CN209166522U - 设备运行状态的检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种设备运行状态的检测系统，中央处理器通过LoRa转换电路与数据采集单元连接，LoRa转换电路包括与中央处理器连接的LoRa模块以及电路接口；LoRa模块的MO0A端口、MO0B端口分别对应与中央处理器的第一输入/输出端口、第二输入/输出端口连接；LoRa模块的辅助控制开关端口、比较结果输出端口分别对应与中央处理器的第三输入/输出端口、第四输入/输出端口连接；LoRa模块的RST用于接收中央处理器的复位信号。本实用新型的设备运行状态的检测系统能够实时监控设备的运行状态，当设备出现异常时，可以通过云服务器控制报警服务器对相关人员发送报警信息，使得对设备的故障响应速度增加，并且，还可以减少设备的巡检和值守人员，减少成本。

Description

设备运行状态的检测系统

技术领域

本实用新型涉及设备巡检技术领域，尤其涉及一种设备运行状态的检测系统。

背景技术

目前，为了保证设备的稳定运行，需要对设备进行定期人工巡检，由于需要安排多名员工进行人工巡检，使得人力成本较高，并且由于人工记录的数据有限，无法对设备的运行状态进行准确的判断，使得对设备的巡检的效率低下。

鉴于上述的缺陷，有必要提供一种新的设备运行状态的检测系统。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种设备运行状态的检测系统，旨在解决现有设备的巡检方式效率低且成本高的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的设备运行状态的检测系统包括数据采集模块、LoRa服务基站、项目本地服务器、云服务器、报警服务器以及终端，所述数据采集模块与所述LoRa服务基站无线连接，所述LoRa服务基站与项目本地服务器连接，所述云服务器分别与终端、报警服务器以及项目本地服务器通信连接，所述数据采集模块包括LoRa转换电路、中央处理器以及数据采集单元，所述中央处理器通过所述LoRa转换电路与所述数据采集单元连接，所述LoRa转换电路包括与所述中央处理器连接的LoRa模块以及电路接口；

所述LoRa模块的MO0A端口、MO0B端口分别对应与所述中央处理器的第一输入/输出端口、第二输入/输出端口连接；所述LoRa模块的辅助控制开关端口、比较结果输出端口分别对应与所述中央处理器的第三输入/输出端口、第四输入/输出端口连接；所述LoRa模块的RST用于接收所述中央处理器的复位信号。

优选地，所述中央处理器的型号为C8051F040，所述第一输入/输出端口为P7.1/AD1/D1端口，所述第二输入/输出端口为P7.1/AD2/D2端口，所述第三输入/输出端口为P0.2端口，所述第四输入/输出端口为P0.3端口。

优选地，所述LoRa模块的型号为F8L10D，所述辅助控制开关端口为 AUX1端口，所述比较结果输出端口为DOUT1端口。

优选地，所述电路接口包括第一RS485通信接口、4-20mA信号输入接口以及开关量输入接口，所述数据采集单元包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器、液位传感器、水浸传感器、烟雾传感器、电量采集模块、开关量采集模块以及模拟量采集模块；

所述电量采集模块、所述开关量采集模块以及所述模拟量采集模块均通过所述RS485通信接口连接所述中央处理器的输入端；所述温度传感器、所述湿度传感器、所述压力传感器、所述液位传感器通过4-20mA信号输入接口连接所述中央处理器的输入端；所述水浸传感器、烟雾传感器通过开关量输入接口连接所述中央处理器的输入端。

优选地，所述第一RS485通信接口采用MAX3485ESA芯片。

优选地，所述第一RS485通信接口的RO端口、端口、DE端口、DI 端口分别对应与所述中央处理器的P0.1端口、P6.6/A14M/A6端口、 P7.0/AD0/D0端口、P0.0端口连接；所述开关量输入接口的ADC13连接所述中央处理器的模拟转数字信号端口。

