本發(fā)明涉及測控領(lǐng)域，具體涉及基于單片機的遠程測控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的測控系統(tǒng)普遍存在以下缺陷：
1、目標數(shù)據(jù)的獲取具有很大的局限性，基本采用人為輸入以及有線連接的方式實現(xiàn)；
2、所獲取的數(shù)據(jù)均為現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)后期情況的分析；
3、一旦信號較差便無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)以及控制命令的傳輸；
4、所有的控制命令均采用直接實施的方式，一旦命令出錯便容易造成損失；
5、報警的方式單一的為聲光報警器，再發(fā)出報警聲后需要人為進行故障點的查詢，費時費力。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種基于單片機的遠程測控系統(tǒng)，通過多種模式進行目標數(shù)據(jù)的獲取，方便使用，適用范圍廣；數(shù)據(jù)的傳輸可應(yīng)急采用北斗模塊通過短報文通訊的方式實現(xiàn)，避免了數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹袛啵煌ㄟ^動力學(xué)模型以及動力學(xué)模型仿真分析模塊的設(shè)置，大大方便了相關(guān)數(shù)據(jù)的分析；所有的控制命令均采用預(yù)覽后再確認的模式進行實施，提高了整個系統(tǒng)的安全性。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為；
基于單片機的遠程測控系統(tǒng)，包括
人機操作模塊，用于控制命令的輸入；
目標數(shù)據(jù)采集模塊，通過傳感器組以及多端口進行目標數(shù)據(jù)的采集，并將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器進行儲存，并發(fā)送到單片機控制器、預(yù)測分析模塊和專家評估模塊；
單片機控制器，用于接收目標數(shù)據(jù)采集模塊所發(fā)送的數(shù)據(jù)，并將接收到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成動力學(xué)模型構(gòu)建模塊所能識別的數(shù)據(jù)發(fā)送到動力學(xué)模型構(gòu)建模塊，用于接收人機操作模塊所輸入的控制命令，并將輸入的控制命令發(fā)送到控制命令預(yù)覽模塊；用于接收控制命令預(yù)覽模塊輸入的數(shù)據(jù)，將確認的控制命令發(fā)送到相應(yīng)的模塊；用于根據(jù)目標數(shù)據(jù)采集模塊所采集到的數(shù)據(jù)進行報警模塊的啟閉；還用于用戶的注冊、權(quán)限的管理以及密碼的修改；
動力學(xué)模型構(gòu)建模塊，通過adams建立待分析數(shù)據(jù)的動力學(xué)模型；
動力學(xué)模型分析模塊，用于通過simulink模塊搭建系統(tǒng)模型對所建立的動力學(xué)模型進行仿真分析；
控制命令預(yù)覽模塊，用于接收中央處理器所發(fā)送的控制命令進行控制命令的模擬展示，并將展示的過程發(fā)送到顯示屏進行顯示，同時用于控制命令的確認或取消；
預(yù)測分析模塊，利用大型軟件matlab編制相應(yīng)程序，得到采用pid控制算法不同比例系數(shù)、積分時間常數(shù)和微分時間常數(shù)時的仿真對比曲線；
專家評估模塊，用于儲存各類典型的數(shù)據(jù)以及其所可能帶來的安全隱患情況，用于將接收到的數(shù)據(jù)采集模塊所采集到的數(shù)據(jù)與所存儲的數(shù)據(jù)進行類似度對比，并將比對結(jié)果按照相似度進行升序或降序排序后，發(fā)送給顯示屏；
虛擬作動器，用于與動力學(xué)模型構(gòu)建模塊中的各元素建立關(guān)系后，在指定的范圍內(nèi)對參數(shù)進行變動，從而驅(qū)動各種仿真分析方法針對不同的參數(shù)進行計算求解；并用于改變轉(zhuǎn)移節(jié)點的位置、方向設(shè)置，使數(shù)學(xué)模型運動；還用于根據(jù)接收的控制命令進行物理模型的分解、切割、放大和縮?。?/p>
虛擬傳感器，為在所建立的數(shù)學(xué)模型中插入能達到直接獲取相應(yīng)的結(jié)果或信息目標的邏輯單元；
仿真分析模塊，用于輸入可以分解為設(shè)計變量、設(shè)計目標以及設(shè)計約束的參數(shù)，所有的設(shè)計變量、設(shè)計目標以及設(shè)計約束均與仿真分析模塊中相關(guān)元素有著直接或間接的對應(yīng)關(guān)系；
