專利名稱：多參數(shù)在線監(jiān)測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
多參數(shù)在線監(jiān)測儀
^Tlt領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及一種用于水文、/1^U、氣象、環(huán)保、國土資源監(jiān)測等領(lǐng)域使用的 多種參數(shù)實(shí)時、在線監(jiān)測儀，特別適于!^頁域的多種 采集，避免重復(fù)建設(shè)。屬測量儀器領(lǐng)域。
技術(shù)背景在線監(jiān)測儀器的我國研究開發(fā)能力較為分散，系統(tǒng)配套生產(chǎn)能力較低，還不能適 應(yīng)市場的需要。高質(zhì)量的分析儀、專用監(jiān)測儀器和自動監(jiān)觀係統(tǒng)多是國夕卜引進(jìn)的，而且大多是各 賴域自成一套。
目前的實(shí)現(xiàn)技術(shù)方式基本分為兩類1.基于工控機(jī)的 采集。2.基于MCS51系列單片機(jī)的 一體〗棵集系統(tǒng)。前者成本高、對〗頓維護(hù)人員的專業(yè)技術(shù)要求高，微佳在廣大的基層推廣〗頓； 后者由于技術(shù)已經(jīng)落后，性能上已經(jīng)不能滿足實(shí)際要求，現(xiàn)有產(chǎn)品中大多屬于低端產(chǎn)品，即使這 樣， 在操作、4頓不是非常方便，功能也單一。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，發(fā)明一種^Iil各種通信方式控制、 實(shí)時在線采集多個娜參數(shù)的監(jiān)測儀。
本實(shí)用新型的目的還在于采用嵌入式微處理，制，按照設(shè)定的參數(shù)和割牛進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集 并存儲到固態(tài)存儲模塊中，采集到的繊，紐分析處鵬，如果鵬設(shè)定的門限或符合設(shè)定的 割牛，可以ffljlffl信終端向中心進(jìn)行報警的多參數(shù)實(shí)時在線監(jiān)測儀。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)是多參數(shù)在線監(jiān)測儀由顯示器、鄉(xiāng)、傳繊、天線、電源和機(jī)殼鄉(xiāng)賊，
其特征在于以KA^微處理器為控制核心的模謝七設(shè)計(jì)，微處理麟有顯^M:模塊、存儲模塊、
通信模塊、 采穀莫±央和固態(tài)存儲模塊，微處理器統(tǒng)一管理各模塊的驅(qū)動、功耗；LCD顯示器和 處理器的 總線連接； 采對對 31 RS485總線接收處理器的采集指令進(jìn)行 采集，并將采,種參數(shù)的 3131總線送給處理器；微處理器有3個串對fS信接口，分別連接 內(nèi)置Modem、內(nèi)置GSM模塊和開放的通信接口，完成各種通信方式的通信。
固態(tài)存儲模塊由鐵電存儲器和FLASH閃存構(gòu)成，固態(tài)存儲模塊ffi31 SPI總線與^A式微處理 器連接；鐵電存儲器緩存實(shí)時保存采集至啲娜，存儲到一定數(shù)量后自動轉(zhuǎn)存到FLASH閃存中， 實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)的大容量存儲。數(shù)據(jù)采集模塊包括傳感器驅(qū)動和接入，數(shù)據(jù)采集模i央接入各種類型的傳感器，負(fù)責(zé)采集各種 參數(shù)的的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集?！姥胨璨杉瘮?shù)據(jù)的參數(shù)和^#通過鍵盤輸入或遠(yuǎn)程通信獲取，數(shù)據(jù)采 穀對央?yún)?shù)剝特采集時間、傳感麟型、傳感器的報警門限和固定報警時間。
采集時間規(guī)定多長時間采集一次數(shù)據(jù)，傳皿類型規(guī)定所連接的傳感器的類型、信號格式和 信號的上下限；傳g的報警門限和固定報警時間設(shè)定報警斜牛。
通信模iM用內(nèi)置模i央和開M信接口 ，內(nèi)置模塊滿足基本常用的有線MODEM和GSM短消息 通信方式，開方JrM信接口用于電臺、GPRS或衛(wèi)星通信方式，遠(yuǎn)禾SI信方式選擇GSM短消息、GPRS ，短波電臺。
