專利名稱：土石壩施工壩料運(yùn)輸車的加水量監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水利水電工程施工質(zhì)量自動實時監(jiān)控系統(tǒng)，特別涉及一種土石壩施 工壩料運(yùn)輸車的加水量監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法。
背景技術(shù)：
在土石壩施工過程中，有效地控制壩料含水率是保證大壩施工質(zhì)量的關(guān)鍵。根 據(jù)《碾壓式土石壩施工規(guī)范》(DL/T5U9-2001)規(guī)定，應(yīng)根據(jù)開采運(yùn)輸條件和天氣等因 素，經(jīng)常觀測料場壩料含水率的變化，并做適當(dāng)調(diào)整。當(dāng)壩料的天然含水率小于控制含 水率下限時，在填筑之前要進(jìn)行壩料加工，使含水率保持在控制范圍之內(nèi)。常規(guī)的方法 是依靠施工人員在鋪料壓實過程中灑水或者采用人工操作控制水閥對壩料運(yùn)輸車輛進(jìn)行 加水，由于受人為因素干擾大，管理粗放，含水率控制的精度不高。目前，國內(nèi)外尚未 見到有關(guān)于土石壩施工壩料運(yùn)輸車輛加水量自動監(jiān)控的相關(guān)研究。發(fā)明內(nèi)容
為了對壩料運(yùn)輸車按車按量自動加水并對加水過程進(jìn)行實時自動監(jiān)控，避免人 工操作控制加水量的誤差，節(jié)省人力，本發(fā)明提供了一種土石壩施工壩料運(yùn)輸車的加水 量監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法，所述系統(tǒng)包括單片機(jī)集成控制器、射頻識別裝置、水管閥 門控制裝置、信號燈顯示裝置、數(shù)據(jù)無線傳輸裝置、現(xiàn)場報警裝置、數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用服務(wù) 器裝置和加水量實時監(jiān)控IE客戶端，
所述射頻識別裝置接收和解碼內(nèi)部的代碼信息并加以處理，將獲得的車載射頻 卡信息發(fā)送給所述單片機(jī)集成控制器；所述射頻識別裝置識別壩料運(yùn)輸車到達(dá)時間和離 開時間，將獲得的所述壩料運(yùn)輸車到達(dá)時間和離開時間發(fā)送給所述單片機(jī)集成控制器； 所述單片機(jī)集成控制器根據(jù)獲取到的所述車載射頻卡信息，獲取壩料運(yùn)輸車的設(shè)計加水 時間，所述單片機(jī)集成控制器根據(jù)所述設(shè)計加水時間驅(qū)動所述水管閥門控制裝置的關(guān)閉 和開啟；所述單片機(jī)集成控制器根據(jù)獲取到的所述車載射頻卡信息驅(qū)動所述信號燈顯示 裝置；所述單片機(jī)集成控制器根據(jù)所述壩料運(yùn)輸車到達(dá)時間和離開時間，以及所述壩料 運(yùn)輸車的設(shè)計加水時間，判斷壩料運(yùn)輸車離開時加水時間是否達(dá)到設(shè)計加水時間，如果 否，現(xiàn)場報警裝置進(jìn)行報警；所述數(shù)據(jù)無線傳輸裝置通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將所述單片機(jī)集成 控制器獲取到的壩料運(yùn)輸車到達(dá)時間和離開時間、車輛編號發(fā)送給到所述數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用 服務(wù)器裝置，所述數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用服務(wù)器裝置判斷實際加水量是否達(dá)到設(shè)計加水量，如果 否，通過網(wǎng)絡(luò)向所述加水量實時監(jiān)控IE客戶端發(fā)送加水量報警信息，或通過GPRS網(wǎng)絡(luò) 向PDA手機(jī)發(fā)送報警信息；所述加水量實時監(jiān)控IE客戶端用于接收加水量報警信息、加 水信息的查詢，以及壩料運(yùn)輸車輛加水量情況的統(tǒng)計，形成報表，作為質(zhì)量管理和車隊 管理的依據(jù)。
所述單片機(jī)集成控制器為51內(nèi)核的C8051F340單片機(jī)。
所述射頻識別裝置包括發(fā)卡機(jī)、中距離讀卡器和射頻卡，
所述發(fā)卡機(jī)與所述射頻卡的數(shù)據(jù)交換實現(xiàn)了將車載射頻卡信息寫入所述射頻卡 內(nèi)；所述射頻卡與所述中距離讀卡器的數(shù)據(jù)交換實現(xiàn)了所述中距離讀卡器獲取所述射頻 卡內(nèi)的車載射頻卡信息。
所述中距離讀卡器與所述單片機(jī)集成控制器之間的通信采用RS-232通信接口， 采用電平轉(zhuǎn)換專用芯片MAX232，實現(xiàn)從所述中距離讀卡器到所述單片機(jī)集成控制器之 間的信號電平轉(zhuǎn)換。
所述水管閥門控制裝置包括第一檢修閥、第二檢修閥，氣動球閥和備用氣動 蝶閥，
所述氣動球閥正常工作時，所述氣動球閥上的電磁閥通過控制高壓氣流來控制 所述氣動球閥的開啟與關(guān)閉，實現(xiàn)對水流的控制；所述氣動球閥不能正常工作時，所述 氣動球閥保持常閉，所述第一檢修閥、所述第二檢修閥關(guān)閉，通過手動控制所述備用氣 動蝶閥實現(xiàn)水流的控制，保證加水工作正常進(jìn)行。
所述信號燈顯示裝置采用單燈三色交通信號燈，表明壩料運(yùn)輸車的運(yùn)行狀態(tài)。
所述現(xiàn)場報警裝置采用DC12V 15W報警器。
