專利名稱：網(wǎng)絡(luò)智能測(cè)控儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種智能測(cè)控裝置，具體是一種集稱量、視頻監(jiān)控、語音傳輸、礦 區(qū)及工業(yè)生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全預(yù)警功能為一體的網(wǎng)絡(luò)智能測(cè)控儀表。
背景技術(shù)：
一直以來，礦產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)最難監(jiān)控的是開采量。產(chǎn)量難以核實(shí)，一些中小礦企受 利益驅(qū)使，充分利用產(chǎn)量難監(jiān)控的特點(diǎn)，采取產(chǎn)礦不入帳或少入庫(kù)存帳、銷售不列或少列收 入帳等方式偷逃稅費(fèi)，給稅費(fèi)征管及安全生產(chǎn)、國(guó)土資源監(jiān)管工作帶來了一定的難度。因 此，關(guān)于礦產(chǎn)品計(jì)量，盡管政府相關(guān)管理部門在加強(qiáng)煤炭行業(yè)稅、費(fèi)征管方面盡管采取了多 種措施，但是礦產(chǎn)行業(yè)稅費(fèi)管理中的問題仍沒得到根本的解決，礦企偷逃稅費(fèi)的現(xiàn)象比較 嚴(yán)重，稅費(fèi)流失嚴(yán)重，礦產(chǎn)行業(yè)已成為稅費(fèi)管理的一個(gè)難點(diǎn)。此外，礦產(chǎn)開采作業(yè)是具有一定安全風(fēng)險(xiǎn)的工程項(xiàng)目，只有把安全做到位了才能 搞好生產(chǎn)。但就目前來講，全國(guó)礦難頻發(fā)，而且由于礦區(qū)環(huán)境的復(fù)雜性，阻礙了礦難發(fā)生后 的救助工作，因此給國(guó)家和人民的財(cái)產(chǎn)造成了重大損失。根據(jù)礦企特點(diǎn)，依托信息化科技手 段，對(duì)礦藏采集及加工的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控、及報(bào)警，能有效保護(hù)國(guó)家及人民的生命財(cái)產(chǎn)安 全將是非常必要的。但目前市場(chǎng)上的專業(yè)礦區(qū)安全系統(tǒng)由于其價(jià)格高昂而且覆蓋率有限， 限制了其功能的發(fā)揮，因此市場(chǎng)上迫切需要有一種系統(tǒng)能配合專業(yè)礦區(qū)安全系統(tǒng)完成礦區(qū) 安全預(yù)警及指揮，以彌補(bǔ)其缺陷。本公司研發(fā)的網(wǎng)絡(luò)智能測(cè)控儀表實(shí)現(xiàn)了集稱量、視頻監(jiān) 控、語音傳輸、礦區(qū)及工業(yè)生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全預(yù)警為一體的功能，能夠妥善解決上述問題。
實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種網(wǎng)絡(luò)智能測(cè)控儀表， 該儀表能夠通過系統(tǒng)擴(kuò)展外接其他傳感設(shè)備，例如壓力傳感器、氣體傳感器、濕度傳感器、 溫度傳感器，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)、瓦斯探測(cè)、礦井濕度探測(cè)、礦井溫度探測(cè)、以及多種有害氣體含 量的探測(cè)等，并能夠通過其自帶的視頻監(jiān)控及語音傳輸功能，進(jìn)行安全事故發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)的人 員調(diào)配及疏散，以及重要設(shè)備、設(shè)施的保護(hù)與轉(zhuǎn)移，避免造成更大的傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下網(wǎng)絡(luò)智能測(cè)控儀表，包括智能儀表 硬件平臺(tái)，所述的智能儀表硬件平臺(tái)包括視頻輸入輸出設(shè)備、音頻輸入輸出設(shè)備、中央主板 與擴(kuò)展板集成組裝；中央主板與視頻輸出設(shè)備、中央主板與音頻輸入設(shè)備、中央主板與擴(kuò)展 板之間電路連接；中央主板上設(shè)有數(shù)據(jù)處理器、擴(kuò)展板上設(shè)置有外圍設(shè)備的接口。