CN206920603U - 气象雷达远程监控及故障诊断处理平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气象雷达远程监控及故障诊断处理平台，它包含控制器和开关控制板，控制器通过2芯屏蔽线缆与开关控制板连接，并基于CAN总线通信，其中，所述的控制器是由嵌入式主板和采集板组成，且嵌入式主板与采集板连接。本实用新型适用于自动运行的气象雷达，通常部署在雷达机房或设备现场，可良好解决对雷达运行的监测(视)、控制、故障自动诊断问题，进而提高监控和故障处理能力和效率，具有安全、可靠、便利、集成度高的特点。

Description

气象雷达远程监控及故障诊断处理平台

技术领域

本实用新型涉及一种监控和故障诊断处理装置，具体涉及一种适用于对气象雷达设备和附属设备进行远程监控和故障诊断处理的装置。

背景技术

在我国，“等专家”和“等备件”已经成为制约气象雷达故障排除时效提高的2个主要原因。目前，解决“等专家”问题的主要思路是建立和依托雷达故障维修专家技术支持系统，实现雷达故障的在线诊断，以及对一线保障人员的技术支持和指导，有效提高雷达保障能力。通过完善的运行监控与在线诊断系统实现对每一部雷达及机房设备的一体化监控和管理，是建立专家支持系统的必要基础和条件。

然而，监控与诊断割裂，测试与诊断还只能用于离线维修，缺乏实时性和对一线保障人员的指导性是目前需要解决的主要问题，也是通过专家支持系统来有效提高雷达故障诊断维修时效的“最后一环”。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有安全、可靠、便利、集成度高的特点的气象雷达远程监控及故障诊断处理平台。

为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型是采用以下技术方案：一种气象雷达远程监控及故障诊断处理平台，它包含控制器和开关控制板，控制器通过2芯屏蔽线缆与开关控制板连接，并基于CAN总线通信，其中，所述的控制器是由嵌入式主板和采集板组成，且嵌入式主板与采集板连接。

作为本实用新型的进一步改进；所述的开关控制板包含CAN收发器一、CAN控制器一、微处理器、扩展接口、逻辑电路、选通控制/锁存器、驱动控制器和交流接触器；CAN收发器一分别连接2芯屏蔽线缆和CAN控制器一，CAN控制器一与微处理器连接，微处理器连接扩展接口，扩展接口分别连接逻辑电路和选通控制/锁存器，选通控制/锁存器通过若干个驱动控制器连接若干个交流接触器，逻辑电路与交流接触器的线圈连接并接地；电源一为开关控制板供电。

作为本实用新型的进一步改进；所述的交流接触器包含电子开关、保护电路和线圈，电子开关、保护电路和线圈相互并联。

作为本实用新型的进一步改进；所述的采集板包含CAN收发器二、CAN控制器二、选通控制器、8路开关量接口、4路模拟接口、4路交流接口、16路开关芯片、2路开关芯片、高压-低压转换器、外围电路、A/D转转器、信号调理电路、温湿度传感器和扩展接口/锁存器；CAN收发器二、CAN控制器二和扩展接口/锁存器依次串联，且CAN收发器二连接2芯屏蔽线缆，选通控制器分别与16路开关芯片、2路开关芯片和扩展接口/锁存器连接，16路开关芯片连接2路开关芯片，8路开关量接口、4路模拟接口均与16路开关芯片连接，16路开关芯片与高压-低压转换器，高压-低压转换器与4路交流接口连接，2路开关芯片分别与A/D转转器和信号调理电路连接，A/D转转器、信号调理电路和温湿度传感器均与扩展接口/锁存器连接，A/D转转器与外围电路连接。

作为本实用新型的进一步改进；所述的嵌入式主板包含总线接口和嵌入式处理控制板，总线接口分别连接固态硬盘、嵌入式处理控制板和扩展接口/锁存器，嵌入式处理控制板分别与LAN接口、USB1接口、USB2接口、RS232接口、VGA接口、AUDIO接口和VIDEO接口连接。

