CN202583864U - 通信管井现场环境勘查测控仪 - Google Patents

Abstract

一种通信管井现场环境勘查测控仪，它包括有仪器壳体、中央处理器和液晶显示器，其技术要点在于：所述的中央处理器基于自带蜂鸣器的ARM主板上，ARM主板设置于仪器壳体内，该ARM主板上设置有PC机主接口、功能切换键、备存储USB接口、备摄像头USB接口和控制总线接口，备摄像头USB接口和控制总线接口分别通过伸缩臂连接携带LED灯的摄像头和气液传感器。本实用新型特点在于安全性、便携性、准确度、实时同步、存储数据和计算机综合分析，能够准确的让工作人员现场了解管井、段的情况。对于负责情况也可返回室内进行分析，并提出解决办法。

Description

通信管井现场环境勘查测控仪

技术领域

    本实用新型涉及通信管井、段内勘察测控和数据分析技术领域，特别是一种基于ARM主板的通信管井现场环境勘查测控仪。适用于保障管井、段下的勘测施工时的人员及光缆安全和对整段管道情况的综合分析。

背景技术

目前，已有成果主要是针对沼气浓度，酸碱度的单一测试研究。近年来，随着通信管道网络的复杂构建和延展速度导致的勘测施工作业难度的进一步加大、管道内部是否能安全施工勘测，变得越来越严肃而又谨慎。井下长时间积累的有毒气体和酸碱度，严重影响了通信管道内勘测和施工的安全性和运行效率。因此，对井下情况分析也逐渐成为通信管道勘测施工的重要内容之一，原来以管井、段地下，单一情况的测试分析，逐渐扩展成为对整段管井、段得综合情况测试和控制分析的综合仪器研究。仅仅沼气和酸碱度的测试，只存在较单一的考察分析，无法实现整段管道、管井下的综合情况（例如：各类有毒气体，酸碱度，有毒液体等）的测控分析。另外，已有成果中缺乏对采集的数据做现场实时的处理和提示，此缺陷也是安全施工的隐患，此次实用新型的仪器可以弥补这一缺陷。综上，现有的井下测控仪装置亟待改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决目前管道内部综合测控的仪器较少，普通仪器缺乏实时的综合数据分析、显示、警告，以及无法对现场勘测情况在计算机上呈现整段管道全面情况等问题。本实用新型特点在于利用ARM主板的集成处理，数据存储和实时显示并可以提供实时在数据分析及计算机上的综合掌控管道总体情况的优势，以一种新型电子综合测控仪器的形式，来代替旧时的、现有的非综合性电子仪器和非电子仪器。

本实用新型的目的是这样实现的：它包括有仪器壳体、中央处理器和液晶显示器，其特征在于：所述的中央处理器基于自带蜂鸣器的ARM主板上，ARM主板设置于仪器壳体内，该ARM主板上设置有PC机主接口、功能切换键、备存储USB接口、备摄像头USB接口和控制总线接口，备摄像头USB接口和控制总线接口分别通过伸缩臂连接携带LED灯的摄像头和气液传感器。

所述的气液传感器包括有PH传感器和半导体式瓦斯传感器。

在伸缩臂外侧套装有软管。

本实用新型以采集，处理分析，实时显示报警和计算机数据呈现为工作步骤。现场工作人员经采集器采集的信息，通过采集模块将数据传入中央处理器，再由中央处理器分析将分析后的数据进行存储，并将数据实时的显示在液晶屏幕。在安全隐患时及时惊醒报警提示。现场作业完成后，可将采集的数据传回计算机，在组态王软件上进行综合管道段的情况分析。本实用新型详细工作运行流程如下： 

（1）数据采集：数据采集顾名思义，通过采集器获取数据。使用本实用新型时，人体无需进入管道内采集数据，通过可伸缩臂将各类传感器和摄像头置入井下，进行数据提取。在传感器提取数据后，将数据首先传递至采集模块，进行分类上传，实时的上传数据。本实用新型在数据采集方面解决了老式勘测仪传感器长度不足和单一探头使用的局限等问题。可以完成人在井上，即可同时并实时的采集各类数据； 

