一種基于arm的通風(fēng)機(jī)設(shè)備檢測(cè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于ARM的通風(fēng)機(jī)設(shè)備檢測(cè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)及遠(yuǎn)程監(jiān)控方法，由無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集與傳輸，閥門控制模塊控制入口管道的排風(fēng)量以控制通風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)，通過(guò)基于ARM的監(jiān)控平臺(tái)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的顯示與處理以及遠(yuǎn)程控制；當(dāng)監(jiān)控平臺(tái)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時(shí)可無(wú)線遠(yuǎn)程控制電動(dòng)閥門自動(dòng)控制管道輸出排風(fēng)量，并可進(jìn)一步啟動(dòng)自潔裝置進(jìn)行清理，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)的智能遠(yuǎn)程監(jiān)管，同時(shí)驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路、與移動(dòng)手持設(shè)備建立無(wú)線連接，使得移動(dòng)手持設(shè)備的持有者能實(shí)時(shí)掌握通風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)，并可通過(guò)手動(dòng)閥門手動(dòng)調(diào)節(jié)，電動(dòng)和手動(dòng)閥門的雙控互補(bǔ)模式利于及時(shí)處理故障，整體而言提高效率的同時(shí)，提升了易用性和兼容性，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
【專利說(shuō)明】一種基于ARM的通風(fēng)機(jī)設(shè)備檢測(cè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制，屬于設(shè)備檢測(cè)監(jiān)控領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]在環(huán)境凈化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，通風(fēng)機(jī)對(duì)引入新鮮空氣，排除有害氣體和粉塵等起到相當(dāng)重要的作用，但是長(zhǎng)時(shí)間、不間斷地使用會(huì)使通風(fēng)機(jī)出現(xiàn)堵塞等故障，不及時(shí)的進(jìn)行風(fēng)機(jī)清潔，將會(huì)影響排出氣體的效率，影響工作進(jìn)度。
[0003]而現(xiàn)有的通風(fēng)機(jī)監(jiān)測(cè)控制方式多采用智能儀表測(cè)量數(shù)據(jù)，需要人工進(jìn)行定期巡查，這使得實(shí)時(shí)性變差，且監(jiān)測(cè)點(diǎn)分散，浪費(fèi)人力，物力和財(cái)力。采用數(shù)據(jù)采集卡或PLC獲得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接至上位機(jī)顯示的方法設(shè)備成本高，布線麻煩，需要線路維護(hù)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到極大的影響，且監(jiān)測(cè)的可靠性也降低了很多，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，不能實(shí)時(shí)地與控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，更不能第一時(shí)間確定故障發(fā)生后的運(yùn)行策略。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于ARM的通風(fēng)機(jī)設(shè)備檢測(cè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)提供了一種用于該遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控方法，以通過(guò)ARM遠(yuǎn)程自動(dòng)控制閥門實(shí)時(shí)處理通風(fēng)機(jī)故障問(wèn)題，進(jìn)行報(bào)警的同時(shí)，向手持終端發(fā)出信息通知，以便工作人員第一時(shí)間知悉并及時(shí)處理。
[0005]技術(shù)方案:
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的基于ARM的通風(fēng)機(jī)設(shè)備檢測(cè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括前端的數(shù)據(jù)采集和控制模塊，以及后端的ARM監(jiān)控平臺(tái)；
所述數(shù)據(jù)采集和控制模塊，包括:
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，包括用于采集通風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)參數(shù)的傳感器節(jié)點(diǎn)，以及用于若干傳感器節(jié)點(diǎn)和ARM監(jiān)控平臺(tái)之間數(shù)據(jù)傳輸、以及傳感器節(jié)點(diǎn)任務(wù)管理的匯聚節(jié)點(diǎn)；
閥門控制模塊，包括手動(dòng)閥門、根據(jù)ARM監(jiān)控平臺(tái)發(fā)送的信號(hào)自動(dòng)控制排風(fēng)量的電動(dòng)閥門；