采用上述技術(shù)方案所達(dá)到的技術(shù)效果是該網(wǎng)絡(luò)智能測(cè)控儀表是一種集數(shù)據(jù)采 集、視頻采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)傳輸、GPRS、異常報(bào)警技術(shù)、人機(jī)交互及操作為一體的高科 技智能儀表，其語音傳輸功能，能夠配合礦區(qū)專業(yè)安全系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)突發(fā)事件的指揮，及監(jiān) 控，并能夠通過系統(tǒng)擴(kuò)展外接其他傳感設(shè)備實(shí)現(xiàn)與礦區(qū)安全系統(tǒng)的結(jié)合。進(jìn)一步，所述的中央主板上設(shè)置有基于freescale的I. MX27S0C芯片，帶MPEG4 和H. 264硬件編解碼、UART接口、以及豐富的外設(shè)儀表的CPU ；GPRS/CDMA裝置、WI-FI、USB HOST或者是以太網(wǎng)接口。為視頻圖像的獲取、調(diào)控、編碼顯示與其他功能提供核心的硬件支 持；所述UART接口用于稱重儀表內(nèi)并行數(shù)據(jù)傳輸與稱重儀表外部串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效傳輸；同時(shí)該芯片滿足低功耗要求，以及寬的溫度范圍，適用于工業(yè)級(jí)應(yīng)用； 配有豐富的外設(shè)儀表，在應(yīng)用程序配合下可實(shí)現(xiàn)多種功能，用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換，網(wǎng)絡(luò)調(diào)試以 及遠(yuǎn)程升級(jí)。進(jìn)一步、所述的外圍設(shè)備包括云臺(tái)、攝像頭、模擬或數(shù)字壓力傳感器、打印機(jī)、工業(yè) 控制總線、鍵盤或鼠標(biāo)、U盤或SD卡、遠(yuǎn)程監(jiān)控管理平臺(tái)、ID/IC讀卡器、GPRS、3G、WI-FI或 以太網(wǎng)，以及用于環(huán)境安全檢測(cè)的各類型傳感裝置。操作人員可通過與網(wǎng)絡(luò)智能測(cè)重儀表 相連的鼠標(biāo)或鍵盤發(fā)出有關(guān)方位的控制信息，借助工業(yè)控制總線傳輸至云臺(tái)，并由云臺(tái)來 調(diào)整攝像頭轉(zhuǎn)向，由此達(dá)到人為地調(diào)整視頻監(jiān)控范圍的目的，并能實(shí)現(xiàn)票據(jù)打印、具有數(shù)據(jù) 查詢統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)備份/恢復(fù)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)打印、網(wǎng)絡(luò)通訊等擴(kuò)大了產(chǎn)品的功能。進(jìn)一步，所述的擴(kuò)展板上設(shè)置有云臺(tái)接口、視頻輸入和輸出接口、ID/IC讀卡器接 口、工業(yè)控制總線接口與音頻輸入、輸出接口、RS485接口以及遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)接口。能夠方便的 實(shí)現(xiàn)各種外部設(shè)備的接入。進(jìn)一步，所述的中央主板通過TCP/IP協(xié)議，通過GPRS/CDMA、WI_FI、3G、或者以太 網(wǎng)與遠(yuǎn)程的監(jiān)控管理平臺(tái)交換數(shù)據(jù)。用于數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸、網(wǎng)絡(luò)的調(diào)試和遠(yuǎn)程升級(jí)。進(jìn)一步，所述的工業(yè)控制總線采用PR0FIBUS標(biāo)準(zhǔn)，使用RS485接口。該接口是國(guó) 際通用的接口類型，可以接多種裝置。進(jìn)一步，所述的模擬或數(shù)字式壓力傳感器輸入口包括兩個(gè)模擬壓力傳感器輸入口 或者兩個(gè)數(shù)字式壓力傳感器輸入口。稱重現(xiàn)場(chǎng)通過壓力傳感器，攝像頭分別采集稱重?cái)?shù)值 數(shù)據(jù)與視頻圖像，在智能稱重儀表的調(diào)控下完成數(shù)據(jù)的傳輸。當(dāng)傳輸線向輸入口輸入的是 兩路模擬信號(hào)時(shí)，所述的模擬或數(shù)字式壓力傳感器輸入口能夠?qū)ν瑫r(shí)采集到的兩路模擬信 號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一 A/D轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)傳輸。進(jìn)一步，所述的RS485接口可以通過串行連接的方式同時(shí)連接各類傳感器，如溫 度傳感器、濕度傳感器、氣體傳感器。通過RS485國(guó)際通用接口能夠更具需要方便的添加各 種傳感器。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明