作为本实用新型的进一步改进；所述的控制器通过电源二供电。

本实用新型基于网络实现对雷达设备电源和雷达工作状态的异地控制，亦可对部署在雷达机房的空调、视频、UPS、发电机等附属设备进行远程控制，并监测雷达设备运行状态和雷达机房电力、温湿度、消防等运行环境，监测到设备或环境异常即作出手机短信报警。雷达故障诊断是在实时获取雷达运行状态、性能参数、报警信息的基础上，对雷达运行状态进行全面的分析和评估，必要时结合测试装置提交的测试数据和专家库，调用诊断模型，实现雷达性能异常的预判或故障的定位及处理。还可实现控制中心或手机终端与雷达设备现场的音视频交互。具备多种有线接口，可与上位机或控制中心进行远程通信传输，以及随机固化程序下载更新。采用220V交流电供电。

采用上述技术方案后，本实用新型具有以下有益效果：

可实现雷达运行环境和机房设备监控的一体化、自动化，将监控、测试、诊断有效集成与衔接，并很好解决远程设备控制，控制中心或手机终端与雷达站点对点音视频便利交互等技术支撑问题，将大幅度提高雷达远程测试和故障诊断能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的组成结构示意图；

图2为本实用新型的控制器固件结构示意图；

图3为本实用新型的开关控制板固件结构示意图；

附图标记：

A-开关控制板；B-嵌入式主板；C-采集板；1-CAN收发器一；2-CAN控制器一；3-微处理器；4-扩展接口；5-逻辑电路；6-选通控制/锁存器；7-驱动控制器；8-电子开关；9-保护电路；10-线圈；11-电源一；12-CAN收发器二；13-CAN控制器二；14-选通控制器；15-8路开关量接口；16-4路模拟接口；17-4路交流接口；18-16路开关芯片；19-2路开关芯片；20-高压-低压转换器；21-外围电路；22-A/D转转器；23-信号调理电路；24-温湿度传感器；25-扩展接口/锁存器；26-电源二；27-固态硬盘；28-总线接口；29-嵌入式处理控制板；30-LAN接口；31-USB1接口；32-USB2接口；33-RS232接口；34-VGA接口；35-AUDIO接口；36-VIDEO接口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本具体实施方式采用以下技术方案：一种气象雷达远程监控及故障诊断处理平台，它包含控制器和开关控制板A，控制器通过2芯屏蔽线缆与开关控制板A连接，并基于CAN总线通信，其中，所述的控制器是由嵌入式主板B和采集板C组成，且嵌入式主板B与采集板C连接；