所述后端的ARM監(jiān)控平臺(tái)，包括ARM處理器、顯示模塊、存儲(chǔ)模塊、報(bào)警模塊、通信模塊和手持終端，所述通信模塊包括無(wú)線模塊、串口和以太網(wǎng)口，所述存儲(chǔ)模塊、報(bào)警模塊和通信模塊均與ARM處理器相連，所述顯示模塊通過(guò)串口與ARM處理器相連，所述手持終端通過(guò)無(wú)線模塊與ARM處理器通信連接；
所述ARM處理器用于實(shí)現(xiàn)顯示模塊、存儲(chǔ)模塊、報(bào)警模塊、通信模塊、手持終端、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和閥門控制模塊之間的數(shù)據(jù)交互和信息控制。
[0006]優(yōu)選的，所述傳感器節(jié)點(diǎn)，包括2.4G無(wú)線模塊、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理控制單元;
所述數(shù)據(jù)采集單元，包括AD轉(zhuǎn)換器和通過(guò)自組織的方式構(gòu)成的采集通風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)參數(shù)的風(fēng)量傳感器、風(fēng)壓傳感器、功率傳感器和噪聲傳感器，用于采集通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓、功率和噪聲數(shù)據(jù)；
所述數(shù)據(jù)處理控制單元包括微處理器和存儲(chǔ)器，該微處理器用于將經(jīng)AD轉(zhuǎn)換的各傳感器采集的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行融合壓縮處理后，通過(guò)2.4G無(wú)線模塊多跳路由傳輸給匯聚節(jié)點(diǎn)。
[0007]優(yōu)選的，所述匯聚節(jié)點(diǎn)，由2.4G無(wú)線模塊、微處理器、電源模塊、以太網(wǎng)口和串口組成；所述匯聚節(jié)點(diǎn)的微處理器，用于通過(guò)2.4G無(wú)線模塊接收若干傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)，并通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)的以太網(wǎng)口或串口傳輸給ARM監(jiān)控平臺(tái)，同時(shí)用于通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)的以太網(wǎng)口或串口接收來(lái)自ARM監(jiān)控平臺(tái)發(fā)出的監(jiān)測(cè)任務(wù)，并通過(guò)2.4G無(wú)線模塊傳輸給所述若干傳感器節(jié)點(diǎn)。
[0008]優(yōu)選的，所述閥門控制模塊還包括安裝在通風(fēng)機(jī)上的自潔裝置，以及用于與ARM監(jiān)控平臺(tái)無(wú)線通信的無(wú)線模塊；所述電動(dòng)閥門和手動(dòng)閥門安裝于通風(fēng)機(jī)的管道入口處；
所述電動(dòng)閥門，用于當(dāng)傳感器采集的數(shù)據(jù)超過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí)，在ARM監(jiān)控平臺(tái)通過(guò)無(wú)線模塊遠(yuǎn)程發(fā)送的信號(hào)控制下，自動(dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)管道的排風(fēng)量并驅(qū)動(dòng)所述自潔裝置工作，以實(shí)時(shí)控制通風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)；所述手動(dòng)閥門，供人工控制通風(fēng)機(jī)管道的排風(fēng)量。在這種方案設(shè)計(jì)下，可通過(guò)電動(dòng)閥門的自動(dòng)控制延長(zhǎng)通風(fēng)機(jī)工作時(shí)長(zhǎng)，實(shí)時(shí)控制通風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)；當(dāng)監(jiān)控中心監(jiān)控平臺(tái)發(fā)出報(bào)警信號(hào)時(shí)，也可以提醒工作人員及時(shí)手動(dòng)關(guān)閉閥門，使通風(fēng)機(jī)停止工作或進(jìn)行清理。自動(dòng)和手動(dòng)處理并存，提高了易用性和安全性。
[0009]優(yōu)選的，所述基于ARM的監(jiān)控平臺(tái)中，
所述顯示模塊的界面為VB編程實(shí)現(xiàn)；
所述存儲(chǔ)模塊的存儲(chǔ)媒介為用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的SD卡；
所述ARM處理器為ARMv7-M處理器，
用于通過(guò)以太網(wǎng)口或串口接收匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送的經(jīng)傳感器節(jié)點(diǎn)采集的通風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)參數(shù)，并通過(guò)以太網(wǎng)口或串口發(fā)送監(jiān)測(cè)任務(wù)給所述匯聚節(jié)點(diǎn)，以最終傳輸給所述若干傳感器節(jié)點(diǎn)；
同時(shí)用于判斷通過(guò)以太網(wǎng)口或串口接收到的傳感器采集的數(shù)據(jù)是否超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，用于當(dāng)判斷為真時(shí)控制報(bào)警模塊報(bào)警，并通過(guò)無(wú)線模塊發(fā)送控制信號(hào)給電動(dòng)閥門使其自動(dòng)控制排風(fēng)量，同時(shí)通過(guò)無(wú)線模塊將報(bào)警信息同步發(fā)送給手持終端；