（2）数据分析处理：数据经采集后传入中央处理器，此时中央处理器队上传数据进行分类处理，可事先在主板上设置采集数据类别，例如：液体为1，气体为2，视频图像为3。经C++语音分类提取，数据为1的液体数据上传时主板进行判定，导入显示功能。当工作人员切换显示屏至液体数据时，则直接显示液体数据值。若存在危害则触发主板报警器（蜂鸣报警器）报警，此处功能使用简单的C++语音，1或0的判定程序即可实现。同理，气体数据经分析后，传入显示器。切换功能键，显示气体数据，存在危害依然触发报警器。视频图像处理时，通过切换至实时的视频功能。即可将井下情况呈现给井上的工作人员。此时视频显示全屏化，查看其他数据值需切换任务。本实用新型对于数据处理方面已经超过现有仪器的精确度，不能将数据电子化计算成像的问题也可解决；

（3）数据存储及综合分析：以往老式的仪器只能单一的显示或者报警，无法将数据大容量存储的收集和综合性分析，所谓的大容量存储就是在ARM主板上插入U盘，以作为外存储器，可进行不同的外存储器连接。将数据导入存储器，包括视频和其他分类的数据。综合性分析，是指将存储后的数据导入计算机，在计算机上实现综合分析。此种方式，简介明了。在计算机上可以使用组态王软件进行数据处理，工作人员只需将从我外存储器上导入的数据，逐一输入事先编辑好的组态王程序内。运行徐泰王图像显示，即可综合的、全面的分析测控勘测后的管道段。

所述的这种基于ARM主板新型通信管井、段地下施工环境勘察测控仪器，主要解决了长期以来老式的仪器勘测施工时，无法将人员和危险环境分离，数据的采集单一化，数据的处理简单且非电子计算处理，无法带有视频成像能力，不能存储大量数据。也无一种仪器可以将数据导入计算机做详细的综合处理分析。

本实用新型的显著效果在于：它主要服务于管井、段下的勘测施工时的人员及光缆安全和整段管道情况的综合分析，为其提供实时、可靠的勘测施工所需的管道内环境信息，为提高勘测施工安全情况和整段管道内综合情况提供重要的信息基础，其中，当勘测出井内存在有害液体或气体时，一方面可以避免盲目的危险作业，导致勘测施工人员的人身安全危害，另一方面，可以实时的提供给勘测施工人员解决危害的重要依据信息。而当汇总整条管道段的详细情况时，可通过总体分析井下情况，做以分析解决存在的问题。

附图说明

图1 为本实用新型结构示意简图；

图2 为本实用新型的工作总流程图。

下面将结合附图通过实例对本实用新型作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本实用新型其中的例子而已，并不代表本实用新型所限定的权利保护范围，本实用新型的权利保护范围以权利要求书为准。

具体实施方式

如图1-2所示，本实用新型的主要机构包括有仪器壳体2、中央处理器和液晶显示器1，中央处理器基于自带蜂鸣器14的ARM主板上，ARM主板设置于仪器壳体内，该ARM主板上设置有PC机主接口4、功能切换键10、备存储USB接口、备摄像头USB接口16和控制总线接口3，备摄像头USB接口16通过伸缩臂8连接携带LED灯的摄像头6、控制总线接口3通过伸缩臂8连接PH传感器7和半导体式瓦斯传感器9，在伸缩臂外侧套装有软管5。另外，图中还包括有安全报警指示灯11、设备运行指示灯12、系统运行指示灯13、电源接口15。

本新型勘查测控仪，基于ARM主板、AT91SAM92中央处理器和嵌入式平台Windows Embedded CE 5.0（下文简述为WINCE 5.0），通过PH传感器、半导体瓦斯传感器（等各类传感器）、摄像头、蜂鸣器、显示器和PC机组态王工业测控软件，针对单一通信管井内及较长管道段内部的便捷勘查、安全施工和已布放光缆管道内部综合环境，进行管井、段内综合数据的自身采集、自身报警提示、自身存储、导入PC机存储和PC机内综合数据处理分析研究，可单一可集成可系统化的对管井、段内部做综合系统分析。