请参阅图2，控制器固件程序组成和功能包含：

1、主程序：负责各功能模块和组件的调度、衔接和管理，提供网络WEB服务功能。

2、标准组件：LAN、USB、串口、音/视组件、键/鼠/显示组件，为嵌入式系统标准配置，负责通信接口和外设的底层驱动。

3、CAN总线通信管理：CAN总线协议通信和硬件驱动程序。

4、系统配置：定义数据采集接口和交流接触器，设置串口参数、设备IP地址、台站名称、FTP和文件共享目录、报警信息发送目标地址等。

5、固件下载更新：通过通信接口下载和更新固件程序，显示固件版本、更新日期等基本信息。

6、开关控制：对开关控制板中的各个交流接触器进行控制，并接收和显示交流接触器状态反馈。

7、数据采集：对数据采集板中各路输入信号进行选通和数据采集。

8、雷达状态监测：实时获取、解析和显示雷达运行状态和关键参数。

9、运行环境监测：实时获取、解析和显示雷达机房供电、温湿度、UPS等雷达运行环境参数。

10、数据存储和管理：存储采集数据、雷达状态参数和运行环境数据。

11、异常报警：接收各模块提交的报警发送信息，并按照约定格式发送到其他报警平台。

所述的开关控制板A包含CAN收发器一1、CAN控制器一2、微处理器3、扩展接口4、逻辑电路5、选通控制/锁存器6、驱动控制器7和交流接触器；CAN收发器一1分别连接2芯屏蔽线缆和CAN控制器一2，CAN控制器一2与微处理器3连接，微处理器3连接扩展接口4，扩展接口4分别连接逻辑电路5和选通控制/锁存器6，选通控制/锁存器6通过若干个驱动控制器7连接若干个交流接触器，交流接触器包含电子开关8、保护电路9和线圈10，电子开关8、保护电路9和线圈10相互并联，逻辑电路5与交流接触器的线圈10连接并接地；电源一11为开关控制板A供电；开关控制板A是系统的执行部件，通常部署在雷达总配电柜和分机设备柜，通过CAN总线接收主板的控制指令，根据指令控制相应交流接触器的通、断，并反馈各交流接触器的当前状态。主要包括：

①CAN收发器一1和CAN控制器一2。采用通用CAN总线芯片，按照CAN总线协议接收CAN总线的下行数据和发送微处理器3发出的上行数据，通过微处理器3的通信接口，与微处理器3进行双向通信。

②微处理器3及外围电路。装载固件正常运行，通过CAN控制器一2接收控制中心的控制指令(包括交流接触器开关地址和开关命令)，控制相关功能电路和对应接触器的通、断，并将交流接触器的状态反馈给控制器。

③交流接触器控制。可采用通用电磁型交流接触器，每一个交流接触器控制均为独立的模块电路，包括驱动控制、电子开关、保护电路、接通标志和交流接触器。交流接触器控制的功能为根据输入的开关数字信号控制交流接触器线圈中工作电流的通、断，实现交流接触器触点的接触与分离。驱动控制为接收控制信号控制电子开关的导通和截止；电子开关实现电路通、断，并在导通时为交流接触器线圈提供必要的工作电流；保护电路避免因感性负载导致控制电路和交流接触器触点的损坏；接通标志反馈交流接触器触点的接合和分离状态。

④扩展接口4，实现微处理器的接口扩展和接口复用功能。

⑤选通控制/锁存器6，具备多个相互独立通道的选通控制，更新和锁存功能。

请参阅图3，所述的开关控制板A的固件程序组成和功能包含：

1、主程序：负责各功能模块和组件的调度和管理，与控制中心进行通信和交互。

2、CAN通信控制：按照CAN总线协议，接收和发送数据。

3、指令解析与封装：按照既定规则，对接收到的控制中心的指令进行分解和解释；对主程序获取的运行状态进行封装。

4、开关控制：根据接收到的指令和开关当前状态，控制对应的交流接触器按照指令进行通、断动作。

5、开关状态采集：采集各交流接触器的通、断状态，向主程序提交状态结果。

6、初始化：对处理器内的寄存器、各功能电路等进行初始化设置和控制。

7、固件下载更新：更新固件程序，显示固件版本、更新日期等信息。

所述的采集板C包含CAN收发器二12、CAN控制器二13、选通控制器14、8路开关量接口15、4路模拟接口16、4路交流接口17、16路开关芯片18、2路开关芯片19、高压-低压转换器20、外围电路21、A/D转转器22、信号调理电路23、温湿度传感器24和扩展接口/锁存器25；CAN收发器二12、CAN控制器二13和扩展接口/锁存器25依次串联，且CAN收发器二12连接2芯屏蔽线缆，选通控制器14分别与16路开关芯片18、2路开关芯片19和扩展接口/锁存器25连接，16路开关芯片18连接2路开关芯片19，8路开关量接口15、4路模拟接口16均与16路开关芯片18连接，16路开关芯片18与高压-低压转换器20，高压-低压转换器20与4路交流接口17连接，2路开关芯片19分别与A/D转转器22和信号调理电路23连接，A/D转转器22、信号调理电路23和温湿度传感器24均与扩展接口/锁存器25连接，A/D转转器22与外围电路21连接；