所述手持終端，用于通過(guò)無(wú)線模塊從ARM處理器讀取信息展示給終端用戶，同時(shí)用于通過(guò)無(wú)線模塊向ARM處理器發(fā)送終端控制信息。
[0010]優(yōu)選的，上述無(wú)線模塊包括3G、WIF1、藍(lán)牙、GPRS或紅外通信中的一種或兩種以上無(wú)線通信模塊。
[0011]優(yōu)選的，上述手持終端包括手持設(shè)備或移動(dòng)設(shè)備。
[0012]本發(fā)明同時(shí)提供的一種用于上述的基于ARM的通風(fēng)機(jī)設(shè)備檢測(cè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的方法，包括如下步驟:
步驟I) ARM監(jiān)控平臺(tái)將監(jiān)測(cè)任務(wù)通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送給傳感器節(jié)點(diǎn)；
步驟2)通過(guò)放置于監(jiān)測(cè)點(diǎn)的若干傳感器節(jié)點(diǎn)，實(shí)時(shí)采集通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓、功率和噪聲等數(shù)據(jù)參數(shù)；
步驟3)將步驟2)采集的數(shù)據(jù)參數(shù)經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后，通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送給ARM監(jiān)控平臺(tái)；步驟4)通過(guò)ARM監(jiān)控平臺(tái)的處理器，實(shí)時(shí)判斷接收到的傳感器采集的數(shù)據(jù)是否超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，如是，則進(jìn)入步驟5)，如否，則跳回步驟2); 步驟5) ARM監(jiān)控平臺(tái)通過(guò)無(wú)線模塊發(fā)送控制信號(hào)給閥門控制模塊的電動(dòng)閥門，使其自動(dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)管道的排風(fēng)量并驅(qū)動(dòng)安裝在通風(fēng)機(jī)上的自潔裝置工作；同時(shí)控制報(bào)警模塊報(bào)警用以提醒可通過(guò)手動(dòng)閥門手動(dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)管道的排風(fēng)量；并將報(bào)警信息同步發(fā)送給手持終端；跳回步驟2);
遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)工作狀態(tài)時(shí)，步驟2)至步驟5)往復(fù)循環(huán)。
[0013]優(yōu)選的，所述步驟5)中，電動(dòng)閥門自動(dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)管道的排風(fēng)量的原則為關(guān)閉管道口徑的1/2。
[0014]上述基于ARM的監(jiān)控平臺(tái)采用ARMv7-M處理器為核心，ARMv7-M處理器是基于ARMCortex-M3內(nèi)核產(chǎn)品，具有豐富的外設(shè)資源，F(xiàn)LASH、SRAM存儲(chǔ)器，豐富的串行通信接口，能耗低，廣泛的應(yīng)用于控制領(lǐng)域，實(shí)時(shí)監(jiān)控處理。
[0015]上述系統(tǒng)和方法發(fā)明的工作原理為:通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點(diǎn)采集通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓、功率、噪聲數(shù)據(jù)，AD采樣后經(jīng)過(guò)其微處理器處理由2.4G無(wú)線模塊發(fā)送，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)傳感器節(jié)點(diǎn)間逐跳傳輸，多跳路由到至匯聚節(jié)點(diǎn)，匯聚節(jié)點(diǎn)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或GPRS與ARM監(jiān)控平臺(tái)建立連接，發(fā)送數(shù)據(jù)至ARM監(jiān)控平臺(tái)以及根據(jù)ARM監(jiān)控平臺(tái)控制命令向傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送監(jiān)測(cè)任務(wù)；當(dāng)監(jiān)控中心發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時(shí)可以通過(guò)無(wú)線方式遠(yuǎn)程控制電動(dòng)閥門自動(dòng)控制管道輸出排風(fēng)量，并可進(jìn)一步啟動(dòng)安裝在通風(fēng)機(jī)上的自潔裝置初步清理，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)的智能遠(yuǎn)程監(jiān)管，同時(shí)驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路、與移動(dòng)手持設(shè)備建立無(wú)線連接，使得移動(dòng)手持設(shè)備的持有者如相關(guān)工作人員能實(shí)時(shí)掌握通風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)，并可通過(guò)手動(dòng)閥門手動(dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)管道的排風(fēng)量，電動(dòng)和手動(dòng)閥門的雙控互補(bǔ)模式有利于及時(shí)處理故障。整體而言，提高效率的同時(shí)，提升了易用性和兼容性，保證了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠性。