优选地，所述开关量输入接口的ADC13连接所述中央处理器的P5.5/A13 端口。

优选地，所述LoRa转换电路还包括电池以及供电接口，所述电池通过所述供电接口连接所述数据采集单元，所述电池与所述开关量输入接口电连接。

优选地，所述LoRa服务基站与所述项目本地服务器之间通过第二RS485 通信接口连接。

优选地，所述LoRa服务基站与所述项目本地服务器之间通过所述第二 RS485通信接口使用MOBUS协议进行通讯。

本实用新型技术方案中，设备运行状态的检测系统包括数据采集模块、 LoRa服务基站、项目本地服务器、云服务器、报警服务器以及终端，数据采集模块与LoRa服务基站无线连接，LoRa服务基站与项目本地服务器连接，云服务器分别与终端、报警服务器以及项目本地服务器通信连接，数据采集模块包括LoRa转换电路、中央处理器以及数据采集单元，中央处理器通过 LoRa转换电路与数据采集单元连接，LoRa转换电路包括与中央处理器连接的LoRa模块以及电路接口；LoRa模块的MO0A端口、MO0B端口分别对应与中央处理器的第一输入/输出端口、第二输入/输出端口连接；LoRa模块的辅助控制开关端口、比较结果输出端口分别对应与中央处理器的第三输入/输出端口、第四输入/输出端口连接；LoRa模块的RST用于接收中央处理器的复位信号。本实用新型的设备运行状态的检测系统能够实时监控设备的运行状态，当设备出现异常时，可以通过云服务器控制报警服务器对相关人员发送报警信息，使得对设备的故障响应速度增加，并且，还可以减少设备的巡检和值守人员，减少成本。此外，LoRa模块的MO0A端口、MO0B端口接收来自中央处理器的控制信号；LoRa模块的辅助控制开关端口、比较结果输出端口接收来自中央处理器的UART信号；LoRa模块的RST接收来自中央处理器的复位信号，使得数据采集能够基于LoRa与项目本地服务器通信，抗干扰能力强、通讯稳定、耗能较低。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型设备运行状态的检测系统的系统原理图；

图2为本实用新型设备运行状态的检测系统的中央处理器的模块电路图；

图3为本实用新型设备运行状态的检测系统的LoRa模块电路图；

图4为本实用新型设备运行状态的检测系统的RS485通信接口的模块电路图；

图5为本实用新型设备运行状态的检测系统的开关量输入接口模块电路图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种设备运行状态的检测系统，旨在解决现有设备的巡检方式效率低且成本高的问题。

请参照图1至图3，本实用新型的一种实施例中，终端7可以为手机APP 端、电脑PC端等，报警服务器6可以为短信服务器，也可以为可以发送邮件或拨打相关员电话的其他服务器。设备运行状态的检测系统1包括数据采集模块2、LoRa服务基站3、项目本地服务器4、云服务器5、报警服务器6以及终端7，数据采集模块2与LoRa服务基站3无线连接，LoRa服务基站3 与项目本地服务器4连接，云服务器5分别与终端7、报警服务器6以及项目本地服务器4通信连接，数据采集模块2包括LoRa转换电路21、中央处理器以及数据采集单元22，中央处理器通过LoRa转换电路21与数据采集单元 22连接，LoRa转换电路21包括与中央处理器连接的LoRa模块以及电路接口；LoRa模块的MO0A端口、MO0B端口分别对应与中央处理器的第一输入 /输出端口、第二输入/输出端口连接；LoRa模块的辅助控制开关端口、比较结果输出端口分别对应与中央处理器的第三输入/输出端口、第四输入/输出端口连接；LoRa模块的RST用于接收中央处理器的复位信号。

其中，LoRa模块的MO0A端口、MO0B端口接收来自中央处理器的控制信号；辅助控制开关端口、比较结果输出端口接收来自中央处理器的UART 信号，RST用于接收来自中央处理器的复位信号。终端7(电脑PC端或手机 APP端)访问云服务器5、云服务器5访问项目本地服务器4、项目本地服务器4访问云服务器5的数据采用的通讯协议均可以为HTTP通讯协议。项目本地服务器4和云服务器5之间可以通过互联网通讯连接。

