專利名稱：落錘式彎沉儀的遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種儀器的遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于落錘式彎沉儀現(xiàn)場(chǎng)工作狀 態(tài)的遠(yuǎn)程采集和故障診斷。
背景技術(shù)：
落錘式彎沉儀是一種裝載在汽車上的道路檢測(cè)大型設(shè)備，目前廣泛用于公路路基 路面承載力檢測(cè)和施工質(zhì)量評(píng)定。該儀器集機(jī)械、液壓、電子、控制等多學(xué)科于一體，結(jié)構(gòu)和 控制系統(tǒng)都比較復(fù)雜。儀器通常在野外現(xiàn)場(chǎng)工作，往往伴隨著揚(yáng)塵、浮沙、碎石、泥濘甚至暴 風(fēng)雨環(huán)境，工況較為惡劣。此外，由于工程進(jìn)度的要求，儀器的工作頻率往往超過(guò)額定的負(fù) 荷。上述原因造成該儀器的故障率要高于普通檢測(cè)設(shè)備。目前，儀器廠商普遍只是被動(dòng)地等 待用戶報(bào)修，無(wú)法及時(shí)地監(jiān)視儀器的工作狀態(tài)。而一旦發(fā)生故障，用戶通常無(wú)法獨(dú)立排除， 只能通過(guò)電話、郵件等方式向儀器生產(chǎn)商反饋，受專業(yè)知識(shí)的限制，也難以將故障現(xiàn)象描述 準(zhǔn)確，最終只得等待儀器廠商的技術(shù)人員從遙遠(yuǎn)的異地趕到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查和故障排除。此 方式輕則影響用戶的檢測(cè)效率和工程進(jìn)度，重則導(dǎo)致儀器癱瘓?jiān)诂F(xiàn)場(chǎng)無(wú)法及時(shí)駛回，處理 不當(dāng)甚至有可能造成嚴(yán)重的交通事故。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述不足，本申請(qǐng)將提供一種落錘式彎沉儀的遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)，使得儀器 廠商的技術(shù)人員坐在計(jì)算機(jī)前，就能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地獲取售往各地的所有儀器的工作狀態(tài)， 而一旦發(fā)生故障，也能夠在第一時(shí)間獲取故障代碼和其他輔助信息，指導(dǎo)用戶進(jìn)行設(shè)備維 修。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種落錘式彎沉儀的遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)組成如下在每個(gè)落錘式 彎沉儀上設(shè)置數(shù)據(jù)采集控制器，該數(shù)據(jù)采集控制器通過(guò)USB方式與用戶終端電腦連接，同 時(shí)通過(guò)無(wú)線傳輸模塊、GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)及Internet互聯(lián)網(wǎng)和中心服務(wù)器連接。更具體地說(shuō)，本實(shí)用新型的落錘式彎沉儀的遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)包括落錘式彎沉儀數(shù)據(jù) 采集控制器、用戶終端電腦、無(wú)線傳輸模塊、GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、Internet互聯(lián)網(wǎng)和中心 服務(wù)器六個(gè)部分。其中，數(shù)據(jù)采集控制器、用戶終端電腦和無(wú)線傳輸模塊位于落錘式彎沉儀檢測(cè)車 內(nèi)。數(shù)據(jù)采集控制器安裝于彎沉儀電氣柜內(nèi)部，由電源模塊、CPU模塊、存儲(chǔ)模塊、輸入反饋 模塊、輸出控制模塊、模擬信號(hào)采集模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、UART串口通信模塊和USB通信模 塊組成，是一個(gè)綜合的嵌入式電子采集控制系統(tǒng)。其完成的功能主要有1)控制彎沉儀進(jìn) 行檢測(cè)動(dòng)作流程；2)采集和傳輸彎沉儀的各類信息如系統(tǒng)電壓、實(shí)時(shí)功率、液壓系統(tǒng)壓力、 環(huán)境和路面溫度、行駛里程和樁號(hào)信息、荷載值、彎沉值、電機(jī)狀態(tài)、各電磁閥狀態(tài)和各位置 開(kāi)關(guān)傳感器狀態(tài)(包括加載盤高/低位、重錘高/低位、鎖止缸開(kāi)/合位等)；3)儀器出錯(cuò) 時(shí)產(chǎn)生并傳輸故障代碼和相關(guān)輔助信息。[0008]用戶終端電腦裝有Windows操作系統(tǒng)和彎沉儀操作軟件，通過(guò)USB方式和數(shù)據(jù)采 集控制器連接。用戶通過(guò)軟件向數(shù)據(jù)采集控制器發(fā)出指令，使彎沉儀進(jìn)行檢測(cè)動(dòng)作流程并 采集系統(tǒng)各類信息顯示在界面上。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，軟件界面上還將顯示從儀器廠商中心服 務(wù)器實(shí)時(shí)傳送來(lái)的具體故障原因和解決方法，幫助用戶快速排除故障。無(wú)線傳輸模塊安裝在電氣柜內(nèi)部，與數(shù)據(jù)采集控制器通過(guò)UART串口連接，天線放 置于操作臺(tái)面上，以便更好地接收無(wú)線信號(hào)。無(wú)線傳輸模塊包括中心處理器、數(shù)據(jù)接收單 元、存儲(chǔ)單元和無(wú)線發(fā)送單元。