[0016]有益效果:本發(fā)明提供的基于ARM的通風(fēng)機(jī)設(shè)備檢測(cè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)及方法，由前端的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集與傳輸，閥門控制模塊控制入口管道的流量(即排風(fēng)量)以控制通風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)，通過(guò)基于ARM的監(jiān)控平臺(tái)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的顯示、處理以及遠(yuǎn)程控制。采用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)無(wú)需布線，安裝方便，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫院?，可適時(shí)的添加或減少傳感器節(jié)點(diǎn)，可通過(guò)監(jiān)測(cè)任務(wù)管理采用輪流的休眠機(jī)制節(jié)約能耗，可部署區(qū)域廣，成本低，體積小，便于維護(hù)，安全可靠；其中ARM處理器尤其是采用基于ARM M3核的芯片ARMv7-M，實(shí)時(shí)處理能力強(qiáng)，能夠遠(yuǎn)程控制閥門控制模塊，通過(guò)調(diào)節(jié)電動(dòng)閥門關(guān)閉大小自動(dòng)控制管道輸出排風(fēng)量，智能地遠(yuǎn)程監(jiān)管通風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)；電動(dòng)閥門和手動(dòng)閥門的雙控互補(bǔ)模式有利于及時(shí)處理故障，提高效率；豐富的外圍設(shè)備，可驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路，并與移動(dòng)手持設(shè)備建立無(wú)線連接，使得移動(dòng)手持設(shè)備的持有者如相關(guān)工作人員能實(shí)時(shí)掌握通風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)；可大容量存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，方便拓展其他功能，可靠性強(qiáng)，體積小，有效解決了傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)可靠性差的問(wèn)題。整體而言，本系統(tǒng)發(fā)明和方法發(fā)明可有效減輕人工定期采集記錄監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的工作量，及時(shí)有效地對(duì)通風(fēng)機(jī)故障進(jìn)行控制處理，減少人力、物力的投資，顯著提高效率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明中基于ARM的通風(fēng)機(jī)設(shè)備檢測(cè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1中無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是圖2中傳感器節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明中基于ARM的通風(fēng)機(jī)設(shè)備檢測(cè)遠(yuǎn)程監(jiān)控方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例對(duì)本發(fā)明不構(gòu)成限定。
[0019]系統(tǒng)實(shí)施例:如圖1所示，本系統(tǒng)實(shí)施例提供的基于ARM的通風(fēng)機(jī)設(shè)備檢測(cè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，由兩個(gè)部分組成，即前端的數(shù)據(jù)采集和控制模塊，以及后端的ARM監(jiān)控平臺(tái)；
所述前端的數(shù)據(jù)采集和控制模塊，包括:
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)如圖2所示，包括用于采集通風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)參數(shù)的傳感器節(jié)點(diǎn)，以及用于若干(即一個(gè)或一個(gè)以上)傳感器節(jié)點(diǎn)和ARM監(jiān)控平臺(tái)之間數(shù)據(jù)傳輸、以及傳感器節(jié)點(diǎn)任務(wù)管理的匯聚節(jié)點(diǎn)；
閥門控制模塊，包括手動(dòng)閥門、根據(jù)ARM監(jiān)控平臺(tái)發(fā)送的信號(hào)自動(dòng)控制排風(fēng)量的電動(dòng)閥門；
所述后端的ARM監(jiān)控平臺(tái)，包括ARM處理器、顯示模塊、存儲(chǔ)模塊、報(bào)警模塊、通信模塊，手持終端以及用于給ARM監(jiān)控平臺(tái)供電的電源模塊，所述通信模塊包括無(wú)線模塊、串口和以太網(wǎng)口，所述存儲(chǔ)模塊、報(bào)警模塊和通信模塊均與ARM處理器相連，所述顯示模塊通過(guò)串口與ARM處理器相連，所述手持終端通過(guò)無(wú)線模塊與ARM處理器通信連接；
所述ARM處理器用于實(shí)現(xiàn)顯示模塊、存儲(chǔ)模塊、報(bào)警模塊、通信模塊、手持終端、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和閥門控制模塊之間的數(shù)據(jù)交互和信息控制。