所述數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用服務(wù)器裝置中的應(yīng)用服務(wù)器裝置包括數(shù)據(jù)庫模塊、計算分 析模塊和信息反饋模塊，所述數(shù)據(jù)庫模塊包括數(shù)據(jù)接收單元和數(shù)據(jù)存儲單元，
所述數(shù)據(jù)接收單元用于接收所述數(shù)據(jù)無線傳輸裝置通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膲瘟?運(yùn)輸車到達(dá)時間和離開時間、車輛編號；所述數(shù)據(jù)存儲單元用于存儲所述數(shù)據(jù)無線傳輸 裝置通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膲瘟线\(yùn)輸車到達(dá)時間和離開時間、車輛編號；所述計算分析 模塊根據(jù)壩料運(yùn)輸車到達(dá)時間和離開時間以及車輛編號，分析壩料運(yùn)輸車實際加水量， 并確定壩料運(yùn)輸車對應(yīng)的設(shè)計加水量，從而判斷壩料運(yùn)輸車實際加水量是否達(dá)到設(shè)計加 水量；所述信息反饋模塊用于當(dāng)所述計算分析模塊的判斷結(jié)果為否時，通過網(wǎng)絡(luò)向所述 加水量實時監(jiān)控IE客戶端發(fā)送加水量報警信息，或通過GPRS網(wǎng)絡(luò)向PDA手機(jī)發(fā)送報警 fn息ο
所述方法包括以下步驟
(1)根據(jù)設(shè)計要求，工程人員確定各種型號壩料運(yùn)輸車加水量，并根據(jù)加水管流 量確定各壩料運(yùn)輸車相應(yīng)加水時間；
(2)對所有壩料運(yùn)輸車進(jìn)行編號，確定壩料運(yùn)輸車對應(yīng)的車載射頻卡ID，并在 每輛壩料運(yùn)輸車的車載射頻卡內(nèi)寫入相應(yīng)的車輛編號、設(shè)計加水量；
(3)壩料運(yùn)輸車駛進(jìn)加水點，判斷信號燈是否是紅色，如果是，執(zhí)行步驟⑷； 如果否，執(zhí)行步驟(5)；
(4)壩料運(yùn)輸車等待；
(5)壩料運(yùn)輸車駛?cè)爰铀c；
(6)射頻識別裝置不間斷讀車載射頻卡，將接收到的信息進(jìn)行解碼、處理后傳遞 給單片機(jī)集成控制器；
(7)所述單片機(jī)集成控制器獲取車載射頻卡信息，計算壩料運(yùn)輸車設(shè)計加水時 間；然后同時執(zhí)行步驟(8)和步驟(16)；
(8)所述單片機(jī)集成控制器發(fā)出指令，根據(jù)壩料運(yùn)輸車設(shè)計加水時間開啟水管閥 門控制裝置控制電磁閥，控制水管的氣動球閥在高壓氣體的驅(qū)動下開啟，開始給壩料運(yùn)6輸車加水，同時黃燈滅、紅燈亮；
(9)所述單片機(jī)集成控制器內(nèi)置時鐘開始計時，并記錄壩料運(yùn)輸車進(jìn)入時間；
(10)所述單片機(jī)集成控制器判斷是否達(dá)到設(shè)計加水時間，如果是，執(zhí)行步驟 (11)；如果否，執(zhí)行步驟(12)；
(11)電磁閥關(guān)閉，氣動球閥關(guān)閉，加水結(jié)束，所述單片機(jī)集成控制器內(nèi)置時鐘 記錄壩料運(yùn)輸車離開時間；
(12)所述電磁閥閥門繼續(xù)開啟，紅燈繼續(xù)亮；
(13)數(shù)據(jù)無線傳輸裝置將每臺壩料運(yùn)輸車的到達(dá)時間和離開時間、車輛編號通 過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)自動發(fā)送到所述數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用服務(wù)器裝置，程序自動計算壩料運(yùn)輸車 實際加水時間和實際加水量；
(14)所述數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用服務(wù)器裝置判斷實際加水量是否達(dá)到設(shè)計加水量，如果 是，執(zhí)行步驟(17)；如果否，執(zhí)行步驟(15)；
(15)通過網(wǎng)絡(luò)向加水量實時監(jiān)控IE客戶端發(fā)送報警信息，發(fā)出加水不足報警信 息；或通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)向監(jiān)理、施工人員的PDA手機(jī)發(fā)送報警信息；
(16)所述單片機(jī)集成控制器根據(jù)中距離讀卡器返回的數(shù)據(jù)自動判別車載射頻卡 在應(yīng)加水標(biāo)準(zhǔn)時間內(nèi)是否存在，當(dāng)所述中距離讀卡器返回的數(shù)據(jù)為不存在車載射頻卡或 獲得的車輛編號與所述單片機(jī)集成控制器存儲的車輛編號不同時，表明壩料運(yùn)輸車提前 離開，則通過現(xiàn)場報警裝置，發(fā)出加水不足報警信息；
(17)所述加水量實時監(jiān)控IE客戶端定期統(tǒng)計匯總壩料運(yùn)輸車的加水情況，形成 報表上報主管部門，作為獎懲依據(jù)。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是
本發(fā)明實現(xiàn)了按車按量對壩料運(yùn)輸車加水的精細(xì)控制，確保加水量滿足設(shè)計要 求；對不達(dá)標(biāo)加水情況進(jìn)行現(xiàn)場和遠(yuǎn)程實時報警，并形成統(tǒng)計報表，作為相關(guān)部門進(jìn)行 質(zhì)量管理和車隊管理的依據(jù)。


