本實(shí)用新型涉及一種隧道內(nèi)氧氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具體涉及一種基于CAN通訊總線隧道測(cè)控的氧氣智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

氧氣是一種重要的氣體，維持正常的呼吸需要氧氣，在隧道中，由于通風(fēng)不好的問題，容易引起氧氣被消耗而造成氧氣濃度過低，從而造成司機(jī)或其他人員缺氧的問題，存在安全隱患，而且氧氣稀少的情況還容易產(chǎn)生空氣發(fā)臭等問題因此需要用專業(yè)的設(shè)備對(duì)隧道的氧氣進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保氧氣濃度監(jiān)維持在正常范圍內(nèi)，保證交通安全。目前監(jiān)測(cè)裝置一般采用RS232、RS485通訊總線來(lái)完成數(shù)據(jù)傳輸，但是其存在以下缺陷：1、通訊機(jī)制需要符合主站輪詢的方式進(jìn)行信息交換，網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通訊實(shí)時(shí)性和靈活性差；2、當(dāng)系統(tǒng)有問題時(shí)，出現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，導(dǎo)致總線短路，從而損壞某些節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)象；3、通訊距離受到限制。而且現(xiàn)有的氧氣監(jiān)控裝置對(duì)氧氣濃度過低問題的處理的有效性和及時(shí)性也不夠。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述問題，提供一種基于CAN通訊總線隧道測(cè)控的氧氣智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，基于CAN通訊總線并利用CAN通訊機(jī)制將氧氣傳感器采集數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C(jī)，并自動(dòng)進(jìn)行處理。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，基于CAN通訊總線隧道測(cè)控的氧氣智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要包括氧氣傳感器、CAN通訊總線、主機(jī)、報(bào)警器、換氣設(shè)備、供電模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、有線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊和時(shí)鐘同步模塊；其特征在于，隧道內(nèi)兩側(cè)分別均與布設(shè)氧氣傳感器，分布在同側(cè)的氧氣傳感器連接至同一CAN通訊總線，隧道內(nèi)兩條CAN通訊總線再分別連接到主機(jī)，主機(jī)對(duì)所有的氧氣傳感器采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，主機(jī)再連接制氧機(jī)總控制器，主機(jī)通過CAN通訊總線再連接與該氧氣傳感器配對(duì)設(shè)置的隧道內(nèi)報(bào)警器，隧道內(nèi)報(bào)警器再連接換氣設(shè)備，換氣設(shè)備和換氣設(shè)備之間裝設(shè)制氧機(jī)，制氧機(jī)分別連接至制氧機(jī)總控制器，換氣設(shè)備和制氧機(jī)依次間隔排列，隧道內(nèi)報(bào)警器利用報(bào)警信號(hào)觸發(fā)控制換氣設(shè)備啟停；所述的主機(jī)分別連接供電模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、有線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊和時(shí)鐘同步模塊。

所述的換氣設(shè)備和隧道內(nèi)報(bào)警器的對(duì)應(yīng)關(guān)系為一對(duì)一，或者為一對(duì)多。

所述的隧道內(nèi)報(bào)警器為聲光報(bào)警器。

所述的主機(jī)還連接無(wú)線通訊模塊，通過無(wú)線通訊模塊向預(yù)先設(shè)定的無(wú)線通訊終端發(fā)送氧氣監(jiān)測(cè)告警信息，便于無(wú)線通訊終端側(cè)的技術(shù)人員及時(shí)了解告警情況，并作出及時(shí)處理，解決氧氣濃度異常問題。

所述的主機(jī)還連接操作客戶端，操作客戶端的權(quán)限小于主機(jī)操作權(quán)限，便于主機(jī)和客戶端分不同的安全操作權(quán)限，保證監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的操作安全。