本实用新型技术方案中，设备运行状态的检测系统1包括数据采集模块2、 LoRa服务基站3、项目本地服务器4、云服务器5、报警服务器6以及终端7，数据采集模块2与LoRa服务基站3无线连接，LoRa服务基站3与项目本地服务器4连接，云服务器5分别与终端7、报警服务器6以及项目本地服务器 4通信连接，数据采集模块2包括LoRa转换电路21、中央处理器以及数据采集单元22，中央处理器通过LoRa转换电路21与数据采集单元22连接，LoRa 转换电路21包括与中央处理器连接的LoRa模块以及电路接口；LoRa模块的 MO0A端口、MO0B端口分别对应与中央处理器的第一输入/输出端口、第二输入/输出端口连接；LoRa模块的辅助控制开关端口、比较结果输出端口分别对应与中央处理器的第三输入/输出端口、第四输入/输出端口连接；LoRa模块的RST用于接收中央处理器的复位信号。本申请的设备运行状态的检测系统1能够实时监控设备的运行状态，当设备出现异常时，可以通过云服务器5 控制报警服务器6对相关人员发送报警信息，使得对设备的故障响应速度增加，并且，还可以减少设备的巡检和值守人员，减少成本。此外，LoRa模块的MO0A端口、MO0B端口接收来自中央处理器的控制信号；LoRa模块的辅助控制开关端口、比较结果输出端口接收来自中央处理器的UART信号；LoRa 模块的RST接收来自中央处理器的复位信号，使得数据采集能够基于LoRa 与项目本地服务器通信，抗干扰能力强、通讯稳定、耗能较低。

其中，中央处理器的型号是C8051F040，第一输入/输出端口为 P7.1/AD1/D1端口，第二输入/输出端口为P7.1/AD2/D2端口，第三输入/输出端口为P0.2端口，第四输入/输出端口为P0.3端口，LoRa转换电路21采用了型号为F8L10D的LoRa模块，辅助控制开关端口为AUX1端口，比较结果输出端口为DOUT1端口。如图2和图3所示，F8L10D的LoRa模块中的MO0A端口、MO0B端口分别对应与中央处理器的P7.1/AD1/D1端口、P7.1/AD2/D2 端口连接；并接收来自中央处理器的控制信号；F8L10D的LoRa模块的AUX1 端口、DOUT1端口分别对应与中央处理器的P0.2端口、P0.3端口连接，以接收来自中央处理器的UART信号；F8L10D的LoRa模块的RST用于接收来自中央处理器的复位信号。

进一步地，电路接口包括第一RS485通信接口、4-20mA信号输入接口以及开关量输入接口，数据采集单元22包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器、液位传感器、水浸传感器、烟雾传感器、电量采集模块、开关量采集模块以及模拟量采集模块；电量采集模块、开关量采集模块以及模拟量采集模块均通过RS485通信接口连接中央处理器的输入端；温度传感器、湿度传感器、压力传感器、液位传感器通过4-20mA信号输入接口连接中央处理器的输入端；水浸传感器、烟雾传感器通过开关量输入接口连接中央处理器的输入端。

其中，电量采集模块、开关量采集模块、模拟量采集模块三者均是指采用现有的具有RS485通信接口的一类通用采集设备，电量采集模块用于采集设备相关的电量数据，电量数据包括电压、电流、功率因素、功率、有功电能、无功电能等；开关量采集模块采集开关量数据，该开关量数据包括泵的启停状态、泵的手自动运行状态、泵的开关量报警信号、电源开合闸状态；模拟量采集模块采集模拟数据，模拟数据包括变频器的运行频率等。温度传感器测量环境温度信息并转换成温度4-20mA信号，湿度传感器测量环境湿度信息并转换成湿度4-20mA信号，压力传感器测量压力信息并转换成压力 4-20mA信号，液位传感器测量液面的高度信息并转换成液面4-20mA信号，水浸传感器检测地面积水状态并转换为水浸开关信号，烟雾传感器检测浓度并转换为烟雾浓度开关信号。所述温度传感器、湿度传感器、压力传感器、液位传感器均把转换出来的信号通过4-20mA信号输入接口传送至中央处理器，水浸传感器、烟雾传感器把转为出来的信号通过开关量输入借口传送至中央处理器，电量采集模块、开关量采集模块、模拟量采集模块通过RS485 通信接口把所采集到的数据传送至中央处理器。

