防護(hù)門檢測系統(tǒng)、檢測方法及組網(wǎng)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種防護(hù)門檢測系統(tǒng)、檢測方法及組網(wǎng)方法，能夠檢測多門扇三軸方向的位置，通過防護(hù)門檢測系統(tǒng)獲取防護(hù)門門扇閉合時(shí)的實(shí)時(shí)位置狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過同防護(hù)門初始安裝調(diào)試后的初始位置值進(jìn)行比對，按照防護(hù)門設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)規(guī)程或規(guī)范(標(biāo)準(zhǔn))判斷門扇的偏移量是否在其允許的最大偏移量內(nèi)，從而判斷防護(hù)門的運(yùn)維健康狀況，通過實(shí)時(shí)掌握防空地下室防護(hù)門的位置狀態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步判斷其防護(hù)效果，并通過無線網(wǎng)絡(luò)將網(wǎng)內(nèi)防護(hù)門的數(shù)據(jù)采集，發(fā)送到中控處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)防護(hù)門無人化在線檢測目的。
【專利說明】
防護(hù)門檢測系統(tǒng)、檢測方法及組網(wǎng)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明專利涉及防空地下室防護(hù)門的日常維護(hù)與管理，檢測健康狀態(tài)與評估防護(hù) 效能等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 建國60多年來，人防建設(shè)貫徹"長期準(zhǔn)備、重點(diǎn)建設(shè)、平戰(zhàn)結(jié)合"的方針，我國人防 工程建設(shè)從數(shù)量到質(zhì)量都有了很大提升，有上百個(gè)城市人防工程總量突破百萬平方米以 上，分布于全市范圍內(nèi)的單個(gè)工程數(shù)量也有成百上千之多，而且每個(gè)工程內(nèi)安裝有不同數(shù) 量與規(guī)格的設(shè)備。因此，要對人防工程進(jìn)行維護(hù)，逐個(gè)檢查防護(hù)設(shè)備的運(yùn)行，進(jìn)行維護(hù)管理 需要大量的人力物力，加之防空地下室的環(huán)境較為潮濕，增加了設(shè)備失效、損壞的可能，實(shí) 時(shí)檢測尤為重要。
[0003] 防護(hù)門作為人防工程的口部設(shè)備之一，其重要性不言而喻，且數(shù)量在人防工程中 也是屬于最多的設(shè)備之一，研發(fā)用于防護(hù)門維護(hù)管理的具有實(shí)時(shí)檢測與設(shè)備評估的傳感器 意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的：提供一種能夠自動的檢測防護(hù)門相對于初始位置偏移量的檢測系統(tǒng)及 方法，從而可以通過偏移量對防護(hù)門的健康狀況進(jìn)行判定。同時(shí)提供一種在人防工程中的 多個(gè)防護(hù)門上的檢測系統(tǒng)的組網(wǎng)方法。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明防護(hù)門檢測系統(tǒng)所采用的技術(shù)方案為：
[0006] -種防護(hù)門檢測系統(tǒng)，包括安裝在防護(hù)門上的采集設(shè)備，每個(gè)采集設(shè)備均包含陀 螺儀及MCU，通過A/D轉(zhuǎn)換將每個(gè)陀螺儀的在X軸上、Y軸上、Z軸上分別的角速度和分別的角 加速度傳至MCU中，計(jì)算出防護(hù)門在X軸上、Y軸上、Z軸上的角度值;其中所述X軸上、Y軸上、Z 軸為三軸直角坐標(biāo)系的三個(gè)軸;通過采集設(shè)備檢測并得到的數(shù)據(jù)得到防護(hù)門上若干位置的 角度值。
[0007] 而使用上述防護(hù)門檢測系統(tǒng)的檢測方法可采用如下技術(shù)方案：
[0008] 當(dāng)防護(hù)門位于初始位置時(shí)，設(shè)定防護(hù)門在X軸上的初始角度aQ、在Y軸上的初始角 度說、在Z軸上的初始角度而設(shè)置陀螺儀在防護(hù)門上的X軸的位置參數(shù)L X、Y軸上的位置 參數(shù)Ly、Z軸上的位置參數(shù)Lz;