圖1為本發(fā)明提供的土石壩施工壩料運(yùn)輸車的加水量監(jiān)控系統(tǒng)的集成原理圖2為本發(fā)明提供的單片機(jī)集成控制器的原理圖3為本發(fā)明提供的水管閥門控制裝置的結(jié)構(gòu)圖4為本發(fā)明提供的單片機(jī)集成控制器控制電磁閥的電路連接示意圖5為本發(fā)明提供的土石壩施工壩料運(yùn)輸車的加水量監(jiān)控方法的流程圖。
附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下
1 第一檢修閥；2 第二檢修閥；
3 氣動球閥； 4 備用氣動蝶閥；
31 電磁閥。
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施 方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
為了對壩料運(yùn)輸車按車按量自動加水并對加水過程進(jìn)行實時自動監(jiān)控，避免人 工操作控制加水量的誤差，節(jié)省人力，本發(fā)明實施例提供了一種土石壩施工壩料運(yùn)輸車 的加水量監(jiān)控系統(tǒng)，參見圖1，該系統(tǒng)包括單片機(jī)集成控制器、射頻識別裝置、水管 閥門控制裝置、信號燈顯示裝置、數(shù)據(jù)無線傳輸裝置、現(xiàn)場報警裝置、數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用服 務(wù)器裝置和加水量實時監(jiān)控IE客戶端，
射頻識別裝置接收和解碼內(nèi)部的代碼信息并加以處理，將獲得的車載射頻卡信 息發(fā)送給單片機(jī)集成控制器；射頻識別裝置識別壩料運(yùn)輸車到達(dá)時間和離開時間，將獲 得的壩料運(yùn)輸車到達(dá)時間和離開時間發(fā)送給單片機(jī)集成控制器；單片機(jī)集成控制器根據(jù) 獲取到的車載射頻卡信息，獲取壩料運(yùn)輸車的設(shè)計加水時間，單片機(jī)集成控制器根據(jù)計 加水時間驅(qū)動水管閥門控制裝置的關(guān)閉和開啟；單片機(jī)集成控制器根據(jù)獲取到的車載射 頻卡信息驅(qū)動信號燈顯示裝置；單片機(jī)集成控制器根據(jù)壩料運(yùn)輸車到達(dá)時間和離開時 間，以及壩料運(yùn)輸車的設(shè)計加水時間，判斷壩料運(yùn)輸車離開時加水時間是否達(dá)到設(shè)計加 水時間，如果否，現(xiàn)場報警裝置進(jìn)行報警；數(shù)據(jù)無線傳輸裝置通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將單片機(jī) 集成控制器獲取到的壩料運(yùn)輸車到達(dá)時間和離開時間、車輛編號發(fā)送給到數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用 服務(wù)器裝置，數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用服務(wù)器裝置判斷實際加水量是否達(dá)到設(shè)計加水量，如果否， 通過網(wǎng)絡(luò)向加水量實時監(jiān)控IE客戶端發(fā)送加水量報警信息，或通過GPRS網(wǎng)絡(luò)向PDA 手機(jī)發(fā)送報警信息；加水量實時監(jiān)控IE客戶端用于接收加水量報警信息、加水信息的 查詢，以及壩料運(yùn)輸車輛加水量情況的統(tǒng)計，形成報表，作為質(zhì)量管理和車隊管理的依 據(jù)。
一、單片機(jī)集成控制器
參見圖2，本發(fā)明實施例優(yōu)選單片機(jī)集成控制器為51內(nèi)核的C8051F340單 片機(jī)，51內(nèi)核的C8051F340單片機(jī)包括CPU中央處理器、RS-232 (Recommended Standard,推薦標(biāo)準(zhǔn))電平轉(zhuǎn)換芯片Max232、實時時鐘芯片PCF8563、紅燈控制繼電 器、綠燈控制繼電器、黃燈控制繼電器、電磁閥控制繼電器、報警器控制器和電源轉(zhuǎn)換芯片。
單片機(jī)集成控制器是土石壩施工壩料運(yùn)輸車的加水量監(jiān)控系統(tǒng)控制及數(shù)據(jù)處理 的核心，通過編制控制程序和硬件(電路板、繼電器)設(shè)備集成，實現(xiàn)以下功能單片 機(jī)集成控制器與射頻識別裝置通信，獲得車載射頻卡內(nèi)信息；根據(jù)車載射頻卡內(nèi)信息計 算壩料運(yùn)輸車加水時間；記錄壩料運(yùn)輸車到達(dá)時間和離開時間，并自壩料運(yùn)輸車開始加 水后自動計時；根據(jù)加水時間發(fā)出控制指令來控制水管閥門控制裝置的關(guān)閉(計時達(dá)到 該車加水時間時)和開啟(車輛到達(dá)時)；控制信號燈顯示裝置；控制現(xiàn)場報警裝置，當(dāng) 壩料運(yùn)輸車未達(dá)到設(shè)計加水時間而駛離時，報警器開啟，并持續(xù)5秒后結(jié)束；通過數(shù)據(jù) 無線傳輸裝置向數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用服務(wù)器裝置發(fā)送壩料運(yùn)輸車到達(dá)時間和離開時間、車輛編 號，其中，單片機(jī)集成控制器嵌入軟件在^iliconLabonitory平臺上采用C語言開發(fā)，具有 編寫代碼效率高、軟件調(diào)試直觀、維護(hù)升級方便和代碼重復(fù)利用率高等優(yōu)點。
二、射頻識別裝置
