專利名稱：無線智能測溫儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種溫度監(jiān)測裝置，尤其是一種用于監(jiān)測被控對象溫度變化并能進 行報警和控制降溫裝置動作的測溫儀，具體地說是一種無線智能測溫儀。
背景技術：
眾所周知，煤炭作為重要的工業(yè)原料和燃料，在發(fā)電、冶煉、化工、建材等行業(yè)中占 有重要的地位。而作為不可再生資源，如何合理、有效地開發(fā)、存儲、運輸煤炭資源以減少造 成無故浪費將是我們需要努力的方向。由于煤炭在經(jīng)過長時間的運輸及存儲之后，由于水 分的揮發(fā)、壓實程度的變化等因素影響易發(fā)生自燃，不僅對運行皮帶造成安全隱患，如果讓 已經(jīng)自燃的煤炭進入儲煤場，還會造成更大面積的損失，那么在傳輸皮帶尤其是在進廠煤 傳輸皮帶上，加裝溫度監(jiān)測設備，將為煤場安全提供有力保障。從產(chǎn)業(yè)結(jié)構來看，煤炭對于 我國有相當一部分行業(yè)例如發(fā)電、冶煉等起到至關重要的作用。但據(jù)統(tǒng)計每年被不受控制 的煤炭自燃燒掉的煤多達1000萬至2000萬噸，由此可見，煤的自燃問題已經(jīng)成為了一個突 出的問題，對于以煤炭作為主要燃料和工業(yè)原料的企業(yè)來說，采取有效的監(jiān)測和防范措施， 對于生產(chǎn)安全、經(jīng)濟效益等方面都具有深遠的意義。對于煤炭在運輸和儲存過程中溫度過高的監(jiān)測及預警，目前所有設備采集的數(shù)據(jù) 經(jīng)過多種轉(zhuǎn)換設備進行轉(zhuǎn)換和匯總后通過以太網(wǎng)傳輸給遠程服務器，進行保存和分析，以 聲光報警的方式提示用戶，通過人工操作方式處理異常。缺點轉(zhuǎn)換設備多，信號在多次轉(zhuǎn) 換過程中衰減，設備安裝復雜，異常響應慢、用戶M小時在崗。隨著人力成本的增長，原料 成本的上漲，工作效率的提高，數(shù)據(jù)正確性要求的提高，這種多設備轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)組成已無法 兩足。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的測溫儀存在轉(zhuǎn)換設備多，信號在多次轉(zhuǎn)換過程中衰 減，設備安裝復雜，異常響應慢、用戶須M小時在崗的問題，開發(fā)一種多接口、智能處理、無 線實時發(fā)送、并能提供精確空間位置信息的無線智能測溫儀。本發(fā)明的技術方案是
一種無線智能測溫儀，其特征是它包括
一中央處理器1 ；該中央處理器1用于對接收到的數(shù)據(jù)進行處理，并根據(jù)接收到的 數(shù)據(jù)發(fā)出控制指令；
一 FLASH存儲單元2，該FLASH存儲單元2用于存儲告警閾值并與前述的中央處理 器1進行數(shù)據(jù)交換；
一 SDRAM存儲單元3，該SDRAM存儲單元3用于將由中央處理器1送來的數(shù)據(jù)進行存儲 以供前述的FLASH存儲單元2進行分析和顯示模塊7進行顯示，顯示模塊7受控于中央處 理器1;
一 GPRS通信模塊4，該GPRS通信模塊4用于將中央處理器1發(fā)出的告警信號通過無線方式發(fā)送至用戶手持終端上，并將接收到的用戶手持終端發(fā)出的控制指令轉(zhuǎn)送到中央處理 器1中，由中央處理器1發(fā)出相應的控制指令，啟動相應的安全裝置；
一以太網(wǎng)接口 5，該以太網(wǎng)接口 5用于將前述的SDRAM存儲單元3中存儲的正常數(shù)據(jù)定 時傳送至遠程服務器中進行保存和分析；
一輸入信號A/D轉(zhuǎn)換器9，該輸入信號A/D轉(zhuǎn)換器9用于將多路控制輸入模塊14采集 的各種信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器10轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸入中央處理器1中，所述的控制輸入模塊14 與信號采集設備的輸出接口相連；
