便携式监测装备状态的通用终端及监测方法
专利汇可以提供便携式监测装备状态的通用终端及监测方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种便携式监测装备状态的通用终端及监测方法，通用终端包括嵌入式处理器模 块 、采集处理器、 传感器 、调理 电路 、采集电路、隔离电路、总线通讯卡、显控模块、内部 存储器 、 无线通信模块 、USB 接口 、网口等；监测方法是在嵌入式处理器模块中设有 数据采集 模块、 数据处理 模块、数据分析模块、数据存储模块、数据导出模块、数据通讯模块、终端处理模块和终端显控模块，在主 控制器 中设有装备管理模块、 主控制器 数据通讯模块、运行状态监控模块、主控制器数据分析模块、主控制器数据管理模块和 数据库 系统；本发明能够实时对 信号 的监测，并且能对采集到的信息实时分析、存储和显示，便于及时发现故障并处理，也可进行离线数据分析并数据保存，本发明方便安装，便于携带。，下面是便携式监测装备状态的通用终端及监测方法专利的具体信息内容。
1.一种便携式监测装备状态的通用终端，其特征在于：包括嵌入式处理器模块、采集处理器、温度传感器、温度信号端口、温度信号调理电路、温度信号采集电路、流量传感器、流量信号端口、流量信号调理电路、温度信号采集电路、压力传感器、压力信号端口、压力信号调理电路、压力信号采集电路、电流传感器、电流信号端口、电流信号调理电路、电流信号采集电路、电压信号端口、电压信号调理电路、电压信号采集电路、频率信号端口、频率信号调理电路、频率信号采集电路、数字信号端口、数字信号隔离电路、CAN总线通讯卡、CAN总线通讯卡接口、显控模块（20）、内部存储器、无线通信模块、USB接口（21）、网口（22）；
所述温度传感器设置在被测设备的温度检测接口部位；所述温度传感器的输出端依次经温度信号端口、温度信号调理电路、温度信号采集电路接采集处理器的相应输入端；
所述流量传感器设置在被测设备的流量检测接口部位；所述流量传感器的输出端依次经流量信号端口、流量信号调理电路、流量信号采集电路接采集处理器的相应输入端；
所述压力传感器设置在被测设备的压力检测接口部位；所述压力传感器的输出端依次经压力信号端口、压力信号调理电路、压力信号采集电路接采集处理器的相应输入端；
所述电流传感器套在被测设备主部件的供电线路上；所述电流传感器的输出端依次经电流信号端口、电流信号调理电路、电流信号采集电路接采集处理器的相应输入端；
待监测设备电压信号输出端接电压信号端口的输入端；电压信号端口的输出端依次经电压信号调理电路、电压信号采集电路接采集处理器的相应输入端；
待监测设备频率信号输出端接频率信号端口的输入端；频率信号端口的输出端依次经频率信号调理电路、频率信号采集电路接采集处理器的相应输入端；
待监测设备数字信号输出端接数字信号端口的输入端；数字信号端口的输出端经数字信号隔离电路接采集处理器的相应输入端；
所述采集处理器的输出端接嵌入式处理器模块的相应输入端；
待监测设备的通讯数据总线端口经所述CAN总线通讯卡接口接所述CAN总线通讯卡；所述CAN总线通讯卡与嵌入式处理器模块的相应端口双向连接；
待监测设备的串口RS232信号端口经RS232接口与嵌入式处理器模块的相应端口双向连接；
待监测设备的串口RS485信号端口经RS485接口与嵌入式处理器模块的相应端口双向连接；
所述显控模块（20）与嵌入式处理器模块的相应端口双向连接；
所述内部存储器与嵌入式处理器模块的相应端口双向连接；
嵌入式处理器模块通过无线通信模块与远程主控制器无线连接；
嵌入式处理器模块通过网口与现场主控制器有线连接；
嵌入式处理器模块通过USB接口与外部存储器连接。
2.根据权利要求1所述的一种便携式监测装备状态的通用终端，其特征在于：所述温度信号调理电路包括电阻R1至R3、电容C1至C4、放大器U1、输入端I1及输出端O1；所述放大器U1的型号为AD8512ARZ；