首先，数据的采集需要安全的可随机组合的将勘测的数据收集至一起处理部分，其中数据采集时工作人员可在井上，将可伸缩的传感器和摄像头放入井下适当的调节位置后，即可采集和摄像。为了说明数据采集的仪器的各类方式，以仪器本身ARM主板接口进行分类，分为PC机主接口、备存储USB接口、备摄像头USB接口和控制总线接口。

备存储USB接口：此接口插接U盘，用于增加设备内存。

备摄像头USB接口：当然，此接口连接摄像头，摄像头型号可以按实际情况随意匹配。摄像头置于伸缩臂前端，可安装带有LED灯的摄像头。以便给予井下摄像的光线条件。实时的视频图像可直接传回处理器，并在显示器上显示。

控制总线接口：此接口使用气液传感器。将传感器至于井下即可获取数据，通过分类归为液体、气体。上传至中央处理器。

其次，数据采集后的处理和辨析。采集后的数据，经采集模块进行第一次分类后进入主板处理器内。此处按数据类别分类说明：

液体数据：液体数据上传至处理器后（此处以PH值为例），通过预先设置在处理器中的C++语言，经大小数值程序分析。PH=7时，按下功能切换按钮，使显示器显示液体PH值为中性，PH≠7时，按事先设置好的PH酸碱等级分析出PH值及强酸强碱液体。并当存在危害时，处理器发出指令报警（蜂鸣报警器的驱动及运行程序为C++语言中的1或0程序。即为0时，安全不报警，为1时存在危害，及时报警）报警。自身蜂鸣器：自身蜂鸣器用于安全报警。在WINCE 5.0平台下，使用蜂鸣器驱动程序，此程序由C++语言编辑为if语言，以液体PH值的报警为例：设定的TL最低值、TH最高值作为定义函数，超过TH值则输出指令，蜂鸣器鸣响报警。输出为0则安全显示，蜂鸣器无响应。如图1。

气体数据：气体数据上传至处理器后（此处以沼气浓度为例），通过预先设置设置好的处理器语言（C++），经最大值为a的C++程序分析。当浓度＜a时，按下功能切换按钮，使显示器显示沼气浓度值为安全情况，但当浓度＞a时，处理器及时发出指令，蜂鸣器报警。

视频数据：经摄像头摄像，将图像传入主板。摄像头使用的驱动，是基于AT91ASM92中央处理器，通过C++同步函数，对摄像头进行驱动，此中驱动可满足摄像头将视频信号实时的传回主板，通过显示屏直接显示成像。

再次，数据的存储和计算机综合分析。经国处理后的数据，会即刻被存储在外存储器上，包括视频图像。这些存储的数据以.TXT文件和.MP4文件。经PC机主接口将数据导入计算机，在事先编好的组态王软件上输入对应的数值运行程序即可。从而实现采集后的数据在计算机上的综合分析。

最后，显示器上的功能按键，本实用新型设置为开关键，菜单键，功能切换键，电源指示灯，运行指示灯，和报警指示等。在主板软件上安装键位和指示灯驱动，将小版键盘连接在主板上。设置应用程序，完成键位设置。

Claims (3)

1.一种通信管井现场环境勘查测控仪，它包括有仪器壳体、中央处理器和液晶显示器，其特征在于：所述的中央处理器基于自带蜂鸣器的ARM主板上，ARM主板设置于仪器壳体内，该ARM主板上设置有PC机主接口、功能切换键、备存储USB接口、备摄像头USB接口和控制总线接口，备摄像头USB接口和控制总线接口分别通过伸缩臂连接携带LED灯的摄像头和气液传感器。

2.根据权利要求1所述的通信管井现场环境勘查测控仪，其特征在于：所述的气液传感器包括有PH传感器和半导体式瓦斯传感器。

3.根据权利要求1所述的通信管井现场环境勘查测控仪，其特征在于：在伸缩臂外侧套装有软管。

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