CN204440123U - 自动化设备远程数据采集与监控平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于无线远程数据采集与监控技术领域，更具体地说，是涉及自动化设备远程数据采集与监控平台。包括数据采集系统、视频采集系统、传输控制系统和监控中心服务器，数据采集系统、视频采集系统和监控中心服务器均与传输控制系统相连。采用3G/CDMA2000进行无线通信，基于ARM架构的高性能32位嵌入式微处理器，结合大容量的存储器，运行嵌入式WinCE/Linux操作系统，可以实现丰富协议接口，便于移植和向高端系统应用升级，方便地实现自动化设备远程数据采集与监控。

Description

自动化设备远程数据采集与监控平台

技术领域：

本实用新型属于无线远程数据采集与监控技术领域，更具体地说，是涉及自动化设备远程数据采集与监控平台。

背景技术：

随着科学技术的不断进步，一些大型设备、精密仪器已经广泛地应用于石油、化工、冶金、电力、煤炭、纺织等各个领域。设备的自动化、机械化、数字化程度也越来越高，随之而来的是，对企业的售后服务和设备的维护要求也越高,同时设备的安全和质量关系着整个生产过程的运行状况，这些大型的设备和精密仪器的成本本身就非常高，一旦出现故障，不仅会影响生产效益，而且可能会给设备造成难以补救的损失。人工值守、昼夜巡查作为巡检和监测手段既加大了人工成本又增加了由于人工介入造成的人为差错，耗费大量的人力、物力和财力，监测效果也无法保证。

设备的开发升级、工艺流程的优化设计以及事故的追踪处理离不开一线的数据，然而石油、化工、冶金、电力、煤炭等行业，现场环境非常复杂甚至很恶劣，科研人员、工程技术人员难以长期在现场实验获得充分数据。有线通信方式的建立必须架设电缆或挖掘电缆沟，需要大量的人力和物力。同时，链路的维护需沿线路检查，出现故障时，一般很难及时找出故障点。环境恶劣的工业现场也不利于使用高成本的有线通讯设施。

    面对分布在不同地方的仪器仪表等自动化设备、产品，其维护和监管耗费了较大的人力、物力和财力。系统无线远程数据采集平台的建立可以使我们实现对现场使用的仪表进行有效的管理，实施远程监控仪表的运行状态，而且还可以对现场数据进行采集并远传，方便科研人员和工程技术人员得到一手的数据资料和进一步数据分析研究。3G/CDMA200平台可以实现远程对现场的数据采集、参数监测、故障检测，还可以实现对设备运行状况的视频实时监控。

数据采集及监控平台给工业生产带来安全性、快速性、便捷性等诸多特性。在工业生产中，数据采集与监控平台正取得越来越广泛的应用。目前，在德国、日本、美国、中国台湾虽然已经陆续出现实用的远程数据采集及设备监控平台，但技术普遍不成熟。中国大陆在这方面发展较慢，无线监控平台方面的研究尚刚刚起步，在监控平台方面的研究前景广阔，被业内广为看好。

实用新型内容：

本实用新型就是针对上述问题，提供了一种自动化设备远程数据采集与监控平台。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，包括数据采集系统、视频采集系统、传输控制系统和监控中心服务器，数据采集系统、视频采集系统和监控中心服务器均与传输控制系统相连。

所述的监控中心服务器配有监控软件，且通过无线网络与传输控制系统相连。

所述的数据采集系统包括1～256个自动化装置、接口转换电路和ARM控制器，自动化装置挂接在总线上，总线通过接口转换电路与ARM控制器相连。数据采集系统是平台的最前端，ARM控制器实时将各现场各自动化装置的数据存储、打包并远传。

所述的接口转换电路依次通过工控机和USB转串口与ARM控制器相连。

所述的视频采集系统包括1～256个摄像机、多路视频服务器、以太网接口和ARM控制器，摄像机通过多路视频服务器，并经由以太网接口与ARM控制器相连。ARM控制器实时接收视频数据，打包压缩并远传。

