本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是指一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高爐雷達料面監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，“物物相息”的理念已經(jīng)滲透到了各個領(lǐng)域之中，其改變了傳統(tǒng)工業(yè)的控制測量方式。國家在《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中，明確圈定了9大領(lǐng)域重點示范工程，“智能工業(yè)”就是其中之一。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通常包括部署在各個區(qū)域的物聯(lián)網(wǎng)通信節(jié)點，通過大量的物聯(lián)網(wǎng)通信節(jié)點對多個區(qū)域采集數(shù)據(jù)和監(jiān)控。在高爐料面監(jiān)測領(lǐng)域，為了充分反映爐內(nèi)料面的整體形狀，通常會采取測量料面多點來綜合反映料面信息。而雷達作為復雜環(huán)境下首選的測量傳感器，在高爐料面探測中被廣泛使用。由于一個雷達在固定的情況下只能測量料面某一點距離數(shù)據(jù)，因此采用陣列雷達多點測量能夠充分反映料面的形狀等信息。目前雷達測距有兩種方法，第一種方法是發(fā)射脈沖信號，測量時間差來計算距離的方式，第二種方法是發(fā)射連續(xù)調(diào)頻波，通過頻率差來計算距離的方式。由于高爐內(nèi)復雜惡劣的工業(yè)環(huán)境，第一種方法不適于高爐料面信息的監(jiān)測，通常采用第二種方法，能夠最大地反映料面及其爐內(nèi)干擾信息。工業(yè)現(xiàn)場對于實時性要求較高，因此就需要較高傳輸速度的通信方式來解決傳輸問題?，F(xiàn)有的雷達采用的信號傳輸協(xié)議包括：CAN協(xié)議、RS485協(xié)議等，該類協(xié)議的主要缺點是傳輸速率慢、傳輸距離短，導致信號傳輸?shù)男阅懿?。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高爐雷達料面監(jiān)測系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的信號傳輸?shù)男阅懿畹膯栴}。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高爐雷達料面監(jiān)測系統(tǒng)，包括：位于高爐頂端的多個雷達節(jié)點，網(wǎng)關(guān)節(jié)點以及監(jiān)控中心節(jié)點；所述多個雷達節(jié)點中的每個雷達節(jié)點，用于獲取雷達回波數(shù)據(jù)，并基于TCP/IP協(xié)議，將獲取的所述雷達回波數(shù)據(jù)通過所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點發(fā)送至所述監(jiān)控中心節(jié)點；所述監(jiān)控中心節(jié)點，用于依據(jù)接收到的所述多個雷達節(jié)點發(fā)送的所述雷達回波數(shù)據(jù)，繪制料面信息。進一步地，所述每個雷達節(jié)點包括：雷達裝置和以太網(wǎng)組件；其中，所述雷達裝置包括：處理器；所述處理器，用于產(chǎn)生連續(xù)調(diào)頻波，并依據(jù)產(chǎn)生的所述連續(xù)調(diào)頻波，獲取雷達回波數(shù)據(jù)；所述以太網(wǎng)組件，用于基于TCP/IP協(xié)議，將所述處理器獲取的所述雷達回波數(shù)據(jù)通過所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點發(fā)送至所述監(jiān)控中心節(jié)點。進一步地，所述雷達裝置還包括：溫度傳感器；所述溫度傳感器，用于獲取所述雷達節(jié)點的溫度數(shù)據(jù)，并將獲取的所述雷達節(jié)點的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至所述處理器；所述以太網(wǎng)組件，用于基于TCP/IP協(xié)議，將所述處理器接收到的所述雷達節(jié)點的溫度數(shù)據(jù)通過所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點發(fā)送至所述監(jiān)控中心節(jié)點。進一步地，所述雷達回波數(shù)據(jù)及所述溫度數(shù)據(jù)采用“頭字節(jié)+數(shù)據(jù)字節(jié)+尾字節(jié)”的結(jié)構(gòu)進行傳輸；其中，所述雷達回波數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)包括：一個頭字節(jié)標志位、1024個字節(jié)的雷達回波數(shù)據(jù)和一個字節(jié)結(jié)束標志位；所述溫度數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)包括：一個頭字節(jié)標志位、1個字節(jié)的溫度數(shù)據(jù)和一個字節(jié)結(jié)束標志位。