[0009] 防護(hù)門自初始位置轉(zhuǎn)動后，根據(jù)測量到的防護(hù)門在X軸上的實(shí)時(shí)角度ai、Y軸上的 實(shí)時(shí)角度Pi、Z軸上的實(shí)時(shí)角度y i，并與防護(hù)門的初始角度進(jìn)行比較，得到防護(hù)門在X軸上的 偏移角度xic^-a^Y軸上的偏移角度y = 0i-0〇、Z軸上的偏移角度z= y 1_ y 〇;則可的防護(hù)門 在X、Y、Z軸上的位置偏移為
[0011] 上述檢測系統(tǒng)及使用該檢測系統(tǒng)的檢測方法可以通過同防護(hù)門初始安裝調(diào)試后 的初始位置值進(jìn)行比對，按照防護(hù)門設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)規(guī)程或規(guī)范(標(biāo)準(zhǔn))判斷門扇的偏移量是 否在其允許的最大偏移量內(nèi)，從而判斷防護(hù)門的運(yùn)維健康狀況，通過實(shí)時(shí)掌握防空地下室 防護(hù)門的位置狀態(tài)數(shù)據(jù)。通過上述技術(shù)方案本發(fā)明可以對防空地下室多處防護(hù)門三軸姿態(tài) 數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取、處理與數(shù)據(jù)傳輸，解決復(fù)雜地形導(dǎo)致的數(shù)據(jù)傳輸限制問題，監(jiān)測防空地下室 防護(hù)門在日常的使用過程中由于安裝誤差、自重、震動、違規(guī)使用等情況引起的門扇的變 形、沉降等導(dǎo)致的門扇失效。
[0012] 而當(dāng)整個(gè)人防工程內(nèi)的多個(gè)防護(hù)門需要進(jìn)行無人化在線檢測時(shí)，則需要對多個(gè)防 護(hù)門上的檢測系統(tǒng)進(jìn)行組網(wǎng)。
[0013] 該防護(hù)門檢測系統(tǒng)的組網(wǎng)方法可采用如下技術(shù)方案：
[0014] 該防護(hù)門檢測系統(tǒng)分配網(wǎng)內(nèi)唯一地址，中繼設(shè)備通過分時(shí)尋址的方式，來獲取防 護(hù)門的姿態(tài)數(shù)值以解決無線通訊的沖突；
[0015] 組網(wǎng)步驟包括：
[0016] (1)、選擇進(jìn)入組網(wǎng)狀態(tài)；
[0017] ⑵、設(shè)置信道號、采樣間隔；
[0018] (3)、等待采集設(shè)備的組網(wǎng)申請；中繼設(shè)備收到采集設(shè)備申請之后，設(shè)置采集設(shè)備 的網(wǎng)內(nèi)地址、發(fā)射功率；
[0019] (4)、如繼續(xù)組網(wǎng)，重復(fù)整個(gè)流程;如不繼續(xù)組網(wǎng)，退出組網(wǎng)狀態(tài)，開始輪詢從采集 設(shè)備獲取防護(hù)門的姿態(tài)數(shù)據(jù)。
[0020] 上述組網(wǎng)方法的有益效果是，通過設(shè)備組網(wǎng)的方式，使多個(gè)防護(hù)門的數(shù)據(jù)能集中 上傳至中控處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)防護(hù)門無人化在線檢測目的。
【附圖說明】
[0021] 圖1是本發(fā)明中防護(hù)門三軸姿態(tài)示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明中防護(hù)門檢測系統(tǒng)信號傳輸流程圖。
[0023] 圖3是本發(fā)明中防護(hù)門檢測系統(tǒng)基準(zhǔn)跟蹤處理流程。
[0024] 圖4是本發(fā)明中防護(hù)門檢測系統(tǒng)組網(wǎng)流程。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于 本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026] 請參閱圖1至圖2所示，本發(fā)明中首先公開一種用于人防工程的防護(hù)門檢測系統(tǒng)， 包括安裝在防護(hù)門上的采集設(shè)備，每個(gè)采集設(shè)備均包含陀螺儀及MCU，通過A/D轉(zhuǎn)換將每個(gè) 陀螺儀的在X軸上、Y軸上、Z軸上分別的角速度和分別的角加速度傳至MCU中，計(jì)算出防護(hù)門 在X軸上、Y軸上、Z軸上的角度值;其中所述X軸上、Y軸上、Z軸為三軸直角坐標(biāo)系的三個(gè)軸； 通過采集設(shè)備檢測并得到的數(shù)據(jù)得到防護(hù)門上若干位置的角度值。
[0027] 而上述防護(hù)門檢測系統(tǒng)的檢測方法為，當(dāng)防護(hù)門位于初始位置時(shí)，設(shè)定防護(hù)門在X 軸上的初始角度a〇、在Y軸上的初始角度、在Z軸上的初始角度Y o;而設(shè)置陀螺儀在防護(hù)門 上的X軸的位置參數(shù)Lx、Y軸上的位置參數(shù)Ly、Z軸上的位置參數(shù)Lz;