另外，请参照图4和图5，第一RS485通信接口优选采用MAX3485ESA 芯片。并且，第一RS485通信接口的RO端口、端口、DE端口、DI端口分别对应与中央处理器的P0.1端口、P6.6/A14M/A6端口、P7.0/AD0/D0端口、 P0.0端口连接，以接收来自中央处理器的UART信号；开关量输入接口的 ADC13连接中央处理器的模拟转数字信号端口。其中，在一种优选的实施例中，开关量输入接口的ADC13连接中央处理器的P5.5/A13端口。

进一步地，LoRa转换电路21还包括电池以及供电接口，电池通过供电接口连接数据采集单元22，电池与开关量输入接口电连接。通过在LoRa转换电路21中设置电池，电池可以与电路接口连接，还可以给数据采集单元22 供电，在安装数据传感器采集相关数据时无需布设电源线。

另外，LoRa服务基站3与项目本地服务器4之间通过第二RS485通信接口连接，优选地，LoRa服务基站3与项目本地服务器4之间通过第二RS485 通信接口使用MOBUS协议进行通讯。此外，LoRa服务基站3与项目本地服务器4之间还可以支持HTTP通讯协议以及LoRa通讯协议。

在本实用新型的设备运行状态的检测系统1中，用户可以在手机APP端或电脑端设定初始的正常数值范围，并把初始值通过互联网传送至云服务器 5，在报警服务器6中设置报警接收者，当报警服务器6为短信服务器时，在短信服务器中可以预设短信接收者。

数据采集模块2对设备的数据进行采集，并将采集到的数据传送至LoRa 服务基站3，LoRa服务基站3把收集到的数据传送至项目本地服务器4，项目本地服务器4把收到的数据进行储存，再通过互联网将存储的数据传送至云服务器5，云服务器5把收到的数据与设定的初始数据进行对比，根据对比结果来判断是否需要报警。此外，对比结果还可以通过互联网传送到电脑PC 端、手机APP端以及报警服务器6。

云服务器5在对接收到的数据进行对比后，得到对比结果后，云服务器5 对接收到的数据的数据类型的状态进行检测，判断该数据类型是否处于报警状态，得到判断结果。需要说明的是，当报警服务器6针对某一数据已经向手机APP端或电脑PC端发送了报警信息时，说明云服务器已经将该数据对应的数据类型进行过标记，该数据对应的数据类型处于报警状态。其中，在云服务器5中可以预先存储数据与数据类型的对应关系，当接收到的数据为电压数据时，对应的数据类型为电压；当接收到的数据为泵的启停状态时，对应的数据类型为泵的启停等。