進一步地，所述監(jiān)控中心節(jié)點，還用于設置所述多個雷達節(jié)點中每個雷達節(jié)點的工作方式，其中，所述工作方式包括：工作頻率、盲區(qū)及高溫斷電。進一步地，所述多個雷達節(jié)點中的每個雷達節(jié)點均與所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點相連，所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點還與所述監(jiān)控中心節(jié)點相連；或，所述多個雷達節(jié)點中的每個雷達節(jié)點通過環(huán)形布線方式連接所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點，所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點還與所述監(jiān)控中心節(jié)點相連。進一步地，所述系統(tǒng)還包括：中繼節(jié)點；所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點通過所述中繼節(jié)點與所述監(jiān)控中心節(jié)點相連；所述中繼節(jié)點，用于對所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點接收到的所述雷達回波數(shù)據(jù)及溫度數(shù)據(jù)進行放大處理后，發(fā)送至所述監(jiān)控中心節(jié)點。進一步地，所述監(jiān)控中心節(jié)點，還用于依據(jù)預先設置的巡檢方式，依次獲取所述多個雷達節(jié)點中的每個雷達節(jié)點的溫度數(shù)據(jù)，并依據(jù)獲取的當前雷達節(jié)點的溫度數(shù)據(jù)，判斷所述當前雷達節(jié)點的溫度數(shù)據(jù)是否大于預設的第一溫度閾值且小于預設的第二溫度閾值，若大于預設的第一溫度閾值且小于預設的第二溫度閾值，則采取間歇式巡檢方式和所述當前雷達節(jié)點進行通信，以降低當前雷達節(jié)點的巡檢頻率；所述監(jiān)控中心節(jié)點，還用于判斷所述當前雷達節(jié)點的溫度數(shù)據(jù)是否大于等于預設的第二溫度閾值，若大于等于預設的第二溫度閾值，則對所述當前雷達節(jié)點進行斷電處理；其中，所述預先設置的巡檢方式包括：正向巡檢方式或反向巡檢方式；所述正向巡檢方式為按照所述多個雷達節(jié)點中每個雷達節(jié)點的標號從小到大，依次獲取每個雷達節(jié)點獲取的溫度數(shù)據(jù)及雷達回波數(shù)據(jù)；所述反向巡檢方式為按照所述多個雷達節(jié)點中每個雷達節(jié)點的標號從大到小，依次獲取每個雷達節(jié)點獲取的溫度數(shù)據(jù)及雷達回波數(shù)據(jù)。進一步地，所述預先設置的巡檢方式還包括：故障巡檢方式；所述監(jiān)控中心節(jié)點，還用于采用故障巡檢方式，對所述多個雷達節(jié)點中的每個雷達節(jié)點進行故障巡檢，確定所述多個雷達節(jié)點中發(fā)生故障的雷達節(jié)點，并根據(jù)預先存儲的歷史雷達回波數(shù)據(jù)和未發(fā)生故障的雷達節(jié)點獲取的雷達回波數(shù)據(jù)進行機器學習，繪制料面信息，其中，所述發(fā)生故障的雷達節(jié)點包括：不工作的雷達節(jié)點及獲取的雷達回波數(shù)據(jù)失真的雷達節(jié)點。進一步地，所述監(jiān)控中心節(jié)點，還用于對發(fā)生故障的雷達節(jié)點進行報警，并依據(jù)預設的故障診斷庫對發(fā)生故障的雷達節(jié)點進行故障診斷，確定所述發(fā)生故障的雷達節(jié)點的故障類型及健康狀況，依據(jù)所述發(fā)生故障的雷達節(jié)點的健康狀況，確定所述發(fā)生故障的雷達節(jié)點的維護周期。本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：上述方案中，通過多個雷達節(jié)點中的每個雷達節(jié)點獲取雷達回波數(shù)據(jù)，并基于TCP/IP協(xié)議，將獲取的所述雷達回波數(shù)據(jù)通過所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點發(fā)送至所述監(jiān)控中心節(jié)點；接著，由所述監(jiān)控中心節(jié)點依據(jù)接收到的所述多個雷達節(jié)點發(fā)送的所述雷達回波數(shù)據(jù)，繪制料面信息。這樣，基于TCP/IP協(xié)議傳輸所述雷達回波數(shù)據(jù)，由于TCP/IP協(xié)議傳輸速度快且傳輸距離長，從而能夠提高所述雷達回波數(shù)據(jù)的傳輸速度及傳輸距離，同時提高系統(tǒng)的傳輸性能。附圖說明圖1為本發(fā)明實施例提供的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高爐雷達料面監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的雷達節(jié)點的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高爐雷達料面監(jiān)測系統(tǒng)的工作流程示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的旋轉(zhuǎn)雷達的料面測量示意圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的雷達節(jié)點的部署結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實施例提供的8個雷達節(jié)點安裝位置俯視圖；圖7為本發(fā)明實施例提供的8個雷達節(jié)點安裝位置主視圖。