專利名稱：在線監(jiān)控自動數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種自動數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)，尤其是一種在線監(jiān)控自動數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)。
背景技術：
如圖I所示，現(xiàn)有技術的數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)17由數(shù)據(jù)采集單元18、數(shù)據(jù)傳輸單元19以及供電單元16構(gòu)成，數(shù)據(jù)采集單元18通過系統(tǒng)總線14實現(xiàn)對檢測類傳感器15的控制并將檢測類傳感器15監(jiān)測信息采集存儲，然后由信息傳輸單元19通過有線方式B或無線方式A的信息傳輸單元將采集的信息傳輸?shù)奖O(jiān)控服務器20。供電單元16通過總線14為檢測類傳感器15提供電能。將自動化測量儀器設備的數(shù)據(jù)融入到數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)中進行統(tǒng)一采集、傳輸和控制，是數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)重要的發(fā)展趨勢之一。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)的傳感器或觀測儀需在室外設置電源，而且不論何時傳感器都屬于工作狀態(tài)，需通過人工來控制電源開關。這種方式功耗大、費用高，輸送信號效率低，不能滿足野外工程監(jiān)測工作環(huán)境的要求。同時，隨著近年來各類自動化測量設備的發(fā)展，出現(xiàn)多種高精度的自動化監(jiān)控監(jiān)測設備。現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)技術原理主要是通過系統(tǒng)總線或其他線路連接和控制同一類型的檢測類傳感器，基本能夠滿足傳感器數(shù)據(jù)采集和傳輸工作。而對于工程安全監(jiān)測所采用的一些先進的測量設備，如GNSS接收設備、伺服型測量設備(測量機器人、三維激光掃描儀、激光測距儀)等，由于屬于不同的技術和供應商，其各自的數(shù)據(jù)采集傳輸是單獨工作的，這些設備與檢測類傳感器的數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)也是分開的，不能將自動測量設備融入到一個體系，每一種設備需要單獨的采集傳輸系統(tǒng)，這就使得現(xiàn)場建設復雜，需要多套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和供電系統(tǒng)，施工和運行成本高，相互不兼容，遠程數(shù)據(jù)分析處理復雜。基于上述理由，將自動化測量儀器設備的數(shù)據(jù)融入到數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)中進行統(tǒng)一供電和統(tǒng)一采集、傳輸和控制，是數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)重要的發(fā)展趨勢之一
實用新型內(nèi)容
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一供電的在線監(jiān)測自動數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)。本實用新型提供一種在線監(jiān)測自動數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)，具有系統(tǒng)主機、供電自動切換單元、輸出控制單元、電源管理單元MCU、監(jiān)測監(jiān)控設備和數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，其中，電源管理單元MCU分別與供電自動切換單元、輸出控制單元相連接，用于根據(jù)系統(tǒng)主機的控制命令控制供電自動切換單元選擇供電的類型以及將電能輸送到輸出控制單元，并且控制輸出控制單元將該電能輸送到監(jiān)測監(jiān)控設備的相應的檢測設備。根據(jù)上述構(gòu)思，該系統(tǒng)還具有協(xié)議轉(zhuǎn)換器，協(xié)議轉(zhuǎn)換器具有雙串口結(jié)構(gòu)，其一端與系統(tǒng)主機以無線或有線方式相連接，另一端與數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)相連接。[0009]根據(jù)上述構(gòu)思，數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)通過系統(tǒng)總線與監(jiān)測監(jiān)控設備相連接，用于采集監(jiān)測監(jiān)控設備的監(jiān)測監(jiān)控數(shù)據(jù)并將采集的數(shù)據(jù)經(jīng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器(10)轉(zhuǎn)換后通過有線或者無線方式與系統(tǒng)主機之間傳輸。 