CN201935816U - 用于基础设施状态参数采集的探测装置以及网络系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及大型基础设施通信网络领域，公开了一种用于基础设施状态参数采集的探测装置以及网络系统。探测装置包括：探测器、模数转换器、微处理器、高频收发模块；探测器与微处理器、模数转换器电连接，周期监测基础设施的环境；模数转换器将状态参数模拟信号转换成状态参数数字数据，将状态参数数字数据转发至微处理器；高频收发模块包括：封转子模块、通信接口，封装子模块用于将微处理器发送到本子模块的状态参数数字数据封装成数据包，在数据包中包含有节点标识、以及当前时间信息；通信接口在微处理器的控制下将数据无线发送出去。其可实现对基础设施状态的有效实时采集。

Description

用于基础设施状态参数采集的探测装置以及网络系统

技术领域

本发明涉及大型基础设施通信网络领域，尤其涉及一种用于基础设施状态参数采集的探测装置以及网络系统。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，无线组网技术被广泛应用与各种重要的场合。对于桥梁、隧道、矿井等安全性要求较高的基础设施，其质量状态、以及周围的环境质量的监测非常重要。

比如，对于桥梁基础设施，正常而言，该桥梁完工后，该桥梁会在一定的时间(一般为几个月到一年)内有一定程度的下沉，在下沉到一定程度后，该桥梁停止下沉，而随着应用时间，该桥梁会发生一定的变形，人们往往通过倾斜度的检测确定该桥梁的状态，以便及时发现该桥梁的问题。

在现有技术中，人们往往定期前往该基础设施，在现场采用探测仪表进行探测，在仪表的显示屏上显示探测信息，人们通过读取探测信息而了解当前基础设施的状态。

现有技术存在以下的缺陷：

第一，需要人们定期探测而了解，需要花费较高的人工成本，且存在不可控因素。

发明内容

本发明实施例第一目的在于：提供用于基础设施状态参数采集的探测装置，使用其可实现对基础设施状态的有效实时采集。

本发明实施例第二目的在于用于基础设施状态参数监控的无线系统：使用其可实现对基础设施状态的有效实时监控。

本发明提供的一种用于基础设施状态参数采集的探测装置，包括：探测器、模数转换器、微处理器、高频收发模块；

其中，所述探测器与所述微处理器、模数转换器电连接，用于根据所述微处理器预定的探测频率周期监测基础设施的状态，向所述模数转换器输出状态参数模拟信号，其中所述状态包括：基础设施的形变以及及周围环境质量

所述模数转换器，与所述微处理器电连接，用于将所述状态参数模拟信号转换成状态参数数字数据，将所述状态参数数字数据转发至所述微处理器；

所述微处理器，用于控制所述探测器、模数转换器、高频收发模块，以及数据处理；

所述高频收发模块包括：封转子模块、通信接口，

所述封装子模块与所述微处理器电连接，用于将所述微处理器发送到本子模块的状态参数数字数据封装成数据包，在所述数据包中包含有节点标识、以及当前时间信息；

所述通信接口与所述封装子模块、微处理器电连接，用于在所述微处理器的控制下将所述数据无线发送出去。

可选地，所述微处理器还包括：

数据转换子模块，用于将所述状态参数数字数据转化为10进制的状态参数数字数据。

本发明提供的一种用于基础设施状态参数监控的无线系统，包括：上述任一所述的探测装置、以及与互联网连接的网关；

其中，所述网关包括：收发接口、存储器、处理器，其中，

所述收发接口，用于接收数据包，将所述处理器发送至所述处理器；

所述处理器，与所述存储器电连接，用于在接收到数据包时，查询所述存储器，判定所述存储器中是否存储有所述数据包中包含的节点标识，如果是，将所述数据包中包含的状态参数数字信息、所述时间信息存储至所述存储器；

所述存储器，存储有节点标识、本节点在各时刻对应的状态参数数字信息。

可选地，所述探测装置至少为两个，分别位于各被探测的基础设施侧。

由上可见，由于在本实施例技术方案中，固定在探测端的探测器定时探测该基础设施的状态，并且在本段将每次探测得到的探测模拟信号转换成数据信息，将每次探测得到的数据信息封装打包成数据包，在该数据包中还包含节点标识、以及当前的时间信息，从而可以网关侧收到该数据包后，可以获知该状态参数对应的节点(从而确定该参数对应的基础设施)、以及该状态参数信息对应的时刻，从而在网关端可以完整记录该支点的各个节点的状态，这样可以实现对基础设施有效的监控。相对于现有技术中采用人工定期采用探测仪表现场探测采集基础设施状态的技术方案，应用本发明技术方案不仅可以大大节省人力成本，还由于其在网关侧记录有该基础设施的历史状态，还有利于大大提高监控的力度。