射頻識別裝置包括發(fā)卡機(jī)、中距離讀卡器和射頻卡，發(fā)卡機(jī)與射頻卡的數(shù)據(jù) 交換實現(xiàn)了將車載射頻卡信息寫入射頻卡內(nèi)；射頻卡與中距離讀卡器的數(shù)據(jù)交換實現(xiàn)了 中距離讀卡器獲取射頻卡內(nèi)的車載射頻卡信息。
進(jìn)一步地，中距離讀卡器與單片機(jī)集成控制器之間的通信采用RS-232通信接 口，采用電平轉(zhuǎn)換專用芯片MAX232，實現(xiàn)從中距離讀卡器到單片機(jī)集成控制器之間 的信號電平轉(zhuǎn)換，以此完成中距離讀卡器與單片機(jī)集成控制器的通信。這樣既可以由 單片機(jī)集成控制器對中距離讀卡器進(jìn)行控制，也可以由中距離讀卡器將讀取的標(biāo)簽信 息返回給單片機(jī)集成控制器。其中，本發(fā)明實施例優(yōu)選FN-UHF2181-232發(fā)卡機(jī)，該 FN-UHF2181-232發(fā)卡機(jī)的頻率通常為902MHz ^8MHz，也可以根據(jù)用戶需要或使 用地區(qū)規(guī)定定制，具體實現(xiàn)時，本發(fā)明實施例對此不做限制。其中，本發(fā)明實施例優(yōu)選 MR6021A中距離讀卡器，通常采用國標(biāo)920 925MHz、美標(biāo)902 ^8MHz或定制其 他頻段，內(nèi)載天線，最大識別距離8米，具體實現(xiàn)時，也可以根據(jù)實際應(yīng)用情況進(jìn)行設(shè) 定，本發(fā)明實施例對此不做限制。其中，射頻卡優(yōu)選采用IS018000-6B標(biāo)準(zhǔn)，具體實現(xiàn) 時，本發(fā)明實施例對此不做限制。
三、水管閥門控制裝置
參見圖3，水管閥門控制裝置包括第一檢修閥1、第二檢修閥2，氣動球閥3、 備用氣動蝶閥4、氣動球閥3正常工作時，氣動球閥3上的電磁閥31通過控制高壓氣流來 控制氣動球閥3的開啟與關(guān)閉，實現(xiàn)對水流的控制；氣動球閥3不能正常工作時，氣動球 閥3保持常閉，第一檢修閥1、第二檢修閥2關(guān)閉，通過手動控制備用氣動蝶閥4實現(xiàn)水 流的控制，保證加水工作正常進(jìn)行。
單片機(jī)集成控制器控制固態(tài)繼電器的通斷，再通過固態(tài)繼電器控制氣動球閥3 上的電磁閥31，電磁閥31不通電時保持關(guān)閉。當(dāng)單片機(jī)集成控制器獲得車載射頻卡信 息后激活固態(tài)繼電器，使得電磁閥31開啟，開始通氣；氣動球閥3在高壓氣流的作用下 開啟，開始通水；當(dāng)通水時間到達(dá)設(shè)定值后，固態(tài)繼電器斷電，電磁閥31關(guān)閉，停止通 氣；同時，氣動球閥3關(guān)閉，停止通水，電磁閥31保持閉合，直到單片機(jī)集成控制器再 次獲得信號為止，氣動球閥3保持關(guān)閉，直到下次通氣后打開。
其中，單片機(jī)集成控制器控制電磁閥31的電路連接圖參見圖4，單片機(jī)集成控 制器的I/O 口通過第一電阻Rl分別和5V電源、三極管Tl的發(fā)射極相連；單片機(jī)集成控 制器的I/O 口通過第二電阻R2和三級管Tl的基極相連；三極管Tl的集電極和固態(tài)繼電 器的正輸入端IN+相連；固態(tài)繼電器的負(fù)輸入端IN-通過第三電阻R3接地；固態(tài)繼電器 的正向輸出端OUT+和接線端子的1端相連，固態(tài)繼電器的負(fù)向輸出端OUT-和接線端子 的2端相連。
其中，本發(fā)明實施例優(yōu)選SSR-DD-10A固態(tài)繼電器，具體實現(xiàn)時，本發(fā)明實施 例對固態(tài)繼電器的型號不做限制。具體實現(xiàn)時，可以根據(jù)水壓范圍、水管孔徑、氣壓范 圍等選定適當(dāng)?shù)臍鈩忧蜷y3、備用氣動蝶閥4和第一檢修閥1、第二檢修閥2的型號，具 體實現(xiàn)時，本發(fā)明實施例對此不做限制。
四、信號燈顯示裝置
信號燈顯示裝置采用單燈三色交通信號燈，表明壩料運(yùn)輸車的運(yùn)行狀態(tài)；黃燈 亮?xí)r表明壩料運(yùn)輸車進(jìn)入加水區(qū)域；紅燈亮?xí)r表明壩料運(yùn)輸車正在加水，其他壩料運(yùn)輸 車禁入；綠燈亮?xí)r表明壩料運(yùn)輸車加水完成，壩料運(yùn)輸車離開，單片機(jī)集成控制器根據(jù) 獲取到的壩料運(yùn)輸車編號和設(shè)計加水量信息來驅(qū)動信號燈顯示裝置。
進(jìn)一步地，也可以對黃燈、紅燈、綠燈所代表的壩料運(yùn)輸車的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置，例如紅燈亮?xí)r表明壩料運(yùn)輸車進(jìn)入加水區(qū)域；黃燈亮?xí)r表明壩料運(yùn)輸車正在加 水，其他壩料運(yùn)輸車禁入；綠燈亮?xí)r表明壩料運(yùn)輸車加水完成，壩料運(yùn)輸車離開，具體 實現(xiàn)時，本發(fā)明實施例對此不做限制。
進(jìn)一步地，單片機(jī)集成控制器根據(jù)獲取到的車載射頻卡信息驅(qū)動信號燈顯示裝 置具體為單片機(jī)集成控制器以I/O 口外圍電路和固態(tài)繼電器為中心器件根據(jù)獲取到的 車載射頻卡信息來驅(qū)動信號燈顯示裝置來實現(xiàn)對單燈三色交通信號燈的控制，單片機(jī)集 成控制器和單燈三色交通信號燈之間相互隔離，抗干擾性能強(qiáng)，故障率低。其中，單片 機(jī)集成控制器驅(qū)動信號燈顯示裝置的電路和單片機(jī)集成控制器控制電磁閥的電路連接圖 的原理一樣，在此不再贅述。
五、數(shù)據(jù)無線傳輸裝置