[0020]其中所述傳感器節(jié)點(diǎn)，如圖3所示，包括2.4G無(wú)線模塊、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理控制單元；所述數(shù)據(jù)采集單元，包括AD轉(zhuǎn)換器和通過(guò)自組織的方式構(gòu)成的采集通風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)參數(shù)的風(fēng)量傳感器、風(fēng)壓傳感器、功率傳感器和噪聲傳感器，用于采集通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓、功率和噪聲數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)處理控制單元包括微處理器和存儲(chǔ)器，該微處理器用于將經(jīng)AD轉(zhuǎn)換的各傳感器采集的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行融合壓縮處理后，通過(guò)2.4G無(wú)線模塊對(duì)外傳輸。所述若干傳感器節(jié)點(diǎn)逐跳進(jìn)行傳輸，多跳路由將數(shù)據(jù)發(fā)送至匯聚節(jié)點(diǎn)。
[0021]其中所述匯聚節(jié)點(diǎn)，如圖2所示，由2.4G無(wú)線模塊、微處理器、電源模塊、以太網(wǎng)口和串口組成；所述匯聚節(jié)點(diǎn)的微處理器，用于通過(guò)2.4G無(wú)線模塊接收若干傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)，并通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)的以太網(wǎng)口或串口傳輸給ARM監(jiān)控平臺(tái)，同時(shí)用于通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)的以太網(wǎng)口或串口接收來(lái)自ARM監(jiān)控平臺(tái)發(fā)出的監(jiān)測(cè)任務(wù)，并通過(guò)2.4G無(wú)線模塊傳輸給所述若干傳感器節(jié)點(diǎn)。匯聚節(jié)點(diǎn)與ARM監(jiān)控平臺(tái)間通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或GPRS連接，實(shí)現(xiàn)了后端的ARM監(jiān)控平臺(tái)與前端無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交互。
[0022]如圖2所示，上述無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)通過(guò)2.4G無(wú)線模塊進(jìn)行通信。傳感器節(jié)點(diǎn)中的參數(shù)采集傳感器將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后由其微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和控制，可以選擇對(duì)外發(fā)送或存儲(chǔ)至存儲(chǔ)器。匯聚節(jié)點(diǎn)中的微處理器將來(lái)自傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)口傳送出去，也可以用串口與ARM平臺(tái)相連。
[0023]其中所述閥門控制模塊還包括安裝在通風(fēng)機(jī)上的自潔裝置，以及用于與ARM監(jiān)控平臺(tái)無(wú)線通信的無(wú)線模塊；所述電動(dòng)閥門和手動(dòng)閥門安裝于通風(fēng)機(jī)的管道入口處，用于調(diào)節(jié)氣體、粉塵的排出速度；所述電動(dòng)閥門，用于當(dāng)傳感器采集的數(shù)據(jù)超過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí)，在ARM監(jiān)控平臺(tái)通過(guò)無(wú)線模塊遠(yuǎn)程發(fā)送的信號(hào)控制下，自動(dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)管道的排風(fēng)量，通過(guò)減小排風(fēng)量延長(zhǎng)通風(fēng)機(jī)工作時(shí)長(zhǎng)，以便為工作人員爭(zhēng)取足夠的清潔通風(fēng)機(jī)的時(shí)間，此時(shí)風(fēng)量感應(yīng)器檢測(cè)到排量減小時(shí)將啟動(dòng)安裝在通風(fēng)機(jī)上的自潔裝置進(jìn)行初步的清潔功能，以實(shí)時(shí)控制通風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)；所述手動(dòng)閥門，供人工控制通風(fēng)機(jī)管道的排風(fēng)量。
[0024]其中，所述基于ARM的監(jiān)控平臺(tái)中，所述顯示模塊通過(guò)VB編程實(shí)現(xiàn)的顯示界面在LCD上顯示；所述存儲(chǔ)模塊的存儲(chǔ)媒介為SD卡，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并供調(diào)用讀取數(shù)據(jù)庫(kù)；所述ARM處理器為ARMv7-M處理器，
用于通過(guò)以太網(wǎng)口或串口接收匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送的經(jīng)傳感器節(jié)點(diǎn)采集的通風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)參數(shù)，并通過(guò)以太網(wǎng)口或串口發(fā)送監(jiān)測(cè)任務(wù)給所述匯聚節(jié)點(diǎn)，以最終傳輸給所述若干傳感器節(jié)點(diǎn)；
同時(shí)用于判斷通過(guò)以太網(wǎng)口或串口接收到的傳感器采集的數(shù)據(jù)是否超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，所述預(yù)設(shè)的閾值可根據(jù)通風(fēng)機(jī)設(shè)備的新舊，損耗程度，處理排量的能力來(lái)設(shè)定調(diào)整；