另外，由于位于被探测端的探测装置将包含有各次探测信息的数据包发送出去时，还包括有本节点标识，故网关可以采用主动抓取的方式，确定该数据包是否为有效数据包，使得通信传输更为有效。

另外，当被探测的基础设施不止一个时，可以对每个被探测的基础设施应用本实施例所示方法进行探测分别获得各基础设施的状态数据，将各基础设施的状态数据按照本实施例方法发送至网关，网关按照本实施例分别进行处理，这样在网关端可以统一实现对多基础设施的集中监控管理。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为本发明实施例1提供的一种基础设施状态参数采集方法流程示意图；

图2为本发明实施例2提供的一种基础设施状态参数采集方法流程示意图；

图3为本发明实施例3提供的一种基础设施状态参数采集方法流程示意图；

图4为本发明实施例4提供的一种用于基础设施状态参数采集的探测装置结构示意图；

图5为本发明实施例5提供的一种用于基础设施状态参数监控的无线系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1：

参见图1所示，本实施例提供的一种基础设施状态参数采集方法主要包括以下流程：

步骤101：实时探测基础设施的状态，定时输出状态参数模拟信号。

处于被探测的基础设施侧的探测器在微处理器的控制下，按照确定的探测频率定时探测该基础设施的状态：状态包括：基础设施的形变以及及周围环境质量。并且将每次探测获得的状态参数模拟信号发送模数转换器。

步骤102：将状态参数模拟信号转换成状态参数数字数据。

由于探测器对基础设施实时探测，在每次探测获得的状态参数模拟信号后，将获得的状态参数模拟信号发送故模数转换器。

模数转换器实时接收探测器输入的状态参数模拟信号，在每接收到一状态参数模拟信号后：分别对该状态参数模拟信号进行模数转换，分别获得对应的状态参数数字数据。

步骤103：将状态参数数字信息封装成数据包。

对于实时探测得到的状态参数数字数据，在每次模数转换获得对应的状态参数数字数据后，由数据封装模块分别将探测得到的状态参数数字信息封装成数据包，在封装时，至少在数据包中包括以下信息：节点标识、以及当前时间信息、以及当前时间对应的状态参数数字信息。

需要说明的是，在实际中可以使用自编或者其他模块的标识作为节点ID，而本发明人在进行本发明的研发过程中发现将由高频收发模块执行本步骤，并且将该高频收发模块芯片自身的芯片ID作为节点标识，将该芯片ID以及当前的时间信息封装在数据包中。采用该优选方案可以大大提高通信的便利性，减少人工编写编号的复杂度，并且可避免由于自编标识存在编制失误而导致的不稳定性。

另外，在进行数据封装时，可以但不限于采用表一所示的封装格式：

节点标识

时间信息

起始位

状态参数数字数据信息

结束位

这样网关可以直接在数据包的头文件中获取节点标识、时间信息，在确定该数据包为有效数据包后，从起始位到结束位读取获取其中的状态参数数字数据信息。

步骤104：向网关无线发送所述数据包。

在每次封装打包好该数据包后，将该数据包发送出去，以便位于远端的网关可以接收到该数据包。

步骤105：网关无线接收数据包，查询本网关是否存储有所述数据包中包含的节点标识，如果是，则执行步骤106；否则执行步骤107。

在远端的网关侧，网关可以采用主动抓取数据包的方式，在接收数据包后，解析该数据包，读取数据包内的信息，查询网管的存储器，如果在当前数据包中的节点标识与本网关存储的节点标识之一相同，则网关认为该数据包为本基础设施环境监测网络系统中有效地数据包，执行步骤106；否则，认为该数据包为无效的数据包。

步骤106：网关存储当前数据包中包含的状态参数数字信息、时间信息，使该节点标识、状态参数数字信息、时间分别相对应。

网关按照该节点标识，在本端存储本数据包的状态参数数字信息、时间信息，使在该节点标识下，分别存储有各时刻下的状态参数数字信息，即在网关端，针对各节点存储有该节点各时刻的状态参数数字信息。

步骤107：网关丢弃该数据包。

如果该网关在步骤105中认为该数据包为无效数据包，则直接丢弃该数据包，不对当前的数据包进行任何的处理。

由上可见，由于在本实施例技术方案中，固定在探测端的探测器定时探测该基础设施的状态，并且在本段将每次探测得到的探测模拟信号转换成数据信息，将每次探测得到的数据信息封装打包成数据包，在该数据包中还包含节点标识、以及当前的时间信息，从而可以网关侧收到该数据包后，可以获知该状态参数对应的节点(从而确定该参数对应的基础设施)、以及该状态参数信息对应的时刻，从而在网关端可以完整记录该支点的各个节点的状态，这样可以实现对基础设施有效的监控。相对于现有技术中采用人工定期采用探测仪表现场探测采集基础设施状态的技术方案，应用本发明技术方案不仅可以大大节省人力成本，还由于其在网关侧记录有该基础设施的历史状态，还有利于大大提高监控的力度。