具體實施方式為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進行詳細描述。本發(fā)明針對現(xiàn)有的信號傳輸?shù)男阅懿畹膯栴}，提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高爐雷達料面監(jiān)測系統(tǒng)。實施例一參看圖1所示，本發(fā)明實施例提供的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高爐雷達料面監(jiān)測系統(tǒng)，包括：位于高爐頂端的多個雷達節(jié)點，網(wǎng)關(guān)節(jié)點以及監(jiān)控中心節(jié)點；所述多個雷達節(jié)點中的每個雷達節(jié)點，用于獲取雷達回波數(shù)據(jù)，并基于TCP/IP協(xié)議，將獲取的所述雷達回波數(shù)據(jù)通過所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點發(fā)送至所述監(jiān)控中心節(jié)點；所述監(jiān)控中心節(jié)點，用于依據(jù)接收到的所述多個雷達節(jié)點發(fā)送的所述雷達回波數(shù)據(jù)，繪制料面信息。本發(fā)明實施例所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高爐雷達料面監(jiān)測系統(tǒng)，通過多個雷達節(jié)點中的每個雷達節(jié)點獲取雷達回波數(shù)據(jù)，并基于TCP/IP協(xié)議，將獲取的所述雷達回波數(shù)據(jù)通過所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點發(fā)送至所述監(jiān)控中心節(jié)點；接著，由所述監(jiān)控中心節(jié)點依據(jù)接收到的所述多個雷達節(jié)點發(fā)送的所述雷達回波數(shù)據(jù)，繪制料面信息。這樣，基于TCP/IP協(xié)議傳輸所述雷達回波數(shù)據(jù)，由于TCP/IP協(xié)議傳輸速度快且傳輸距離長，從而能夠提高所述雷達回波數(shù)據(jù)的傳輸速度及傳輸距離，同時提高系統(tǒng)的傳輸性能。本實施例中，由所述監(jiān)控中心節(jié)點對接收到的所述多個雷達節(jié)點發(fā)送的所述雷達回波數(shù)據(jù)進行頻譜分析，可以得到每個雷達節(jié)點各自所照射區(qū)域內(nèi)的料面到當前雷達節(jié)點之間的距離數(shù)據(jù)，還可以得到爐內(nèi)的其他信息，例如，布料溜槽位置、十字測溫支架位置、甚至料面下降速度等信息，根據(jù)頻譜分析得到的信息，最終繪制出料面信息。本實施例中，所述系統(tǒng)包括：位于高爐爐頂?shù)亩鄠€雷達節(jié)點，網(wǎng)關(guān)節(jié)點以及監(jiān)控中心節(jié)點；其中，所述多個雷達節(jié)點中的每個雷達節(jié)點可以為具有以太網(wǎng)雙向通信功能的雷達測距傳感器，所述雷達節(jié)點的數(shù)量可以根據(jù)實際情況進行確定，例如，所述雷達節(jié)點的數(shù)量可以為10；所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點作為各個雷達節(jié)點與所述監(jiān)控中心節(jié)點進行通信的橋梁；所述監(jiān)控中心節(jié)點可以包括：上位機。在前述基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高爐雷達料面監(jiān)測系統(tǒng)的具體實施方式中，進一步地，所述每個雷達節(jié)點包括：雷達裝置和以太網(wǎng)組件；其中，所述雷達裝置包括：處理器；所述處理器，用于產(chǎn)生連續(xù)調(diào)頻波，并依據(jù)產(chǎn)生的所述連續(xù)調(diào)頻波，獲取雷達回波數(shù)據(jù)；所述以太網(wǎng)組件，用于基于TCP/IP協(xié)議，將所述處理器獲取的所述雷達回波數(shù)據(jù)通過所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點發(fā)送至所述監(jiān)控中心節(jié)點。本實施例中，每個雷達節(jié)點包括：雷達裝置和以太網(wǎng)組件兩個部分，前一個部分是雷達測量所必須的各種功能模塊，所述雷達測量所必須的各種功能模塊構(gòu)成雷達裝置；而后一部分的以太網(wǎng)組件是測量數(shù)據(jù)傳輸必須的組件。本實施例中，如圖2所示，所述雷達裝置主要包含：天線、氮氣吹掃裝置、電源、產(chǎn)生高頻信號的高頻電路、放置所述高頻電路的高頻盒、進行在線調(diào)試的調(diào)試接口、處理器，其中，所述處理器為DSP處理器。所述DSP處理器和所述高頻盒相連，所述DSP處理器可用于產(chǎn)生連續(xù)步進頻率的調(diào)頻波，所述調(diào)頻波通過所述天線發(fā)射出去。