專利名稱：一種遠(yuǎn)程自動測控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測控系統(tǒng)，尤其涉及一種遠(yuǎn)程自動測控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在自動測控系統(tǒng)中，若干采集單元和控制單元組織成一個采集控制器或板卡或是類似的一個一體式的裝置，這個采集控制器通常是一個封閉的系統(tǒng)，它與外部其他采集控制器或系統(tǒng)的通訊還必須有專用的接口或通道。這樣的測控系統(tǒng)一般形式是若干個類似功能的采集控制器，用專用的通訊線或無線通訊連接起來，各個采集控制器之間用統(tǒng)一的通訊協(xié)議進(jìn)行通訊和控制，而各個采集控制器內(nèi)部的采集單元和控制單元是被采集控制器控制與采集數(shù)據(jù)的，采集控制器之外的單元，采集控制器是不能直接與之通訊進(jìn)行采集與控制的。自動測控系統(tǒng)中的主控制計算機(jī)需要在采集控制器接口中設(shè)計相應(yīng)的協(xié)議，整個控制需要透過接口、采集控制器等多個環(huán)節(jié)，來進(jìn)行通訊，很難協(xié)調(diào)，這種多層次的控制實現(xiàn)方式使得軟件設(shè)計繁 雜且不靈活。同時，采集控制器內(nèi)部的測量與控制單元對于外部系統(tǒng)來說是不透明的，其它采集控制器內(nèi)部單元與它不能直接通訊的，必須經(jīng)過控制箱接口來間接通訊。外部系統(tǒng)與它的通訊必須經(jīng)過采集控制器接口來間接通訊，也就是說各個采集控制器內(nèi)部單元之間的通訊以及主控計算機(jī)與采集控制器內(nèi)部單元之間的通訊都要通過控制箱的接口來間接進(jìn)行，需要系統(tǒng)的接口來參與，不是直接進(jìn)行的，這樣在實時性要求高的采集控制器之間的通訊，會變得麻煩且復(fù)雜。自動測控系統(tǒng)最好的應(yīng)用是在萬能試驗機(jī)的應(yīng)用中，經(jīng)典的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)中有一個采集控制器，負(fù)責(zé)壓力，位移的采集和自動控制，此控制箱的壓力和位移的采集正是要求被監(jiān)控的對象。因此，為了監(jiān)控它，傳統(tǒng)的做法是在控制箱上加一個串口，與一臺子控制計算機(jī)相連，然后子控制計算機(jī)再通過局域網(wǎng)與主計算機(jī)相連。通常一個試驗室不止一臺萬能試驗機(jī)，因此需要多臺與采集控制器一對一連接的子控制計算機(jī)，并把這些子控制計算機(jī)組成一個局域網(wǎng)，和局域網(wǎng)中的主控計算機(jī)相連，然后主控計算機(jī)和數(shù)據(jù)中心連。由此看來，傳統(tǒng)自動測控系統(tǒng)存在如下不足:一、浪費(fèi)計算機(jī)資源，且上傳技術(shù)復(fù)雜不能實時反映采集結(jié)果。二、主控計算機(jī)不能直接與采集控制器通信，必須通過子控制計算機(jī)，使得采集和控制程序?qū)哟螐?fù)雜，設(shè)計難度大。三、通訊線路鋪設(shè)復(fù)雜而且不容易移動，設(shè)備移動就需要重新鋪設(shè)和調(diào)試。四、采集控制器的子控制計算機(jī)與主控計算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸受距離限制，網(wǎng)線只能100米以內(nèi)，對于分散的設(shè)備實現(xiàn)同一網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集中比較復(fù)雜，需要用中繼等方法。五、工作人員無身份識別，隨便試驗，結(jié)果不好不做追溯，無從考證，且遠(yuǎn)程主機(jī)無法追究試驗人和樣品源頭，不能準(zhǔn)確估計工作人員的工作量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于通過一種遠(yuǎn)程自動測控系統(tǒng)，來解決以上背景技術(shù)部分提到的問題。