所述的视频采集系统还包括单个摄像机，其与以太网接口相连。

所述的传输控制系统包括ARM控制器、串行接口、以太网接口、3G/CDMA2000模块、电源管理模块和存储模块，串行接口、以太网接口、3G/CDMA2000模块、电源管理模块和存储模块均与ARM控制器相连；ARM控制器通过串行接口、以太网接口与数据采集系统、视频采集系统相连。存储模块可进行数据的暂时存储。

所述的ARM控制器上还连接有触摸屏、鼠标、按键、时钟模块和报警器。通过触摸屏、鼠标、按键，可进行人机交互。

所述的3G/CDMA2000模块上连有天线；由此将数据连入Internet上传至监控中心的服务器。

所述的传输控制系统还包括稳压电源，其与电源管理模块相连，为整个传输控制系统供电。

    所述的传输控制系统的ARM控制器配有WinCE/Linux操作系统。

监控中心服务器运行着配套的监控软件，服务器连入Internet，接收传来的数据。监控软件主要包括视频监视、数据管理、命令发送、报表打印、报警指示的功能。视频监视包括实时显示和录像保存，数据管理包括数据保存、数据查询、绘制曲线，命令发送包括程序更新、参数更新，报表打印包括报表生产和报表打印，报警指示包括故障诊断和故障提示。

本实用新型的有益效果：

基于ARM架构的高性能32位嵌入式微处理器，结合大容量的存储器，运行嵌入式WinCE/Linux操作系统，可以实现丰富协议接口，便于移植和向高端系统应用升级，同时更加便于数据采集与远程监控的实现。

随着科学技术的不断进步，一些大型设备、精密仪器已经广泛地应用于石油、化工、冶金、电力、煤炭、纺织等各个领域。设备的自动化、机械化、数字化程度也越来越高，随之而来的是，对企业的售后服务和设备的维护要求也越高。基于ARM和3G/CDMA2000的自动化设备远程数据采集与监控平台实现对工业现场的设备和仪表的运行状态远程监控和管理，在一定程度上提高工业现场的设备维护质量和效率，提高服务质量。

设备的安全和质量关系着整个生产过程的运行状况，这些大型的设备和精密仪器的成本本身就非常高，一旦出现故障，不仅会影响生产效益，而且可能会给设备造成难以补救的损失。人工值守、昼夜巡查作为巡检和监测手段既加大了人工成本又增加了由于人工介入造成的人为差错。基于ARM和3G/CDMA2000的自动化设备远程数据采集与监控平台实现对现场使用的仪表设备运行状态进行有效的跟踪，能迅速及时的发现故障使相关人员及时加以维护，能节省大量的人力、物力和财力。

设备的开发升级、工艺流程的优化设计以及事故的追踪处理离不开一线的数据，然而石油、化工、冶金、电力、煤炭等行业，现场环境非常复杂甚至很恶劣，科研人员难以长期在现场实验获得充分数据。基于ARM和3G/CDMA2000的自动化设备远程数据采集与监控平台可以进行数据采集并存储，同时提供历史数据查询和在线分析，丰富的现场数据可供相关人员参考或科学研究使用。

有线通信方式的建立必须架设电缆或挖掘电缆沟，需要大量的人力和物力。同时，链路的维护需沿线路检查，出现故障时，一般很难及时找出故障点。环境恶劣的工业现场也不利于使用高成本的有线通讯设施。基于ARM和3G/CDMA2000的自动化设备远程数据采集与监控平台采用无线传输，避免了布线的麻烦，同时3G/CDMA2000网络发展迅速，已实现了全国联网和漫游，其网络覆盖范围大、功能强、性能稳定，采用该网络为客户节省了昂贵的建网费用和维护费用，克服了传统的专网通信系统投资成本大、维护费用高的缺陷，在无线网络覆盖上具有无法比拟的优势。

