專利名稱：試驗設(shè)備無人管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型提供一種試驗設(shè)備無人管理系統(tǒng)，屬于試驗設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，中小型試驗室試驗設(shè)備的日常管理現(xiàn)狀是遵循傳統(tǒng)的方式試驗員對試驗設(shè)備進行日常管理和維護，試驗設(shè)備出現(xiàn)故障時才進行檢修，還沒有對試驗設(shè)備運行時在線監(jiān)測的系統(tǒng)。當(dāng)試驗設(shè)備運行時，一旦試驗設(shè)備的某個控制單元出現(xiàn)潛在故障，我們是無法預(yù)知的，不能及時把潛在的故障信息顯示及時顯示給試驗員，會造成一些安全隱患、降低生產(chǎn)效率、減短試驗設(shè)備的使用壽命。提高設(shè)備的可靠性、安全性，除應(yīng)提高設(shè)備的質(zhì)量，還必須對運行的設(shè)備進行實時監(jiān)測及故障檢修報警，避免造成不必要的經(jīng)濟利益是試驗設(shè)備管理的發(fā)展趨勢。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型公開了一種試驗設(shè)備無人管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)安全、可靠、實時的在線監(jiān)測功能會為試驗室試驗設(shè)備的狀態(tài)檢修提供全面、真實的設(shè)備狀態(tài)信息，同時也為試驗設(shè)備的安全運行提供有力的保證。本實用新型的技術(shù)解決方案如下在每個試驗室內(nèi)的每臺試驗設(shè)備上都安裝一個信息采集單元，每個信息采集單元的構(gòu)造相同，主要包括傳感器、微處理器MCU、CAN模塊、TCP/IP芯片。信息采集單元中的傳感器用于采集運行的試驗設(shè)備的模擬信號，微處理器MCU通過A/D接口獲取傳感器采集的模擬信號，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，對采集的數(shù)字信號進行放大和數(shù)據(jù)處理、邏輯判斷是否有潛在故障出現(xiàn)，以便給出報警故障信號并作進一步的分析。處理后的數(shù)字信號通過 CAN模塊將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成差分信號傳送至CAN接口，再通過TCP/IP芯片對差分信號接收及分析，經(jīng)TCP/IP接口進行差分信號傳輸，各試驗室內(nèi)的TCP/IP接口與路由器連接，并將各試驗室內(nèi)的運行的試驗設(shè)備的差分信號顯示在服務(wù)器終端顯示屏上，供與系統(tǒng)配套的應(yīng)用軟件進行數(shù)據(jù)分析，提供設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)分析結(jié)果。其中，將差分信號傳輸至服務(wù)器終端顯示屏上主要有三種模式模式A、信息采集單元中的CAN模塊將運行的試驗設(shè)備的差分信號直接上傳至CAN 接口 ；模式B、信息采集單元中的CAN接口獲取CAN網(wǎng)絡(luò)中其它信息采集單元中CAN接口上的差分信號，同時將自身試驗設(shè)備上的差分信號上傳至CAN網(wǎng)絡(luò)，微處理器MCU獲取差分信號，通過TCP/IP接口將信號上傳至服務(wù)器終端(電腦)；模式C、信息采集單元將運行的試驗設(shè)備的信號通過TCP/IP接口上傳至服務(wù)器終端(電腦)。模式A或模式B或模式C傳輸差分信號。