圖1是本實(shí)用新型網(wǎng)絡(luò)智能測(cè)控儀表的電路板分層框架結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型網(wǎng)絡(luò)智能測(cè)控儀表與外圍設(shè)備組成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型網(wǎng)絡(luò)智能測(cè)控儀表，分為智能儀表硬件平臺(tái)和智能儀表 應(yīng)用軟件，其中智能儀表硬件平臺(tái)由顯示屏1、主板2與擴(kuò)展板3集成組裝而成；主板2與 顯示屏1，主板2與擴(kuò)展板3之間通過電路連接；其中主板2上設(shè)有CPU、模擬或數(shù)字式壓 力傳感器輸入口 4與M0S/C⑶攝像頭接口 5，擴(kuò)展板3上設(shè)有連接器6。主板2上還設(shè)有 GPRS/3G裝置7、USB H0ST8、以太網(wǎng)接口 9，擴(kuò)展板3還設(shè)有ID/IC讀卡器接口 10、工業(yè)控制 總線接口板11與音頻輸入/輸出接口 12。這種網(wǎng)絡(luò)智能測(cè)控儀表通過內(nèi)置的各種端口以及連接器與外圍設(shè)備相連，其中外 圍設(shè)備包括云臺(tái)、攝像頭、模擬和數(shù)字壓力傳感器、打印機(jī)、工業(yè)控制總線、鍵盤或鼠標(biāo)、U盤或SD卡、遠(yuǎn)程監(jiān)控管理平臺(tái)、ID/IC讀卡器、GPRS、3G、WI-FI或以太網(wǎng)。其中顯示屏1 使用三星的7寸液晶顯示屏，外接一個(gè)接口板。主板2 =CPU采用基于freescale的I. MX27S0C芯片，處理器為ARM^6EJS、最高 主頻為400MHZ、帶MPEG4和H. 264硬件編解碼、內(nèi)含IXD儀表(最大分辨率達(dá)到800X480， 256K色)、以及豐富的外設(shè)儀表；DDR內(nèi)存:128MB, NAND Flash :256MB ；I.MX27外接實(shí)時(shí)時(shí) 鐘RTC芯片PCF8563T，使儀表可顯示年、月、日、時(shí)、分、秒，精度±k/24h，走時(shí)不受斷電影 響；I. MX27外接TW^835解壓芯片，TW2835為4路視頻合一路的解壓芯片，實(shí)現(xiàn)4路攝像頭 的視頻信號(hào)采集，并通過連接器6將視頻信號(hào)傳入I. MX27處理器。I. MX27將視頻信號(hào)進(jìn) 行MPEG4或者H. 264壓縮、存儲(chǔ)、傳輸，其視頻分辨率采用CIF標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然也可以支持一路 視頻信號(hào)輸入；1. MX27設(shè)有多個(gè)URAT接口，其中4個(gè)UART連接到擴(kuò)展板3的連接器6上， 分別用于2路模擬傳感器，PR0FIBUS總線，云臺(tái)與GPRS/3G裝置7。其余UART接口作為選 擇性擴(kuò)展。USB H0ST8分別外接打印機(jī)，U盤、鍵盤、ID/IC讀卡器、鼠標(biāo)或者WI-FI。采用一個(gè)10M/100M以太網(wǎng)接口 9，用于有線網(wǎng)絡(luò)連接，以及網(wǎng)絡(luò)調(diào)試，遠(yuǎn)程升級(jí)。GPRS/3G裝置7包括內(nèi)置的無線信號(hào)端與調(diào)制解調(diào)器，將調(diào)制的信號(hào)通過UART接 口傳輸至CPU。模擬或數(shù)字式壓力傳感器輸入口 4包括兩個(gè)模擬壓力傳感器輸入口或者兩個(gè)數(shù) 字式壓力傳感器輸入口，兩個(gè)數(shù)字式壓力傳感器輸入口采用模擬轉(zhuǎn)換。當(dāng)輸入兩路模擬信 號(hào)時(shí)，通過cirrus logic公司的CS5532芯片的Mbit高精度運(yùn)放與A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信 號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并與STC89C516RD+單片機(jī)通訊，再通過單片機(jī)的串口輸出，此串口與 I. MX27的UART接口連接。