采集板C提供非标准的采集和通信接口，以及采集功能电路。主要包括：①CAN收发器二12和CAN控制器二13。采用通用CAN总线芯片，按照CAN总线协议接收CAN总线的下行数据和上行数据，与开关控制板进行双向通信。②8路开关量接口15。8路独立的BIT位接口，可输入-15V-+15V范围的开关信号，经过开关芯片和信号调理电路均可转换为标准TTL电平。③4路模拟接口16(低压)。可输入-15V-+15V范围的连续模拟电压信号。④4路交流接口17(高压)。可输入0-380V范围的交流电压信号。⑤16路开关芯片18。16选1导通，可选择数字信号和模拟信号导通输入。⑥高压-低压转换器20。将高压交流信号转换为低压交流信号，转换幅度为0-+15V低压信号。⑦信号调理电路23。将-15V-+15V范围的开关信号转换为标准TTL电平。⑧2路开关芯片19。将模拟信号和数字信号分别送至A/D转换器22和信号调理电路23。

所述的嵌入式主板B包含总线接口28和嵌入式处理控制板29，总线接口28分别连接固态硬盘27、嵌入式处理控制板29和扩展接口/锁存器25，嵌入式处理控制板29分别与LAN接口30、USB1接口31、USB2接口32、RS232接口33、VGA接口34、AUDIO接口35和VIDEO接口36连接。嵌入式主板B可采用通用型嵌入式一体化工业控制机，如PC104系列工业控制主板，是系统的控制、数据处理中心。

本实用新型适用于自动运行的气象雷达，通常部署在雷达机房或设备现场，可良好解决对雷达运行的监测(视)、控制、故障自动诊断问题，进而提高监控和故障处理能力和效率，具有安全、可靠、便利、集成度高的特点。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (1)

1.气象雷达远程监控及故障诊断处理平台，其特征在于，它包含控制器和开关控制板，控制器通过2芯屏蔽线缆与开关控制板连接，并基于CAN总线通信，其中，所述的控制器是由嵌入式主板和采集板组成，且嵌入式主板与采集板连接；

所述的开关控制板包含CAN收发器一、CAN控制器一、微处理器、扩展接口、逻辑电路、选通控制/锁存器、驱动控制器和交流接触器；CAN收发器一分别连接2芯屏蔽线缆和CAN控制器一，CAN控制器一与微处理器连接，微处理器连接扩展接口，扩展接口分别连接逻辑电路和选通控制/锁存器，选通控制/锁存器通过若干个驱动控制器连接若干个交流接触器，逻辑电路与交流接触器的线圈连接并接地；电源一为开关控制板供电；

所述的采集板包含CAN收发器二、CAN控制器二、选通控制器、8路开关量接口、4路模拟接口、4路交流接口、16路开关芯片、2路开关芯片、高压-低压转换器、外围电路、A/D转转器、信号调理电路、温湿度传感器和扩展接口/锁存器；CAN收发器二、CAN控制器二和扩展接口/锁存器依次串联，且CAN收发器二连接2芯屏蔽线缆，选通控制器分别与16路开关芯片、2路开关芯片和扩展接口/锁存器连接，16路开关芯片连接2路开关芯片，8路开关量接口、4路模拟接口均与16路开关芯片连接，16路开关芯片与高压-低压转换器，高压-低压转换器与4路交流接口连接，2路开关芯片分别与A/D转转器和信号调理电路连接，A/D转转器、信号调理电路和温湿度传感器均与扩展接口/锁存器连接，A/D转转器与外围电路连接；

所述的嵌入式主板包含总线接口和嵌入式处理控制板，总线接口分别连接固态硬盘、嵌入式处理控制板和扩展接口/锁存器，嵌入式处理控制板分别与LAN接口、USB1接口、USB2接口、RS232接口、VGA接口、AUDIO接口和VIDEO接口连接。