專利名稱：可埋入式安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于大壩、堤圍安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集裝置。
技術(shù)背景大壩、堤圍安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集裝置是水庫大壩、江河堤圍安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)裝置，在水利水電系統(tǒng)中有著十分重要的地位。安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是保障大壩、堤圍安全運(yùn)行的一種重要手段，國(guó)內(nèi)外數(shù)十年大壩、堤圍安全監(jiān)測(cè)的實(shí)踐表明只要通過周密、有效的監(jiān)測(cè)、分析、判斷，就有可能及時(shí)了解大壩、堤圍的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)隱患，及時(shí)采取補(bǔ)強(qiáng)措施，避免事故的發(fā)生或擴(kuò)大。
目前，國(guó)內(nèi)外主要采用準(zhǔn)分布式和集中式數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)采集工作。準(zhǔn)分布式數(shù)據(jù)采集裝置一般安裝在現(xiàn)場(chǎng)，每個(gè)裝置連接數(shù)十支傳感器，由RS-485總線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街锌厥依锏谋O(jiān)控機(jī)或服務(wù)器里。安裝在野外的數(shù)據(jù)采集裝置需要采取一定的措施，進(jìn)行防盜保護(hù)，不僅增加了安裝成本，且安全性較差。集中式數(shù)據(jù)采集裝置安裝電纜多，可靠性差，維修困難，且工程造價(jià)高。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和存在的問題，而提出的一種可埋入式安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集裝置，即每個(gè)裝置連接一支傳感器，并形成一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，分別直接與上位機(jī)通信，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的分布式監(jiān)測(cè)。
本實(shí)用新型的發(fā)明目的通過下述裝置實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型由傳感器、測(cè)量與控制電路、計(jì)算機(jī)所構(gòu)成，所述測(cè)量與控制電路由光電隔離電路、切換電路、信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、時(shí)鐘電路、通信電路、過壓保護(hù)電路所構(gòu)成，其中光電隔離電路的輸入端連接傳感器的輸出端，其輸出端連接切換電路的輸入端，切換控制電路的輸出端連接信號(hào)調(diào)理電路的輸入端，信號(hào)調(diào)理電路的輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端，A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接單片機(jī)的輸入端，單片機(jī)的輸出端a點(diǎn)連接A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端；輸出端b點(diǎn)連接切換電路的輸入端；輸出端c點(diǎn)與時(shí)鐘電路雙向連接；輸出端d點(diǎn)與通信電路、過壓保護(hù)電路、計(jì)算機(jī)依次雙向電連接。
上述測(cè)量與控制電路與計(jì)算機(jī)之間通過RS-485總線相接。
本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果①本裝置輸入端與傳感器連接，輸出端與上位機(jī)連接，每支傳感器構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，某個(gè)節(jié)點(diǎn)一旦發(fā)生故障，只會(huì)丟失一個(gè)數(shù)據(jù)，而不會(huì)影響到安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的完整性與可靠性，是真正意義上的分布式安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集設(shè)備；②本裝置是微型智能數(shù)據(jù)采集設(shè)備，采用特殊的傳熱與防水技術(shù)，可以埋設(shè)在泥水里，是目前大壩、堤圍安全監(jiān)測(cè)設(shè)備的獨(dú)創(chuàng)；③本裝置可以通過電話線、GPRS完成遠(yuǎn)程測(cè)量與控制；④本裝置的安裝和操作簡(jiǎn)單易行，容易被工作人員接受和掌握；⑤本技術(shù)能適用惡劣的環(huán)境，安裝方便，組網(wǎng)靈活，不受場(chǎng)地的限制，較好地解決了防盜問題。
⑥本裝置成本低，易于推廣。


圖1為本實(shí)用新型原理框圖。
圖中1、被監(jiān)測(cè)對(duì)象(大壩或堤圍)，2、傳感器，3、測(cè)量與控制電路，3.1、光電隔離電路，3.2、切換電路，3.3、信號(hào)調(diào)理電路，3.4、A/D轉(zhuǎn)換電路，3.5、單片機(jī)，3.6、時(shí)鐘電路，3.7、通信電路，3.8、過壓保護(hù)電路，4、計(jì)算機(jī)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的工作原理作進(jìn)一步說明。