[0028]防護(hù)門自初始位置轉(zhuǎn)動后，根據(jù)測量到的防護(hù)門在X軸上的實(shí)時(shí)角度ai、Y軸上的 實(shí)時(shí)角度Pi、Z軸上的實(shí)時(shí)角度y i，并與防護(hù)門的初始角度進(jìn)行比較，得到防護(hù)門在X軸上的 偏移角度x = ai-a〇、Y軸上的偏移角度y = 0i-0o、Z軸上的偏移角度z= y 1_ y 〇;則可的防護(hù)門 在X、Y、Z軸上的位置偏移為
[0030]安裝完成后設(shè)定初始位置，通過軟件濾波的方式，清除由于震動，材料緩慢變形等 外在因素產(chǎn)生的干擾信號，導(dǎo)致的誤差。通過基準(zhǔn)跟蹤的方式來補(bǔ)償卡爾曼濾波所不能處 理的零漂。并如圖3所示，根據(jù)防護(hù)門的開合狀態(tài)得到狀態(tài)變化時(shí)的數(shù)據(jù)變化量T;檢測到姿 態(tài)數(shù)據(jù)變化，并無持續(xù)性變化時(shí)，得到偏移值為AT，當(dāng)AT〈T時(shí)，將陀螺儀當(dāng)前狀態(tài)設(shè)置為 新的基準(zhǔn);所述姿態(tài)數(shù)據(jù)變化包括防護(hù)門在X、Y、Z軸上的位置偏移為
[0032] 本實(shí)施方式中提供的組網(wǎng)方法為：
[0033] 該防護(hù)門檢測系統(tǒng)分配網(wǎng)內(nèi)唯一地址，中繼設(shè)備通過分時(shí)尋址的方式，來獲取防 護(hù)門的姿態(tài)數(shù)值以解決無線通訊的沖突；
[0034] 組網(wǎng)步驟包括：
[0035] (1)、選擇進(jìn)入組網(wǎng)狀態(tài)；
[0036] (2)、設(shè)置信道號、采樣間隔；
[0037] (3)、等待采集設(shè)備的組網(wǎng)申請；中繼設(shè)備收到采集設(shè)備申請之后，設(shè)置采集設(shè)備 的網(wǎng)內(nèi)地址、發(fā)射功率；
[0038] (4)、如繼續(xù)組網(wǎng)，重復(fù)整個(gè)流程;如不繼續(xù)組網(wǎng)，退出組網(wǎng)狀態(tài)，開始輪詢從采集 設(shè)備獲取防護(hù)門的姿態(tài)數(shù)據(jù)。
[0039] 信號采集的中繼設(shè)備根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)對防護(hù)門檢測系統(tǒng)設(shè)置網(wǎng)內(nèi)地址;通過中 繼設(shè)備主動輪詢各個(gè)防護(hù)門檢測系統(tǒng)，獲取防護(hù)門檢測系統(tǒng)采集到的防護(hù)門姿態(tài)數(shù)據(jù)。網(wǎng) 內(nèi)采用433M的無線通訊。
[0040] 表1所示為防護(hù)門檢測系統(tǒng)組網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。中繼設(shè)備按照網(wǎng)內(nèi)已分配地址來 輪詢各個(gè)采集設(shè)備。采集設(shè)備接收到數(shù)據(jù)后，只有地址匹配后，才返回采集到的防護(hù)門姿態(tài) 數(shù)據(jù)。
[0042]表 1
[0043]獲取的偏移量數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)處理與傳輸模塊處理后進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳，對于已建人防工 程，線路改造較為困難，而且成本高，采用無線傳輸，由于人防工程防護(hù)要求，工程內(nèi)部的建 筑設(shè)計(jì)、墻體材料、空間布局等不同于民用建筑，對無線傳輸?shù)木嚯x、穿透性等提出了更高 要求，針對這一要求傳輸模塊設(shè)計(jì)采用430MHz無線模塊，具備超強(qiáng)穿透能力，超遠(yuǎn)距離、高 效的加密算法、糾錯(cuò)功能。從而實(shí)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)母咝c可靠。