數(shù)據(jù)無線傳輸裝置采用GPRS網(wǎng)絡(luò)，通過GMS通訊模塊將從單片機(jī)集成控制器 中獲取到的車載射頻卡信息，發(fā)送到數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用服務(wù)器裝置，以供后續(xù)加水量實時監(jiān) 控IE客戶端的監(jiān)控應(yīng)用。
其中，具體地，上述通訊模塊可以為西門子MC3M或華為GTM900b等型號的通 訊模塊，具體實現(xiàn)時還可以為其他型號的通訊模塊，本發(fā)明實施例對此不做限制。
六、數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用服務(wù)器裝置
由于土石壩施工壩料運(yùn)輸車加水量自動監(jiān)測信息的分析與管理涉及海量數(shù)據(jù)， 考慮到數(shù)據(jù)的安全性、高處理性能和高可用性，以及為應(yīng)用服務(wù)層提供功能擴(kuò)展所需的 高靈活性，本發(fā)明實施例優(yōu)選企業(yè)級版本的數(shù)據(jù)庫來支持?jǐn)?shù)據(jù)應(yīng)用，例如SQLServer 2005，該數(shù)據(jù)庫的設(shè)計具有如下特征
(1)大容量具備多年運(yùn)作數(shù)據(jù)的存儲能力，滿足未來一段時間的數(shù)據(jù)增長； (2)高性能、可靠、可伸縮在數(shù)據(jù)量不斷增長的過程中保證數(shù)據(jù)存取效率，支持系統(tǒng) 中數(shù)據(jù)的對父7的運(yùn)轉(zhuǎn)；(3)易于管理和維護(hù)應(yīng)能夠通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程維護(hù)的形式借助遠(yuǎn)程 方式，增加信息管理系統(tǒng)的運(yùn)維能力。
應(yīng)用服務(wù)器裝置包括數(shù)據(jù)庫模塊、計算分析模塊和信息反饋模塊，數(shù)據(jù)庫模 塊包括數(shù)據(jù)接收單元和數(shù)據(jù)存儲單元，數(shù)據(jù)接收單元用于接收數(shù)據(jù)無線傳輸裝置通過 GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膲瘟线\(yùn)輸車到達(dá)時間和離開時間、車輛編號；數(shù)據(jù)存儲單元用于存儲 數(shù)據(jù)無線傳輸裝置通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膲瘟线\(yùn)輸車到達(dá)時間和離開時間、車輛編號； 計算分析模塊根據(jù)壩料運(yùn)輸車到達(dá)時間和離開時間以及車輛編號，分析壩料運(yùn)輸車實際 加水量，并確定壩料運(yùn)輸車對應(yīng)的設(shè)計加水量，從而判斷壩料運(yùn)輸車實際加水量是否達(dá) 到設(shè)計加水量；信息反饋模塊用于當(dāng)計算分析模塊的判斷結(jié)果為否時，通過網(wǎng)絡(luò)向加水 量實時監(jiān)控IE客戶端發(fā)送加水量報警信息，或通過GPRS網(wǎng)絡(luò)向PDA手機(jī)發(fā)送報警信 肩、ο
七、現(xiàn)場報警裝置
現(xiàn)場報警裝置用于壩料運(yùn)輸車加水不足時，獲取單片機(jī)集成控制器發(fā)出的報警 指令進(jìn)行報警。為了增大報警器的聲響，提高防水性能及使用壽命，現(xiàn)場報警裝置優(yōu)選 采用DC12V15W報警器。即，在壩料運(yùn)輸車加水不足時，單片機(jī)集成控制器發(fā)出指令， 激活繼電器，報警器通12V直流電發(fā)出報警聲。
八、加水量實時監(jiān)控IE客戶端10
加水量實時監(jiān)控IE客戶端接收加水量報警信息的、加水信息的查詢，以及壩料 運(yùn)輸車輛加水量情況的統(tǒng)計，并可形成報表，作為相關(guān)部門進(jìn)行質(zhì)量管理和車隊管理的 依據(jù)。該加水量實時監(jiān)控IE客戶端采用JAVA網(wǎng)絡(luò)編程語言，用戶可通過Internet訪問， 其中，主要包括各加水站加水車次、加水達(dá)標(biāo)率、不達(dá)標(biāo)車輛及駕駛員統(tǒng)計等，具體實 現(xiàn)時，還可以包括其他的統(tǒng)計量，本發(fā)明實施例對此不做限制。
綜上所述，本發(fā)明實施例提供了一種土石壩施工壩料運(yùn)輸車的加水量監(jiān)控系 統(tǒng)，實現(xiàn)了按車按量對壩料運(yùn)輸車加水的精細(xì)控制，確保加水量滿足設(shè)計要求；對不達(dá) 標(biāo)加水情況進(jìn)行現(xiàn)場和遠(yuǎn)程實時報警，并形成統(tǒng)計報表，作為相關(guān)部門進(jìn)行質(zhì)量管理和 車隊管理的依據(jù)。
一種土石壩施工壩料運(yùn)輸車的加水量監(jiān)控方法，該方法以黃燈亮?xí)r表明壩料運(yùn) 輸車進(jìn)入加水區(qū)域；紅燈亮?xí)r表明壩料運(yùn)輸車正在加水，其他壩料運(yùn)輸車禁入；綠燈亮 時表明壩料運(yùn)輸車加水完成，壩料運(yùn)輸車離開為例進(jìn)行說明，參見圖5，該方法包括以下 步驟
101 根據(jù)設(shè)計要求，工程人員確定各種型號壩料運(yùn)輸車加水量，并根據(jù)加水管 流量確定各壩料運(yùn)輸車相應(yīng)加水時間；