數(shù)據(jù)采集控制器每隔10秒(用戶可調(diào)節(jié))將彎沉儀的各 類信息如系統(tǒng)電壓、實(shí)時(shí)功率、液壓系統(tǒng)壓力、環(huán)境和路面溫度、行駛里程和樁號(hào)信息、荷載 值、彎沉值、電機(jī)狀態(tài)、各電磁閥狀態(tài)和各位置開(kāi)關(guān)傳感器狀態(tài)，以及儀器出錯(cuò)時(shí)的故障代 碼信息傳送給無(wú)線傳輸模塊。無(wú)線傳輸模塊將這些信息保存在本地存儲(chǔ)器內(nèi)，并通過(guò)無(wú)線 網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送至位于異地的儀器廠商中心服務(wù)器。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)選用成熟可靠的GPRS或 CDMA無(wú)線通信平臺(tái)，其具有覆蓋面廣、永遠(yuǎn)在線、傳輸穩(wěn)定的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于移動(dòng)辦公、工 業(yè)控制、遠(yuǎn)程遙測(cè)等領(lǐng)域。儀器工作時(shí)，應(yīng)用軟件一旦啟動(dòng)就自動(dòng)登錄到GPRS或CDMA網(wǎng)絡(luò) 上，再經(jīng)過(guò)1 3秒的激活過(guò)程，便可登錄至Internet互聯(lián)網(wǎng)與中心服務(wù)器進(jìn)行通信。中心服務(wù)器位于儀器廠商所在地，是一臺(tái)高配置的計(jì)算機(jī)，通過(guò)ADSL方式接入互 聯(lián)網(wǎng)，其軟件部分由數(shù)據(jù)收發(fā)平臺(tái)、故障處理引擎和故障信息數(shù)據(jù)庫(kù)組成，采用B/S(瀏覽 器/服務(wù)器)架構(gòu)設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)收發(fā)平臺(tái)實(shí)時(shí)接收位于各地的彎沉儀傳來(lái)的工作狀態(tài)和故障 信息，并分別顯示在界面上供儀器廠商的值班人員及時(shí)觀察工作狀態(tài)是否正常，若遇到潛 在的問(wèn)題，可立即通過(guò)服務(wù)器遠(yuǎn)程通知并協(xié)助用戶對(duì)儀器進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整或保養(yǎng)。當(dāng)某臺(tái) 儀器發(fā)生故障時(shí)，界面上將會(huì)用紅色顯示故障儀器的編號(hào)、出廠信息、所處位置、當(dāng)前工作 狀態(tài)和故障信息，并發(fā)出語(yǔ)音報(bào)警提示值班人員注意。與此同時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)故障處理引擎， 將儀器的故障信息和工作狀態(tài)輸入故障類型數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行故障定位分析，最終獲得與之匹配 的故障類型和解決方案，再由數(shù)據(jù)收發(fā)平臺(tái)將信息通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)回送至故障儀器 并顯示在操作軟件界面上，用戶即可在一分鐘不到的時(shí)間內(nèi)獲知具體的故障類型和解決方 案，從而及時(shí)地排查和解決設(shè)備故障，恢復(fù)檢測(cè)工作的正常進(jìn)行。本實(shí)用新型的有益效果是，實(shí)現(xiàn)了一種落錘式彎沉儀遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)的專業(yè)化手 段，克服了傳統(tǒng)儀器診斷與維修方式速度慢、效率低的缺點(diǎn)，大大提高了儀器廠商售后服務(wù) 的效率和成果，有效保證了用戶檢測(cè)任務(wù)和工程進(jìn)度的順利執(zhí)行。

圖1為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為儀器原理圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1，參照?qǐng)D1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括四大部分落錘式彎沉儀Ul-UN(N為工作中的 彎沉儀總數(shù))、GPRS/CDMA無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)Ml、Internet互聯(lián)網(wǎng)M2、中心服務(wù)器M3。參照?qǐng)D2 落錘式彎沉儀U1，包含四部分?jǐn)?shù)據(jù)采集控制器Al、儀器動(dòng)力系統(tǒng)A2、 用戶終端電腦A3、無(wú)線傳輸模塊A4。(1)數(shù)據(jù)采集控制器Al由八個(gè)單元組成，其中，模擬量采集單元Bl輸入端連接至儀器的各模擬量傳感器如荷載、彎沉、溫度、壓力等，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸出至中央處理器B5 ； 輸入反饋單元B2輸入端接至儀器的各開(kāi)關(guān)量傳感器如加載板高/低位開(kāi)關(guān)、重錘高/低位 開(kāi)關(guān)、鎖止缸開(kāi)/合開(kāi)關(guān)等，輸出端接至中央處理器B5 ；輸出控制單元B3輸入端接至中央 處理器B5，輸出端接至儀器的動(dòng)力單元如電機(jī)和電磁閥等；USB單元B4連接中央處理器B5 和用戶終端電腦A3，使兩者以USB方式進(jìn)行通信；UART單元B6連接中央處理器B5和無(wú)線 傳輸模塊A4，使兩者以UART串口方式進(jìn)行通信；電源單元B7給數(shù)據(jù)采集控制器Al的各個(gè) 單元供電；存儲(chǔ)單元B8與中央處理器B5以并口總線的方式相連。