具體的，可以在DSP處理器中編程，使高頻信號從24GHz連續(xù)均勻變化到26GHz，并通過采樣獲取1024點雷達回波數(shù)據(jù)。本實施例中，所述以太網(wǎng)組件包括：以太網(wǎng)芯片和基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡接口。所述以太網(wǎng)芯片為集成了TCP/IP協(xié)議和10/100M的以太網(wǎng)媒體接入控制器(MAC)和物理接口收發(fā)器(PHY)的網(wǎng)卡芯片；所述網(wǎng)絡接口為RJ45接口。所述以太網(wǎng)芯片直接與所述DSP處理器相連，為了加快讀寫速度，所述以太網(wǎng)芯片與所述DSP處理器連接方式采用16根數(shù)據(jù)總線、10根地址總線以及5根狀態(tài)控制總線相連，這極大地加快了所述DSP處理器與所述以太網(wǎng)芯片的通信速度，從而能夠提高每個雷達節(jié)點與所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點通信的實時性。本實施例中，所述以太網(wǎng)組件負責將采樣得到的1024點雷達回波數(shù)據(jù)發(fā)送至所述監(jiān)控中心節(jié)點中的上位機，并且在通信中與所述上位機進行交互。這樣，通過在雷達節(jié)點中增加基于TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)組件，能夠提高多個雷達節(jié)點在工作環(huán)境下的數(shù)據(jù)傳輸速度，便于監(jiān)控中心節(jié)點實時地進行料面信息的分析，例如，料面成像和布料降料時的動態(tài)分析，用戶能夠通過料面高度位置變化和不同位置的料面下降速度實時調(diào)節(jié)分配布料周期和布料矩陣。在前述基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高爐雷達料面監(jiān)測系統(tǒng)的具體實施方式中，進一步地，所述雷達裝置還包括：溫度傳感器；所述溫度傳感器，用于獲取所述雷達節(jié)點的溫度數(shù)據(jù)，并將獲取的所述雷達節(jié)點的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至所述處理器；所述以太網(wǎng)組件，用于基于TCP/IP協(xié)議，將所述處理器接收到的所述雷達節(jié)點的溫度數(shù)據(jù)通過所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點發(fā)送至所述監(jiān)控中心節(jié)點。本實施例中，如圖2所示，所述雷達裝置還包括：獲取所述雷達節(jié)點溫度數(shù)據(jù)的溫度傳感器，并將獲取的所述雷達節(jié)點的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至所述處理器；所述以太網(wǎng)組件，用于基于TCP/IP協(xié)議，將所述處理器接收到的所述雷達節(jié)點的溫度數(shù)據(jù)通過所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點發(fā)送至所述監(jiān)控中心節(jié)點，由所述監(jiān)控中心節(jié)點來監(jiān)測所述雷達節(jié)點的電路板中的溫度是否大于預設的閾值，以防止所述雷達節(jié)點的電路板因溫度過高被燒壞。本實施例中，所述雷達裝置的最大的特點在于對傳統(tǒng)的雷達裝置進行改進，增加了溫度傳感器，因此該雷達節(jié)點不僅能夠測量所述雷達節(jié)點所照射區(qū)域內(nèi)的料面到所述雷達節(jié)點之間的距離，而且能夠獲取該雷達節(jié)點的溫度數(shù)據(jù)，在監(jiān)控中心節(jié)點的上位機中可以根據(jù)雷達節(jié)點的溫度數(shù)據(jù)，適時地調(diào)度各雷達節(jié)點的工作方式。本實施例中，這樣的一個雷達節(jié)點，在所述基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高爐雷達料面監(jiān)測系統(tǒng)中的角色是作為一個通信節(jié)點。在前述基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高爐雷達料面監(jiān)測系統(tǒng)的具體實施方式中，進一步地，所述雷達回波數(shù)據(jù)及所述溫度數(shù)據(jù)采用“頭字節(jié)+數(shù)據(jù)字節(jié)+尾字節(jié)”的結(jié)構(gòu)進行傳輸；其中，所述雷達回波數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)包括：一個頭字節(jié)標志位、1024個字節(jié)的雷達回波數(shù)據(jù)和一個字節(jié)結(jié)束標志位；所述溫度數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)包括：一個頭字節(jié)標志位、1個字節(jié)的溫度數(shù)據(jù)和一個字節(jié)結(jié)束標志位。