所述的主機(jī)采用型號(hào)為S3C2440的微處理器。

主機(jī)上預(yù)先設(shè)置好氧氣傳感器和換氣設(shè)備的對(duì)應(yīng)關(guān)系，氧氣傳感器采集數(shù)據(jù)通過CAN通訊總線傳送至主機(jī)，主機(jī)判斷氧氣濃度數(shù)據(jù)在異常范圍時(shí)，主機(jī)通過CAN通訊總線給隧道口報(bào)警器和隧道內(nèi)報(bào)警器傳送報(bào)警信號(hào)，隧道內(nèi)報(bào)警器再控制對(duì)應(yīng)的換氣設(shè)備工作。監(jiān)控室的技術(shù)人員可以根據(jù)主機(jī)采集氧氣傳感器的數(shù)據(jù)判斷是否啟動(dòng)制氧機(jī)，并且通過制氧機(jī)總控制器控制啟動(dòng)對(duì)應(yīng)位置的制氧機(jī)進(jìn)行氧氣補(bǔ)給。

CAN通訊是一種支持分布控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)，與一般通訊機(jī)制相比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通訊實(shí)時(shí)性強(qiáng)，沒有主從之分。不同節(jié)點(diǎn)可同時(shí)接收到相同數(shù)據(jù)避免像RS485通訊機(jī)制一樣需要符合主站輪詢的方式進(jìn)行信息交換。

2、增加設(shè)備間通訊的安全性，防止像RS485一樣當(dāng)系統(tǒng)有問題時(shí)，出現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，導(dǎo)致總線短路，從而損壞某些節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)象。因?yàn)镃AN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能，以使總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響，從而保證不會(huì)出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中因個(gè)別節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題，使得總線處于“死鎖”狀態(tài)。而且CAN具有的完善的通訊協(xié)議可由CAN控制器芯片及其接口芯片實(shí)現(xiàn)，從而大大降低系統(tǒng)開發(fā)難度，縮短了開發(fā)周期，這些是僅有電氣協(xié)議的RS485所無(wú)法比擬的。

3、通訊距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km（速率低于5kps）通訊距離小于40m（速率可達(dá)1mbps），因采用雙線串行通信，檢錯(cuò)能力強(qiáng)，可在高噪聲干擾環(huán)境中工作，并且因采用短幀結(jié)構(gòu)，傳輸速度快，理論上可掛節(jié)點(diǎn)沒有上限。

本實(shí)用新型的有益效果是：1、該氧氣監(jiān)測(cè)裝置基于CAN通訊總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，相比普通的RS232通訊總線、RS485等通訊總線，其具有數(shù)據(jù)通訊實(shí)時(shí)性強(qiáng)、靈活性好、安全性高和通訊距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)；2、制氧機(jī)可以快速有效的補(bǔ)給氧氣；3、換氣設(shè)備自動(dòng)啟動(dòng)，減少人為失誤；4、主機(jī)通過無(wú)線通訊模塊自動(dòng)向無(wú)線通訊終端發(fā)送氧氣監(jiān)測(cè)告警信息，便于氧氣監(jiān)測(cè)異常的問題得到及時(shí)處理，保證隧道內(nèi)正常通行。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

在圖中，1、氧氣傳感器 2、CAN通訊總線 3、主機(jī) 4、制氧機(jī)總控制器 5、隧道內(nèi)報(bào)警器 6、換氣設(shè)備 7、制氧機(jī) 8、無(wú)線通訊模塊 9、供電模塊 10、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊 11、有線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊 12、時(shí)鐘同步模塊 13、操作客戶端。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施方式僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