所有對外的接口采用航空插頭，內(nèi)置GSM短消息的天線位于機(jī)綱部，擴(kuò)展的外置通信終端 放置于機(jī)箱外。顯^^模塊包括有LCD顯示器和,。
本實(shí)用新型多參數(shù)在線監(jiān)測儀除接口做電路模塊和擴(kuò)展的外置通信終端外，4維制、顯示、 鍵盤、通信、采集、存儲等模塊均集鵬一塊主板上完成，主板和接口{娥電路模塊分層安裝在 密封機(jī)箱內(nèi)，主板安裝于一塊面板上，接口保護(hù)電路模塊安裝于機(jī)箱底部，面板置于其上，打開 機(jī)箱蓋后可以操作面板，將面板鵬后，可以看到接口《跌電路模塊，它們之間采用一根26芯的 扁平電纜連接，所有對外的接口采用航空插頭，內(nèi)置GSM短消息的天線位于機(jī)翻部，擴(kuò)展的外 置通信終端放置于機(jī)箱外。
工作原理是本實(shí)用新型在嵌入式微處理器的控制下，按照設(shè)定的參數(shù)和條件進(jìn)行數(shù)據(jù)的采 集并存儲到固態(tài)存儲模塊中，采集到的數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析處理后，如果越過設(shè)定的門限或符合設(shè)定 的條辨，可以ffi3tffl信終端向中心進(jìn)行報警。
圖3中，鐵電存儲器和FLASH閃存組成固態(tài)存儲模塊，ffl3!SPI總線和^A^微處理器連接， 數(shù)據(jù)采 ±央負(fù)責(zé)采,種參數(shù)的的 ，它ffi31 RS485總線接收處理器的采集指令進(jìn)行數(shù)據(jù)采 集，并將采集的數(shù)據(jù)ffi3i總線送給處理器。處理器具有3個串行通信接口，分別連接內(nèi)置Modem, 內(nèi)置GSM模i央和開放的通信接口，完成各種各種通信方式的通信。LCD顯示器和MSil處理器的 數(shù)據(jù)總線連接，完^A機(jī)交互功能。本實(shí)用新型工作所需的參數(shù)和條件可以通過本地m輸入或遠(yuǎn)程通信獲取，遠(yuǎn)程通信的方式 可選擇GSM短消息、GPRS、超短波電臺等。參數(shù)斜特采集時間、傳^ 型、傳感器的報警
門限、固定報警時間。采集時間規(guī)定本實(shí)用新型多長時間采集一次數(shù)據(jù)，傳 ^型規(guī)定本實(shí)用 新型所連接的傳感器的類型、信號格式和信號的上下限，以便處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。傳感器 的報警門限和固趙艮警時間設(shè)定本實(shí)用新型的報警條件，設(shè)定了傳感器的報警門限后，當(dāng)采集的
數(shù)據(jù)經(jīng)過分析，超過門限后或時間f始f始固定報警時間，將通過所連接的GSM短消息終端、GPRS 終端、超短波電臺向中心報警。
本實(shí)用新型基于高性能的32位ARM體系的^A^微處理器作為控帝賅心，模i刺七設(shè)計(jì)，共有 顯^ 模塊、存儲模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)釆^l莫塊等，微處理器統(tǒng)一管理各模塊的驅(qū)動、功耗。 其中數(shù)據(jù)采集模塊包括了傳感器驅(qū)動和接入，便于接入各種類型的傳感器。模i央化的設(shè)計(jì)有利于 性能的提升和功能的擴(kuò)展。
本實(shí)用新型研制的多參數(shù)實(shí)時在線監(jiān)測儀同時達(dá)到高性能、低成本和方便實(shí)用的統(tǒng)一、低功 耗工作管理模式，不僅實(shí)現(xiàn)多種參數(shù)的實(shí)時采集、存儲和傳輸，而且還著眼于跨行業(yè)、多領(lǐng)域運(yùn) 用的目標(biāo)，是一種具有廣泛市場前景的多參數(shù)實(shí)時在線監(jiān)測tt新產(chǎn)品。


以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例，對結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明，但本實(shí)用新型保護(hù)范圍不限于 此實(shí)施例。
圖1為本實(shí)用新型多參數(shù)在線監(jiān)測儀總術(shù)荒程圖。
圖2為本實(shí)用新型多參數(shù)在線監(jiān)測儀的面板操作分模±央流程圖。
圖3為本實(shí)用新型多參數(shù)在線監(jiān)測儀的原理框圖。
圖4為本實(shí)用新型多參數(shù)在線監(jiān)領(lǐng)敗的定時事件處理分?！姥肓鞒虉D。