本實施例中，所述雷達回波數(shù)據(jù)及所述溫度數(shù)據(jù)采用“頭字節(jié)+數(shù)據(jù)字節(jié)+尾字節(jié)”的結(jié)構(gòu)進行傳輸，在傳輸雷達回波數(shù)據(jù)時，采用長度為1026字節(jié)數(shù)據(jù)進行傳輸，分別為一個頭字節(jié)標志位、1024個字節(jié)的雷達回波數(shù)據(jù)和一個字節(jié)結(jié)束標志位，這個數(shù)據(jù)的封裝是在DSP處理器中通過Socket進行封裝的，再經(jīng)過網(wǎng)關(guān)節(jié)點進行傳輸?shù)竭_所述上位機，所述上位機通過接收到的數(shù)據(jù)依據(jù)頭字節(jié)標志位開始解析數(shù)據(jù)包。本實施例中，在傳輸溫度數(shù)據(jù)時，采用定時發(fā)送，由于雷達節(jié)點中溫度變化的緩慢性和溫度傳感器的原理特征，通常每隔5～8秒采集一次溫度數(shù)據(jù)，而溫度數(shù)據(jù)的封裝依舊采用頭字節(jié)加數(shù)據(jù)字節(jié)加尾字節(jié)，實際中，對于溫度數(shù)據(jù)只保留到個位，因此一個字節(jié)能夠完全滿足溫度數(shù)據(jù)的存儲需求，因此傳輸溫度數(shù)據(jù)只需要3個字節(jié)即可。本實施例中，對于溫度數(shù)據(jù)和1024點的雷波回波數(shù)據(jù)的傳輸，相同的是結(jié)構(gòu)，不同的是結(jié)構(gòu)所包含的內(nèi)容，這對于雷達節(jié)點實時發(fā)送具有較高的實時性和可靠性。在前述基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高爐雷達料面監(jiān)測系統(tǒng)的具體實施方式中，進一步地，所述監(jiān)控中心節(jié)點，還用于設置所述多個雷達節(jié)點中每個雷達節(jié)點的工作方式，其中，所述工作方式包括：工作頻率、盲區(qū)及高溫斷電。本實施例中，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠使監(jiān)控中心節(jié)點與雷達節(jié)點進行快速的雙向通訊。監(jiān)控中心節(jié)點作為用戶直接操作的部分，在以太網(wǎng)中可以充分發(fā)揮其控制作用，讓用戶與每個雷達節(jié)點進行點對點的實時通信，包括，設置每個雷達節(jié)點的工作方式，例如，設置每個雷達節(jié)點的工作頻率(包括：上下變頻參數(shù))、盲區(qū)、高溫斷電等工作方式，而雷達節(jié)點能夠?qū)τ脩舻恼埱筮M行響應，發(fā)送測量的雷達回波數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)等。本實施例中，盲區(qū)設置、工作頻率設置等，既可以由上位機設置，也可以由用戶自主設置。在進行盲區(qū)設置時，靠近爐心的雷達盲區(qū)設置必須濾除溜槽布料時周期性的干擾，使雷達回波數(shù)據(jù)盡可能包含真實的料面信息；在爐壁邊緣，主要的影響是二次回波的影響，因此就需要對較高頻率的信號進行濾除。同時，溫度數(shù)據(jù)作為一個非常重要的指標，直接關(guān)系系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可以設置溫度閾值，超過閾值進行間歇巡檢或者斷電處理，從而提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。在前述基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高爐雷達料面監(jiān)測系統(tǒng)的具體實施方式中，進一步地，所述多個雷達節(jié)點中的每個雷達節(jié)點均與所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點相連，所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點還與所述監(jiān)控中心節(jié)點相連；或，所述多個雷達節(jié)點中的每個雷達節(jié)點通過環(huán)形布線方式連接所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點，所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點還與所述監(jiān)控中心節(jié)點相連。本實施例中，在部署N個雷達節(jié)點時，考慮到所述系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可以采用星型布線方式，將所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點作為中心節(jié)點，N個雷達節(jié)點呈星型分布在高爐頂端作為所述中心節(jié)點的下級節(jié)點，整個網(wǎng)絡由中心節(jié)點執(zhí)行集中式通信控制管理，各節(jié)點間的通信都要通過所述中心節(jié)點。每一個要發(fā)送數(shù)據(jù)的雷達節(jié)點都將要發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送至所述中心節(jié)點，再由所述中心節(jié)點負責將數(shù)據(jù)送到監(jiān)控中心節(jié)點。