用于當(dāng)上述判斷為真時(shí)控制報(bào)警模塊報(bào)警，發(fā)出音頻或閃爍LED，提醒工作人員注意以便及時(shí)處理，并通過(guò)無(wú)線模塊發(fā)送控制信號(hào)給電動(dòng)閥門使其自動(dòng)控制排風(fēng)量，同時(shí)通過(guò)無(wú)線模塊將報(bào)警信息同步發(fā)送給手持終端，以便工作人員可根據(jù)需要通過(guò)手動(dòng)閥門干預(yù)處理。
[0025]所述手持終端，用于通過(guò)無(wú)線模塊從ARM處理器讀取信息展示給終端用戶，同時(shí)用于通過(guò)無(wú)線模塊向ARM處理器發(fā)送終端控制信息。
[0026]上述無(wú)線模塊包括3G、WIF1、藍(lán)牙、GPRS或紅外通信中的一種或兩種以上無(wú)線通信模塊。
[0027]上述手持終端包括手持設(shè)備或移動(dòng)設(shè)備。工作人員可以使用手持移動(dòng)設(shè)備，如手機(jī)，平板等通過(guò)3G、GPRS等無(wú)線方式與ARM處理器建立連接，以實(shí)時(shí)地、便捷地監(jiān)視通風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)，并且可以接收來(lái)自ARM處理器的命令信息。
[0028]方法實(shí)施例:如圖4所示，本方法實(shí)施例提供的用于上述基于ARM的通風(fēng)機(jī)設(shè)備檢測(cè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的方法，即基于ARM的通風(fēng)機(jī)設(shè)備檢測(cè)遠(yuǎn)程監(jiān)控方法，包括如下步驟:
步驟I) ARM監(jiān)控平臺(tái)將監(jiān)測(cè)任務(wù)通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送給傳感器節(jié)點(diǎn)；
步驟2)通過(guò)放置于監(jiān)測(cè)點(diǎn)的若干傳感器節(jié)點(diǎn)，實(shí)時(shí)采集通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓、功率和噪聲等數(shù)據(jù)參數(shù)；
步驟3)將步驟2)采集的數(shù)據(jù)參數(shù)經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后，通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送給ARM監(jiān)控平臺(tái)；步驟4)通過(guò)ARM監(jiān)控平臺(tái)的處理器，實(shí)時(shí)判斷接收到的傳感器采集的數(shù)據(jù)是否超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，如是，則進(jìn)入步驟5)，如否，則跳回步驟2);
步驟5) ARM監(jiān)控平臺(tái)通過(guò)無(wú)線模塊發(fā)送控制信號(hào)給閥門控制模塊的電動(dòng)閥門，使其自動(dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)管道的排風(fēng)量并驅(qū)動(dòng)安裝在通風(fēng)機(jī)上的自潔裝置工作；同時(shí)控制報(bào)警模塊報(bào)警用以提醒可通過(guò)手動(dòng)閥門手動(dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)管道的排風(fēng)量；并將報(bào)警信息同步發(fā)送給手持終端；跳回步驟2);
遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)工作狀態(tài)時(shí)，步驟2)至步驟5)往復(fù)循環(huán)。
[0029]上述方法實(shí)施例中，步驟I)是隨時(shí)可能根據(jù)ARM監(jiān)控平臺(tái)的控制命令觸發(fā)的，該任務(wù)當(dāng)然也可以來(lái)之手持終端向ARM監(jiān)控平臺(tái)發(fā)送的指令信息，一旦有新的監(jiān)測(cè)任務(wù)，步驟2)至步驟5)會(huì)在新的監(jiān)測(cè)任務(wù)的前提下往復(fù)循環(huán)，繼續(xù)進(jìn)行新一輪的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制。
[0030]其中所述步驟5)中，電動(dòng)閥門自動(dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)管道的排風(fēng)量的原則為關(guān)閉管道口徑的1/2。即每次需要調(diào)節(jié)時(shí)，關(guān)閉自動(dòng)閥門使其口徑縮小為之前的一半，從而自動(dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)管道的排風(fēng)量。當(dāng)然也可以根據(jù)需要設(shè)為其他調(diào)整原則，比如關(guān)閉自動(dòng)閥門使其有效通風(fēng)的截面面積縮小為之前的一半或者2/3，從而實(shí)現(xiàn)通風(fēng)機(jī)管道排風(fēng)量的自動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0031]本系統(tǒng)實(shí)施例和方法實(shí)施例系統(tǒng)采用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，無(wú)需布線，安裝方便，節(jié)約能耗且便于維護(hù)，通過(guò)ARM遠(yuǎn)程智能控制閥門，實(shí)時(shí)處理通風(fēng)機(jī)故障問(wèn)題，報(bào)警并同時(shí)將報(bào)警信息同步無(wú)線發(fā)送給手持終端，有利于工作人員及時(shí)處理。
