CN202331769U - 自动化监测数据通信系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种自动化监测数据通信系统，包括传感器、传感器控制箱和远程终端控制系统(RTU)；所述传感器与传感器控制箱连接；所述传感器控制箱与RTU连接；所述RTU包括串口服务器、系统控制模块和3G路由器；所述传感器控制箱包括电源转换模块和信号转换模块；传感器将采集的监测原始外部数据以RS232信号输出，通过信号转换模块将RS232信号转换为RS485信号，有线连接到RTU，RTU主要分为通信，供电和系统控制三个模块。通信模块提高了监测精度；供电方面：实现了各种模块及传感器统一供电，减少了电缆的布设，降低成本；系统控制方面可定时复位系统，提高了系统的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种自动化监测数据通信系统，所属技术领域为自动化监测通信设备。
背景技术
目前国内在隧道结构变形方面的自动化监测较少，已有的隧道自动化监测通信设备主要是基于有线或无线GPRS模块的技术。有线通信是将传感器通过有线连接的方式与控制服务器相连，而无线GPRS技术是将传感器的RS232信号通过GPRS模块转换为GPRS无线信号，通过无线方式与外围服务器相连进行数据通信和指令传输。该设备主要基于的原理有数据信号转换原理等。
但是现有技术存在如下问题和缺点：
一是，有线通信方式需要在隧道内建立计算机中心，考虑到地铁隧道安全方面的需要，进出限制严格，监测系统管理上极不方便；
二是，无线GPRS技术虽实现了无线传输及控制，但存在传输速率慢的缺陷，且在高频率的监测状态下，稳定性较差，影响了监测数据的质量。
实用新型内容
实用新型目的：针对现有技术中存在的问题与不足，本实用新型提供一种提高自动化监测数据的传输速率、同时提高监测系统的稳定性、进而提高监测成果质量的自动化监测数据通信系统。
技术方案：一种自动化监测数据通信系统，包括传感器、传感器控制箱和远程终端控制系统(RTU)；
所述传感器与传感器控制箱连接；所述传感器控制箱与RTU连接；
所述RTU包括串口服务器、系统控制模块和3G路由器；所述传感器控制箱包括电源转换模块和信号转换模块；
所述传感器用于采集外部数据，并将采集到的外部数据转换成RS232信号传输给传感器控制箱；所述传感器控制箱的信号转换模块将传感器传输过来的RS232信号转换成RS485信号，并传输给RTU中的串口服务器；所述串口服务器将RS485信号转换为RJ45信号，并将RJ45信号传输给RTU中的3G路由器，经RJ45编码的数据通过所述3G路由器传输至外围服务器；
所述3G路由器将接收到的外围服务器发出的指令依次通过串口服务器和传感器控制箱逆向传输给传感器，控制传感器进行相应的动作；
所述RTU的电源模块将220V的电源电压分别转换为12V和24V；其中12V电压给系统控制模块、串口服务器及3G路由器供电；24V电压传输至传感器控制箱，经传感器控制箱的电源转换模块再转换为12V电压给信号转换模块和传感器供电。
所述传感器为一个或多个全站仪，所述传感器控制箱与全站仪的个数匹配；
所述传感器控制箱通过485网线与RTU连接。
传感器通过RS232串口线与传感器控制箱连接。
所述系统控制模块采用带有单片机功能的短信控制模块及继电器组成自动化监测数据通信系统的控制中心，手动或自动控制自动化监测数据通信系统的开关状态，定时复位自动化监测数据通信系统。
自动化监测数据通信系统(以下简称系统)结构的进一步说明：
传感器控制箱通过485网线与RTU相连，将传感器的RS232信号转换为RS485信号，通过485网线传输至RTU中串口服务器。
串口服务器将RS485信号转换为RJ45信号通过RJ45网线与3G无线模块(3G路由器)相连。
12V电源接入系统控制模块的继电器输入端口，将继电器串联在串口服务器模块及3G无线模块电路的干路中，通过短信控制模块的单片机程序设置控制继电器开关状态，以实现系统自动复位，同时通过短信模块发送控制结果或接收远程遥控指令给系统控制模块。
电源模块将220V电源转换为12V及24V：12V给各模块供电，24V给传感器供电；传感器与RTU之间用8芯网线(485网线)连接，用于供电及数据通信。
系统的工作原理和工作过程
系统包括低压供电原理、数据信号转换原理、系统控制自动化原理，3G无线通信原理等。
传感器将采集的监测原始外部数据以RS232信号输出，通过信号转换模块将RS232信号转换为RS485信号，有线连接到RTU，RTU主要分为三个模块：1.通信模块：进来的RS485信号转换为RJ45信号，通过3G无线模块与外围服务器实现数据通信与指令传输，以便于控制传感器2.供电模块：电源模块将220V电源转换为12V及24V：12V给各模块供电，24V给传感器供电；传感器与RTU之间用8芯网线连接，用于供电及数据通信；3.系统控制模块：采用带有单片机功能的短信控制模块及继电器组成系统的控制中心，手动或自动控制系统的开关状态，定时复位系统，保证系统的稳定性。
