專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高頻地波雷達(dá)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高頻地波海洋雷達(dá)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高頻地波雷達(dá)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
高頻地波雷達(dá)是一種可以進(jìn)行連續(xù)大面積海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要探測(cè)設(shè)備，主要探測(cè)海面風(fēng)、浪、流、潮等海面動(dòng)力學(xué)參數(shù)及海上低速移動(dòng)目標(biāo)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)有著十分重要的意義。由于主要布置在沿海地區(qū)和海上島嶼，要求全天候連續(xù)工作，工作環(huán)境惡劣，雷達(dá)系統(tǒng)時(shí)常發(fā)生各種不可預(yù)知的軟硬件問(wèn)題，使雷達(dá)系統(tǒng)的管理和維護(hù)非常困難，同時(shí)對(duì)值守人員的專(zhuān)業(yè)知識(shí)要求較高，運(yùn)行成本增高，限制了高頻地波雷達(dá)的大范圍推廣，非常不利于海洋環(huán)境的監(jiān)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種高頻地波雷達(dá)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)遠(yuǎn)程通信對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境、運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，能完成遠(yuǎn)程電源控制、故障診斷、數(shù)據(jù)整理和修復(fù)等功能，從而大大減輕了雷達(dá)系統(tǒng)管理和維護(hù)人員的工作量，可以真正做到無(wú)人值守和全天候運(yùn)行，極大地提高了雷達(dá)系統(tǒng)的工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種高頻地波雷達(dá)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于它包括遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)、本地計(jì)算機(jī)、本地監(jiān)控主機(jī)、本地UPS/電源監(jiān)控分機(jī)、本地脈沖信號(hào)監(jiān)控分機(jī)、本地射頻信號(hào)監(jiān)控分機(jī)，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)、本地計(jì)算機(jī)和本地監(jiān)控主機(jī)依次串聯(lián)，本地UPS/電源監(jiān)控分機(jī)、本地脈沖信號(hào)監(jiān)控分機(jī)、本地射頻信號(hào)監(jiān)控分機(jī)與本地監(jiān)控主機(jī)并聯(lián)；所述的本地監(jiān)控主機(jī)由主控單片計(jì)算機(jī)，和分別與主控單片計(jì)算機(jī)連接的USB接口電路，溫度傳感器及其采集電路，濕度傳感器及其采集電路，無(wú)線(xiàn)發(fā)射電路、無(wú)線(xiàn)接收電路和/或IO接口組成；主要負(fù)責(zé)與本地計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信和命令的解釋、與本地各個(gè)被監(jiān)控分機(jī)進(jìn)行多機(jī)的有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)通信，通過(guò)溫度傳感器獲取本地的環(huán)境溫度，通過(guò)濕度傳感器獲取本地的環(huán)境濕度；所述的本地UPS/電源監(jiān)控分機(jī)由單片計(jì)算機(jī)，和分別與單片計(jì)算機(jī)連接的信號(hào)采集電路，電源控制電路，無(wú)線(xiàn)發(fā)射電路、無(wú)線(xiàn)接收電路和/或IO接口電路組成；監(jiān)測(cè)電源的電壓和頻率，開(kāi)關(guān)雷達(dá)的工作電源；所述本地脈沖信號(hào)監(jiān)控分機(jī)由單片計(jì)算機(jī)，和分別與單片計(jì)算機(jī)連接的信號(hào)變換電路，無(wú)線(xiàn)發(fā)射電路、無(wú)線(xiàn)接收電路和/或IO接口電路組成；監(jiān)測(cè)雷達(dá)中脈沖信號(hào)的幅度、頻率及時(shí)域波形；所述本地射頻信號(hào)監(jiān)控分機(jī)由單片計(jì)算機(jī)，和分別與單片計(jì)算機(jī)連接的信號(hào)采集電路，無(wú)線(xiàn)發(fā)射電路、無(wú)線(xiàn)接收電路和/或IO接口電路組成；監(jiān)測(cè)雷達(dá)發(fā)射信號(hào)的幅度、頻率、時(shí)域波形和頻譜。