具体地，当云服务器5接收到数据采集模块2采集的数据后，先将采集到的数据与预设的正常数值范围进行比较，再判断采集到的数据对应的数据类型是否处于报警状态，得到判断结果。当采集到的数据不在正常数值范围内，且该数据对应的数据类型处于报警状态(即，已经针对该类数据进行过报警)，则云端服务器不对报警服务器6发出报警指令；当采集到的数据在正常数值范围内，且该数据对应的数据类型处于报警状态，则云端服务器将对应的数据类型标记为正常状态，且发送取消报警指令至报警服务器6，报警服务器6接收到取消报警指令后发送取消报警消息至终端7；当采集到的数据不在正常数值范围内，且该数据对应的数据类型不处于报警状态(即，处于正常状态)，则云服务器5将对应的数据类型标记为报警状态且发送与接收到的数据对应的报警指令至报警服务器6，报警服务器6接收到报警指令后，发送与该报警指令对应的预设内容的报警消息至终端7，其中，预设内容可以根据用户的实际需要进行设定；当采集到的数据在正常数值范围内，且该数据对应的数据类型不处于报警状态，则不对报警服务器6发出指令，也不改变该数据对应的数据类型的状态。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种设备运行状态的检测系统，其特征在于，所述设备运行状态的检测系统包括数据采集模块、LoRa服务基站、项目本地服务器、云服务器、报警服务器以及终端，所述数据采集模块与所述LoRa服务基站无线连接，所述LoRa服务基站与项目本地服务器连接，所述云服务器分别与终端、报警服务器以及项目本地服务器通信连接，所述数据采集模块包括LoRa转换电路、中央处理器以及数据采集单元，所述中央处理器通过所述LoRa转换电路与所述数据采集单元连接，所述LoRa转换电路包括与所述中央处理器连接的LoRa模块以及电路接口；

所述LoRa模块的MO0A端口、MO0B端口分别对应与所述中央处理器的第一输入/输出端口、第二输入/输出端口连接；所述LoRa模块的辅助控制开关端口、比较结果输出端口分别对应与所述中央处理器的第三输入/输出端口、第四输入/输出端口连接；所述LoRa模块的RST用于接收所述中央处理器的复位信号。

2.如权利要求1所述的设备运行状态的检测系统，其特征在于，所述中央处理器的型号为C8051F040，所述第一输入/输出端口为P7.1/AD1/D1端口，所述第二输入/输出端口为P7.1/AD2/D2端口，所述第三输入/输出端口为P0.2端口，所述第四输入/输出端口为P0.3端口。

3.如权利要求2所述的设备运行状态的检测系统，其特征在于，所述LoRa模块的型号为F8L10D，所述辅助控制开关端口为AUX1端口，所述比较结果输出端口为DOUT1端口。

4.如权利要求1-3中任一项所述的设备运行状态的检测系统，其特征在于，所述电路接口包括第一RS485通信接口、4-20mA信号输入接口以及开关量输入接口，所述数据采集单元包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器、液位传感器、水浸传感器、烟雾传感器、电量采集模块、开关量采集模块以及模拟量采集模块；

所述电量采集模块、所述开关量采集模块以及所述模拟量采集模块均通过所述RS485通信接口连接所述中央处理器的输入端；所述温度传感器、所述湿度传感器、所述压力传感器、所述液位传感器通过4-20mA信号输入接口连接所述中央处理器的输入端；所述水浸传感器、烟雾传感器通过开关量输入接口连接所述中央处理器的输入端。

5.如权利要求4所述的设备运行状态的检测系统，其特征在于，所述第一RS485通信接口采用MAX3485ESA芯片。

6.如权利要求5所述的设备运行状态的检测系统，其特征在于，所述第一RS485通信接口的RO端口、端口、DE端口、DI端口分别对应与所述中央处理器的P0.1端口、P6.6/A14M/A6端口、P7.0/AD0/D0端口、P0.0端口连接；所述开关量输入接口的ADC13连接所述中央处理器的模拟转数字信号端口。

7.如权利要求6所述的设备运行状态的检测系统，其特征在于，所述开关量输入接口的ADC13连接所述中央处理器的P5.5/A13端口。

8.如权利要求4所述的设备运行状态的检测系统，其特征在于，所述LoRa转换电路还包括电池以及供电接口，所述电池通过所述供电接口连接所述数据采集单元，所述电池与所述开关量输入接口电连接。

9.如权利要求1-3中任一项所述的设备运行状态的检测系统，其特征在于，所述LoRa服务基站与所述项目本地服务器之间通过第二RS485通信接口连接。

10.如权利要求9所述的设备运行状态的检测系统，其特征在于，所述LoRa服务基站与所述项目本地服务器之间通过所述第二RS485通信接口使用MOBUS协议进行通讯。