為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種遠(yuǎn)程自動測控系統(tǒng)，其包括N個實驗系統(tǒng)、主控計算機(jī)及數(shù)據(jù)中心，其中，所述N個實驗系統(tǒng)均包括壓力單元、位移單元和閥單元，N為正整數(shù)；所述壓力單元連接與其配合的電力線載波通信單元，用于采集與實驗相關(guān)的壓力信息，輸出給主控計算機(jī)；所述位移單元連接與其配合的電力線載波通信單元，用于采集與實驗相關(guān)的位移信息，輸出給主控計算機(jī)；所述閥單元連接與其配合的電力線載波通信單元，用于采集與實驗相關(guān)的閥門狀態(tài)信息，輸出給主控計算機(jī)；所述主控計算機(jī)通過電源線連接與壓力單元、位移單元、閥單元配合的電力線載波通信單元，用于接收所述壓力信息、位移信息、閥門狀態(tài)信息，輸出給數(shù)據(jù)中心，并用于向所述N個實驗系統(tǒng)發(fā)送相關(guān)控制命令；所述數(shù)據(jù)中心通過互聯(lián)網(wǎng)連接主控計算機(jī)，用于收集所述N個實驗系統(tǒng)的相關(guān)實
驗信息。特別地，所述N個實 驗系統(tǒng)中的壓力單元、位移單元和閥單元均設(shè)置有與其配合射頻識別單元，所述射頻識別單元用于讀取實驗人員的相關(guān)身份信息，并通過電力線載波通信單元輸出給主控計算機(jī)。特別地，所述電力線載波通信單元為電力線載波通信卡。特別地，所述主控計算機(jī)在數(shù)據(jù)采集和發(fā)送時，采用不同的載波通道。本發(fā)明提出的遠(yuǎn)程自動測控系統(tǒng)是一套高度集成的綜合傳感測量傳輸?shù)墓I(yè)自動化系統(tǒng)，其是基于電力載波通訊原理的測控系統(tǒng)，區(qū)別于經(jīng)典的測控系統(tǒng)，它不使用任何專用的通訊線路，包括無線通訊、紅外線通訊、超聲波通訊等一切專門設(shè)置的通訊方式，而是借用系統(tǒng)的電源線來實現(xiàn)信息的傳輸，所有通訊都是走同一條線路，即電源線。N個實驗系統(tǒng)中的所有功能單元和主控計算機(jī)在結(jié)構(gòu)層次上是平級的，它們之間能直接通訊，這使得遠(yuǎn)程自動測控系統(tǒng)具有與傳統(tǒng)的測控系統(tǒng)不同的框架結(jié)構(gòu)方式。主控計算機(jī)或其它單元都能在電源線上通過電力線載波通訊單元接受到信息，這種方式使得各單元在通訊上都是平等的，而且是“透明”的。主控計算機(jī)與N個實驗系統(tǒng)的功能單元之間，N個實驗系統(tǒng)之間均可直接通訊，如果多個遠(yuǎn)程自動測控系統(tǒng)使用同一條電源線，則系統(tǒng)與系統(tǒng)之間，不同系統(tǒng)的單元之間也可完成直接通訊。這種直接通訊的方式，使通訊的程序?qū)哟魏喕?，就像生活中打電話一樣，我們?yōu)镹個實驗系統(tǒng)中的每個功能單元都編排了唯一的編號，只要撥指定的編號，就能與指定的單元通訊，系統(tǒng)內(nèi)部是這樣，系統(tǒng)之間也是這樣的，這使得通訊變得更為直接有效。與傳統(tǒng)自動測控系統(tǒng)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):一、單一主控計算機(jī)集中采集數(shù)據(jù)，便于統(tǒng)一管理，降低了成本。二、N個實驗系統(tǒng)上傳數(shù)據(jù)不需要二次集中，實時性高，避免了傳輸瓶頸和差錯。三、通過主控計算機(jī)可以清楚的了解N個實驗系統(tǒng)中的所有功能單元，便于遠(yuǎn)程監(jiān)控。四、N個實驗系統(tǒng)中的所有功能單元與主控計算機(jī)通過電源線互通數(shù)據(jù)，沒有專門線路，節(jié)約成本，無需鋪設(shè)和調(diào)試線路，且移動方便，數(shù)據(jù)傳輸實時性強(qiáng)。五、避免使用多臺子控制計算機(jī)和局域網(wǎng)，節(jié)約成本。六、對N個實驗系統(tǒng)中的每個功能單元均設(shè)置有射頻識別單元，經(jīng)過認(rèn)證的人員刷卡才可以進(jìn)行試驗，防止非法操作，實驗人員對實驗材料來源負(fù)責(zé)。七、N個實驗系統(tǒng)中的每個功能單元工作時，都需要確認(rèn)試驗者身份，才能夠開機(jī)、進(jìn)行試驗等操作，主控計算機(jī)機(jī)的黑名單、白名單通過多通道載波傳送到各個功能單元，功能單元根據(jù)名單，限制或者開放相應(yīng)的試驗人員權(quán)限。