(參見圖1)實現(xiàn)本實用新型所述方法的信號采集單元與信號傳輸，其特征在于由數(shù)個信息采集單元通過路由器與服務(wù)器終端(電腦)連接構(gòu)成，其中，信息采集單元包括傳感器、微處理器MCU、CAN模塊、TCP/IP芯片，傳感器將采集的試驗設(shè)備模擬信號通過A/D接口傳遞微處理器MCU，對數(shù)字信號進行放大和數(shù)據(jù)處理、邏輯判斷是否有潛在故障出現(xiàn)，以便給出報警故障信號并作進一步的分析；處理后的數(shù)字信號通過CAN模塊將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成差分信號傳送至CAN接口，再通過TCP/IP芯片對差分信號接收及分析，經(jīng)TCP/IP接口進行差分信號傳輸，差分信號的傳輸包括以下三種模式模式A、信息采集單元中的CAN模塊將運行的試驗設(shè)備的差分信號直接上傳至CAN 接口 ；模式B、信息采集單元中的CAN接口獲取CAN網(wǎng)絡(luò)中其它信息采集單元中CAN接口上的差分信號，同時將自身試驗設(shè)備上的差分信號上傳至CAN網(wǎng)絡(luò)，微處理器MCU獲取差分信號，通過TCP/IP接口將信號上傳至服務(wù)器終端(電腦)；模式C、信息采集單元將運行的試驗設(shè)備的信號通過TCP/IP接口上傳至服務(wù)器終端(電腦)；模式A或模式B或模式C傳輸差分信號。(參見圖1)本實用新型的具體結(jié)構(gòu)如下傳感器主要用于采集運行時的試驗設(shè)備的模擬信號，它將物理量轉(zhuǎn)換成模擬信號，傳感器接口中傳感器的類型包括溫度傳感器、電壓傳感器、電流傳感器、加速度傳感器。(參見圖1)微處理器MCU通過A/DPI - A/DP4接口獲取傳感器采集的模擬信號，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，經(jīng)過微處理器MCU處理分析，通過RXCAN和TXCAN兩根線傳送給CAN模塊。CAN模塊的信號接收管腳RXD和信號發(fā)送管腳T)(D分別與MCU芯片的CAN信號接收管腳RXCAN和CAN信號發(fā)送管腳TXCAN連接完成CAN線的差分信號傳輸，采集運行的試驗設(shè)備實時狀態(tài)信息。(參見圖2)CAN模塊的CANH端和CANL端分別與CAN接口的CANH線和CANL線連接完成CAN 線的差分信號傳輸，傳輸主要有兩種模式(模式A或模式B)模式A、信息采集單元中的CAN 模塊將運行的試驗設(shè)備的差分信號直接上傳至CAN接口 ；模式B、信息采集單元中的CAN接口獲取CAN網(wǎng)絡(luò)中其它信息采集單元中CAN接口上的差分信號，同時將自身試驗設(shè)備上的差分信號上傳至CAN網(wǎng)絡(luò)，微處理器MCU獲取差分信號，通過TCP/IP接口將信號上傳至服務(wù)器終端(電腦)。(參見圖2)TCP/IP芯片與微處理器MCU連接，進行差分信號傳輸。TCP/IP芯片的控制采用模擬總線的方式，其地址線Al至A7分別與MCU的引腳Al至A7連接完成TCP/IP芯片操作的地址線功能，數(shù)據(jù)輸入/輸出線D(TD15分別與MCU的引腳DO至D15連接，實現(xiàn)TCP/IP芯片讀取和寫入操作的數(shù)據(jù)傳輸功能；復(fù)位線RESET、控制線WE_N、控制線RD_N、控制線CD_ N、控制線IRQ分別與MCU的引腳Pl. 7至Pl. 11連接完成TCP/IP芯片操作的控制線功能。 TCP/IP芯片將信息采集單元將運行的試驗設(shè)備的差分信號通過TCP/IP接口上傳至服務(wù)器終端(電腦)。(參見圖2)數(shù)碼顯示管與微處理器MCU的引腳Pl. 0至Pl. 6連接，將故障結(jié)果顯示在數(shù)碼顯示管上，通過燈光，聲音提醒方式及時通知試驗員了解試驗設(shè)備運行狀態(tài)、潛在故障等，避免意外發(fā)生。[0026]本實用新型明的積極效果在于實現(xiàn)了運行的試驗設(shè)備實時數(shù)據(jù)采集及傳輸功能，以便于了解設(shè)備運行狀態(tài)及及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在故障，同時為精確維修故障提供真實數(shù)據(jù)依據(jù)；通過燈光，聲音提醒方式及時通知試驗員了解車況，避免意外發(fā)生。通過本實用新型，可減少試驗設(shè)備由于任何意外故障未及時處理而釀成的事故和經(jīng)濟損失，大幅度提高試驗設(shè)備運行的安全，保證了人民的性命和財產(chǎn)安全，為企業(yè)提高經(jīng)濟效益提供了先進的生產(chǎn)管理手段。
圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實用新型電路原理圖。
具體實施方式
實施例1在每個試驗室內(nèi)的每臺試驗設(shè)備上都安裝一個信息采集單元，每個信息采集單元的構(gòu)造相同，主要包括傳感器、微處理器MCU、CAN模塊、TCP/IP芯片。信息采集單元中的傳感器用于采集運行的試驗設(shè)備的模擬信號，微處理器MCU通過A/D接口獲取傳感器采集的模擬信號，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，對采集的數(shù)字信號進行放大和數(shù)據(jù)處理、邏輯判斷是否有潛在故障出現(xiàn)，以便給出報警故障信號并作進一步的分析。處理后的數(shù)字信號通過 CAN模塊將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成差分信號傳送至CAN接口，再通過TCP/IP芯片對差分信號接收及分析，經(jīng)TCP/IP接口進行差分信號傳輸，各試驗室內(nèi)的TCP/IP接口與路由器連接，并將各試驗室內(nèi)的運行的試驗設(shè)備的差分信號顯示在服務(wù)器終端(電腦)顯示屏上，供與系統(tǒng)配套的應(yīng)用軟件進行數(shù)據(jù)分析，提供設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)分析結(jié)果。差分信號傳輸至服務(wù)器終端(電腦)顯示屏上主要有三種模式(模式A或模式B或模式C)模式A、信息采集單元中的CAN模塊將運行的試驗設(shè)備的差分信號直接上傳至CAN 接口 ；模式B、信息采集單元中的CAN接口獲取CAN網(wǎng)絡(luò)中其它信息采集單元中CAN接口上的差分信號，同時將自身試驗設(shè)備上的差分信號上傳至CAN網(wǎng)絡(luò)，微處理器MCU獲取差分信號，通過TCP/IP接口將信號上傳至服務(wù)器終端(電腦)；模式C、信息采集單元將運行的試驗設(shè)備的差分信號通過TCP/IP接口上傳至服務(wù)器終端(電腦)。(參見圖1)實施例2根據(jù)圖2所示，傳感器包括溫度傳感器、加速度傳感器、電壓傳感器、電流傳感器分別裝置在實驗設(shè)備上獲取該試驗設(shè)備運行的數(shù)字信號，并通過微處理器MCU的A/DP1至 A/DP4引腳傳輸給微處理器MCU進行數(shù)據(jù)處理分析，再通過RXCAN和TXCAN兩根線傳送給 CAN模塊；CAN模塊的信號接收管腳RXD和信號發(fā)送管腳T)(D分別與MCU芯片的CAN信號接收管腳RXCAN和CAN信號發(fā)送管腳TXCAN連接完成CAN線的差分信號傳輸，采集運行的試驗設(shè)備實時狀態(tài)信息；CAN模塊的CANH端和CANL端分別與CAN接口的CANH線和CANL線連接完成CAN 線的差分信號傳輸至CAN接口，主要通過傳輸模式A和模式B進行差分信號傳輸模式A、信息采集單元中的CAN模塊將運行的試驗設(shè)備的差分信號直接上傳至CAN接口 ；模式B、信息采集單元中的CAN接口獲取CAN網(wǎng)絡(luò)中其它信息采集單元中CAN接口上的差分信號，同時將自身試驗設(shè)備上的差分信號上傳至CAN網(wǎng)絡(luò)，微處理器MCU獲取差分信號，通過TCP/IP 接口將信號上傳至服務(wù)器終端(電腦)。 