如圖1所示，基于CAN通訊總線隧道測(cè)控的氧氣智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要包括氧氣傳感器（1）、CAN通訊總線（2）、主機(jī)（3）、換氣設(shè)備（6）、電模塊（9）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊（10）、有線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊（11）和時(shí)鐘同步模塊（12）；其特征在于，隧道內(nèi)兩側(cè)分別均與布設(shè)氧氣傳感器（1），分布在同側(cè)的氧氣傳感器（1）連接至同一CAN通訊總線（2），隧道內(nèi)兩條CAN通訊總線（2）再分別連接到主機(jī)（3），主機(jī)（3）對(duì)所有的氧氣傳感器（1）采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，主機(jī)（3）再連接氧機(jī)總控制器（4），主機(jī)（3）通過CAN通訊總線（2）再連接與該氧氣傳感器（1）配對(duì)設(shè)置的隧道內(nèi)報(bào)警器（5），隧道內(nèi)報(bào)警器（5）再連接換氣設(shè)備（6），換氣設(shè)備（6）和換氣設(shè)備（6）之間裝設(shè)制氧機(jī)（7），制氧機(jī)（7）分別連接至制氧機(jī)總控制器（4），換氣設(shè)備（6）和制氧機(jī)（7）依次間隔排列，隧道內(nèi)報(bào)警器（5）利用報(bào)警信號(hào)觸發(fā)控制換氣設(shè)備（6）啟停；所述的主機(jī)（3）分別連接供電模塊（9）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊（10）、有線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊（11）和時(shí)鐘同步模塊（12）。

所述的換氣設(shè)備（6）和隧道內(nèi)報(bào)警器（5）的對(duì)應(yīng)關(guān)系為一對(duì)二。

所述的隧道口報(bào)警器（5）為聲光報(bào)警器。

所述的主機(jī)（3）還連接無(wú)線通訊模塊（8），通過無(wú)線通訊模塊（8）向預(yù)先設(shè)定的無(wú)線通訊終端發(fā)送氧氣監(jiān)測(cè)告警信息，便于無(wú)線通訊終端側(cè)的技術(shù)人員及時(shí)了解告警情況，并作出及時(shí)處理，解決氧氣濃度異常問題。

所述的主機(jī)（3）還連接操作客戶端（13），操作客戶端（13）的權(quán)限小于主機(jī)（3）的操作權(quán)限，便于主機(jī)（3）和客戶端（13）分不同的安全操作權(quán)限，保證監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的操作安全。

所述的主機(jī)（3）采用型號(hào)為S3C2440的微處理器。

主機(jī)（3）上預(yù)先設(shè)置好氧氣傳感器（1）和換氣設(shè)備（6）的對(duì)應(yīng)關(guān)系，氧氣傳感器（1）采集數(shù)據(jù)通過CAN通訊總線（2）傳送至主機(jī)（3），主機(jī)（3）判斷氧氣濃度數(shù)據(jù)在異常范圍時(shí)，主機(jī)（3）通過CAN通訊總線（2）給隧道口報(bào)警器（8）和隧道內(nèi)報(bào)警器（5）傳送報(bào)警信號(hào)，隧道內(nèi)報(bào)警器（5）再控制對(duì)應(yīng)的換氣設(shè)備（6）工作。監(jiān)控室的技術(shù)人員可以根據(jù)主機(jī)（3）采集氧氣傳感器（1）的數(shù)據(jù)判斷是否啟動(dòng)制氧機(jī)（7），并且通過制氧機(jī)總控制器（4）控制啟動(dòng)對(duì)應(yīng)位置的制氧機(jī)（7）進(jìn)行氧氣補(bǔ)給。

本實(shí)用新型使用的電源模塊（9）包含市電供電裝置和UPS供電裝置，并優(yōu)先使用市電供電裝置進(jìn)行供電，電源模塊（9）中的UPS供電裝置為備用狀態(tài)并在市電停電情況下進(jìn)行供電；有線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊（11）讓主機(jī)（3）接入互聯(lián)網(wǎng)，便于遠(yuǎn)程操主機(jī)（3）；時(shí)鐘同步模塊（12）從機(jī)房時(shí)鐘服務(wù)器取得時(shí)鐘信息，保證主機(jī)（3）時(shí)鐘信息的準(zhǔn)確性。