本實施例中，例如，所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點為集線器；在高爐頂端較為有限的空間中，每個雷達節(jié)點以高爐的中心(簡稱：爐心)為中心呈發(fā)射狀分布，考慮到每個雷達節(jié)點的獨立性，現(xiàn)場采用星型布線方式，每個雷達節(jié)點通過RJ45接口與所述集線器進行相連，所述集線器另一端走一路總線與監(jiān)控中心節(jié)點相連。這樣，對于任意雷達節(jié)點的訪問控制方法簡單，訪問協(xié)議也比較簡單，而且在一個雷達節(jié)點出現(xiàn)故障時，網(wǎng)關(guān)節(jié)點可以對線路進行逐一隔離以進行故障檢測和定位，單個連接點的故障只會影響一個雷達節(jié)點，不會影響全網(wǎng)的雷達節(jié)點。本實施例中，考慮到高爐爐頂雷達節(jié)點的安裝位置比較集中的特點，也可以采用環(huán)形布線方式。其特點是在爐頂上設一個中央節(jié)點，所述中央節(jié)點為網(wǎng)關(guān)節(jié)點，每個雷達節(jié)點通過環(huán)形布線方式連接所述中央節(jié)點，這樣走線最短，在爐頂高溫特別惡劣環(huán)境下，短線距十分重要。每個節(jié)點均采用直流供電方式和以太網(wǎng)通信方式的兩根穿管走線方法，在節(jié)點發(fā)生故障時容易維護，也就是說，用于通信的通信線走一根鋼管，供電的電源線走另一根鋼管，這樣能夠避免所有通信線和電源線走同一根管，當線路出現(xiàn)故障時，便于維護。在前述基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高爐雷達料面監(jiān)測系統(tǒng)的具體實施方式中，進一步地，所述系統(tǒng)還包括：中繼節(jié)點；所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點通過所述中繼節(jié)點與所述監(jiān)控中心節(jié)點相連；所述中繼節(jié)點，用于對所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點接收到的所述雷達回波數(shù)據(jù)及溫度數(shù)據(jù)進行放大處理后，發(fā)送至所述監(jiān)控中心節(jié)點。本實施例中，所述中繼節(jié)點可以為中繼器，所述中繼節(jié)點的數(shù)量根據(jù)雷達節(jié)點到監(jiān)控中心節(jié)點的實際距離而定，高爐頂端到監(jiān)控中心節(jié)點的距離一般為200多米，在100多米需要增加一個中繼節(jié)點，對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行放大處理，以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴Ｔ谇笆龌谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的高爐雷達料面監(jiān)測系統(tǒng)的具體實施方式中，進一步地，所述監(jiān)控中心節(jié)點，還用于依據(jù)預先設置的巡檢方式，依次獲取所述多個雷達節(jié)點中的每個雷達節(jié)點的溫度數(shù)據(jù)，并依據(jù)獲取的當前雷達節(jié)點的溫度數(shù)據(jù)，判斷所述當前雷達節(jié)點的溫度數(shù)據(jù)是否大于預設的第一溫度閾值且小于預設的第二溫度閾值，若大于預設的第一溫度閾值且小于預設的第二溫度閾值，則采取間歇式巡檢方式和所述當前雷達節(jié)點進行通信，以降低當前雷達節(jié)點的巡檢頻率；所述監(jiān)控中心節(jié)點，還用于判斷所述當前雷達節(jié)點的溫度數(shù)據(jù)是否大于等于預設的第二溫度閾值，若大于等于預設的第二溫度閾值，則對所述當前雷達節(jié)點進行斷電處理；其中，所述預先設置的巡檢方式包括：正向巡檢方式或反向巡檢方式；所述正向巡檢方式為按照所述多個雷達節(jié)點中每個雷達節(jié)點的標號從小到大，依次獲取每個雷達節(jié)點獲取的溫度數(shù)據(jù)及雷達回波數(shù)據(jù)；所述反向巡檢方式為按照所述多個雷達節(jié)點中每個雷達節(jié)點的標號從大到小，依次獲取每個雷達節(jié)點獲取的溫度數(shù)據(jù)及雷達回波數(shù)據(jù)。本實施例中，所述以太網(wǎng)傳輸?shù)乃俾蕦嶋H最高能夠達到10Mbps，對于雷達回波數(shù)據(jù)基本能夠沒有延時地發(fā)送到上位機。但是，由于雷達節(jié)點是通過發(fā)射連續(xù)調(diào)頻波來獲取雷達回波數(shù)據(jù)，因此，每個雷達節(jié)點不能夠同時發(fā)射連續(xù)調(diào)頻波來獲取雷達回波數(shù)據(jù)，不然會引起雷達回波干擾嚴重，無法判斷真實的料面信息。因此，本實施例提供了一種基于多雷達節(jié)點的協(xié)同工作方式，提供了4種雷達巡檢方式與雷達節(jié)點進行通信，包括：正向巡檢方式、反向巡檢方式、故障巡檢方式、間歇式巡檢方式等，如圖3所示，。每個雷達節(jié)點按爐心到爐壁的位置進行標號，如1～8，從小到大進行逐個檢測，該方式為正向巡檢方式；從大到小，就是反向巡檢方式。本實施例中，雷達節(jié)點的高頻信號是由高頻盒產(chǎn)生，雷達節(jié)點在連續(xù)高頻率工作時，會出現(xiàn)過熱的現(xiàn)象，為了避免這種不良反應，對于雷達節(jié)點的溫度的檢測就很重要，一旦溫度過高(例如，大于90攝氏度且小于120攝氏度)，將會采取間歇式巡檢方式，高頻盒的溫度會因為巡檢頻率的減小而降低，如果溫度異常高(例如，大于等于120攝氏度)，對雷達節(jié)點電路系統(tǒng)有不可逆轉(zhuǎn)的損害時，將會直接斷電處理。