所述虛擬作動器通過循環(huán)執(zhí)行仿真分析模塊，將結(jié)果反饋給仿真分析模塊，仿真分析模塊提取結(jié)果，并將結(jié)果發(fā)送到所述虛擬傳感器，所述虛擬傳感器接收結(jié)果并自動顯示結(jié)果數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，所述目標數(shù)據(jù)采集模塊包括
多端口接口模塊，用于與可采集數(shù)據(jù)的各硬件采集設(shè)備相連；
傳感器組，用于進行各種目標數(shù)據(jù)的采集；
計算分析模塊，內(nèi)設(shè)算法編輯模塊，用于通過各種算法進行多端口接口模塊以及傳感器組的控制，從而實現(xiàn)目標數(shù)據(jù)的獲取。
優(yōu)選地，所述多端口接口模塊通過有線或無線的方式與單片機控制器實現(xiàn)通訊，且每個多端口接口模塊內(nèi)均設(shè)有北斗模塊。
優(yōu)選地，還包括兩個顯示屏，其中一個顯示屏用于進行目標數(shù)據(jù)的播放，還用于顯示人機操作模塊輸入的各種數(shù)據(jù)以及整個測控過程中需要顯示的數(shù)據(jù)；另一個顯示屏用于進行動力學(xué)模型的顯示和整個仿真分析過程的顯示。
優(yōu)選地，所述傳感器組由若干傳感器構(gòu)成，且每個傳感器內(nèi)均設(shè)有北斗模塊，用于在信號較差時，進行數(shù)據(jù)的應(yīng)急傳輸。
優(yōu)選地，所述報警模塊用于根據(jù)中央處理器發(fā)送的控制命令發(fā)出語音報警，并根據(jù)中央處理器發(fā)送的控制命令發(fā)送預(yù)警短信至指定的移動終端；發(fā)送的短信至少包括監(jiān)測點所在位置以及目前各數(shù)據(jù)采集模塊所檢測到的數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，所述服務(wù)器用于目標采集模塊所采集到的數(shù)據(jù)以及其對應(yīng)的分析結(jié)果的存儲，并用于在權(quán)限內(nèi)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。
本發(fā)明具有以下有益效果：
通過多種模式進行目標數(shù)據(jù)的獲取，方便使用，適用范圍廣；數(shù)據(jù)的傳輸可應(yīng)急采用北斗模塊通過短報文通訊的方式實現(xiàn)，避免了數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹袛?；通過動力學(xué)模型以及動力學(xué)模型仿真分析模塊的設(shè)置，大大方便了相關(guān)數(shù)據(jù)的分析；所有的控制命令均采用預(yù)覽后再確認的模式進行實施，提高了整個系統(tǒng)的安全性。通過自定義的虛擬作動器、虛擬傳感器以及仿真分析模塊的建立，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)后續(xù)情況的仿真分析，也可以將所要輸出的控制命令進行仿真分析，進一步提高了系統(tǒng)的安全性。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實施例基于單片機的遠程測控系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
如圖1所示，本發(fā)明實施例提供了一種基于單片機的遠程測控系統(tǒng)，包括
人機操作模塊，用于控制命令的輸入；
目標數(shù)據(jù)采集模塊，通過傳感器組以及多端口進行目標數(shù)據(jù)的采集，并將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器進行儲存，所述服務(wù)器用于目標采集模塊所采集到的數(shù)據(jù)以及其對應(yīng)的分析結(jié)果的存儲，并用于在權(quán)限內(nèi)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享；并發(fā)送到單片機控制器、預(yù)測分析模塊和專家評估模塊；具體包括
多端口接口模塊，用于與可采集數(shù)據(jù)的各硬件采集設(shè)備相連；
傳感器組，用于進行各種目標數(shù)據(jù)的采集；
計算分析模塊，內(nèi)設(shè)算法編輯模塊，用于通過各種算法進行多端口接口模塊以及傳感器組的控制，從而實現(xiàn)目標數(shù)據(jù)的獲取。
所述多端口接口模塊通過有線或無線的方式與單片機控制器實現(xiàn)通訊，且每個多端口接口模塊內(nèi)均設(shè)有北斗模塊。所述傳感器組由若干傳感器構(gòu)成，且每個傳感器內(nèi)均設(shè)有北斗模塊，用于在信號較差時，進行數(shù)據(jù)的應(yīng)急傳輸。