102對所有壩料運(yùn)輸車進(jìn)行編號，確定壩料運(yùn)輸車對應(yīng)的車載射頻卡ID，并 在每輛壩料運(yùn)輸車的車載射頻卡內(nèi)寫入相應(yīng)的車輛編號、設(shè)計加水量；
103壩料運(yùn)輸車駛進(jìn)加水點，判斷信號燈是否是紅色，如果是，執(zhí)行步驟 104 ；如果否，執(zhí)行步驟105 ；
104 壩料運(yùn)輸車等待；
105 壩料運(yùn)輸車駛?cè)爰铀c；
106 射頻識別裝置不間斷讀車載射頻卡，將接收到的信息進(jìn)行解碼、處理后傳 遞給單片機(jī)集成控制器；
107單片機(jī)集成控制器獲取車載射頻卡信息，計算壩料運(yùn)輸車設(shè)計加水時間； 然后同時執(zhí)行步驟108和步驟116 ；
108單片機(jī)集成控制器發(fā)出指令，根據(jù)壩料運(yùn)輸車設(shè)計加水時間開啟水管閥門 控制裝置控制電磁閥，控制水管的氣動球閥在高壓氣體的驅(qū)動下開啟，開始給壩料運(yùn)輸 車加水，同時黃燈滅、紅燈亮；
109 單片機(jī)集成控制器內(nèi)置時鐘開始計時，并記錄壩料運(yùn)輸車進(jìn)入時間；
110單片機(jī)集成控制器判斷是否達(dá)到設(shè)計加水時間，如果是，執(zhí)行步驟111; 如果否，執(zhí)行步驟112;
111 電磁閥關(guān)閉，氣動球閥關(guān)閉，加水結(jié)束，單片機(jī)集成控制器內(nèi)置時鐘記錄 壩料運(yùn)輸車離開時間；
112 電磁閥閥門繼續(xù)開啟，紅燈繼續(xù)亮；
113數(shù)據(jù)無線傳輸裝置將每臺壩料運(yùn)輸車的到達(dá)時間和離開時間、車輛編號通 過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)自動發(fā)送到數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用服務(wù)器裝置，程序自動計算壩料運(yùn)輸車實際 加水時間和實際加水量；
114數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用服務(wù)器裝置判斷實際加水量是否達(dá)到設(shè)計加水量，如果是， 執(zhí)行步驟117;如果否，執(zhí)行步驟115;
115通過網(wǎng)絡(luò)向加水量實時監(jiān)控IE客戶端發(fā)送報警信息，發(fā)出加水不足報警 信息；或通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)向監(jiān)理、施工人員的PDA手機(jī)發(fā)送報警信息；
116 單片機(jī)集成控制器根據(jù)中距離讀卡器返回的數(shù)據(jù)自動判別車載射頻卡在應(yīng) 加水標(biāo)準(zhǔn)時間內(nèi)是否存在，當(dāng)中距離讀卡器返回的數(shù)據(jù)為不存在車載射頻卡或獲得的車 輛編號與單片機(jī)集成控制器存儲的車輛編號不同時，表明壩料運(yùn)輸車提前離開，則通過 現(xiàn)場報警裝置，發(fā)出加水不足報警信息；
117加水量實時監(jiān)控IE客戶端定期統(tǒng)計匯總壩料運(yùn)輸車的加水情況，形成報 表上報主管部門，作為獎懲依據(jù)。
綜上所述，本發(fā)明實施例提供了一種土石壩施工壩料運(yùn)輸車輛加水量自動實時 監(jiān)控方法，實現(xiàn)了按車按量對壩料運(yùn)輸車加水的精細(xì)控制，確保加水量滿足設(shè)計要求； 對不達(dá)標(biāo)加水情況進(jìn)行現(xiàn)場和遠(yuǎn)程實時報警，并形成統(tǒng)計報表，作為相關(guān)部門進(jìn)行質(zhì)量 管理和車隊管理的依據(jù)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個優(yōu)選實施例的示意圖，上述本發(fā)明實施 例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神 和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種土石壩施工壩料運(yùn)輸車的加水量監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括單 片機(jī)集成控制器、射頻識別裝置、水管閥門控制裝置、信號燈顯示裝置、數(shù)據(jù)無線傳輸 裝置、現(xiàn)場報警裝置、數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用服務(wù)器裝置和加水量實時監(jiān)控IE客戶端，所述射頻識別裝置接收和解碼內(nèi)部的代碼信息并加以處理，將獲得的車載射頻卡信 息發(fā)送給所述單片機(jī)集成控制器；所述射頻識別裝置識別壩料運(yùn)輸車到達(dá)時間和離開時 間，將獲得的所述壩料運(yùn)輸車到達(dá)時間和離開時間發(fā)送給所述單片機(jī)集成控制器；所 述單片機(jī)集成控制器根據(jù)獲取到的所述車載射頻卡信息，獲取壩料運(yùn)輸車的設(shè)計加水時 間，所述單片機(jī)集成控制器根據(jù)所述設(shè)計加水時間驅(qū)動所述水管閥門控制裝置的關(guān)閉和 開啟；所述單片機(jī)集成控制器根據(jù)獲取到的所述車載射頻卡信息驅(qū)動所述信號燈顯示裝 置；所述單片機(jī)集成控制器根據(jù)所述壩料運(yùn)輸車到達(dá)時間和離開時間，以及所述壩料 運(yùn)輸車的設(shè)計加水時間，判斷壩料運(yùn)輸車離開時加水時間是否達(dá)到設(shè)計加水時間，如果 