(2)儀器動(dòng)力系統(tǒng)A2由龍門架、加載板、重錘砝碼、掣制頭、電機(jī)、電磁閥、油箱、油 管以及各個(gè)模擬量和開(kāi)關(guān)量傳感器組成，分別與數(shù)據(jù)采集控制器對(duì)應(yīng)接口相連。(3)用戶終端電腦A3由便攜式計(jì)算機(jī)B9、操作系統(tǒng)和儀器驅(qū)動(dòng)B10、儀器應(yīng)用軟件 Bll組成。(4)無(wú)線傳輸模塊A4由中央處理器B14、存儲(chǔ)單元B15、UART接收單元B12和無(wú)線 收發(fā)單元B13組成，中央處理器B14與UART接收單元B12相連，接收數(shù)據(jù)采集控制器Al發(fā) 送來(lái)的數(shù)據(jù)，并保存在存儲(chǔ)單元B15中，再通過(guò)無(wú)線收發(fā)單元B13將數(shù)據(jù)發(fā)至GPRS/CDMA無(wú) 線網(wǎng)絡(luò)Ml。中心服務(wù)器M3由五個(gè)部分組成，其中服務(wù)器主機(jī)通過(guò)千兆以太網(wǎng)線與ADSL調(diào)制 解調(diào)器相連，并接至Internet互聯(lián)網(wǎng)M2 ；操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)安裝于服務(wù)器主機(jī)上；數(shù) 據(jù)收發(fā)平臺(tái)采用B/S架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)工具采用ASP. NET ；故障處理引擎將數(shù)據(jù)收發(fā)平臺(tái) 發(fā)來(lái)的故障信息導(dǎo)入故障類型數(shù)據(jù)庫(kù)中，并進(jìn)行故障類型取樣判斷，最后選擇與之匹配的 故障解決方案回送給數(shù)據(jù)收發(fā)平臺(tái)，并最終發(fā)送回故障儀器Ul。
權(quán)利要求一種落錘式彎沉儀的遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)組成如下在每個(gè)落錘式彎沉儀上設(shè)置數(shù)據(jù)采集控制器，該數(shù)據(jù)采集控制器通過(guò)USB方式與用戶終端電腦連接，同時(shí)通過(guò)無(wú)線傳輸模塊、GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)及Internet互聯(lián)網(wǎng)和中心服務(wù)器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的落錘式彎沉儀的遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)采 集控制器由電源模塊、CPU模塊、存儲(chǔ)模塊、輸入反饋模塊、輸出控制模塊、模擬信號(hào)采集模 塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、UART串口通信模塊和USB通信模塊組成，是一個(gè)綜合的嵌入式電子采集 控制系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的落錘式彎沉儀的遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述的無(wú)線傳 輸模塊與數(shù)據(jù)采集控制器通過(guò)UART串口連接，該無(wú)線傳輸模塊包括有中心處理器、數(shù)據(jù)接 收單元、存儲(chǔ)單元和無(wú)線發(fā)送單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的落錘式彎沉儀的遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述的中心服 務(wù)器是一臺(tái)高配置的計(jì)算機(jī)，通過(guò)ADSL方式接入互聯(lián)網(wǎng)，其軟件部分由數(shù)據(jù)收發(fā)平臺(tái)、故 障處理引擎和故障信息數(shù)據(jù)庫(kù)組成，采用瀏覽器/服務(wù)器架構(gòu)設(shè)計(jì)。
專利摘要落錘式彎沉儀的遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)組成如下在每個(gè)落錘式彎沉儀上設(shè)置數(shù)據(jù)采集控制器，該數(shù)據(jù)采集控制器通過(guò)USB方式與用戶終端電腦連接，同時(shí)通過(guò)無(wú)線傳輸模塊、GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)及Internet互聯(lián)網(wǎng)和中心服務(wù)器連接。數(shù)據(jù)采集控制器將儀器的工作狀態(tài)和故障信息利用GPRS或CDMA無(wú)線通信傳送給位于儀器廠商的中心服務(wù)器，廠商人員遠(yuǎn)程監(jiān)視各個(gè)儀器的狀態(tài)，并在儀器發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)分析判斷出故障具體類型和解決方法無(wú)線回傳至儀器。本實(shí)用新型使得儀器廠商的技術(shù)人員就能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地獲取售往各地的所有儀器的工作狀態(tài)，一旦發(fā)生故障也能夠在第一時(shí)間獲取故障代碼和其他輔助信息，指導(dǎo)用戶進(jìn)行維修。
文檔編號(hào)G01N3/32GK201666858SQ20092004856
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者張勇, 張戎, 王軍華, 王海春, 糜長(zhǎng)軍 申請(qǐng)人:江蘇省交通科學(xué)研究院股份有限公司