在前述基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高爐雷達料面監(jiān)測系統(tǒng)的具體實施方式中，進一步地，所述預先設置的巡檢方式還包括：故障巡檢方式；所述監(jiān)控中心節(jié)點，還用于采用故障巡檢方式，對所述多個雷達節(jié)點中的每個雷達節(jié)點進行故障巡檢，確定所述多個雷達節(jié)點中發(fā)生故障的雷達節(jié)點，并根據(jù)預先存儲的歷史雷達回波數(shù)據(jù)和未發(fā)生故障的雷達節(jié)點獲取的雷達回波數(shù)據(jù)進行機器學習，繪制料面信息，其中，所述發(fā)生故障的雷達節(jié)點包括：不工作的雷達節(jié)點及獲取的雷達回波數(shù)據(jù)失真的雷達節(jié)點。本實施例中，還采用故障巡檢方式判斷雷達節(jié)點是否發(fā)生故障，其中，所述故障包括：雷達節(jié)點不工作，或雷達節(jié)點獲取的雷達回波數(shù)據(jù)失真，當雷達節(jié)點不工作時，該雷達節(jié)點無法獲取雷達回波數(shù)據(jù)，就需要跳過該雷達節(jié)點，避免無效的巡檢，也就是說，無法獲取雷達回波數(shù)據(jù)的雷達節(jié)點將會在本輪故障巡檢結(jié)束后從巡檢雷達程序中被剔除。本實施例中，當雷達節(jié)點不工作，或雷達節(jié)點獲取的雷達回波數(shù)據(jù)失真時，在上位機中，可以根據(jù)歷史雷達回波數(shù)據(jù)和未發(fā)生故障的雷達節(jié)點獲取的雷達回波數(shù)據(jù)進行機器學習，對故障雷達缺省的雷達回波數(shù)據(jù)進行補償，從而能夠?qū)⑼暾牧厦嫘畔⒄故窘o用戶，讓料面信息不至于因為1個或幾個雷達節(jié)點的故障而出現(xiàn)較大的波動。在前述基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高爐雷達料面監(jiān)測系統(tǒng)的具體實施方式中，進一步地，所述監(jiān)控中心節(jié)點，還用于對發(fā)生故障的雷達節(jié)點進行報警，并依據(jù)預設的故障診斷庫對發(fā)生故障的雷達節(jié)點進行故障診斷，確定所述發(fā)生故障的雷達節(jié)點的故障類型及健康狀況，依據(jù)所述發(fā)生故障的雷達節(jié)點的健康狀況，確定所述發(fā)生故障的雷達節(jié)點的維護周期。本實施例中，所述監(jiān)控中心節(jié)點，還用于對發(fā)生故障的雷達節(jié)點進行報警，若所述發(fā)生故障的雷達節(jié)點的故障原因是雷達節(jié)點獲取的雷達回波數(shù)據(jù)失真，則依據(jù)所述發(fā)生故障的雷達節(jié)點獲取的失真的雷達回波數(shù)據(jù)，并引入預設的故障診斷庫來判斷所述發(fā)生故障的雷達節(jié)點的故障類型，并對失真的雷達回波數(shù)據(jù)的時域、頻域進行綜合測試分析，得出所述發(fā)生故障的雷達節(jié)點的健康狀況，其中，所述健康狀況包括：優(yōu)、良、中、差，依據(jù)所述發(fā)生故障的雷達節(jié)點的健康狀況，確定所述發(fā)生故障的雷達節(jié)點的維護周期，讓系統(tǒng)的維護更具有針對性和可靠性。本實施例中，所述監(jiān)控中心節(jié)點不僅可以與雷達節(jié)點進行通信，還可以通過其他預定的節(jié)點讀取爐內(nèi)信息，例如，通過其他預定的局域網(wǎng)節(jié)點，獲取高爐內(nèi)某時刻布焦還是布礦，溜槽旋轉(zhuǎn)位置、十字測溫以及布料矩陣等信息，并對雷達節(jié)點與其他預定的節(jié)點獲取的數(shù)據(jù)進行協(xié)同分析，綜合判斷爐內(nèi)的料面信息，最終繪制出與實際最接近的爐內(nèi)料面信息。本實施例適用的范圍不僅不限于多點雷達，對于單點雷達和高爐旋轉(zhuǎn)雷達也同樣適用，其根本特點在于，采用基于物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，每個節(jié)點與監(jiān)控中心節(jié)點進行實時高速雙向通信，將雷達節(jié)點或高爐旋轉(zhuǎn)雷達變成一個智能化的節(jié)點獲取數(shù)據(jù)，在傳輸數(shù)據(jù)時最大程度地包含料面信息，如圖4所示為基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的旋轉(zhuǎn)雷達的料面測量示意圖。本實施例中，以一個具體的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高爐雷達料面監(jiān)測系統(tǒng)為例，例如，所述系統(tǒng)可以包括：8個雷達節(jié)點、1個交換機節(jié)點(所述交換機節(jié)點為集線器)、若干個中繼節(jié)點以及監(jiān)控中心節(jié)點，如圖5所示，其中，所述交換機節(jié)點為圖1中的網(wǎng)關(guān)節(jié)點，在部署雷達節(jié)點時，使8個雷達節(jié)點固定安裝在高爐的頂端，工作時能夠檢測料面與所述雷達節(jié)點之間的距離。本實施例中，所示8個雷達節(jié)點呈星型發(fā)射狀分布在高爐頂端的各個點上，如圖6所示，雷達節(jié)點距離高爐中心線水平距離和水平安裝角度如表1所示。