根據(jù)上述構(gòu)思，監(jiān)測監(jiān)控設備包括GNSS接收設備、伺服型測量設備、視頻設備以及傳感器設備。根據(jù)上述構(gòu)思，供電自動切換單元與外接電源連接，所述的外接電源為市電、工地發(fā)電機或者太陽能供電設備中的至少一種。根據(jù)上述構(gòu)思，供電自動切換單元還連接有蓄電池，作為后備電源。本實用新型的有益效果為本實用新型采用統(tǒng)一供電的模式，通過遠程在線實現(xiàn)對多種設備集成于一個系統(tǒng)內(nèi)進行統(tǒng)一供電作業(yè)，明顯減小了功耗，降低了費用，提高了信號傳送效率。同時本實用新型提供統(tǒng)一供電和統(tǒng)一通信模式，通過遠程在線實現(xiàn)對監(jiān)測監(jiān)控設備(如GNSS接收設備、伺服型測量設備、視頻裝置、傳感器等)進行統(tǒng)一供電、數(shù)據(jù)采集、傳輸和工作狀態(tài)控制，大大降低了工程安全監(jiān)測項目的建設工作量和系統(tǒng)運行成本，便于安全在線監(jiān)測系統(tǒng)的統(tǒng)一建設和管理，減少了系統(tǒng)的組成單元從而大大提高了整體的可靠性，能夠為工程安全監(jiān)測領域提供核心的技術支持。

圖I為現(xiàn)有技術的傳輸控制系統(tǒng)的原理框架圖；圖2為本實用新型的自動在線監(jiān)測自動數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本實用新型的統(tǒng)一通信的原理框架圖；圖4為本實用新型的協(xié)議轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型AutoCTS在線監(jiān)測自動數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)以及實施方式進行說明，其中與背景技術相同部件采用相同附圖標記。參見圖2至圖4說明本實用新型的自動在線監(jiān)測自動數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)。本實用新型的Auto CTS在線監(jiān)測自動數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)I具有系統(tǒng)主機11、供電自動切換單元2、輸出控制單元3、電源管理單元MCU4、監(jiān)測監(jiān)控設備5和數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)13。其中供電自動切換單元2外接市電、工地發(fā)電機以及太陽能供電設備等供應電能的設備，另一端與輸出控制單元3相連接，用以將電能輸送到輸出控制單元3，輸出控制單元3與監(jiān)測監(jiān)控設備5相連接，用于將供電自動切換單元2提供的電能提供到監(jiān)測監(jiān)控設備5。本實用新型所指的監(jiān)測監(jiān)控設備5可以是GNSS接收設備6、伺服型測量設備7、視頻設備8以及傳感器設備9等設備。電源管理單元MCU4分別與供電自動切換單元2、輸出控制單元3相連接，用于控制供電自動切換單元2選擇供電的類型以及將電能輸送到輸出控制單元3，并且控制輸出控制單元3將該電能輸送到監(jiān)測監(jiān)控設備5的相應的檢測設備。數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)13通過系統(tǒng)總線14與監(jiān)測監(jiān)控設備5相連接，用于采集監(jiān)測監(jiān)控設備5的監(jiān)測監(jiān)控數(shù)據(jù)以及控制電源管理單元MCU4，數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)13將采集的數(shù)據(jù)通過有線或者無線方式與系統(tǒng)主機11之間傳輸。以下結(jié)合圖2至圖4具體說明本實用新型的統(tǒng)一供電的工作過程。本實用新型的Auto CTS在線監(jiān)測自動數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)I中，由系統(tǒng)主機11借助數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)13，通過系統(tǒng)總線14控制監(jiān)測監(jiān)控設備5的工作狀態(tài)，當數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)13需要采集監(jiān)測監(jiān)控設備5的監(jiān)測數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)主機11可按系統(tǒng)要求，借助數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)13，通過系統(tǒng)總線14控制電源管理單元MCU4選擇對監(jiān)測監(jiān)控設備5中的相應的設備進行供電。