專利名稱：液壓機嵌入式智能監(jiān)控與維護模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于液壓機遠程診斷、監(jiān)控與維護技術(shù)，特別是一種液壓機嵌入式智能監(jiān)
控與維護模塊。
背景技術(shù)：
目前針對制造裝備的遠程監(jiān)測、診斷和維護，主要以PLC或工控機作為底層數(shù)據(jù) 采集發(fā)送終端，在這種模式下，當(dāng)信息量較大尤其是有圖像信息時，需外擴圖像信息處理模 塊，整個系統(tǒng)較為臃腫，且系統(tǒng)的專用性太強，可移植性差，功能單一，且對于監(jiān)控系統(tǒng)的安 裝有一定要求。另外，對于部分采用嵌入式模塊用作遠程維護的，一般系統(tǒng)功能較少無法處 理圖像與音頻信息，且無法對實時性較強的數(shù)據(jù)進行監(jiān)控。 如專利號02114341. 2發(fā)明專利公開了一種工程機械遠程監(jiān)控系統(tǒng)，它包括監(jiān)控 計算機、調(diào)制解調(diào)器、互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)、至少一臺工程機械，所述監(jiān)控計算機通過調(diào)制調(diào) 解器與互聯(lián)網(wǎng)相連，工程機械的控制部分包括信號采集裝置、PLC控制器、無線通訊處理器、 執(zhí)行機構(gòu)。PLC控制器將信號采集裝置采集的工程機械各部分運行狀態(tài)參數(shù)進行處理后送 到無線通訊處理器，由無線通訊處理器以無線傳輸方式發(fā)送到移動通信網(wǎng)，再由移動通信 網(wǎng)轉(zhuǎn)互聯(lián)網(wǎng)送到監(jiān)控計算機中。該方式以PLC為控制核心，外加了數(shù)據(jù)采集與發(fā)送無線模 塊，系統(tǒng)對于大信息量數(shù)據(jù)無法處理，如圖像信息，且運行數(shù)據(jù)采集實時性不好，系統(tǒng)龐大。
如專利號200710175390. 6發(fā)明專利公開了一種工程機械遠程監(jiān)控系統(tǒng)，它包括 ARM控制器、數(shù)據(jù)存儲器、GSM/GPRS無線通訊模塊、GPS衛(wèi)星定位模塊、總線控制器、執(zhí)行機 構(gòu)、信號采集裝置和殼體；GPS衛(wèi)星定位模塊和ARM控制器相連；GSM/GPRS雙模式無線通訊 模塊與ARM控制器相連；ARM控制器的A/D信號采集裝置與工程機械的若干傳感器相連接； ARM控制器通過接口電路和CAN總線接口電路與所述執(zhí)行機構(gòu)的受控端相連，執(zhí)行機構(gòu)的 控制端與工程機械車輛上的相關(guān)被控設(shè)備相連。該方式相對于上述兩種方式，在系統(tǒng)架構(gòu) 與可配置性上具有明顯優(yōu)勢，但是同樣的該系統(tǒng)沒有專用于圖像信息和音頻信息接口，在 處理范圍上略顯狹小，且系統(tǒng)對于實時性較強的數(shù)據(jù)無法處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有可移植性強、功能豐富、系統(tǒng)小巧、能夠處理實時 數(shù)據(jù)的液壓機智能監(jiān)控與維護模塊。 實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為一種液壓機嵌入式智能維護與監(jiān)控模塊，包 括主處理器、從處理器、以太網(wǎng)、USB攝像頭、RS232串口 、 RS485、數(shù)據(jù)存儲器、GSM/GPRS、高 速數(shù)據(jù)處理器和音頻信息模塊，采用主從處理器模式，主處理器與從處理器采用串口通訊， 主處理器外接以太網(wǎng)、USB攝像頭、RS232串口、 RS485、數(shù)據(jù)存儲器、GSM/GPRS，從處理器外 接A\D、 DVV、音頻信號模塊、高速數(shù)據(jù)信息處理器；主處理器實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)度與算法處理，從 處理器實現(xiàn)模擬量數(shù)據(jù)的采集與處理以及實時數(shù)據(jù)的采集與處理，GSM/GPRS實現(xiàn)基于移 動網(wǎng)絡(luò)短消息/GPRS模式的遠程通訊，對主處理器與從處理器傳輸?shù)拿詈蛿?shù)據(jù)信息進行處理，并接受遠端服務(wù)器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換后傳送給相應(yīng)的處理器；以太網(wǎng)通過與 Internet相連實現(xiàn)在線監(jiān)測功能，維護與監(jiān)控模塊與工業(yè)現(xiàn)場控制器連接通過RS485接□。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(1)具有高速處理音/視頻信號、AD、 DA等 高速模擬信號與數(shù)字信號的能力。(2)具有異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)連接的功能，實現(xiàn)遠程監(jiān)控功能。(3) 系統(tǒng)的可配置型與可移植性強。 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明的液壓機智能監(jiān)控與維護模塊的總體構(gòu)成示意圖。 圖2為本發(fā)明的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。 圖3為本發(fā)明的GSM/GPRS模塊數(shù)據(jù)處理流程示意圖。 圖4為本發(fā)明軟件結(jié)構(gòu)圖。 圖5為本發(fā)明遠程服務(wù)器組態(tài)軟件實現(xiàn)流程圖。