當(dāng)然也可以進(jìn)行單通道模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的傳輸。擴(kuò)展板3 :PR0FIBUS工業(yè)控制總線接口板11由PR0FIBUS協(xié)議芯片和單片機(jī)組 成，實(shí)現(xiàn)將串口轉(zhuǎn)PR0FIBUS協(xié)議功能。PR0FIBUS工業(yè)控制總線接口板與光電隔離器件 HCPL710LRS485電平轉(zhuǎn)換芯片DS36C278相連接。PR0FIBUS協(xié)議處理芯片選用西門子公司 的SPC3，單片機(jī)選用STC89C516RD與I. MAX以UART接口連接。連接器6 起連接云臺(tái)、連接RS232/電流環(huán)接口、連接RS232/RS485接口、連接6 路數(shù)字量輸入、連接8路繼電器輸出、連接音頻輸入/輸出接口等作用。該連接器分成兩部 分，分為通過URAT接口分別連接RS232/RS485接口、RS232/電流環(huán)接口與云臺(tái)的連接器和 分別連接6路數(shù)字量輸入、8路繼電器輸出與音頻輸入/輸出接口的連接器。其中的8路繼 電器輸出可以輸出1個(gè)通道的4-20mA電流信號(hào)，以便網(wǎng)絡(luò)智能測(cè)重儀表能夠通過模擬信號(hào) 輸出的方式與其他設(shè)備連接。如圖2所示，該儀表通過外接包括云臺(tái)、攝像頭、麥克風(fēng)、喇叭、模擬和數(shù)字壓力傳 感器、工業(yè)控制總線、GPRS或者3G、打印機(jī)、鍵盤或鼠標(biāo)、U盤或SD卡、顯示屏、ID/IC讀卡 器、WI-FI或以太網(wǎng)等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，數(shù)據(jù)與圖像采集以及顯示等功能。其中工業(yè)控制總線采用RS232/RS485接口、RS232/電流環(huán)接口。兩接口主要由收 發(fā)器、ISL83387EIV電平轉(zhuǎn)換芯片、DB9連接器與光電隔離器件組成。其中RS232/RS485接 口與I.MX27的UART接口連接，采用SP485R收發(fā)器，ISL83387EIV做RS232電平轉(zhuǎn)換芯片， 用于與遠(yuǎn)程監(jiān)控管理平臺(tái)通訊，同時(shí)做RS485電平轉(zhuǎn)換，用于連接ID/IC讀卡器與云臺(tái)。其 中R)(D信號(hào)通過MAX47^做切換，控制信號(hào)為低時(shí)RS485，控制信號(hào)為高時(shí)RS232 ；RS232/電流環(huán)接口與MX27的另一個(gè)UART接口連接，采用SN75452B收發(fā)器，ISL83387EIV做RS232 電平轉(zhuǎn)換芯片，同時(shí)T)(D做電流環(huán)輸出。操作人員可通過與網(wǎng)絡(luò)智能測(cè)重儀表相連的鼠標(biāo)或鍵盤發(fā)出有關(guān)方位的控制信 息，借助RS232/RS485接口與控制總線傳輸至云臺(tái)，并由云臺(tái)來調(diào)整攝像頭轉(zhuǎn)向。由此達(dá)到 人為地調(diào)整視頻監(jiān)控范圍的目的。如上所述，網(wǎng)絡(luò)智能測(cè)控儀表與各外圍設(shè)備形成一個(gè)完整的硬件連接系統(tǒng)，智能 儀表應(yīng)用軟件由支持硬件的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)軟件和相應(yīng)模塊的測(cè)試軟件提供軟件開發(fā)包，可根據(jù) 需要與相應(yīng)的硬件支持實(shí)現(xiàn)多種功能。并且操作人員可通過可以通過鍵盤，或者直接安裝 在儀表面板上的薄膜按鍵，可根據(jù)需要亦可設(shè)成26個(gè)對(duì)應(yīng)數(shù)字，字母，漢字，符號(hào)進(jìn)行如下 各種操作1)0-9 用于輸入數(shù)字/字母，4個(gè)方向鍵；2) SP:空格鍵；3)清零儀表置零；4)清除清除皮重值，或者清除輸錯(cuò)的字符；5)打印稱重?cái)?shù)據(jù)保存和打印；6)主菜單系統(tǒng)設(shè)置；7)確認(rèn)結(jié)束并確認(rèn)輸入的字符串，或確認(rèn)當(dāng)前操作；8)退出放棄當(dāng)前操作；9)秤臺(tái)切換轉(zhuǎn)換顯示當(dāng)前的秤臺(tái)；10) Fl——F4 編輯相應(yīng)的欄目；11)方向鍵確定光標(biāo)位置。以上所述的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不 脫離本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍，這些都不會(huì)影響本實(shí)用新型實(shí)施的效果和專利的實(shí)用性。