舉例說明，如果數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)13需要采集視頻信息，系統(tǒng)主機11借助數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)13，通過系統(tǒng)總線14輸出相應的控制命令到電源管理單元MCU4，電源管理單元MCU4根據(jù)該控制命令控制供電自動切換單元2選擇供電的類型以及控制輸出控制單元3將供電自動 切換單元2提供的電能控制輸出到相應的視頻設備8，此時視頻設備8啟動，開始采集視頻信息，此處僅是舉例說明，并非用于限制本實用新型，本領域技術人員可根據(jù)本實施例的啟示，得到任意的監(jiān)測監(jiān)控設備5的打開電源或關閉電源的方式。在統(tǒng)一供電模式下，只有相應設備需要在數(shù)據(jù)采集時電源管理單元MCU4才對該相應設備供電，在不需要該設備進行數(shù)據(jù)采集時，則停止對該設備的供電，在現(xiàn)場電源緊張的情況下，遠程分配和控制各檢測設備的工作頻率和時長，以節(jié)省電能。由此大大降低了傳感器的能耗，降低了項目產(chǎn)品的使用成本，還延長了監(jiān)測監(jiān)控設備5的使用壽命。由于本實用新型采用統(tǒng)一供電管理系統(tǒng)，較現(xiàn)有技術的供電系統(tǒng)更為智能，其供電電源形成獨立管理系統(tǒng)，因此本實用新型的數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)13中并不包含供電單元，數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)13中所包含的數(shù)據(jù)采集單元及數(shù)據(jù)傳輸單元(圖中未示出)與現(xiàn)有技術中的數(shù)據(jù)采集單元及數(shù)據(jù)傳輸單元結(jié)構(gòu)及工作方式相同，數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)13與系統(tǒng)主機11之間的通信采取有線方式或無線方式的，亦與現(xiàn)有技術原理相同，在此不再贅述。以下結(jié)合圖2、圖3和圖4介紹本實用新型的統(tǒng)一通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。本實用新型的Auto CTS在線監(jiān)測自動數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)I具有協(xié)議轉(zhuǎn)換器10，該協(xié)議轉(zhuǎn)換器10連接于系統(tǒng)主機11與數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)13之間。本實用新型的協(xié)議轉(zhuǎn)換器10具有如圖4所示的結(jié)構(gòu)協(xié)議轉(zhuǎn)換器10具有雙串口 MCU12結(jié)構(gòu)，其一端與系統(tǒng)主機11以無線或有線方式相連接，另一端與數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)13相連接。工作時，鑒于不同的監(jiān)測監(jiān)控設備5 (指GNSS接收設備6、伺服型測量設備7、視頻設備8、傳感器9等)有不同的通信協(xié)議，如GNSS高精度衛(wèi)星定位系統(tǒng)使用RT17通信協(xié)議、測量機器人采用RS232通信協(xié)議、高清視頻監(jiān)視系統(tǒng)是基于RS485的通信協(xié)議等，本實用新型的Auto CTS在線監(jiān)測自動數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)I對雙串口 MCU12進行編程，讓其連接上系統(tǒng)主機11之后，將系統(tǒng)主機11發(fā)送過來的統(tǒng)一協(xié)議的指令進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為受控的監(jiān)控監(jiān)測設備5的專有通信協(xié)議，再經(jīng)由數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)13通過系統(tǒng)總線14發(fā)送到受控的監(jiān)控監(jiān)測設備5。反之，受控監(jiān)控監(jiān)測設備5所返回的數(shù)據(jù)，通過系統(tǒng)總線14經(jīng)由數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)13至協(xié)議轉(zhuǎn)換器10轉(zhuǎn)換成滿足統(tǒng)一協(xié)議格式的數(shù)據(jù)傳送回主機11。例如該指令是針對GNSS接收設備6的指令，則將該統(tǒng)一協(xié)議的指令轉(zhuǎn)換為相應的RT17通信協(xié)議的指令，如果該統(tǒng)一協(xié)議的指令是針對測量機器人的伺服型測量設備7的指令，則將該統(tǒng)一協(xié)議的指令轉(zhuǎn)換為RS232的通信協(xié)議。