[0044]另外，本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)方法和途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。 應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做 出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中未明確的各 組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種防護(hù)門檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括安裝在防護(hù)門上的采集設(shè)備，每個(gè)采集設(shè)備 均包含陀螺儀及MCU，通過A/D轉(zhuǎn)換將每個(gè)陀螺儀的在X軸上、Y軸上、Z軸上分別的角速度和 分別的角加速度傳至MCU中，計(jì)算出防護(hù)門在X軸上、Y軸上、Z軸上的角度值;其中所述X軸 上、Y軸上、Z軸為三軸直角坐標(biāo)系的三個(gè)軸;通過采集設(shè)備檢測并得到的數(shù)據(jù)得到防護(hù)門上 若干位置的角度值。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防護(hù)門檢測系統(tǒng)，其特征在于，用于人防工程。3. 使用如權(quán)利要求1或2所述的防護(hù)門檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于，當(dāng)防護(hù)門位 于初始位置時(shí)，設(shè)定防護(hù)門在X軸上的初始角度a Q、在Y軸上的初始角度在Z軸上的初始角 度T 0;而設(shè)置陀螺儀在防護(hù)門上的X軸的位置參數(shù)Lx、Y軸上的位置參數(shù)Ly、Z軸上的位置參 數(shù)Lz; 防護(hù)門自初始位置轉(zhuǎn)動后，根據(jù)測量到的防護(hù)門在X軸上的實(shí)時(shí)角度ai、Y軸上的實(shí)時(shí)角 度fo、Z軸上的實(shí)時(shí)角度以，并與防護(hù)門的初始角度進(jìn)行比較，得到防護(hù)門在X軸上的偏移角 度xinY軸上的偏移角度y = HZ軸上的偏移角度z= D-yo;則可得防護(hù)門在X、Y、 Z軸上的位置偏移為4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測方法，其特征在于:根據(jù)防護(hù)門的開合狀態(tài)得到狀態(tài)變化 時(shí)的數(shù)據(jù)變化量T;檢測到姿態(tài)數(shù)據(jù)變化，并無持續(xù)性變化時(shí)，得到偏移值為AT，當(dāng)AT〈T 時(shí)，將陀螺儀當(dāng)前狀態(tài)設(shè)置為新的基準(zhǔn);所述姿態(tài)數(shù)據(jù)變化包括防護(hù)門在X、Y、Z軸上的位置 偏移為5. 使用如權(quán)利要求1所述的防護(hù)門檢測系統(tǒng)的組網(wǎng)方法，其特征在于： 該防護(hù)門檢測系統(tǒng)分配網(wǎng)內(nèi)唯一地址，中繼設(shè)備通過分時(shí)尋址的方式，來獲取防護(hù)門 的姿態(tài)數(shù)值以解決無線通訊的沖突； 組網(wǎng)步驟包括： (1) 、選擇進(jìn)入組網(wǎng)狀態(tài)； (2) 、設(shè)置信道號、采樣間隔； (3) 、等待采集設(shè)備的組網(wǎng)申請；中繼設(shè)備收到采集設(shè)備申請之后，設(shè)置采集設(shè)備的網(wǎng) 內(nèi)地址、發(fā)射功率； (4) 、如繼續(xù)組網(wǎng)，重復(fù)整個(gè)流程；如不繼續(xù)組網(wǎng)，退出組網(wǎng)狀態(tài)，開始輪詢從采集設(shè)備 獲取防護(hù)門的姿態(tài)數(shù)據(jù)。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的防護(hù)門檢測系統(tǒng)的組網(wǎng)方法，其特征在于:做信號采集的中繼 設(shè)備根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)對防護(hù)門檢測系統(tǒng)設(shè)置網(wǎng)內(nèi)地址;通過中繼設(shè)備主動輪詢各個(gè)防護(hù) 門檢測系統(tǒng)，獲取防護(hù)門檢測系統(tǒng)采集到的防護(hù)門姿態(tài)數(shù)據(jù)。7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的防護(hù)門檢測系統(tǒng)的組網(wǎng)方法，其特征在于：網(wǎng)內(nèi)采用433M 的無線通訊。
【文檔編號】E06B7/28GK106052612SQ201610397327
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】朱衛(wèi)星, 劉影, 龔華棟, 陳志龍
【申請人】中國人民解放軍理工大學(xué)