[0032]以上實(shí)施列對(duì)本發(fā)明不構(gòu)成限定，相關(guān)工作人員在不偏離本發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，所進(jìn)行的多樣變化和修改，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于ARM的通風(fēng)機(jī)設(shè)備檢測(cè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括前端的數(shù)據(jù)采集和控制模塊，以及后端的ARM監(jiān)控平臺(tái)； 所述數(shù)據(jù)采集和控制模塊，包括: 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，包括用于采集通風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)參數(shù)的傳感器節(jié)點(diǎn)，以及用于若干傳感器節(jié)點(diǎn)和ARM監(jiān)控平臺(tái)之間數(shù)據(jù)傳輸、以及傳感器節(jié)點(diǎn)任務(wù)管理的匯聚節(jié)點(diǎn)； 閥門控制模塊，包括手動(dòng)閥門、根據(jù)ARM監(jiān)控平臺(tái)發(fā)送的信號(hào)自動(dòng)控制排風(fēng)量的電動(dòng)閥門； 所述后端的ARM監(jiān)控平臺(tái)，包括ARM處理器、顯示模塊、存儲(chǔ)模塊、報(bào)警模塊、通信模塊和手持終端，所述通信模塊包括無(wú)線模塊、串口和以太網(wǎng)口，所述存儲(chǔ)模塊、報(bào)警模塊和通信模塊均與ARM處理器相連，所述顯示模塊通過(guò)串口與ARM處理器相連，所述手持終端通過(guò)無(wú)線模塊與ARM處理器通信連接； 所述ARM處理器用于實(shí)現(xiàn)顯示模塊、存儲(chǔ)模塊、報(bào)警模塊、通信模塊、手持終端、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和閥門控制模塊之間的數(shù)據(jù)交互和信息控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM的通風(fēng)機(jī)設(shè)備檢測(cè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于: 所述傳感器節(jié)點(diǎn)，包括2.4G無(wú)線模塊、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理控制單元； 所述數(shù)據(jù)采集單元，包括AD轉(zhuǎn)換器和通過(guò)自組織的方式構(gòu)成的采集通風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)參數(shù)的風(fēng)量傳感器、風(fēng)壓傳感器、功率傳感器和噪聲傳感器，用于采集通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓、功率和噪聲數(shù)據(jù)； 所述數(shù)據(jù)處理控制單元包括微處理器和存儲(chǔ)器，該微處理器用于將經(jīng)AD轉(zhuǎn)換的各傳感器采集的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行融合壓縮處理后，通過(guò)2.4G無(wú)線模塊多跳路由傳輸給匯聚節(jié)點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM的通風(fēng)機(jī)設(shè)備檢測(cè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于: 所述匯聚節(jié)點(diǎn)，由2.4G無(wú)線模塊、微處理器、電源模塊、以太網(wǎng)口和串口組成；所述匯聚節(jié)點(diǎn)的微處理器，用于通過(guò)2.4G無(wú)線模塊接收若干傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)，并通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)的以太網(wǎng)口或串口傳輸給ARM監(jiān)控平臺(tái)，同時(shí)用于通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)的以太網(wǎng)口或串口接收來(lái)自ARM監(jiān)控平臺(tái)發(fā)出的監(jiān)測(cè)任務(wù)，并通過(guò)2.4G無(wú)線模塊傳輸給所述若干傳感器節(jié)點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM的通風(fēng)機(jī)設(shè)備檢測(cè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述閥門控制模塊還包括安裝在通風(fēng)機(jī)上的自潔裝置，以及用于與ARM監(jiān)控平臺(tái)無(wú)線通信的無(wú)線模塊；所述電動(dòng)閥門和手動(dòng)閥門安裝于通風(fēng)機(jī)的管道入口處； 所述電動(dòng)閥門，用于當(dāng)傳感器采集的數(shù)據(jù)超過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí)，在ARM監(jiān)控平臺(tái)通過(guò)無(wú)線模塊遠(yuǎn)程發(fā)送的信號(hào)控制下，自動(dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)管道的排風(fēng)量并驅(qū)動(dòng)所述自潔裝置工作，以實(shí)時(shí)控制通風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)；所述手動(dòng)閥門，供人工控制通風(fēng)機(jī)管道的排風(fēng)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM的通風(fēng)機(jī)設(shè)備檢測(cè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述基于ARM的監(jiān)控平臺(tái)中， 