另外，由于位于被探测端的探测装置将包含有各次探测信息的数据包发送出去时，还包括有本节点标识，故网关可以采用主动抓取的方式，确定该数据包是否为有效数据包，使得通信传输更为有效。

另外，当被探测的基础设施不止一个时，可以对每个被探测的基础设施应用本实施例所示方法进行探测分别获得各基础设施的状态数据，将各基础设施的状态数据按照本实施例方法发送至网关，网关按照本实施例分别进行处理，这样在网关端可以统一实现对多基础设施的集中监控管理。

另外，在本实施例中，可以在各被探测的基础设施端分别固定一个集成有步骤101-104功能的探测装置，由该固定探测端自动实现自动实施探测，自动数据发送，而在网关端可以集中监控。

另外，固定在基础设施端端的探测装置优选不带显示功能，这样可以进一步节省这些探测装置的功耗，使得对基础设施的探测监控长期稳定。

实施例2：

参见图2所示，本实施例提供的一种基础设施状态参数采集方法流程相对于实施例，所不同之处在于：

在网关执行步骤105之后，还包括：

步骤201：网关将本地存储的节点标识、以及对应的状态参数数字信息、时间信息转发至互联网。

由于在网关将本地存储的节点标识、以及对应的状态参数数字信息、时间信息转发至互联网。这样，基础设施的管理者可以通过互联网随时随地监控所有被监控的基础设施。

实施例3：

参见图3所示，本实施例与实施例2所不同之处在于：

在步骤103：将状态参数数字信息封装成数据包。

在步骤301：将该状态参数数字数据转化为10进制的状态参数数字数据。

可以由处理器将该状态参数数字数据转化为10进制的状态参数数字数据，这样在网关端可以直接将读取的数据以用户容易查看的方式快速显示给用户。

但是，实际上也可以不执行本步骤301，而留待网关在收到数据后，对数据进行转换处理才显示给用户。

实施例4

参见图4所示，本实施例提供的一种用于基础设施状态参数采集的探测装置包括：探测器401、模数转换器402、微处理器403、高频收发模块404。

其中，探测器401与微处理器403、模数转换器402电连接，模数转换器402与微处理器403电连接，微处理器403分别于探测器401、模数转换器402、高频收发模块404均电路连接，其工作原理如下：

探测器401根据微处理器403预定的探测频率周期监测基础设施的环境，向模数转换器402输出状态参数模拟信号；模数转换器402将每次探测到的状态参数模拟信号转换成状态参数数字数据，将状态参数数字数据转发至微处理器403；微处理器403将各次探测获得的状态参数数字数据发送至高频收发模块404，该高频收发模块404对该数据进行封装后按照预定的通信协议无线发送出去。

其中，高频收发模块404包括：封转子模块4041、通信接口4042，封装子模块与微处理器403电连接，封装子模块将微处理器403发送到本子模块的状态参数数字数据封装成数据包，在数据包中包含有节点标识、以及当前时间信息。通信接口4042与封装子模块，用于在微处理器403的控制下按照预定的通信协议无线发送出去。

其中详细的工作原理可以但不限于参见实施例1、2以及3中的相应内容所示。

另外，本实施例中的微处理器403还可以进一步包括：数据转换子模块4031，该数据转换子模块4031将状态参数数字数据转化为10进制的状态参数数字数据，然后再将该10进制的状态参数数字数据发送至高频收发模块404，由其进行相应的处理。

由上可见，由于在本实施例技术方案中，固定在探测端的探测器401定时探测该基础设施的状态，并且在本段将每次探测得到的探测模拟信号转换成数据信息，将每次探测得到的数据信息封装打包成数据包，在该数据包中还包含节点标识、以及当前的时间信息，从而可以网关侧收到该数据包后，可以获知该状态参数对应的节点(从而确定该参数对应的基础设施)、以及该状态参数信息对应的时刻，从而在网关端可以完整记录该支点的各个节点的状态，这样可以实现对基础设施有效的监控。相对于现有技术中采用人工定期采用探测仪表现场探测采集基础设施状态的技术方案，应用本发明技术方案不仅可以大大节省人力成本，还由于其在网关侧记录有该基础设施的历史状态，还有利于大大提高监控的力度。