單片機控制器，內(nèi)設(shè)有北斗模塊，用于在無信號時進行控制命令的應(yīng)急發(fā)送；用于接收目標數(shù)據(jù)采集模塊所發(fā)送的數(shù)據(jù)，并將接收到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成動力學(xué)模型構(gòu)建模塊所能識別的數(shù)據(jù)發(fā)送到動力學(xué)模型構(gòu)建模塊，用于接收人機操作模塊所輸入的控制命令，并將輸入的控制命令發(fā)送到控制命令預(yù)覽模塊；用于接收控制命令預(yù)覽模塊輸入的數(shù)據(jù)，將確認的控制命令發(fā)送到相應(yīng)的模塊；用于根據(jù)目標數(shù)據(jù)采集模塊所采集到的數(shù)據(jù)進行報警模塊的啟閉；所述報警模塊用于根據(jù)中央處理器發(fā)送的控制命令發(fā)出語音報警，并根據(jù)中央處理器發(fā)送的控制命令發(fā)送預(yù)警短信至指定的移動終端；發(fā)送的短信至少包括監(jiān)測點所在位置以及目前各數(shù)據(jù)采集模塊所檢測到的數(shù)據(jù)；還用于用戶的注冊、權(quán)限的管理以及密碼的修改；
動力學(xué)模型構(gòu)建模塊，通過adams建立待分析數(shù)據(jù)的動力學(xué)模型；
動力學(xué)模型分析模塊，用于通過simulink模塊搭建系統(tǒng)模型對所建立的動力學(xué)模型進行仿真分析；
控制命令預(yù)覽模塊，用于接收中央處理器所發(fā)送的控制命令進行控制命令的模擬展示，并將展示的過程發(fā)送到顯示屏進行顯示，同時用于控制命令的確認或取消；
預(yù)測分析模塊，利用大型軟件matlab編制相應(yīng)程序，得到采用pid控制算法不同比例系數(shù)、積分時間常數(shù)和微分時間常數(shù)時的仿真對比曲線；
專家評估模塊，用于儲存各類典型的數(shù)據(jù)以及其所可能帶來的安全隱患情況，用于將接收到的數(shù)據(jù)采集模塊所采集到的數(shù)據(jù)與所存儲的數(shù)據(jù)進行類似度對比，并將比對結(jié)果按照相似度進行升序或降序排序后，發(fā)送給顯示屏；
虛擬作動器，用于與動力學(xué)模型構(gòu)建模塊中的各元素建立關(guān)系后，在指定的范圍內(nèi)對參數(shù)進行變動，從而驅(qū)動各種仿真分析方法針對不同的參數(shù)進行計算求解；并用于改變轉(zhuǎn)移節(jié)點的位置、方向設(shè)置，使數(shù)學(xué)模型運動；還用于根據(jù)接收的控制命令進行物理模型的分解、切割、放大和縮小；
虛擬傳感器，為在所建立的數(shù)學(xué)模型中插入能達到直接獲取相應(yīng)的結(jié)果或信息目標的邏輯單元；
仿真分析模塊，用于輸入可以分解為設(shè)計變量、設(shè)計目標以及設(shè)計約束的參數(shù)，所有的設(shè)計變量、設(shè)計目標以及設(shè)計約束均與仿真分析模塊中相關(guān)元素有著直接或間接的對應(yīng)關(guān)系；
所述虛擬作動器通過循環(huán)執(zhí)行仿真分析模塊，將結(jié)果反饋給仿真分析模塊，仿真分析模塊提取結(jié)果，并將結(jié)果發(fā)送到所述虛擬傳感器，所述虛擬傳感器接收結(jié)果并自動顯示結(jié)果數(shù)據(jù)。
兩個顯示屏，其中一個顯示屏用于進行目標數(shù)據(jù)的播放，還用于顯示人機操作模塊輸入的各種數(shù)據(jù)以及整個測控過程中需要顯示的數(shù)據(jù)；另一個顯示屏用于進行動力學(xué)模型的顯示和整個仿真分析過程的顯示。
所述設(shè)計變量、設(shè)計目標以及設(shè)計約束與仿真分析模塊中相關(guān)元素有著直接或間接的對應(yīng)關(guān)系，從而可以建立起元素間的對應(yīng)關(guān)系，從而打破兩模塊間的隔閡，并可以驅(qū)動起仿真分析模塊，并從中直接得到想要的數(shù)據(jù)，從而大大的提升效率和數(shù)據(jù)質(zhì)量。所述仿真分析模塊內(nèi)設(shè)有element：廣義單元為仿真分析的真實對象；property：特性為一些分析對象上靜態(tài)的共用屬性信息；load：載荷為加載在這些分析載荷上外部影響因素或條件；analysis：分析為各類具體的仿真分析方法和評估方法；result：計算得到的數(shù)據(jù)以及基于數(shù)據(jù)處理的表格、云圖、報告；variable：設(shè)計變量是模型中可變量的標識；target：設(shè)計目標是最終用于衡量模型的好壞或合理性的指標或指標的處理結(jié)果；constraint：設(shè)計約束是系統(tǒng)在考慮優(yōu)化時需要遵守的規(guī)則；optalgorithm：優(yōu)化設(shè)計方法是各類進行優(yōu)化設(shè)計的具體算法；optresult：優(yōu)化結(jié)果通過優(yōu)化計算得到的設(shè)計變量的最優(yōu)取值。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)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(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。