權(quán)利要求1.網(wǎng)絡(luò)智能測(cè)控儀表，包括智能儀表硬件平臺(tái)，其特征在于所述的智能儀表硬件平 臺(tái)包括視頻輸入輸出設(shè)備、音頻輸入輸出設(shè)備、中央主板與擴(kuò)展板集成組裝；中央主板與視 頻輸出設(shè)備、中央主板與音頻輸入設(shè)備、中央主板與擴(kuò)展板之間電路連接；中央主板上設(shè)有 數(shù)據(jù)處理器、擴(kuò)展板上設(shè)置有外圍設(shè)備的接口。
2.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)智能測(cè)控儀表，其特征在于所述的中央主板上設(shè)置有基 于freescale的I. MX27S0C芯片、帶MPEG4和H. 264硬件編解碼、UART接口、以及外設(shè)儀表 的CPU、GPRS/CDMA裝置、WI-FI、USB HOST或者是以太網(wǎng)接口。
3.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)智能測(cè)控儀表，其特征在于所述的外圍設(shè)備包括云臺(tái)、攝 像頭、模擬或數(shù)字壓力傳感器、打印機(jī)、工業(yè)控制總線、鍵盤或鼠標(biāo)、U盤或SD卡、遠(yuǎn)程監(jiān)控 管理平臺(tái)、ID/IC讀卡器、GPRS、3G、WI-FI或以太網(wǎng)，以及用于環(huán)境安全檢測(cè)的傳感裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)智能測(cè)控儀表，其特征在于所述的擴(kuò)展板上設(shè)置有云臺(tái) 接口、視頻輸入和輸出接口、ID/IC讀卡器接口、工業(yè)控制總線接口與音頻輸入、輸出接口、 RS485接口以及遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)接口。
5.如權(quán)利要求3所述的網(wǎng)絡(luò)智能測(cè)控儀表，其特征在于所述的工業(yè)控制總線采用 PR0FIBUS 標(biāo)準(zhǔn)，使用 RS485 接 口。
6.如權(quán)利要求3所述的網(wǎng)絡(luò)智能測(cè)控儀表，其特征在于所述的工業(yè)控制總線的接口 板由PR0FIBUS協(xié)議芯片和相應(yīng)單片機(jī)組成。
專利摘要網(wǎng)絡(luò)智能測(cè)控儀表，包括智能儀表硬件平臺(tái)，所述的智能儀表硬件平臺(tái)包括視頻輸入輸出設(shè)備、音頻輸入輸出設(shè)備、中央主板與擴(kuò)展板集成組裝；中央主板與視頻輸出設(shè)備、中央主板與音頻輸入設(shè)備、中央主板與擴(kuò)展板之間電路連接；中央主板上設(shè)有數(shù)據(jù)處理器、擴(kuò)展板上設(shè)置有外圍設(shè)備的接口。該網(wǎng)絡(luò)智能測(cè)控儀表是一種集儀表、視頻采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)傳輸、GPRS、異常報(bào)警技術(shù)、人機(jī)交互及操作為一體的高科技智能儀表，其語音傳輸功能，能夠配合礦區(qū)安全系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)突發(fā)事件的指揮，及監(jiān)控，并能夠通過系統(tǒng)擴(kuò)展外接其他傳感設(shè)備實(shí)現(xiàn)與礦區(qū)安全系統(tǒng)的結(jié)合。
文檔編號(hào)H04L29/08GK201837868SQ20092029377
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2009年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日
發(fā)明者唐廷燁, 楊勇, 魏樂峰 申請(qǐng)人:重慶大唐測(cè)控技術(shù)有限公司, 重慶大唐科技股份有限公司