具體實施例方式
結(jié)合圖1，本發(fā)明液壓機嵌入式智能維護與監(jiān)控模塊，包括主處理器、從處理器、以 太網(wǎng)、USB攝像頭、RS232串口 、 RS485、數(shù)據(jù)存儲器、GSM/GPRS、高速數(shù)據(jù)處理器和音頻信息 模塊，采用主從處理器模式。主處理器與從處理器采用串口通訊，主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)調(diào)度與部分 非實時性信息采集。從處理器主要負(fù)責(zé)實時數(shù)據(jù)與高速數(shù)據(jù)處理。 主處理器外接以太網(wǎng)模塊與Internet連接，實現(xiàn)在線監(jiān)測功能。USB攝像頭模塊 采集圖像信息，傳輸?shù)街魈幚砥?，實現(xiàn)圖像處理功能。RS232串口連接GSM/GPRS模塊實現(xiàn)無 線數(shù)據(jù)傳輸。通過RS485接口與工業(yè)現(xiàn)場控制器相連便于利用現(xiàn)場控制器做進一步監(jiān)控。
從處理器外接A\D、D\A模塊、音頻信號模塊、高速數(shù)據(jù)處理模塊。通過A\D、D\A模 塊采集與處理模擬量信息，通過音頻信號模塊采集音頻信號，通過高速數(shù)據(jù)處理模塊處理 實時性與高速性數(shù)據(jù)，從處理器與GSM/GPRS模塊直接連接，對于實時性數(shù)據(jù)的發(fā)送可以不 經(jīng)過主處理器調(diào)度直接發(fā)送與接收。 系統(tǒng)自身外擴大信息容量存儲器，增強信息存儲容量，方便圖像信息與音頻信息 等大數(shù)據(jù)量信息處理。所有模塊實現(xiàn)選擇性配置。 結(jié)合圖2，借助于移動通訊網(wǎng)絡(luò)，采用一機一號的方式，信息由主處理器送出，GSM/ GPRS模塊做發(fā)送端，便攜式終端做接收端，信息的接收方安裝有與GSM/GPRS模塊類似的 GSM/GPRS接收模塊，最終信息發(fā)送到在安裝有狀態(tài)監(jiān)控服務(wù)程序的服務(wù)器或簡單個人電 腦。 結(jié)合圖3，信息由主處理器發(fā)出，GSM/GPRS模塊與主處理器間采用RS232接口通 訊，GSM/GPRS模塊內(nèi)嵌處理器，該處理器主要實現(xiàn)三個功能與主處理器通訊、轉(zhuǎn)換狀態(tài)信 心包數(shù)據(jù)格式、啟動數(shù)據(jù)發(fā)送。程序流程為檢測主處理器是否有信息發(fā)出，如果有信息則 檢測信息包命令字，轉(zhuǎn)入相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理程序，啟動發(fā)送。若無信息發(fā)送，則等待。整個 流程采用查詢模式。 結(jié)合圖4，軟件系統(tǒng)分為底層驅(qū)動、API與上層應(yīng)用程序。底層驅(qū)動連接硬件，負(fù)責(zé)硬件的初始化、功能配置等。API函數(shù)將底層功能與上層應(yīng)用程序隔離，將所有底層功能打 包成應(yīng)用函數(shù)供上層應(yīng)用程序調(diào)用。主要包括數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)配置等上層應(yīng)用 程序?qū)?shù)據(jù)處理功能打包成模塊，形成組態(tài)軟件模式，方便用戶使用。主要包括數(shù)據(jù)發(fā)送、 數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)制表、數(shù)據(jù)繪圖等。 底層主從處理器在操作系統(tǒng)上不一樣，主處理器采用嵌入式操作系統(tǒng)，系統(tǒng)具有 內(nèi)存管理功能，具有強大的指令與調(diào)度功能，從處理器采用實時操作系統(tǒng)，主要是為了方便 實時數(shù)據(jù)處理。 結(jié)合圖5，上層應(yīng)用軟件以組態(tài)軟件的形式出現(xiàn)，主要是為了方便用戶使用提高系 統(tǒng)可移植性。組態(tài)軟件的形成首先是打包系統(tǒng)的功能模塊，編譯后封裝，形成組態(tài)軟件平 臺，用戶編輯以圖標(biāo)形式出現(xiàn)組態(tài)軟件功能模塊，形成數(shù)據(jù)處理流程，執(zhí)行該流程從緩沖區(qū) 讀數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)處理、結(jié)果顯示。
權(quán)利要求