另外，由于位于被探测端的探测装置将包含有各次探测信息的数据包发送出去时，还包括有本节点标识，故网关可以采用主动抓取的方式，确定该数据包是否为有效数据包，使得通信传输更为有效。

另外，当被探测的基础设施不止一个时，可以对每个被探测的基础设施应用本实施例所示方法进行探测分别获得各基础设施的状态数据，将各基础设施的状态数据按照本实施例方法发送至网关，网关按照本实施例分别进行处理，这样在网关端可以统一实现对多基础设施的集中监控管理。

实施例5：

参见图5所示，本实施例提供的一种用于基础设施状态参数监控的无线系统主要包括实施例4所示的探测装置500、以及网关501，该网关501与互联网通信连接。

其中网关501包括：收发接口5011、存储器5012、处理器5013。其中，收发接口5011接收数据包，将数据包发送至所述处理器5013；处理器5013与存储器5012电连接，处理器5013在接收到数据包时查询存储器5012，判定存储器5012中是否存储有当前数据包中包含的节点标识，如果是，处理器5013将数据包中包含的状态参数数字信息、时间信息存储至存储器5012。这样。在存储器5012中存储有节点标识、本节点在各时刻对应的状态参数数字信息，即针对各节点存储有该节点、各时刻的、状态参数数字信息。

在本实施例系统中的探测装置500可以但不限于为至少两个。

由上可见，由于在本实施例技术方案中，固定在探测端的探测器401定时探测该基础设施的状态，并且在本段将每次探测得到的探测模拟信号转换成数据信息，将每次探测得到的数据信息封装打包成数据包，在该数据包中还包含节点标识、以及当前的时间信息，从而可以网关501侧收到该数据包后，可以获知该状态参数对应的节点(从而确定该参数对应的基础设施)、以及该状态参数信息对应的时刻，从而在网关501端可以完整记录该支点的各个节点的状态，这样可以实现对基础设施有效的监控。相对于现有技术中采用人工定期采用探测仪表现场探测采集基础设施状态的技术方案，应用本发明技术方案不仅可以大大节省人力成本，还由于其在网关501侧记录有该基础设施的历史状态，还有利于大大提高监控的力度。

另外，由于位于被探测端的探测装置500将包含有各次探测信息的数据包发送出去时，还包括有本节点标识，故网关501可以采用主动抓取的方式，确定该数据包是否为有效数据包，使得通信传输更为有效。

另外，当被探测的基础设施不止一个时，可以对每个被探测的基础设施应用本实施例所示方法进行探测分别获得各基础设施的状态数据，将各基础设施的状态数据按照本实施例方法发送至网关501，网关501按照本实施例分别进行处理，这样在网关501端可以统一实现对多基础设施的集中监控管理。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种用于基础设施状态参数采集的探测装置，其特征是，包括：探测器、模数转换器、微处理器、高频收发模块；

其中，所述探测器与所述微处理器、模数转换器电连接，用于根据所述微处理器预定的探测频率周期监测基础设施的状态，向所述模数转换器输出状态参数模拟信号，其中所述状态包括：基础设施的形变以及及周围环境质量；

所述模数转换器，与所述微处理器电连接，用于将所述状态参数模拟信号转换成状态参数数字数据，将所述状态参数数字数据转发至所述微处理器；

所述微处理器，用于控制所述探测器、模数转换器、高频收发模块，以及数据处理；

所述高频收发模块包括：封转子模块、通信接口，

所述封装子模块与所述微处理器电连接，用于将所述微处理器发送到本子模块的状态参数数字数据封装成数据包，在所述数据包中包含有节点标识、以及当前时间信息；

所述通信接口与所述封装子模块、微处理器电连接，用于在所述微处理器的控制下将所述数据无线发送出去。

2.根据权利要求1所述的用于基础设施状态参数采集的探测装置，其特征是，

所述微处理器还包括：

数据转换子模块，用于将所述状态参数数字数据转化为10进制的状态参数数字数据。

3.一种用于基础设施状态参数监控的无线系统，其特征是，包括：权利要求1或2所述的探测装置、以及与互联网连接的网关；

其中，所述网关包括：收发接口、存储器、处理器，其中，

所述收发接口，用于接收数据包，将所述处理器发送至所述处理器；

所述处理器，与所述存储器电连接，用于在接收到数据包时，查询所述存储器，判定所述存储器中是否存储有所述数据包中包含的节点标识，如果是，将所述数据包中包含的状态参数数字信息、所述时间信息存储至所述存储器；

所述存储器，存储有节点标识、本节点在各时刻对应的状态参数数字信息。

4.根据权利要求3所述的一种用于基础设施状态参数监控的无线系统，其特征是，

所述探测装置至少为两个，分别位于各被探测的基础设施侧。

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