附图说明：

图1为本实用新型的整体组成框图。

图2为数据采集系统组成框图。

图3为视频采集系统组成框图。

图4为传输控制系统组成框图。

图5为监控软件框图。

具体实施方式：

结合附图对本实用新型作出进一步说明。

由图1-图5可知，本实用新型包括数据采集系统、视频采集系统、传输控制系统和监控中心服务器，数据采集系统、视频采集系统和监控中心服务器均与传输控制系统相连。

所述的监控中心服务器配有监控软件，且通过无线网络与传输控制系统相连。

所述的数据采集系统包括1～256个自动化装置、接口转换电路和ARM控制器，自动化装置挂接在总线上，总线通过接口转换电路与ARM控制器相连。数据采集系统是平台的最前端，ARM控制器实时将各现场各自动化装置的数据存储、打包并远传。

所述的接口转换电路依次通过工控机和USB转串口与ARM控制器相连。

所述的视频采集系统包括1～256个摄像机、多路视频服务器、以太网接口和ARM控制器，摄像机通过多路视频服务器，并经由以太网接口与ARM控制器相连。ARM控制器实时接收视频数据，打包压缩并远传。

所述的视频采集系统还包括单个摄像机，其与以太网接口相连。

所述的传输控制系统包括ARM控制器、串行接口、以太网接口、3G/CDMA2000模块、电源管理模块和存储模块，串行接口、以太网接口、3G/CDMA2000模块、电源管理模块和存储模块均与ARM控制器相连；ARM控制器通过串行接口、以太网接口与数据采集系统、视频采集系统相连。存储模块可进行数据的暂时存储。

所述的ARM控制器上还连接有触摸屏、鼠标、按键、时钟模块和报警器。通过触摸屏、鼠标、按键，可进行人机交互。

所述的3G/CDMA2000模块上连有天线；由此将数据连入Internet上传至监控中心的服务器。

所述的传输控制系统还包括稳压电源，其与电源管理模块相连，为整个传输控制系统供电。

所述的传输控制系统的ARM控制器配有WinCE/Linux操作系统。

监控中心服务器运行着配套的监控软件，服务器连入Internet，接收传来的数据。监控软件主要包括视频监视、数据管理、命令发送、报表打印、报警指示的功能。视频监视包括实时显示和录像保存，数据管理包括数据保存、数据查询、绘制曲线，命令发送包括程序更新、参数更新，报表打印包括报表生产和报表打印，报警指示包括故障诊断和故障提示。

Claims (8)

1.自动化设备远程数据采集与监控平台，其特征在于，包括数据采集系统、视频采集系统、传输控制系统和监控中心服务器，数据采集系统、视频采集系统和监控中心服务器均与传输控制系统相连。

2.根据权利要求1所述的自动化设备远程数据采集与监控平台，其特征在于，所述的数据采集系统包括1～256个自动化装置、接口转换电路和ARM控制器，自动化装置挂接在总线上，总线通过接口转换电路与ARM控制器相连。

3.根据权利要求2所述的自动化设备远程数据采集与监控平台，其特征在于，所述的接口转换电路依次通过工控机和USB转串口与ARM控制器相连。

4.根据权利要求1所述的自动化设备远程数据采集与监控平台，其特征在于，所述的视频采集系统包括1～256个摄像机、多路视频服务器、以太网接口和ARM控制器，摄像机通过多路视频服务器，并经由以太网接口与ARM控制器相连。

5.根据权利要求4所述的自动化设备远程数据采集与监控平台，其特征在于，所述的视频采集系统还包括单个摄像机，其与以太网接口相连。

6.根据权利要求1所述的自动化设备远程数据采集与监控平台，其特征在于，所述的传输控制系统包括ARM控制器、串行接口、以太网接口、3G/CDMA2000模块、电源管理模块和存储模块，串行接口、以太网接口、3G/CDMA2000模块、电源管理模块和存储模块均与ARM控制器相连；ARM控制器通过串行接口、以太网接口与数据采集系统、视频采集系统相连。

7.根据权利要求6所述的自动化设备远程数据采集与监控平台，其特征在于，所述的ARM控制器上还连接有触摸屏、鼠标、按键、时钟模块和报警器。

8.根据权利要求6所述的自动化设备远程数据采集与监控平台，其特征在于，所述的3G/CDMA2000模块上连有天线，由此将数据连入Internet上传至监控中心的服务器。