TCP/IP芯片(本實例采用DM9000型號)為信號轉(zhuǎn)換芯片，TCP/IP芯片(本實例采用 DM9000型號)與微處理器MCU連接。TCP/IP芯片(本實例采用DM9000型號)的控制采用模擬總線的方式，其VCC與微處理器MCU的Pl. 12引腳連接，微處理器MCU給其供5V電作為該芯片的電源輸入；GND引腳接地；其地址線Al至A7分別與MCU的引腳Al至A7連接完成 TCP/IP芯片(本實例采用DM9000型號)操作的地址線功能，數(shù)據(jù)輸入/輸出線D(TD15分別與MCU的引腳DO至D15連接，實現(xiàn)TCP/IP芯片(本實例采用DM9000型號)讀取和寫入操作的數(shù)據(jù)傳輸功能；復(fù)位線RESET、控制線WE_N、控制線RD_N、控制線CD_N、控制線IRQ分別與 MCU的引腳Pl. 7至Pl. 11連接完成TCP/IP芯片(本實例采用DM9000型號)操作的控制線功能。TCP/IP芯片(本實例采用DM9000型號)將信息采集單元將運行的試驗設(shè)備的差分信號通過TCP/IP接口上傳至服務(wù)器終端(電腦)，主要通過模式C進行差分信號傳輸模式C、 信息采集單元將運行的試驗設(shè)備的差分信號通過TCP/IP接口上傳至服務(wù)器終端(電腦);傳輸數(shù)碼顯示管與微處理器MCU的引腳Pl. 0至Pl. 6連接，將故障結(jié)果顯示在數(shù)碼顯示管上， 通過燈光，聲音提醒方式及時通知試驗員了解試驗設(shè)備運行狀態(tài)、潛在故障等，避免意外發(fā)生。
權(quán)利要求1. 一種試驗設(shè)備無人管理系統(tǒng)，其特征在于由數(shù)個信息采集單元通過路由器與服務(wù)器終端連接構(gòu)成，其中，信息采集單元包括傳感器、微處理器MCU、CAN模塊、TCP/IP芯片，傳感器將采集的試驗設(shè)備模擬信號通過A/D接口傳遞微處理器MCU，對數(shù)字信號進行放大和數(shù)據(jù)處理、邏輯判斷是否有潛在故障出現(xiàn)，以便給出報警故障信號并作進一步的分析；處理后的數(shù)字信號通過 CAN模塊將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成差分信號傳送至CAN接口，再通過TCP/IP芯片對差分信號接收及分析，經(jīng)TCP/IP接口進行差分信號傳輸。
專利摘要本實用新型公開一種試驗設(shè)備無人管理系統(tǒng)，由數(shù)個信息采集單元通過路由器與服務(wù)器終端連接構(gòu)成，信息采集單元包括傳感器、微處理器MCU、CAN模塊、TCP/IP芯片，傳感器將采集的試驗設(shè)備模擬信號通過A/D接口傳遞微處理器MCU，對數(shù)字信號進行放大和數(shù)據(jù)處理、邏輯判斷，處理后的數(shù)字信號通過CAN模塊將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成差分信號傳送至CAN接口，再通過TCP/IP芯片對差分信號接收及分析，經(jīng)TCP/IP接口進行差分信號傳輸，來實現(xiàn)對試驗設(shè)備運行狀態(tài)的不間斷的實時監(jiān)測和故障報警的方法。其中，試驗設(shè)備信號的傳輸主要通過CAN技術(shù)與TCP/IP技術(shù)相結(jié)合組建局域網(wǎng)的方法，本實用新型通信速率快，實時性好，布線簡單，解決了網(wǎng)絡(luò)接口的數(shù)量有限、布線繁瑣等問題。
文檔編號H04L12/24GK201966930SQ20102068547
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者代海婷, 徐剛, 李祿源, 楮貴良, 董楊, 邊增遠(yuǎn), 陳兆瑩, 韓潤哲, 黃兵 申請人:啟明信息技術(shù)股份有限公司