所述顯示模塊的界面為VB編程實(shí)現(xiàn)； 所述存儲(chǔ)模塊的存儲(chǔ)媒介為用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的SD卡； 所述ARM處理器為ARMv7-M處理器， 用于通過(guò)以太網(wǎng)口或串口接收匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送的經(jīng)傳感器節(jié)點(diǎn)采集的通風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)參數(shù)，并通過(guò)以太網(wǎng)口或串口發(fā)送監(jiān)測(cè)任務(wù)給所述匯聚節(jié)點(diǎn)，以最終傳輸給所述若干傳感器節(jié)點(diǎn)； 同時(shí)用于判斷通過(guò)以太網(wǎng)口或串口接收到的傳感器采集的數(shù)據(jù)是否超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，用于當(dāng)判斷為真時(shí)控制報(bào)警模塊報(bào)警，并通過(guò)無(wú)線模塊發(fā)送控制信號(hào)給電動(dòng)閥門使其自動(dòng)控制排風(fēng)量，同時(shí)通過(guò)無(wú)線模塊將報(bào)警信息同步發(fā)送給手持終端； 所述手持終端，用于通過(guò)無(wú)線模塊從ARM處理器讀取信息展示給終端用戶，同時(shí)用于通過(guò)無(wú)線模塊向ARM處理器發(fā)送終端控制信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于ARM的通風(fēng)機(jī)設(shè)備檢測(cè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述無(wú)線模塊包括3G、WIF1、藍(lán)牙、GPRS或紅外通信中的一種或兩種以上無(wú)線通信模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于ARM的通風(fēng)機(jī)設(shè)備檢測(cè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述手持終端包括手持設(shè)備或移動(dòng)設(shè)備。
8.一種用于權(quán)利要求1至7任一權(quán)利要求所述的基于ARM的通風(fēng)機(jī)設(shè)備檢測(cè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的方法，其特征在于包括如下步驟: 步驟I) ARM監(jiān)控平臺(tái)將監(jiān)測(cè)任務(wù)通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送給傳感器節(jié)點(diǎn)； 步驟2)通過(guò)放置于監(jiān)測(cè)點(diǎn)的若干傳感器節(jié)點(diǎn)，實(shí)時(shí)采集通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓、功率和噪聲等數(shù)據(jù)參數(shù)； 步驟3)將步驟2)采集的數(shù)據(jù)參數(shù)經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后，通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送給ARM監(jiān)控平臺(tái)； 步驟4)通過(guò)ARM監(jiān)控平臺(tái)的處理器，實(shí)時(shí)判斷接收到的傳感器采集的數(shù)據(jù)是否超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，如是，則進(jìn)入步驟5)，如否，則跳回步驟2); 步驟5) ARM監(jiān)控平臺(tái)通過(guò)無(wú)線模塊發(fā)送控制信號(hào)給閥門控制模塊的電動(dòng)閥門，使其自動(dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)管道的排風(fēng)量并驅(qū)動(dòng)安裝在通風(fēng)機(jī)上的自潔裝置工作；同時(shí)控制報(bào)警模塊報(bào)警用以提醒可通過(guò)手動(dòng)閥門手動(dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)管道的排風(fēng)量；并將報(bào)警信息同步發(fā)送給手持終端；跳回步驟2); 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)工作狀態(tài)時(shí)，步驟2)至步驟5)往復(fù)循環(huán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于基于ARM的通風(fēng)機(jī)設(shè)備檢測(cè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的方法，其特征在于:所述步驟5)中，電動(dòng)閥門自動(dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)管道的排風(fēng)量的原則為關(guān)閉管道口徑的1/2。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK104483921SQ201410637836
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】李垣江, 卞建秀, 張迪明 申請(qǐng)人:江蘇科技大學(xué)