又如該指令是針對高清視頻監(jiān)視系統(tǒng)的視頻設備8的指令，則將該統(tǒng)一協(xié)議的指令轉(zhuǎn)換為RS485的通信協(xié)議等等，協(xié)議轉(zhuǎn)換器將轉(zhuǎn)換后的監(jiān)控監(jiān)測設備5的專有通信協(xié)議的控制指令，再發(fā)送給受控的監(jiān)測監(jiān)控設備5，以控制相應的監(jiān)測監(jiān)控設備5。相反的，受控的監(jiān)控監(jiān)測設備5所返回的數(shù)據(jù)，經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換器10之后，又被轉(zhuǎn)換為滿足統(tǒng)一協(xié)議格式的R485的通信指令，傳送到系統(tǒng)主機11，便于系統(tǒng)主機11上軟件的對所傳回的數(shù)據(jù)進行解析。Auto CTS在線監(jiān)測自動數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)I能夠采用復合型通信技術，內(nèi)網(wǎng)傳輸綜合了各種信號和協(xié)議，兼容數(shù)字、模擬信號，并可兼容各種協(xié)議(含RS485\RS232\RT17\GNSS等)。遠程通信集有線數(shù)字傳輸、無線遠程傳輸、國際互聯(lián)網(wǎng)傳輸于一體，充分利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和技術，既可提高Auto CTS在線監(jiān)測自動數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)I的穩(wěn)定性，又可降低用戶的監(jiān)測成本。由 此實現(xiàn)不同類型監(jiān)控監(jiān)測設備5的不同通信協(xié)議之間進行統(tǒng)一通信管理。本實用新型的項目產(chǎn)品通過中間件技術，實現(xiàn)了 N層結(jié)構(gòu)的B/S模式，通過有線網(wǎng)絡實現(xiàn)B/S遠距離傳送。在不具備有線條件下，可以利用CDMA和GPRS單元對數(shù)據(jù)進行遠距離傳送，其中CDMA單元具有3G系統(tǒng)和GPS雙重功能，用一個帶寬遠大于信號帶寬的高速偽隨機碼進行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號的帶寬被擴展，再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去，以實現(xiàn)信息通信。上述數(shù)據(jù)傳輸技術的采用不僅提高了項目產(chǎn)品的適用性，使其對于各種環(huán)境的適應能力大大提高。作為本實用新型的其他實施方式，本實用新型的統(tǒng)一供電管理系統(tǒng)中的輸出控制單元的功能可以集成到協(xié)議轉(zhuǎn)換器10中，使系統(tǒng)組網(wǎng)更簡便。而使具有如GNSS接收設備、伺服型測量設備、視頻裝置、傳感器等監(jiān)控設備的監(jiān)測監(jiān)控設備5可以有多種電源管理方式，如休眠，待機，完全斷電等，以達到最佳的性能功耗比。作為本實用新型的另外的實施方式，電源管理單元MCU4在主服務器上可以進行管理模式配置，并保存下來，即使完全斷電也不會丟失配置文件。保證系統(tǒng)徹底掉電之后，系統(tǒng)供電恢復仍然能按照之前的配置工作，減少人工干預環(huán)節(jié)。并且使得電源管理的方式更加符合被控設備用戶的需求。作為本實施例的另一種實施方式實施方式，Auto CTS在線監(jiān)測自動數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)配置了強大的電源管理系統(tǒng)，可接受市電、工地發(fā)動機供電、太陽能供電設備供電等多種外部電源，并具有蓄電池作為后備電源。本實用新型的Auto CTS在線監(jiān)測自動數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)I在加裝協(xié)議轉(zhuǎn)換器10后使得監(jiān)測監(jiān)控設備5形式上等同于高智能的傳感器，系統(tǒng)對其供電、控制和處理方法與傳統(tǒng)傳感器沒有任何差別。本實用新型的Auto CTS在線監(jiān)測自動數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)I具有如下優(yōu)點(I)統(tǒng)一供電采用獨立研發(fā)的統(tǒng)一供電管理系統(tǒng)，對各設備進行統(tǒng)一電源供應和管理，在現(xiàn)場電源緊張的情況下，遠程分配和控制各系統(tǒng)的工作頻率和時常，以節(jié)省電能。(2)統(tǒng)一通信對于如傳感器、GNSS接收設備、伺服型測量設備、視頻設備等各類監(jiān)測監(jiān)控設備5，本實用新型采用協(xié)議轉(zhuǎn)換器，將不同通信協(xié)議各類監(jiān)測監(jiān)控設備5的系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標準的RS485通信協(xié)議。