一輸出信號A/D轉(zhuǎn)換器10，該輸出信號A/D轉(zhuǎn)換器10用于將中央處理器1輸出的用于 控制安全裝置動作的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成安裝裝置能識別的模擬信號發(fā)送至多路控制輸出模 塊15中，所述的多路控制輸出模塊15與安全裝置的輸入接口相連；
一 GIS地理位置信息模塊6，該地理位置信息模塊6用于提供無線智能測溫儀的地 理位置信息，確定其空間屬性及空間分布圖，為遠程服務器決策提供依據(jù)。所述的信號采集設備至少包括紅外測溫儀、測溫光纖、激光測距儀、云臺、可燃氣 體探測器及煙霧探測器等中的一種。所述的安全裝置包括聲光報警裝置和降溫裝置等。本發(fā)明的無線智能測溫儀還包括電源模塊11，該電源模塊11為中央處理器1供電 的同時通過交直流轉(zhuǎn)換模塊12為信號采集設備供電，電源模塊11同時與市電及備用電源 相連。所述的中央處理器1還連接有實時時鐘模塊13和鍵盤輸入模塊8。所述的中央處理器1為ARM中央處理器。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明集成了多種類型數(shù)據(jù)的輸入輸出接口，可集成多種傳感器，可采集紅外溫度、云 臺的角度、測溫光纖的溫度、激光測距儀的位置數(shù)據(jù)、可燃氣體、煙霧等模擬量和數(shù)字的數(shù) 據(jù)，可輸出信號4-20MA、開關量和電壓；
本發(fā)明采用Atmel公司的ARM9處理器、嵌入式操作系統(tǒng)和實時數(shù)據(jù)庫，結(jié)合紅外測溫 技術、云臺控制技術、嵌入式控制技術、計算機網(wǎng)絡等先進科學技術，很好地解決了遠距離 傳輸過程中信號衰減的問題。本發(fā)明發(fā)揮了 GPRS功能，將異常溫度信息及里發(fā)送到用戶手持終端設備上，以供 用戶遠程實時監(jiān)控和遠程操作，解決M小時在崗監(jiān)測的缺點；
本發(fā)明自帶備用電池，在外部供電切斷情況下能保證數(shù)據(jù)采集設備連續(xù)工作6-8小 時，并且在外部電源斷電時自動通知用戶人員；能夠在供電(特別是斷電后重新供電)后可 靠地自動啟動運行，并且在外部斷電過程中，繼續(xù)工作，對正常數(shù)據(jù)保存，異常數(shù)據(jù)GPRS發(fā) 送給用戶，外部供電后，對在斷電過程中采集的數(shù)據(jù)優(yōu)先通過以太網(wǎng)方式傳送給遠程服務 器，保證數(shù)據(jù)不丟失。本發(fā)明結(jié)構簡單，易于實現(xiàn)，安裝調(diào)試方便，可靠性好，解決由于轉(zhuǎn)換設備多，設備 安裝復雜，布線復雜、異常響應慢等問題。本發(fā)明可用于各類需要對溫度進行監(jiān)控的場合，如煤場、碼頭、森林防火、燃氣存 儲罐、各種加工行業(yè)、食品制造行業(yè)等。
圖1是本發(fā)明的硬件組成示意圖。圖2是本發(fā)明的功能模塊組成示意圖。圖3是本發(fā)明的軟件流程示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。如圖1-3所示。一種無線智能測溫儀，尤其適用于煤炭儲運過程中，它主要由ARM處理器l，F(xiàn)lash 存儲單元2，SDRAM存儲器3，GPRS通訊模塊4，以太網(wǎng)接口 5，地理位置信息(GIS)模塊6， IXD顯示模塊7，鍵盤輸入模塊8，信號采集A/D轉(zhuǎn)換器9，信號輸出A/D轉(zhuǎn)換器10，電源模塊 11，交直流轉(zhuǎn)換(AC-DC)模塊12，實時時鐘模塊13，多路控制輸入模塊14，多路控制輸出模 塊15組成，如圖1所示；中央處理器1用于對接收到的數(shù)據(jù)進行處理，并根據(jù)接收到的數(shù) 據(jù)發(fā)出控制指令；FLASH存儲單元2用于存儲告警閾值并與前述的中央處理器1進行數(shù)據(jù) 交換；SDRAM存儲單元3用于將由中央處理器1送來的數(shù)據(jù)進行存儲以供前述的FLASH存 儲單元2進行分析和顯示模塊7進行顯示，顯示模塊7受控于中央處理器1 ；GPRS通信模 塊4用于將中央處理器1發(fā)出的告警信號通過無線方式發(fā)送至用戶手持終端上，并將接收 到的用戶手持終端發(fā)出的控制指令轉(zhuǎn)送到中央處理器1中，由中央處理器1發(fā)出相應的控 制指令，啟動相應的安全裝置；以太網(wǎng)接口 5用于將前述的SDRAM存儲單元3中存儲的正常 