圖5為本實(shí)用新型多參數(shù)在線監(jiān)測儀的通信事件處理分模塊流程圖。
圖6為本實(shí)用新型多參數(shù)在線監(jiān)測儀的存儲分模i央流程圖。
圖7為本實(shí)用新型MCT-1多參數(shù)在線監(jiān)測儀的夕卜觀示意圖。圖中l(wèi)一天線；2—機(jī)殼；3HH; 3—主板。
具體實(shí) 式實(shí)施例MCT-1多參數(shù)在線監(jiān)測皿用集皿非常高的設(shè)計(jì)方式，除接口保 護(hù)電路模塊和擴(kuò)展的外置通信終端外，所有控制、顯示、鍵盤、通信、采集、存儲等?！姥刖?在一塊主板上完成，主板和接口保護(hù)電路模塊分層安裝在密封機(jī)箱內(nèi)，主板安裝于一塊面板上， 接口保護(hù)電路?！姥氚惭b于機(jī)箱底部，面板置于其上，打開機(jī)箱蓋后可以操作面板，將面板M^后，
可以看到接口i娥電路模塊，它們之間采用一根26芯的扁平電纜連接，所有對外的接口采用航空 插頭，內(nèi)置GSM短消息的天線位于機(jī)箱頂部，擴(kuò)展的外置通信終端放置于機(jī)箱外。
其控制核心選用美國愛特梅爾公司的AT91M55800A，是32位層內(nèi)核的駄式微處理器，最 高運(yùn)fi^I度33MHZ，單指令周期，集成看門狗、實(shí)時時鐘、通用串行接口，具有先進(jìn)功耗控制功能 (AMPC)，在提高系統(tǒng)可靠性、先進(jìn)性的同時，有具有優(yōu)秀的功耗性能。
其顯^HS模塊具有128*64的顯示模塊和6鍵按鍵輸入，可實(shí)現(xiàn)全中文的顯示界面和方便 的輸入法，Jlf共了良好的人機(jī)界面。
其固態(tài)存儲?！?用鐵電存儲加閃存的方式實(shí)現(xiàn)，由于閃存雖然容量大，但寫入次數(shù)有限， 不能保存實(shí)時數(shù)據(jù)，鐵電存儲器具有無限次寫入的特點(diǎn)、速度快，用來緩存實(shí)時數(shù)據(jù)，到一定數(shù) 量后有轉(zhuǎn)存到閃存中，從而實(shí)現(xiàn)大容量的實(shí)時數(shù)據(jù)存儲。
其通信模塊采用內(nèi)置模塊和開放通信接口的方法設(shè)計(jì)，內(nèi)置模塊滿足基本的常用的通信方 式，如有線MODEM和GSM短消息。開放的通信接口用于將來擴(kuò)展到電臺、GPRS或衛(wèi)星等方式。
其數(shù)據(jù)采^^莫塊通過RS485總線接入，可以采集電壓型或電流型的模擬量，并且RS485作為 多點(diǎn)接入的總線，將艦可以接入更多類型的模擬量，傳繊可以采用2線制或4線制方式接入。 模土刺七的設(shè)計(jì)有利于本實(shí)用新型性能的提升和功能的擴(kuò)展。 功能設(shè)計(jì)
數(shù)據(jù)采,±^集功能可以采集開關(guān)量、模擬量和數(shù)字量。 固態(tài)存儲為具有2兆字節(jié)的固態(tài)存儲器。
數(shù)據(jù)^ilr可通過有線MODEM、無線GSM短消息方式傳輸數(shù)據(jù)，也可以外置超短波電臺或GPRS糊雖并掛共本地RS232取數(shù)。
儀器參數(shù)本地設(shè)定為所有參數(shù)可本地瀏覽和設(shè)置。 數(shù)據(jù)維護(hù)功能可進(jìn)行數(shù)據(jù)的刪除、備份和恢復(fù)。 報警功能具有定附R警和參M限報警功能。
測試功能可在本i"K行設(shè)備測試、以便確定一,本故障
保護(hù)功能對外接口具有過流過壓做電路
換卡功能可在線撥插SIM卡，不需給儀器斷電，因此不會影響儀器的正常工作。 本實(shí)用新型儀器具有職守工作模式，在此模式下功耗很低，當(dāng)有開關(guān)量信號、通信信號或定
時等事件觸發(fā)時，自動退出職守工作模式，進(jìn)入采集工作模式，處理完事件后又自動進(jìn)入職守工
作模式。
中文顯示全中文顯示，菜單操作。
權(quán)利要求1、一種多參數(shù)在線監(jiān)測儀，由顯示器、鍵盤、傳感器、天線、電源和機(jī)殼組成，其特征在于以嵌入式微處理器為控制核心的模塊化設(shè)計(jì)，微處理器共有顯示鍵盤模塊、存儲模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和固態(tài)存儲模塊，微處理器統(tǒng)一管理各模塊的驅(qū)動、功耗；LCD顯示器和鍵盤通過處理器的數(shù)據(jù)總線連接；數(shù)據(jù)采集模塊通過RS485總線接收處理器的采集指令進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并將采集各種參數(shù)的數(shù)據(jù)通過總線送給處理器；微處理器有3個串行通信接口，分別連接內(nèi)置Modem、內(nèi)置GSM模塊和開放的通信接口，實(shí)現(xiàn)各種通信方式的通信。