如上所述的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于本地脈沖信號(hào)監(jiān)控分機(jī)和本地射頻信號(hào)監(jiān)控分機(jī)還連接有命令執(zhí)行電路。
上述遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)(客戶(hù)端client)中的監(jiān)控程序采用基于Windows Socket的客戶(hù)client/服務(wù)器server編程技術(shù)，在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)(client)與本地計(jì)算機(jī)(服務(wù)器server)之間通過(guò)TCP/IP協(xié)議，可使用ADSL、ISDN或MODEM撥號(hào)方式，經(jīng)公共電話(huà)網(wǎng)進(jìn)行通信；結(jié)合身份認(rèn)證、授權(quán)控制和差錯(cuò)控制等手段，支持多用戶(hù)同時(shí)登錄，對(duì)用戶(hù)權(quán)限進(jìn)行分級(jí)管理。各個(gè)用戶(hù)屬于不同的權(quán)限級(jí)別，并具有不同的優(yōu)先級(jí)。
上述本地計(jì)算機(jī)(服務(wù)器server)監(jiān)控程序采用VC++編程，通過(guò)USB接口與本地監(jiān)控主機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，除了轉(zhuǎn)發(fā)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)發(fā)送的指令之外，也可以在本地計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)對(duì)本地監(jiān)控主機(jī)的控制。
本發(fā)明安裝于高頻地波雷達(dá)系統(tǒng)中，用戶(hù)連接到網(wǎng)絡(luò)上通過(guò)遠(yuǎn)程訪問(wèn)的客戶(hù)端程序發(fā)送客戶(hù)身份驗(yàn)證信息，并向遠(yuǎn)程主機(jī)發(fā)送連接請(qǐng)求，遠(yuǎn)程主機(jī)的服務(wù)器端程序驗(yàn)證客戶(hù)身份，如果驗(yàn)證通過(guò)，向用戶(hù)發(fā)送驗(yàn)證通過(guò)和已經(jīng)建立連接的信息。此時(shí)，用戶(hù)便可以通過(guò)客戶(hù)端程序來(lái)監(jiān)控或向遠(yuǎn)程主機(jī)發(fā)送要執(zhí)行的指令，而服務(wù)器端則通過(guò)本地監(jiān)控主機(jī)執(zhí)行這些指令，或者根據(jù)用戶(hù)的要求向用戶(hù)發(fā)送相關(guān)的信息?？蛻?hù)端就好比一個(gè)超級(jí)用戶(hù)，通過(guò)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)能夠?qū)Ρ镜赜?jì)算機(jī)和本地被監(jiān)控分機(jī)進(jìn)行操作，以實(shí)現(xiàn)高頻地波雷達(dá)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和維護(hù)，從而大大減輕了雷達(dá)系統(tǒng)管理和維護(hù)人員的工作量，可以真正做到無(wú)人值守和全天候運(yùn)行，極大地提高了雷達(dá)系統(tǒng)的工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例中的系統(tǒng)組成框圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)(客戶(hù)端client)監(jiān)控程序。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例中的本地計(jì)算機(jī)(服務(wù)器server)監(jiān)控程序。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例中的本地監(jiān)控主機(jī)電路框圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施例中的本地監(jiān)控主機(jī)程序框圖。
圖6是本發(fā)明實(shí)施例中的本地UPS/電源監(jiān)控電路框圖。
圖7是本發(fā)明實(shí)施例中的本地UPS/電源監(jiān)控分機(jī)程序框圖。