數(shù)據(jù)定時傳送至遠程服務器中進行保存和分析；輸入信號A/D轉(zhuǎn)換器9用于將多路控制輸 入模塊14采集的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸入中央處理器1中，所述的控制輸入模塊14 與信號采集設備的輸出接口相連，信號采集設備至少包括紅外測溫儀、測溫光纖、激光測距 儀、云臺、可燃氣體探測器及煙霧探測器等中的一種；輸出信號A/D轉(zhuǎn)換器10用于將中央處 理器1輸出的用于控制安全裝置動作的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成安裝裝置能識別的模擬信號發(fā)送 至多路控制輸出模塊15中，所述的多路控制輸出模塊15與安全裝置的輸入接口相連，安全 裝置包括聲光報警裝置和降溫裝置(如噴淋裝置)等；地理位置信息(GIS)模塊6，用于提供 無線智能測溫儀的地理位置信息，確定其空間屬性及空間分布圖，為遠程服務器決策提供 依據(jù)；電源模塊11為中央處理器1供電的同時通過交直流轉(zhuǎn)換模塊12為信號采集設備供 電，電源模塊11同時與市電及備用電源相連。實時時鐘模塊13用于和未能遠程服務器同 步以保證數(shù)據(jù)的正確性，鍵盤輸入模塊8用于連接操作鍵盤，進行參數(shù)設定和修改。本發(fā)明 的各模塊及其功能組成如圖2所示。本發(fā)明集成了多種數(shù)據(jù)輸入完成數(shù)據(jù)實時采集功能，采用Atmel公司的ARM9處理 器、嵌入式操作系統(tǒng)和實時數(shù)據(jù)庫的技術，對數(shù)據(jù)自動記錄存儲，實時分析，完成數(shù)據(jù)即時 顯示、時鐘同步、自動監(jiān)測(監(jiān)控)、故障報警、遠程控制、安全管理、自動傳輸、斷電自啟動等 功能，通常安裝在現(xiàn)場，將采集的數(shù)據(jù)實時通過有線發(fā)送至監(jiān)控室，并將異常數(shù)據(jù)及時通過 無線發(fā)送給監(jiān)控人員的手持終端設備上。嵌入式系統(tǒng)通過嵌入式系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行邏輯處理，對異常的數(shù)據(jù)過GPRS模塊4發(fā) 送給用戶的手持終端設備上，同時通過A/D轉(zhuǎn)換器-輸出10轉(zhuǎn)換成報警信號和開關量信 號，通過多路控制輸出15開啟聲光報警器，進行聲光報警，以提示用戶進行異常處理，同時輸出信號給降溫裝置，自動進行處理，以降低物體的溫度，減少經(jīng)濟損失。同時將采集到數(shù) 據(jù)和設備位置信息通過PGRS模塊8和以太網(wǎng)方式傳輸給手持終端設備遠程服務器；用戶可 通過顯示屏隨時查看當前設備的運行狀況以及進行參數(shù)設備。本發(fā)明的工作過程及軟件流程圖如圖3所示。由ARM處理器1控制多路控制輸入14所接外部傳感器的采集數(shù)據(jù)頻率和密度，數(shù) 據(jù)由A/D轉(zhuǎn)換器-輸入9轉(zhuǎn)換后，保存在SDRAM3上，通過ARM處理器1和Flash存儲單元2 根據(jù)預設的告警閥值進行數(shù)據(jù)分析，對大于或等于閥值的數(shù)據(jù)，通過GPRS模塊4發(fā)送到用 戶的手持終端設備上，用戶通過操作手持終端設備上軟件發(fā)送指令，ARM處理器1根據(jù)GPRS 模塊4接收的用戶指令，以過邏輯匹配后，發(fā)送開啟和關閉指令經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器-輸出10轉(zhuǎn) 換成相應的輸出信號來開啟和關閉降溫裝置；正常數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)實時發(fā)送給遠程服務器 進行儲存和進一步分析。采集到的數(shù)據(jù)通過IXD顯示模塊7實時顯示；通過鍵盤輸入模塊8設置無線智能 測溫儀的工作參數(shù)；通過電源模塊11和AC-DC模塊12將AC220V轉(zhuǎn)換成DC24V給無線測溫 儀、備用電池和外部采集設備供電。本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術相同或可采用現(xiàn)有技術加以實現(xiàn)。
權利要求