如圖1所示，由計(jì)算機(jī)4設(shè)定的數(shù)據(jù)采集模式(巡測(cè)或點(diǎn)測(cè))指令，通過RS-485總線傳輸給單片機(jī)3.5，單片機(jī)3.5控制傳感器2進(jìn)行測(cè)量。傳感器2將測(cè)量的大壩1相關(guān)參數(shù)輸出的電壓、電流或頻率信號(hào)送到測(cè)量與控制電路3。該信號(hào)經(jīng)光電隔離電路3.1進(jìn)行電氣隔離，防止強(qiáng)電干擾對(duì)弱電電路的損害。光電隔離電路3.1輸出的信號(hào)經(jīng)單片機(jī)3.5控制的切換電路3.2進(jìn)行功能切換之后，送到信號(hào)調(diào)理電路3.3，信號(hào)調(diào)理電路3.3對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大和調(diào)理，使得信號(hào)滿足A/D轉(zhuǎn)換電路3.4電壓輸入范圍要求。A/D轉(zhuǎn)換電路3.4在單片機(jī)3.5的控制下，將信號(hào)調(diào)理電路3.3輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。單片機(jī)3.5對(duì)所轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理之后，由通信電路3.7將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成符合RS-485電平要求的信號(hào)遠(yuǎn)傳到計(jì)算機(jī)4。計(jì)算機(jī)4對(duì)接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)存入數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行分析處理，繪出和打印各種表格、圖形或曲線。同時(shí)根據(jù)設(shè)定值判斷各測(cè)量參數(shù)是否越線，如越線則發(fā)報(bào)警信號(hào)，提醒值班人員做相應(yīng)處理。過壓保護(hù)電路3.8的作用是防止雷電過電壓通過通信線路對(duì)裝置的損壞，時(shí)鐘電路3.6的作用是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘信號(hào)使得本裝置定時(shí)對(duì)傳感器進(jìn)行操作，對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。
權(quán)利要求1.一種可埋入式安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集裝置，由傳感器(2)、測(cè)量與控制電路(3)、計(jì)算機(jī)(4)所構(gòu)成，其特征在于所述測(cè)量與控制電路(3)由光電隔離電路(3.1)、切換電路(3.2)、信號(hào)調(diào)理電路(3.3)、A/D轉(zhuǎn)換電路(3.4)、單片機(jī)(3.5)、時(shí)鐘電路(3.6)、通信電路(3.7)、過壓保護(hù)電路(3.8)所構(gòu)成，其中光電隔離電路(3.1)的輸入端連接傳感器(2)的輸出端，其輸出端連接切換電路(3.2)的輸入端，切換控制電路(3.2)的輸出端連接信號(hào)調(diào)理電路(3.3)的輸入端，信號(hào)調(diào)理電路(3.3)的輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換電路(3.4)的輸入端，A/D轉(zhuǎn)換電路(3.4)的輸出端連接單片機(jī)(3.5)的輸入端，單片機(jī)(3.5)的輸出端a點(diǎn)連接A/D轉(zhuǎn)換電路(3.4)的輸入端；輸出端b點(diǎn)連接切換電路(3.2)的輸入端；輸出端c點(diǎn)與時(shí)鐘電路(3.6)雙向連接；輸出端d點(diǎn)與通信電路(3.7)、過壓保護(hù)電路(3.8)、計(jì)算機(jī)(4)依次雙向電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可埋入式安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述測(cè)量與控制電路(3)與計(jì)算機(jī)(4)之間通過RS-485總線相接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及大壩、堤圍安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中的一種可埋入式安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集裝置。它利用埋設(shè)在大壩或堤圍內(nèi)的傳感器，將反映大壩或堤圍安全狀態(tài)的各參數(shù)，進(jìn)行采集、處理和傳輸。該裝置由傳感器、光電隔離電路、切換電路、信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、時(shí)鐘電路、通信電路、過壓保護(hù)電路、計(jì)算機(jī)所構(gòu)成，本實(shí)用新型能適用惡劣的環(huán)境，安裝方便，組網(wǎng)靈活，不受場(chǎng)地的限制，可埋設(shè)在泥土里，解決了野外的防盜問題，適用于水庫大壩、堤圍、橋梁、地鐵、礦山、基坑等工程的安全監(jiān)測(cè)，具有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)G01D21/02GK2807356SQ20052009678
公開日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2005年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月16日
發(fā)明者劉敏, 袁明道 申請(qǐng)人:劉敏, 袁明道