圖8是本發(fā)明實(shí)施例中的本地脈沖信號(hào)監(jiān)控電路框圖。
圖9是本發(fā)明實(shí)施例中的本地脈沖信號(hào)監(jiān)控電路程序框圖。
圖10是本發(fā)明實(shí)施例中的本地射頻信號(hào)監(jiān)控電路框圖。
圖11是本發(fā)明實(shí)施例中的本地射頻信號(hào)監(jiān)控電路程序框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
參見(jiàn)圖1，本發(fā)明實(shí)施例中的高頻地波雷達(dá)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，主要包括遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)(客戶(hù)端client)、本地計(jì)算機(jī)(服務(wù)器server)、本地監(jiān)控主機(jī)、本地UPS/電源監(jiān)控分機(jī)、本地脈沖信號(hào)監(jiān)控分機(jī)和本地射頻信號(hào)監(jiān)控分機(jī)。
圖2中的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)(客戶(hù)端client)中的監(jiān)控程序啟動(dòng)后，可主動(dòng)請(qǐng)求與本地計(jì)算機(jī)(服務(wù)器server)連接。若服務(wù)器在線(xiàn)，便會(huì)收到服務(wù)器提出的身份認(rèn)證，在輸入正確的用戶(hù)名和密碼之后，可與服務(wù)器建立連接，并獲得遠(yuǎn)程監(jiān)控的權(quán)限。在連接建立后，客戶(hù)端向服務(wù)器發(fā)送監(jiān)控指令，并與服務(wù)器進(jìn)行通信，獲得服務(wù)器指令執(zhí)行后相應(yīng)的反饋數(shù)據(jù)?？蛻?hù)端可主動(dòng)提出斷開(kāi)連接，并同時(shí)向服務(wù)器發(fā)送斷開(kāi)連接指令。之后，客戶(hù)端與服務(wù)器之間的連接便中斷。
圖3中的本地計(jì)算機(jī)(服務(wù)器server)中的監(jiān)控程序啟動(dòng)后，便開(kāi)始等待客戶(hù)端的連接請(qǐng)求。在接收到客戶(hù)端的連接請(qǐng)求后，便向客戶(hù)端提出身份認(rèn)證，在客戶(hù)端輸入正確的用戶(hù)名和密碼之后，與客戶(hù)端建立連接，并授予客戶(hù)端遠(yuǎn)程監(jiān)控的權(quán)限。在連接建立后，服務(wù)器從客戶(hù)端接收指令，并處理指令，然后與客戶(hù)端進(jìn)行通信，給予相應(yīng)的數(shù)據(jù)反饋。服務(wù)器在收到客戶(hù)端斷開(kāi)連接的通知后，便斷開(kāi)連接，并繼續(xù)等待下一個(gè)連接請(qǐng)求。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例中的本地監(jiān)控主機(jī)電路框圖，其中主要包括主控單片計(jì)算機(jī)、USB接口電路、無(wú)線(xiàn)發(fā)射電路、無(wú)線(xiàn)接收電路、IO接口、溫度傳感器、溫度采集電路、濕度傳感器電路和濕度采集電路組成。監(jiān)控主機(jī)芯片采用S3C44B0X，USB接口電路采用PDIUSBD12。溫度監(jiān)測(cè)采用DS18B20型溫度傳感器，測(cè)量范圍-55～125攝氏度，精度0.5攝氏度，輸出數(shù)字信號(hào)。濕度監(jiān)測(cè)采用Honeywell公司的HIH-3610型濕度傳感器，測(cè)量范圍0％～100％，精度2％。主機(jī)芯片通過(guò)對(duì)UPS/電源監(jiān)控、信號(hào)監(jiān)測(cè)等模塊的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能。采用HY57V641620、HY29LV160作為程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。
主控單片計(jì)算機(jī)通過(guò)USB接口電路收到本地服務(wù)器server發(fā)送的命令，命令分為四類(lèi)①讀取環(huán)境溫度命令，主控單片計(jì)算機(jī)通過(guò)溫度采集電路采集溫度傳感器的溫度，回送給主控單片計(jì)算機(jī)。②讀取環(huán)境濕度命令，主控單片計(jì)算機(jī)濕度傳感器電路采集濕度傳感器的溫度，回送給主控單片計(jì)算機(jī)。③讀取某分機(jī)的狀態(tài)命令，主控單片計(jì)算機(jī)經(jīng)過(guò)無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)發(fā)送分機(jī)的編碼信息和讀信號(hào)，相對(duì)應(yīng)的分機(jī)也經(jīng)過(guò)無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)回送自己的狀態(tài)，主控單片計(jì)算機(jī)接收到該狀態(tài)后，通過(guò)USB接口電路傳送給本地服務(wù)器server。