圖1為本發(fā)明實施例提供的遠(yuǎn)程自動測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部內(nèi)容。請參照圖1所示，圖1為本發(fā)明實施例提供的遠(yuǎn)程自動測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。本實施例中遠(yuǎn)程自動測控系統(tǒng)具體包括:N個實驗系統(tǒng)101、主控計算機(jī)102及數(shù)據(jù)中心103，其中，所述N個實驗系統(tǒng)101均包括壓力單元1011、位移單元1012和閥單元1013，N為正整數(shù)。需要說明的是，實驗系統(tǒng)101可以根據(jù)實驗需要配置更多的功能單元，本實施例僅以實驗系統(tǒng)101包括壓力單元1011、位移單元1012和閥單元1013為例進(jìn)行說明。所述壓力單元1011連接與其配合的電力線載波通信單元104，用于采集與實驗相關(guān)的壓力信息，輸出給主控計算機(jī)102。所述位移單元1012連接與其配合的電力線載波通信單元105，用于采集與實驗相關(guān)的位移信息，輸出給主控計算機(jī)102。所述閥單元1013連接與其配合的電力線載波通信單元106，用于采集與實驗相關(guān)的閥門狀態(tài)信息，輸出給主控計算機(jī)102。所述主控計算機(jī)102通過電源線107連接與壓力單元1011、位移單元1012、閥單元1013配合的電力線載波通信單元，用于接收所述壓力信息、位移信息、閥門狀態(tài)信息，輸出給數(shù)據(jù)中心103，并用于向所述N個實驗系統(tǒng)101發(fā)送相關(guān)控制命令。所述主控計算機(jī)102在數(shù)據(jù)采集和發(fā)送時，采用不同的載波通道，保證了信息的實時性。當(dāng)采用不同載波頻率，由于載波頻率處于不同頻段，互不干擾，就使得在同一電力線介質(zhì)內(nèi)部，同時可以有多個終端共同進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，即所謂多通道載波傳輸，通過對頻率資源的合理分配，使得每個N個實驗系統(tǒng)101中的每個功能單元擁有獨(dú)立或者某時段獨(dú)享信道，達(dá)到原來需要共享信道，造成的傳輸擁塞的問題得以解決。所述數(shù)據(jù)中心103通過互聯(lián)網(wǎng)連接主控計算機(jī)102，用于收集所述N個實驗系統(tǒng)101的相關(guān)實驗信息。于本實施例，所述N個實驗系統(tǒng)101中的壓力單元1011、位移單元1012和閥單元1013均設(shè)置有與其配合射頻識別單元10111、射頻識別單元10121、射頻識別單元10131。射頻識別單元用于讀取實驗人員的相關(guān)身份信息，并通過與壓力單元1011、位移單元1012和閥單元1013配合的電力線載波通信單元104、電力線載波通信單元105及電力線載波通信單元106輸出給主控計算機(jī)102。所述電力線載波通信單元104、電力線載波通信單元105及電力線載波通信單元106均為電力線載波通信卡。本發(fā)明是基于電力載波通訊原理的測控系統(tǒng)，區(qū)別于經(jīng)典的測控系統(tǒng)，它不使用任何專用的通訊線路， 包括無線通訊、紅外線通訊、超聲波通訊等一切專門設(shè)置的通訊方式，而是借用系統(tǒng)的電源線107來實現(xiàn)信息的傳輸，所有通訊都是走同一條線路，即電源線107。N個實驗系統(tǒng)101中的所有功能單元和主控計算機(jī)102在結(jié)構(gòu)層次上是平級的，它們之間能直接通訊，這使得遠(yuǎn)程自動測控系統(tǒng)具有與傳統(tǒng)的測控系統(tǒng)不同的框架結(jié)構(gòu)方式。主控計算機(jī)102或其它單元都能在電源線107上通過電力線載波通訊單元接受到信息，這種方式使得各單元在通訊上都是平等的，而且是“透明”的。主控計算機(jī)102與N個實驗系統(tǒng)101的功能單元之間，N個實驗系統(tǒng)101之間均可直接通訊，如果多個遠(yuǎn)程自動測控系統(tǒng)使用同一條電源線107，則系統(tǒng)與系統(tǒng)之間，不同系統(tǒng)的單元之間也可完成直接通訊。這種直接通訊的方式，使通訊的程序?qū)哟魏喕?，就像生活中打電話一樣，我們?yōu)镹個實驗系統(tǒng)101中的每個功能單元都編排了唯一的編號，只要撥指定的編號，就能與指定的單元通訊，系統(tǒng)內(nèi)部是這樣，系統(tǒng)之間也是這樣的，這使得通訊變得更為直接有效。與傳統(tǒng)自動測控系統(tǒng)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):一、單一主控計算機(jī)集中采集數(shù)據(jù)，便于統(tǒng)一管理，降低了成本。二、N個實驗系統(tǒng)上傳數(shù)據(jù)不需要二次集中，實時性高，避免了傳輸瓶頸和差錯。三、通過主控計算機(jī)可以清楚的了解N個實驗系統(tǒng)中的所有功能單元，便于遠(yuǎn)程監(jiān)控。