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的多參數(shù)在線監(jiān)測儀，其特征在于固態(tài)存儲模塊由鐵電存儲器和FLASH 閃存構(gòu)成，固態(tài)存儲?！姥胪ㄟ^SPI總線與嵌入式微處理器連接；鐵電存儲器緩存實(shí)時保存采集到 的數(shù)據(jù)，存儲到一定數(shù)量后自動轉(zhuǎn)存到FLASH閃存中，實(shí)現(xiàn)實(shí)時 的大容量存儲。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多參數(shù)在線監(jiān)測儀，其特征在于 采,±央包括傳感器驅(qū)動和接 入，數(shù)據(jù)采集?！姥虢尤敫鞣N類型的傳感器，負(fù)責(zé)采集各種參數(shù)的的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集模塊所需采集 數(shù)據(jù)的參數(shù)和^f牛fflil鍵盤輸A^遠(yuǎn)程通信獲取，數(shù)據(jù)采集?！姥?yún)?shù)^[牛有采集時間、傳ii^ 型、傳感器的報警門限和固定報警時間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多參數(shù)在線監(jiān)測儀，其特征在于采集時間規(guī)定多長時間采集一次數(shù) 據(jù)，傳感器類型規(guī)定所連接的傳感器的類型、信號格式和信號的上下限；傳感器的報警門限和固 定報警時間設(shè)定報警^f牛。
5、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多參數(shù)在線監(jiān)測儀，其特征在于通信模賊用內(nèi)置模i央和開 皿信接口，內(nèi)置模塊滿足基本常用的有線MODEM和GSM短消息通信方式，開方，信接口用于電 臺、GPRS或衛(wèi)星通信方式，遠(yuǎn)程通信方式選擇GSM短消息、GPRS，短波電臺。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多參數(shù)在線監(jiān)測儀，其特征在于所有對外的接口采用航空插頭， 內(nèi)置GSM短消息的天線位于機(jī)OT部，擴(kuò)展的外置通信終端放置于機(jī)箱外。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多參數(shù)在線監(jiān)測儀，其特征在于顯^M:模塊包括有LCD顯示 器和鄉(xiāng)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于水文、水利、氣象、環(huán)保、國土資源監(jiān)測等領(lǐng)域使用的多種參數(shù)實(shí)時、在線監(jiān)測儀，特別適于跨領(lǐng)域的多種數(shù)據(jù)采集，避免重復(fù)建設(shè)。屬測量儀器領(lǐng)域。本裝置是基于高性能的32位ARM體系的嵌入式微處理器作為控制核心，模塊化設(shè)計(jì)，共有顯示鍵盤模塊、存儲模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)采集模塊等，微處理器統(tǒng)一管理各模塊的驅(qū)動、功耗。其中數(shù)據(jù)采集模塊包括了傳感器驅(qū)動和接入，便于接入各種類型的傳感器。模塊化的設(shè)計(jì)有利于性能的提升和功能的擴(kuò)展，本實(shí)用新型研制多參數(shù)實(shí)時在線監(jiān)測儀同時達(dá)到高性能、低成本和方便實(shí)用的統(tǒng)一，不僅實(shí)現(xiàn)多種參數(shù)的實(shí)時采集、存儲和傳輸，而且還著眼于跨行業(yè)、多領(lǐng)域運(yùn)用的目標(biāo)，是一種具有廣泛市場前景的新產(chǎn)品。
文檔編號G01D21/02GK201242452SQ20082008080
公開日2009年5月20日 申請日期2008年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月9日
發(fā)明者躍 卿, 華 王, 檣 鄭 申請人:云南金隆偉業(yè)科技有限公司