否，現(xiàn)場報警裝置進(jìn)行報警；所述數(shù)據(jù)無線傳輸裝置通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將所述單片機(jī)集成 控制器獲取到的壩料運(yùn)輸車到達(dá)時間和離開時間、車輛編號發(fā)送給到所述數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用 服務(wù)器裝置，所述數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用服務(wù)器裝置判斷實際加水量是否達(dá)到設(shè)計加水量，如果 否，通過網(wǎng)絡(luò)向所述加水量實時監(jiān)控IE客戶端發(fā)送加水量報警信息，或通過GPRS網(wǎng)絡(luò) 向PDA手機(jī)發(fā)送報警信息；所述加水量實時監(jiān)控IE客戶端用于接收加水量報警信息、加 水信息的查詢，以及壩料運(yùn)輸車輛加水量情況的統(tǒng)計，形成報表，作為質(zhì)量管理和車隊 管理的依據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土石壩施工壩料運(yùn)輸車的加水量監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所 述單片機(jī)集成控制器為51內(nèi)核的C8051F340單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土石壩施工壩料運(yùn)輸車的加水量監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所 述射頻識別裝置包括發(fā)卡機(jī)、中距離讀卡器和射頻卡，所述發(fā)卡機(jī)與所述射頻卡的數(shù)據(jù)交換實現(xiàn)了將車載射頻卡信息寫入所述射頻卡內(nèi)； 所述射頻卡與所述中距離讀卡器的數(shù)據(jù)交換實現(xiàn)了所述中距離讀卡器獲取所述射頻卡內(nèi) 的車載射頻卡信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的土石壩施工壩料運(yùn)輸車的加水量監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所 述中距離讀卡器與所述單片機(jī)集成控制器之間的通信采用RS-232通信接口，采用電平轉(zhuǎn) 換專用芯片MAX232，實現(xiàn)從所述中距離讀卡器到所述單片機(jī)集成控制器之間的信號電 平轉(zhuǎn)換。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土石壩施工壩料運(yùn)輸車的加水量監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所 述水管閥門控制裝置包括第一檢修閥、第二檢修閥，氣動球閥和備用氣動蝶閥，所述氣動球閥正常工作時，所述氣動球閥上的電磁閥通過控制高壓氣流來控制所述 氣動球閥的開啟與關(guān)閉，實現(xiàn)對水流的控制；所述氣動球閥不能正常工作時，所述氣動 球閥保持常閉，所述第一檢修閥、所述第二檢修閥關(guān)閉，通過手動控制所述備用氣動蝶 閥實現(xiàn)水流的控制，保證加水工作正常進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土石壩施工壩料運(yùn)輸車的加水量監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所 述信號燈顯示裝置采用單燈三色交通信號燈，表明壩料運(yùn)輸車的運(yùn)行狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土石壩施工壩料運(yùn)輸車的加水量監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所 述現(xiàn)場報警裝置采用DC12V 15W報警器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土石壩施工壩料運(yùn)輸車的加水量監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所 述數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用服務(wù)器裝置中的應(yīng)用服務(wù)器裝置包括數(shù)據(jù)庫模塊、計算分析模塊和信 息反饋模塊，所述數(shù)據(jù)庫模塊包括數(shù)據(jù)接收單元和數(shù)據(jù)存儲單元，所述數(shù)據(jù)接收單元用于接收所述數(shù)據(jù)無線傳輸裝置通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膲瘟线\(yùn)輸 車到達(dá)時間和離開時間、車輛編號；所述數(shù)據(jù)存儲單元用于存儲所述數(shù)據(jù)無線傳輸裝置 通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膲瘟线\(yùn)輸車到達(dá)時間和離開時間、車輛編號；所述計算分析模 塊根據(jù)壩料運(yùn)輸車到達(dá)時間和離開時間以及車輛編號，分析壩料運(yùn)輸車實際加水量，并 確定壩料運(yùn)輸車對應(yīng)的設(shè)計加水量，從而判斷壩料運(yùn)輸車實際加水量是否達(dá)到設(shè)計加水 量；所述信息反饋模塊用于當(dāng)所述計算分析模塊的判斷結(jié)果為否時，通過網(wǎng)絡(luò)向所述加 水量實時監(jiān)控IE客戶端發(fā)送加水量報警信息，或通過GPRS網(wǎng)絡(luò)向PDA手機(jī)發(fā)送報警信 肩、ο