為了使每一個雷達節(jié)點能均勻的照射到料面各點上，1～5號雷達節(jié)點垂直安裝，6、7和8號雷達節(jié)點分別呈4.0°，13°，18°沿垂直方向向左傾，如圖7所示，每個雷達節(jié)點能夠照射在高爐半徑的八個點上。每個雷達節(jié)點作為星型網(wǎng)絡的一個采集節(jié)點，最后都連接在交換機節(jié)點。表1雷達節(jié)點距離高爐中心線水平距離和水平安裝角度雷達節(jié)點編號距離高爐中心線水平距離水平安裝角度1#4400mm333°2#3900mm185°3#3300mm72°4#2700mm27°5#2100mm105°6#1950mm72°7#1950mm285°8#1950mm250°本實施例中，所述交換機節(jié)點可以為集線器，所述交換機節(jié)點，用于接收雷達節(jié)點獲取的數(shù)據(jù)。安裝在一個區(qū)域內(nèi)的8個雷達節(jié)點通過監(jiān)控中心節(jié)點的控制采用預定的巡檢方式依次獲取各雷達節(jié)點獲取的溫度數(shù)據(jù)及雷達回波數(shù)據(jù)，并由所述監(jiān)控中心節(jié)點對雷達節(jié)點進行監(jiān)控，必要時對雷達節(jié)點進行斷電保護。本實施例中，所述中繼節(jié)點可以為中繼器，所述中繼節(jié)點的數(shù)量根據(jù)雷達節(jié)點到監(jiān)控中心節(jié)點實際距離而定，高爐頂端到監(jiān)控中心節(jié)點一般為200多米，在100多米需要增加一個中繼節(jié)點，對數(shù)據(jù)進行放大處理，提高數(shù)據(jù)傳輸中的可靠性。在實際操作中，對每個雷達節(jié)點節(jié)點分配一個IP地址和通信端口號。例如“192.168.0.2”、“192.168.0.3”、“192.168.0.4”、“192.168.0.5”、“192.168.0.6”、“192.168.0.7”、“192.168.0.8”、“192.168.0.9”，配置端口號均為5000，并且全部工作在服務器方式，監(jiān)聽各自端口號，而所述監(jiān)控中心節(jié)點工作在客戶端方式，便于請求服務端雷達節(jié)點采集數(shù)據(jù)。本實施例中，采用基于TCP/IP協(xié)議進行數(shù)據(jù)通信，可以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，以太網(wǎng)通信采用的電纜為工業(yè)以太網(wǎng)專用線(8芯)，中間有分兩層屏蔽層，分別為加厚鋁箔和高編屏蔽網(wǎng)。在遠距離訪問時，考慮信號的保真和安全，采用光端機進行轉(zhuǎn)換后用光纖進行遠傳。其中，光端機一般成對使用，分為光發(fā)射機和光接收機，光發(fā)射機完成電光轉(zhuǎn)換，并把光信號發(fā)射出去用于光纖傳輸；光接收機主要是把從光纖接收的光信號再還原為電信號，完成光電轉(zhuǎn)換。本實施例中，如圖5所示，所述監(jiān)控中心節(jié)點可以包括：位于中控室中用于現(xiàn)場控制的控制中心客戶端和用于遠程數(shù)據(jù)訪問的遠程控制中心客戶端，所述控制中心客戶端及遠程控制中心客戶端主要負責對中繼節(jié)點傳過來的數(shù)據(jù)進行入庫存儲、分析、繪制料面，同時對雷達回波數(shù)據(jù)進行濾波、降噪等一系列信號處理，同時在所述控制中心客戶端及遠程控制中心客戶端中可以觀察雷達節(jié)點是否發(fā)生故障，是否有報警信息，控制雷達節(jié)點的工作方式等。本實施例中，圖5為一個高爐的料面監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，對于多個高爐，就可以有多個類似小型局域網(wǎng)，通過交換機最終匯總到監(jiān)控總中心，可以擴大到一個廣域網(wǎng)內(nèi)所有的雷達節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸。本實施例中，所述雷達節(jié)點的工作原理均是基于調(diào)頻連續(xù)波(FrequencyModulatedContinuousWave，F(xiàn)MCW)技術(shù)，所述雷達節(jié)點可以按照監(jiān)控中心節(jié)點要求的分時、逐一巡檢的策略進行工作，如圖3所示，具體的，所述系統(tǒng)開機后，所述監(jiān)控中心節(jié)點首先建立與所有雷達節(jié)點的TCP/IP連接，所有雷達節(jié)點處于監(jiān)聽狀態(tài)，然后監(jiān)控中心節(jié)點作為客戶端給指定雷達節(jié)點如雷達節(jié)點1發(fā)送控制請求指令，雷達節(jié)點1接收到控制信號進行上下變頻數(shù)據(jù)采集，發(fā)送采集的雷達回波數(shù)據(jù)，等待然后向下一個雷達節(jié)點即雷達節(jié)點2發(fā)送相同控制指令，雷達節(jié)點1恢復監(jiān)聽；依此到雷達節(jié)點8發(fā)送完數(shù)據(jù)后，監(jiān)控中心節(jié)點客戶端再給雷達節(jié)點1發(fā)送控制指令，循環(huán)下去，這是正向巡檢方式。在現(xiàn)場生產(chǎn)中，對于巡檢的方式可以根據(jù)用戶的要求進行自主選擇，也可以采用反向巡檢方式，獲取每個雷達節(jié)點采集的雷達回波數(shù)據(jù)。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。當前第1頁1 2 3