由于各個系統(tǒng)的通信協(xié)議都統(tǒng)一到單一通信模式中，系統(tǒng)主機系統(tǒng)采集與分析數(shù)據(jù)只需一套系統(tǒng)硬件，大大節(jié)約了成本。本實用新型的技術內(nèi)容及技術特點已揭示如上，然而本專利所屬技術領域中具有通常知識者應了解，在不背離后附申請專利范圍所界定的本專利精神和范圍內(nèi)，本專利的教示及揭示可作種種的替換及修飾。本實用新型的技術內(nèi)容及技術特點已公開如上本領域技術人員在該基礎上的任意改動或調(diào)整，皆不脫離本實用新型后附權(quán)利要求所欲保護的范 圍。
權(quán)利要求1.一種在線監(jiān)測自動數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)，具有系統(tǒng)主機(11)、供電自動切換單元(2)、輸出控制單元(3)和電源管理單元MCU(4)、多個監(jiān)測監(jiān)控設備(5)和數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)(13)，其中， 所述的電源管理單元MCU(4)分別與所述供電自動切換單元(2)、所述輸出控制單元(3)相連接，用于根據(jù)所述系統(tǒng)主機(11)的控制命令控制所述供電自動切換單元(2)選擇供電的類型以及將電能輸送到所述輸出控制單元(3)，并且所述控制輸出控制單元(3)將該電能輸送到所述監(jiān)測監(jiān)控設備(5)的相應的檢測設備。
2.如權(quán)利要求I所述的在線監(jiān)測自動數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)，其特征在于還具有協(xié)議轉(zhuǎn)換器(10)，所述的協(xié)議轉(zhuǎn)換器(10)具有雙串口結(jié)構(gòu)，其一端與所述系統(tǒng)主機(11)以無線或有線方式相連接，另一端與所述數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)(13)相連接。
3.如權(quán)利要求2所述的在線監(jiān)測自動數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)(13)通過所述系統(tǒng)總線(14)與所述監(jiān)測監(jiān)控設備(5)相連接，用于采集所述監(jiān)測監(jiān)控設備(5)的監(jiān)測監(jiān)控數(shù)據(jù)并將采集的數(shù)據(jù)經(jīng)所述協(xié)議轉(zhuǎn)換器(10)轉(zhuǎn)換后通過有線或者無線方式與所述系統(tǒng)主機(11)之間傳輸。
4.如權(quán)利要求1-3任一項所述的在線監(jiān)測自動數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)，其特征在于所述的監(jiān)測監(jiān)控設備(5)包括GNSS接收設備(6)、伺服型測量設備(7)、視頻設備(8)以及傳感器設備(9)。
5.如權(quán)利要求1-3任一項所述的在線監(jiān)測自動數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)，其特征在于所述的供電自動切換單元(2)與外接電源連接，所述的外接電源為市電、工地發(fā)電機或者太陽能供電設備中的至少一種。
6.如權(quán)利要求5所述的在線監(jiān)測自動數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)，其特征在于所述的供電自動切換單元(2)還連接有蓄電池，作為后備電源。
專利摘要本實用新型公開了一種在線監(jiān)控自動數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)，具有系統(tǒng)主機(11)，供電自動切換單元(2)、輸出控制單元(3)和電源管理單元MCU(4)、多個監(jiān)測監(jiān)控設備(5)和數(shù)據(jù)采集傳輸設備(13)，其中，電源管理單元MCU(4)分別與供電自動切換單元(2)、輸出控制單元(3)相連接，用于根據(jù)系統(tǒng)主機(11)的控制命令控制供電自動切換單元(2)選擇供電的類型以及將電能輸送到輸出控制單元(3)，并且控制輸出控制單元(3)將該電能輸送到監(jiān)測監(jiān)控設備(5)的相應的檢測設備。本實用新型的在線監(jiān)控自動數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)為監(jiān)測監(jiān)控設備統(tǒng)一供電、統(tǒng)一通信，節(jié)省了施工和運行成本。
文檔編號H04L29/08GK202455397SQ201220083190
公開日2012年9月26日 申請日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者何向東, 杜年春 申請人:中國有色金屬長沙勘察設計研究院有限公司