1.一種無線智能測溫儀，其特征是它包括一中央處理器(1);該中央處理器(1)用于對接收到的數(shù)據(jù)進行處理，并根據(jù)接收 到的數(shù)據(jù)發(fā)出控制指令；一 FLASH存儲單元(2)，該FLASH存儲單元(2)用于存儲告警閾值并與前述的中央 處理器(1)進行數(shù)據(jù)交換；一 SDRAM存儲單元(3 )，該SDRAM存儲單元(3 )用于將由中央處理器(1)送來的數(shù)據(jù)進 行存儲以供前述的FLASH存儲單元(2 )進行分析和顯示模塊(7 )進行顯示，顯示模塊(7 )受 控于中央處理器(1)；一 GPRS通信模塊(4 )，該GPRS通信模塊(4 )用于將中央處理器(1)發(fā)出的告警信號通 過無線方式發(fā)送至用戶手持終端上，并將接收到的用戶手持終端發(fā)出的控制指令轉(zhuǎn)送到中 央處理器(1)中，由中央處理器(1)發(fā)出相應的控制指令，啟動相應的安全裝置；一以太網(wǎng)接口(5)，該以太網(wǎng)接口(5)用于將前述的SDRAM存儲單元(3)中存儲的正常 數(shù)據(jù)定時傳送至遠程服務器中進行保存和分析；一輸入信號A/D轉(zhuǎn)換器(9)，該輸入信號A/D轉(zhuǎn)換器(9)用于將多路控制輸入模塊(14) 采集的各種信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器(10)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸入中央處理器(1)中，所述的控制輸 入模塊(14)與信號采集設備的輸出接口相連；一輸出信號A/D轉(zhuǎn)換器(10)，該輸出信號A/D轉(zhuǎn)換器(10)用于將中央處理器(1)輸出 的用于控制安全裝置動作的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成安裝裝置能識別的模擬信號發(fā)送至多路控制 輸出模塊(15)中，所述的多路控制輸出模塊(15)與安全裝置的輸入接口相連；一 GIS地理位置信息模塊(6)，該地理位置信息模塊(6)用于提供無線智能測溫儀 的地理位置信息。
2.根據(jù)權利要求1所述的無線智能測溫儀，其特征是所述的信號采集設備至少包括紅 外測溫儀、測溫光纖、激光測距儀、云臺、可燃氣體探測器及煙霧探測器中的一種。
3.根據(jù)權利要求1所述的無線智能測溫儀，其特征是所述的安全裝置包括聲光報警裝 置和降溫裝置。
4.根據(jù)權利要求1所述的無線智能測溫儀，其特征是它還包括電源模塊(11)，該電源 模塊(11)為中央處理器(1)供電的同時通過交直流轉(zhuǎn)換模塊(12)為信號采集設備供電，電 源模塊(11)同時與市電及備用電源相連。
5.根據(jù)權利要求1所述的無線智能測溫儀，其特征是所述的中央處理器(1)還連接有 實時時鐘模塊(13)和鍵盤輸入模塊(8 )。
6.根據(jù)權利要求1所述的用無線智能測溫儀，其特征是所述的中央處理器(1)為ARM9 中央處理器。
全文摘要
一種無線智能測溫儀，其特征是它主要由ARM處理器(1)，F(xiàn)lash存儲單元(2)，SDRAM(3)，GPRS模塊(4)，以太網(wǎng)接口(5)，GIS模塊(6)，LCD顯示模塊(7)，鍵盤輸入模塊(8)，A/D轉(zhuǎn)換器-輸入(9)，A/D轉(zhuǎn)換器-輸出(10)，電源模塊(11)，AC-DC模塊(12)，實時時鐘(13)，多路控制輸入(14)，多路控制輸出(15)組成；本發(fā)明具有數(shù)據(jù)自動記錄存儲、實時分析、實時顯示、時鐘同步、自動監(jiān)測(監(jiān)控)、異常數(shù)據(jù)告警、故障報警、遠程控制、安全管理、自動傳輸、斷電自啟動等功能。本發(fā)明結(jié)構簡單，安裝調(diào)試方便，可靠性好，解決了現(xiàn)有設備存在的轉(zhuǎn)換設備多，設備安裝復雜，布線復雜、異常響應慢等問題。
文檔編號G01J5/00GK102128683SQ20101061159
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權日2010年12月29日
發(fā)明者劉志恒, 吉鋒, 戴馨, 王斌, 王麟, 陳業(yè)新, 陳家慶, 陳杰暉 申請人:南京武大卓越科技有限公司