一種液壓機嵌入式智能維護與監(jiān)控模塊，其特征在于包括主處理器、從處理器、以太網(wǎng)、USB攝像頭、RS232串口、RS485、數(shù)據(jù)存儲器、GSM/GPRS、高速數(shù)據(jù)處理器和音頻信息模塊，采用主從處理器模式，主處理器與從處理器采用串口通訊，主處理器外接以太網(wǎng)、USB攝像頭、RS232串口、RS485、數(shù)據(jù)存儲器、GSM/GPRS，從處理器外接A\D、D\A、音頻信號模塊、高速數(shù)據(jù)信息處理器；主處理器實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)度與算法處理，從處理器實現(xiàn)模擬量數(shù)據(jù)的采集與處理以及實時數(shù)據(jù)的采集與處理，GSM/GPRS實現(xiàn)基于移動網(wǎng)絡(luò)短消息/GPRS模式的遠程通訊，對主處理器與從處理器傳輸?shù)拿詈蛿?shù)據(jù)信息進行處理，并接受遠端服務(wù)器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換后傳送給相應(yīng)的處理器；以太網(wǎng)通過與Internet相連實現(xiàn)在線監(jiān)測功能，維護與監(jiān)控模塊與工業(yè)現(xiàn)場控制器連接通過RS485接口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓機嵌入式智能維護與監(jiān)控模塊，其特征在于借助于移動 通訊網(wǎng)絡(luò)，采用一機一號的方式，信息由主處理器送出，GSM/GPRS模塊做發(fā)送端，便攜式終 端做接收端，信息的接收方安裝有GSM/GPRS接收模塊，最終信息發(fā)送到在安裝有狀態(tài)監(jiān)控 服務(wù)程序的服務(wù)器或個人電腦。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓機嵌入式智能維護與監(jiān)控模塊，其特征在于信息由主處 理器發(fā)出，GSM/GPRS模塊與主處理器間采用RS232接口通訊，GSM/GPRS模塊內(nèi)嵌處理器，該 處理器主要實現(xiàn)三個功能與主處理器通訊、轉(zhuǎn)換狀態(tài)信心包數(shù)據(jù)格式、啟動數(shù)據(jù)發(fā)送；流 程為檢測主處理器是否有信息發(fā)出，如果有信息則檢測信息包命令字，轉(zhuǎn)入相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 處理程序，啟動發(fā)送；若無信息發(fā)送，則等待，整個流程采用查詢模式。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓機嵌入式智能維護與監(jiān)控模塊，其特征在于遠程服務(wù)器 應(yīng)用程序采用組態(tài)軟件的形式，將所有功能打包編譯成以圖標(biāo)顯示的功能模塊，供用戶編 輯使用，提高系統(tǒng)可移植性，即組態(tài)軟件的形成首先是打包系統(tǒng)的功能模塊，編譯后封裝， 形成組態(tài)軟件平臺，用戶編輯以圖標(biāo)形式出現(xiàn)組態(tài)軟件功能模塊，形成數(shù)據(jù)處理流程，執(zhí)行 該流程從緩沖區(qū)讀數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)處理、結(jié)果顯示。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液壓機嵌入式智能維護與監(jiān)控模塊，包括主處理器、從處理器等，采用主從處理器模式，主處理器與從處理器采用串口通訊，主處理器外接以太網(wǎng)、USB攝像頭、RS232串口、RS485、數(shù)據(jù)存儲器、GSM/GPRS，從處理器外接A/D、D/A、音頻信號模塊、高速數(shù)據(jù)信息處理器；主處理器實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)度與算法處理，從處理器實現(xiàn)模擬量數(shù)據(jù)的采集與處理以及實時數(shù)據(jù)的采集與處理，GSM/GPRS實現(xiàn)基于移動網(wǎng)絡(luò)短消息/GPRS模式的遠程通訊，對主處理器與從處理器傳輸?shù)拿詈蛿?shù)據(jù)信息進行處理，并接受遠端服務(wù)器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換后傳送給相應(yīng)的處理器。本發(fā)明具有高速處理音/視頻信號、AD、DA等高速模擬信號與數(shù)字信號的能力。具有異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)連接的功能，實現(xiàn)遠程監(jiān)控功能。
文檔編號G05B19/048GK101699356SQ20091003588
公開日2010年4月28日 申請日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者張衛(wèi), 張登峰, 楊國均, 盛國良, 苗可, 陸寶春 申請人:南京理工大學(xué)