④控制某分機(jī)的狀態(tài)命令，主控單片計(jì)算機(jī)經(jīng)過(guò)無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)發(fā)送分機(jī)的編碼信息和控制信號(hào)，相對(duì)應(yīng)的分機(jī)經(jīng)驗(yàn)證后，執(zhí)行相應(yīng)的命令，再經(jīng)過(guò)無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)回送執(zhí)行結(jié)果，主控單片計(jì)算機(jī)接收到該結(jié)果后，通過(guò)USB接口電路傳送給本地服務(wù)器server。程序流程如附圖5。
圖6是本發(fā)明實(shí)施例中的本地UPS/電源監(jiān)控電路框圖。其中主要包括單片計(jì)算機(jī)、無(wú)線(xiàn)發(fā)射電路、無(wú)線(xiàn)接收電路、市電信號(hào)采集、UPS信號(hào)采集、電源控制、IO接口電路組成。對(duì)市電、UPS的供電狀態(tài)的監(jiān)測(cè)由控制盒中的供電監(jiān)測(cè)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，遠(yuǎn)程監(jiān)控PC通過(guò)控制盒中的供電監(jiān)測(cè)模塊來(lái)選擇對(duì)市電或UPS供電的監(jiān)測(cè)，以獲取機(jī)房的供電狀況。其中，供電監(jiān)測(cè)模塊的設(shè)計(jì)方案如圖6所示。其中電壓測(cè)量采用真有效值轉(zhuǎn)換芯片AD536和高速A/D芯片ICL7135測(cè)量市電有效值。將從變壓器引入的交流信號(hào)通過(guò)AD536轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)后接入ICL7135，利用CPU讀取數(shù)據(jù)后進(jìn)行相應(yīng)的幅值變換得到電壓有效值。利用集成電路芯片測(cè)量精度高，誤差小、穩(wěn)定性好，硬件電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，可減小硬件體積。而頻率測(cè)量則采用測(cè)量周期法。將被測(cè)量信號(hào)經(jīng)過(guò)過(guò)零檢測(cè)后轉(zhuǎn)換成方波信號(hào)，利用CPU查詢(xún)兩個(gè)相鄰的上升沿，在此期間根據(jù)晶體振蕩器產(chǎn)生的周期為T(mén)C的脈沖送計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，設(shè)在兩個(gè)相鄰上升沿之間的計(jì)數(shù)值為N，則得出被測(cè)量信號(hào)的周期值Tx＝NTC，然后取其倒數(shù)即為被測(cè)量信號(hào)的頻率。
單片計(jì)算機(jī)連續(xù)定時(shí)地采集市電和UPS信號(hào)，分別計(jì)算其電壓和頻率。當(dāng)通過(guò)無(wú)線(xiàn)接收電路收到主機(jī)電路發(fā)送的命令后，判斷該信號(hào)，若是讀指令，則將計(jì)算結(jié)果發(fā)送出去。若是開(kāi)關(guān)指令，則控制雷達(dá)的工作電源。程序流程如附圖7。
圖8是本發(fā)明實(shí)施例中的本地脈沖信號(hào)監(jiān)控電路框圖。其中主要包括單片計(jì)算機(jī)、無(wú)線(xiàn)發(fā)射電路、無(wú)線(xiàn)接收電路、IO接口電路、信號(hào)變換電路組成。單片計(jì)算機(jī)連續(xù)定時(shí)地采集雷達(dá)中脈沖信號(hào)，計(jì)算其幅度和頻率。當(dāng)通過(guò)無(wú)線(xiàn)接收電路收到主機(jī)電路發(fā)送的讀指令后，則將計(jì)算結(jié)果發(fā)送出去。程序流程如附圖9。
圖10是本發(fā)明實(shí)施例中的本地射頻信號(hào)監(jiān)控電路框圖。其中主要包括單片計(jì)算機(jī)、無(wú)線(xiàn)發(fā)射電路、無(wú)線(xiàn)接收電路、IO接口電路、信號(hào)采集電路組成。遠(yuǎn)程主控端PC通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行被控端PC1上的雷達(dá)控制軟件，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)接收機(jī)接收到的信號(hào)。而主控端PC又可通過(guò)控制盒的無(wú)線(xiàn)控制模塊向無(wú)線(xiàn)控制雙向開(kāi)關(guān)D發(fā)送指令，來(lái)選通發(fā)射機(jī)發(fā)射信號(hào)RF或者頻譜檢測(cè)接收天線(xiàn)的接收信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)信號(hào)的監(jiān)測(cè)。發(fā)射信號(hào)RF功率大，所以在送入接收機(jī)之前需要進(jìn)行衰減。