四、N個實驗系統(tǒng)中的所有功能單元與主控計算機(jī)通過電源線互通數(shù)據(jù)，沒有專門線路，節(jié)約成本，無需鋪設(shè)和調(diào)試線路，且移動方便，數(shù)據(jù)傳輸實時性強(qiáng)。五、避免使用多臺子控制計算機(jī)和局域網(wǎng)，節(jié)約成本。六、對N個實驗系統(tǒng)中的每個功能單元均設(shè)置有射頻識別單元，經(jīng)過認(rèn)證的人員刷卡才可以進(jìn)行試驗，防止非法操作，實驗人員對實驗材料來源負(fù)責(zé)。七、N個實驗系統(tǒng)中的每個功能單元工作時，都需要確認(rèn)試驗者身份，才能夠開機(jī)、進(jìn)行試驗等操作，主控計算機(jī)機(jī)的黑名單、白名單通過多通道載波傳送到各個功能單元，功能單元根據(jù)名單，限制或者開放相應(yīng)的試驗人員權(quán)限。注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實施例，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，雖然通過以上實施例對本發(fā)明進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本`發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。
權(quán)利要求
1.一種遠(yuǎn)程自動測控系統(tǒng)，其特征在于，包括N個實驗系統(tǒng)、主控計算機(jī)及數(shù)據(jù)中心，其中，所述N個實驗系統(tǒng)均包括壓力單元、位移單元和閥單元，N為正整數(shù)； 所述壓力單元連接與其配合的電力線載波通信單元，用于采集與實驗相關(guān)的壓力信息，輸出給主控計算機(jī)； 所述位移單元連接與其配合的電力線載波通信單元，用于采集與實驗相關(guān)的位移信息，輸出給主控計算機(jī)； 所述閥單元連接與其配合的電力線載波通信單元，用于采集與實驗相關(guān)的閥門狀態(tài)信息，輸出給主控計算機(jī)； 所述主控計算機(jī)通過電源線連接與壓力單元、位移單元、閥單元配合的電力線載波通信單元，用于接收所述壓力信息、位移信息、閥門狀態(tài)信息，輸出給數(shù)據(jù)中心，并用于向所述N個實驗系統(tǒng)發(fā)送相關(guān)控制命令； 所述數(shù)據(jù)中心通過互聯(lián)網(wǎng)連接主控計算機(jī)，用于收集所述N個實驗系統(tǒng)的相關(guān)實驗信肩、O
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程自動測控系統(tǒng)，其特征在于，所述N個實驗系統(tǒng)中的壓力單元、位移單元和閥單元均設(shè)置有與其配合射頻識別單元，所述射頻識別單元用于讀取實驗人員的相關(guān)身份信息，并通過電力線載波通信單元輸出給主控計算機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項所述的遠(yuǎn)程自動測控系統(tǒng)，其特征在于，所述電力線載波通信單元為電力線載波通信卡。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的 遠(yuǎn)程自動測控系統(tǒng)，其特征在于，所述主控計算機(jī)在數(shù)據(jù)采集和發(fā)送時，采用不同的載波通道。
全文摘要
本發(fā)明公開一種遠(yuǎn)程自動測控系統(tǒng)，包括Ｎ個實驗系統(tǒng)、主控計算機(jī)及數(shù)據(jù)中心，所述N個實驗系統(tǒng)均包括壓力單元、位移單元和閥單元。所述壓力單元、位移單元、閥單元均連接與其配合的電力線載波通信單元。所述主控計算機(jī)通過電源線連接與壓力單元、位移單元、閥單元配合的電力線載波通信單元。所述數(shù)據(jù)中心通過互聯(lián)網(wǎng)連接主控計算機(jī)。本發(fā)明是基于電力載波通訊的測控系統(tǒng),區(qū)別于傳統(tǒng)的測控系統(tǒng),它不使用任何專用的通訊線路,包括無線通訊、紅外線通訊、超聲波通訊等一切專門設(shè)置的通訊方式,而是借用系統(tǒng)的電源線來實現(xiàn)信息的傳輸，節(jié)約成本，無需鋪設(shè)和調(diào)試線路,且移動方便,數(shù)據(jù)傳輸實時性強(qiáng)，使得通訊變得更為直接有效。
文檔編號H04B3/54GK103247165SQ20131020564
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月27日
發(fā)明者彭衛(wèi)彤, 吳榮森 申請人:無錫市歐凱電子有限公司