数据发送至主设备轮询子模块。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，如果接收到的帧数据符合该数据过滤器，触发CAN接收中断服务函数，并在该函数中调用CanMsgHandle函数对接收到的帧数据进行分析和处理。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述从设备数据采集子模块采集的荷载传感器的空载时的数据作为荷载数据零偏值，与在荷载工作状态下采集到的荷载传感器数据结合，得到荷载传感器数据的真实值，并对得到的荷载传感器数据的真实值进行归一化。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述查询指令包括机位编号信息和查询信息；所述机位编号信息用于识别从设备，所述查询信息包括荷载传感器数据和/或设备运行状态数据。
7.一种爬架信息采集和储存系统，其特征在于，包括：一个主设备和多个从设备，所述主设备与所述从设备之间通过CAN总线通信；
所述主设备包括：
主设备轮询子模块，用于向主设备CAN总线通讯子模块发送查询指令；且接收主设备CAN总线通讯子模块发送的查询数据，并将设备查询数据发送至主设备数据存储子模块；
主设备数据存储子模块，用于接收所述主设备轮询子模块发送的设备查询数据，进行存储；
主设备CAN总线通讯子模块，用于接收所述主设备轮询子模块的查询指令，将查询指令发送至所述CAN总线；且从所述CAN总线上接收总线数据，并对接收到的总线数据进行过滤，得到设备查询数据，发送至所述主设备轮询子模块；
所述从设备包括：
从设备CAN总线通讯子模块，用于从CAN总线上接收查询指令，将查询指令发送至从设备数据上传子模块；且接收从设备数据上传子模块回传的设备查询数据，发送至CAN总线；
从设备数据上传子模块，用于接收所述从设备CAN总线通讯子模块发送的查询指令，解析查询指令信息，匹配对应的设备查询数据，将设备查询数据回传至所述从设备CAN总线通讯子模块；
从设备数据采集子模块，用于实时采集荷载传感器数据和设备运行状态数据，发送至所述从设备数据上传子模块。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述主设备轮询子模块以固定时间间隔向系统中的从设备发出查询指令，在每次发出消息后，等待消息响应，如果在预设等待时间内并未收到消息响应，则回传超时，判定对应从设备故障。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述主设备CAN总线通讯子模块中包括预设的数据过滤器，当从所述CAN总线上接收总线数据时，调用数据过滤器，如果接收到的帧数据符合该数据过滤器，则将该过滤后的设备查询数据发送至主设备轮询子模块。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述从设备数据采集子模块获取所采集的荷载传感器的空载时的数据作为荷载数据零偏值，所述从设备数据采集子模块在荷载工作状态下采集到的荷载传感器数据与荷载数据零偏值结合，得到荷载传感器数据的真实值，并对得到的荷载传感器数据的真实值进行归一化。
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