有益效果：本实用新型提供的自动化监测数据通信系统与现有技术相比具有三个方面的优点：
一是通信方面：进来的RS485信号转换为RJ45信号通过3G无线模块与外围服务器实现数据通信与指令传输，通信速度比GPRS有百倍的提高，减少了点组监测时间，提高了监测精度；
二是供电方面：将220v电源转换为12v及24v，12v给各模块供电，24v给传感器供电，传感器与RTU之间用8芯网线连接，用于供电及数据通信，实现了各种模块及传感器统一供电，减少了电缆的布设，降低成本；
三是系统控制方面：采用带有单片机功能的短信控制模块及继电器组成系统的控制中心，手动或自动控制系统的开关状态，定时复位系统，提高了系统的稳定性。
附图说明
图1为本实用新型实施例的电路图；
图2为本实用新型实施例中系统控制模块的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型。
应用实例：将本实用新型应用于地铁保护区的自动化监测中，如图1-2所示：
远程终端控制系统(RTU)安装于隧道和站台的过道处，接入220v电源；两套全站仪及传感器控制箱安装于监测区内，离RTU分别约80米、230米，两套全站仪及传感器控制箱与RTU之间通过485网线连接，进行供电及数据通信。
远程终端控制系统(RTU)内数据传输及指令传输过程如下：
(1)全站仪将采集得到的外部数据以RS232信号输出，经传感器控制箱中的信号转换模块转换为RS485信号；
(2)RS485信号通过485网线传输至RTU中串口服务器，串口服务器再将RS485信号转换为RJ45信号，经3G无线模块传输至外围服务器；
(3)通过外围服务器发出的指令同时可通过(2)、(1)两步逆向传输至全站仪，控制全站仪动作。
远程终端控制系统(RTU)供电过程如下：
现场将220v电源通过阻燃电缆布设至RTU，RTU中的电源模块将220v电压分别转换为24v及12v，其中12v给系统控制模块、串口服务器模块及3G模块供电；24v通过485网线传输至传感器控制箱，经传感器控制箱的电源转换模块再转换为12v给信号转换模块及全站仪供电。
远程终端控制系统(RTU)系统控制过程如下：
12v电源接入系统控制模块的继电器输入端口，将继电器串联在串口服务器模块及3G无线模块电路的干路中，通过单片机的程序设置控制继电器开关状态，以实现系统自动复位，同时通过短信模块发送控制结果或接收远程遥控指令。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种自动化监测数据通信系统，其特征在于：包括传感器、传感器控制箱和RTU；
所述传感器与传感器控制箱连接；所述传感器控制箱与RTU连接；
所述RTU包括串口服务器、系统控制模块和3G路由器；所述传感器控制箱包括电源转换模块和信号转换模块；
所述传感器用于采集外部数据，并将采集到的外部数据转换成RS232信号传输给传感器控制箱；所述传感器控制箱的信号转换模块将传感器传输过来的RS232信号转换成RS485信号，并传输给RTU中的串口服务器；所述串口服务器将RS485信号转换为RJ45信号，并将RJ45信号传输给RTU中的3G路由器，经RJ45编码的数据通过所述3G路由器传输至外围服务器；
所述3G路由器将接收到的外围服务器发出的指令依次通过串口服务器和传感器控制箱逆向传输给传感器，控制传感器进行相应的动作；
所述RTU的电源模块将220V的电源电压分别转换为12V和24V；其中12V电压给系统控制模块、串口服务器及3G路由器供电；24V电压传输至传感器控制箱，经传感器控制箱的电源转换模块再转换为12V电压给信号转换模块和传感器供电。
2.如权利要求1所述的自动化监测数据通信系统，其特征在于：所述传感器为一个或多个全站仪，所述传感器控制箱与全站仪的个数匹配；
3.如权利要求1所述的自动化监测数据通信系统，其特征在于：所述传感器控制箱通过485网线与RTU连接。
4.如权利要求1所述的自动化监测数据通信系统，其特征在于：传感器通过RS232串口线与传感器控制箱连接。
5.如权利要求1所述的自动化监测数据通信系统，其特征在于：所述系统控制模块采用带有单片机功能的短信控制模块及继电器组成自动化监测数据通信系统的控制中心，手动或自动控制自动化监测数据通信系统的开关状态，定时复位自动化监测数据通信系统。
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| CN104574895A (zh) * | 2014-11-03 | 2015-04-29 | 安徽泽众安全科技有限公司 | 基于物联网的家庭用水智能监测系统 |
| CN104612754A (zh) * | 2014-12-03 | 2015-05-13 | 南京市测绘勘察研究院有限公司 | 一种隧道结构形变自动化监测数据获取系统 |
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