單片計(jì)算機(jī)連續(xù)定時(shí)地采集雷達(dá)發(fā)射信號(hào)，計(jì)算其幅度、頻率和FFT變換。當(dāng)通過(guò)無(wú)線(xiàn)接收電路收到主機(jī)電路發(fā)送的讀指令后，則將計(jì)算結(jié)果發(fā)送出去。程序流程如附圖11。
在本地脈沖信號(hào)監(jiān)控分機(jī)和本地射頻信號(hào)監(jiān)控分機(jī)連接的命令執(zhí)行電路，執(zhí)行本地被監(jiān)控分機(jī)發(fā)來(lái)的繼電器通斷命令。
權(quán)利要求
1.一種高頻地波雷達(dá)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于它包括遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)、本地計(jì)算機(jī)、本地監(jiān)控主機(jī)、本地UPS/電源監(jiān)控分機(jī)、本地脈沖信號(hào)監(jiān)控分機(jī)、本地射頻信號(hào)監(jiān)控分機(jī)，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)、本地計(jì)算機(jī)和本地監(jiān)控主機(jī)依次串聯(lián)，本地UPS/電源監(jiān)控分機(jī)、本地脈沖信號(hào)監(jiān)控分機(jī)、本地射頻信號(hào)監(jiān)控分機(jī)與本地監(jiān)控主機(jī)并聯(lián)；所述的本地監(jiān)控主機(jī)由主控單片計(jì)算機(jī)，和分別與主控單片計(jì)算機(jī)連接的USB接口電路，溫度傳感器及其采集電路，濕度傳感器及其采集電路，無(wú)線(xiàn)發(fā)射電路、無(wú)線(xiàn)接收電路和/或IO接口組成；所述的本地UPS/電源監(jiān)控分機(jī)由單片計(jì)算機(jī)，和分別與單片計(jì)算機(jī)連接的信號(hào)采集電路，電源控制電路，無(wú)線(xiàn)發(fā)射電路、無(wú)線(xiàn)接收電路和/或IO接口電路組成；所述本地脈沖信號(hào)監(jiān)控分機(jī)由單片計(jì)算機(jī)，和分別與單片計(jì)算機(jī)連接的信號(hào)變換電路，無(wú)線(xiàn)發(fā)射電路、無(wú)線(xiàn)接收電路和/或IO接口電路組成；所述本地射頻信號(hào)監(jiān)控分機(jī)由單片計(jì)算機(jī)，和分別與單片計(jì)算機(jī)連接的信號(hào)采集電路，無(wú)線(xiàn)發(fā)射電路、無(wú)線(xiàn)接收電路和/或IO接口電路組成。
2.如權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于本地脈沖信號(hào)監(jiān)控分機(jī)和本地射頻信號(hào)監(jiān)控分機(jī)還連接有命令執(zhí)行電路。
全文摘要
一種高頻地波雷達(dá)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)、本地計(jì)算機(jī)、本地監(jiān)控主機(jī)、本地UPS/電源監(jiān)控分機(jī)、本地脈沖信號(hào)監(jiān)控分機(jī)和本地射頻信號(hào)監(jiān)控分機(jī)，能夠?qū)Ρ豢卦O(shè)備高頻地波雷達(dá)系統(tǒng)的溫度和濕度之運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，能完成遠(yuǎn)程電源控制、故障診斷、數(shù)據(jù)整理和修復(fù)等功能，監(jiān)測(cè)雷達(dá)中脈沖信號(hào)的幅度、頻率及時(shí)域波形，雷達(dá)發(fā)射信號(hào)的幅度、頻率、時(shí)域波形和頻譜。從而大大減輕了雷達(dá)系統(tǒng)管理和維護(hù)人員的工作量，可以真正做到無(wú)人值守和全天候運(yùn)行，極大地提高了雷達(dá)系統(tǒng)的工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)G01S7/02GK1687804SQ20051001870
公開(kāi)日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2005年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月13日
發(fā)明者陳澤宗, 何亮, 楊子杰 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)