9.一種用于權(quán)利要求1所述的土石壩施工壩料運(yùn)輸車的加水量監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法， 其特征在于，所述方法包括以下步驟(1)根據(jù)設(shè)計要求，工程人員確定各種型號壩料運(yùn)輸車加水量，并根據(jù)加水管流量確 定各壩料運(yùn)輸車相應(yīng)加水時間；(2)對所有壩料運(yùn)輸車進(jìn)行編號，確定壩料運(yùn)輸車對應(yīng)的車載射頻卡ID，并在每輛 壩料運(yùn)輸車的車載射頻卡內(nèi)寫入相應(yīng)的車輛編號、設(shè)計加水量；(3)壩料運(yùn)輸車駛進(jìn)加水點，判斷信號燈是否是紅色，如果是，執(zhí)行步驟(4)；如果 否，執(zhí)行步驟(5)；(4)壩料運(yùn)輸車等待；(5)壩料運(yùn)輸車駛?cè)爰铀c；(6)射頻識別裝置不間斷讀車載射頻卡，將接收到的信息進(jìn)行解碼、處理后傳遞給單 片機(jī)集成控制器；(7)所述單片機(jī)集成控制器獲取車載射頻卡信息，計算壩料運(yùn)輸車設(shè)計加水時間； 然后同時執(zhí)行步驟(8)和步驟(16)；(8)所述單片機(jī)集成控制器發(fā)出指令，根據(jù)壩料運(yùn)輸車設(shè)計加水時間開啟水管閥門控 制裝置控制電磁閥，控制水管的氣動球閥在高壓氣體的驅(qū)動下開啟，開始給壩料運(yùn)輸車 加水，同時黃燈滅、紅燈亮；(9)所述單片機(jī)集成控制器內(nèi)置時鐘開始計時，并記錄壩料運(yùn)輸車進(jìn)入時間；(10)所述單片機(jī)集成控制器判斷是否達(dá)到設(shè)計加水時間，如果是，執(zhí)行步驟(11)； 如果否，執(zhí)行步驟(12)；(11)電磁閥關(guān)閉，氣動球閥關(guān)閉，加水結(jié)束，所述單片機(jī)集成控制器內(nèi)置時鐘記錄 壩料運(yùn)輸車離開時間；(12)所述電磁閥閥門繼續(xù)開啟，紅燈繼續(xù)亮；(13)數(shù)據(jù)無線傳輸裝置將每臺壩料運(yùn)輸車的到達(dá)時間和離開時間、車輛編號通過 GPRS無線網(wǎng)絡(luò)自動發(fā)送到所述數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用服務(wù)器裝置，程序自動計算壩料運(yùn)輸車實際 加水時間和實際加水量；(14)所述數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用服務(wù)器裝置判斷實際加水量是否達(dá)到設(shè)計加水量，如果是， 執(zhí)行步驟(17)；如果否，執(zhí)行步驟(15)；(15)通過網(wǎng)絡(luò)向加水量實時監(jiān)控IE客戶端發(fā)送報警信息，發(fā)出加水不足報警信息； 或通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)向監(jiān)理、施工人員的PDA手機(jī)發(fā)送報警信息；(16)所述單片機(jī)集成控制器根據(jù)中距離讀卡器返回的數(shù)據(jù)自動判別車載射頻卡在 應(yīng)加水標(biāo)準(zhǔn)時間內(nèi)是否存在，當(dāng)所述中距離讀卡器返回的數(shù)據(jù)為不存在車載射頻卡或獲 得的車輛編號與所述單片機(jī)集成控制器存儲的車輛編號不同時，表明壩料運(yùn)輸車提前離 開，則通過現(xiàn)場報警裝置，發(fā)出加水不足報警信息；(17)所述加水量實時監(jiān)控IE客戶端定期統(tǒng)計匯總壩料運(yùn)輸車的加水情況，形成報表 上報主管部門，作為獎懲依據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種土石壩施工壩料運(yùn)輸車的加水量監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法，所述系統(tǒng)包括單片機(jī)集成控制器、射頻識別裝置、水管閥門控制裝置、信號燈顯示裝置、數(shù)據(jù)無線傳輸裝置、現(xiàn)場報警裝置、數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用服務(wù)器裝置和加水量實時監(jiān)控IE客戶端，通過本系統(tǒng)實現(xiàn)了按車按量對壩料運(yùn)輸車加水的精細(xì)控制，確保加水量滿足設(shè)計要求；對不達(dá)標(biāo)加水情況進(jìn)行現(xiàn)場和遠(yuǎn)程實時報警，并形成統(tǒng)計報表，作為相關(guān)部門進(jìn)行質(zhì)量管理和車隊管理的依據(jù)；通過本發(fā)明提供的方法實現(xiàn)了對土石壩施工壩料運(yùn)輸車的加水量監(jiān)控系統(tǒng)的控制和管理。
文檔編號G06K7/00GK102023600SQ20101026674
公開日2011年4月20日 申請日期2010年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月30日
發(fā)明者劉東海, 劉磊, 崔博, 鐘登華 申請人:天津大學(xué)