输入端I1为温度信号调理电路输入端，输入端I1接温度信号端口；输入端I1经电阻R1接放大器U1的同相输入端3脚；电阻R2与电容C1并联后接在放大器U1的同相输入端3脚与地之间；电阻R3与电容C3并联后接在放大器U1的反相输入端2脚与输出端1脚之间；放大器U1的输出端1脚接输出端O1；输出端O1为温度信号调理电路输出端，输出端O1接温度信号采集电路的模数转换芯片的相应输入端；放大器U1的正电源端8脚接﹢5V直流电源；电容C2接在放大器U1的正电源端8脚与地之间；放大器U1的负电源端4脚接﹣5V直流电源；电容C4接在放大器U1的负电源端4脚与地之间；
所述温度信号采集电路是由型号为AD7709ARU的模数转换芯片及其外围电路构成；温度信号采集电路的模数转换芯片的输出端接采集处理器的相应输入端。
3.根据权利要求2所述的一种便携式监测装备状态的通用终端，其特征在于：所述流量信号调理电路与温度信号调理电路的结构相同；流量信号采集电路与温度信号采集电路的结构相同；流量信号调理电路的输出端接流量信号采集电路的模数转换芯片的相应输入端；流量信号采集电路的模数转换芯片的输出端接采集处理器的相应输入端；
所述压力信号调理电路与温度信号调理电路的结构相同；压力信号采集电路与温度信号采集电路的结构相同；压力信号调理电路的输出端接压力信号采集电路的模数转换芯片的相应输入端；压力信号采集电路的模数转换芯片的输出端接采集处理器的相应输入端；
所述电流信号调理电路与温度信号调理电路的结构相同；电流信号采集电路与温度信号采集电路的结构相同；电流信号调理电路的输出端接电流信号采集电路的模数转换芯片的相应输入端；电流信号采集电路的模数转换芯片的输出端接采集处理器的相应输入端；
所述电压信号调理电路与温度信号调理电路的结构相同；电压信号采集电路与温度信号采集电路的结构相同；电压信号调理电路的输出端接电压信号采集电路的模数转换芯片的相应输入端；电压信号采集电路的模数转换芯片的输出端接采集处理器的相应输入端。
4.根据权利要求3所述的一种便携式监测装备状态的通用终端，其特征在于：所述频率信号调理电路包括电阻R4至R12、电容C5至C7、放大器U2至U3、变阻器W1、二极管D1、输入端I2、输出端O2；放大器U2至U3的型号均为AD8512ARZ；输入端I2接频率信号端口；输入端I2依次经电容C5、电阻R4、电阻R6接放大器U2的同相输入端3脚；电阻R5接在电容C5与电阻R4的节点与地之间；电阻R7接在电阻R4与R6的节点与地之间；电阻R8接在放大器U2的反相输入端2脚与地之间；电阻R9接在放大器U2的反相输入端2脚与输出端1脚之间；放大器U2的正电源端8脚接﹢5V直流电源；电容C7接在放大器U2的正电源端8脚与地之间；放大器U2的负电源端4脚接﹣5V直流电源；电容C6接在放大器U2的负电源端4脚与地之间；电阻R10接在放大器U2的输出端1脚与放大器U3的反相输入端6脚之间；变阻器W1两个固定端口分别接放大器U3的同相输入端5脚与地；变阻器W1的动臂端接放大器U3的同相输入端5脚；二极管D1的正极接放大器U3的输出端7脚，二极管D1的负极经电阻R12接输出端O2；电阻R11接在放大器U3的同相输入端5脚与二极管D1的负极之间；
所述频率信号采集电路包括型号为ISOF3-P2-O4的芯片U4、电阻R13至R14、电容C8至C9、变阻器W2、输入端I3、输出端O3；输入端I3接输出端O2；输出端O3接采集处理器的相应输入端； U4的16脚经R14接输出端O3；电阻R13与电容C8并联后接在输出端O3与地之间；芯片U4的15脚接地；变阻器W2的两个固定端口分别接芯片U4的13脚和14脚，变阻器W2的动臂端接芯片U4的14脚；接芯片U4的2脚接地；接芯片U4的5脚接地；接芯片U4的4脚接+12V直流电源；电容C9接在接芯片U4的4脚与5脚之间。
5.根据权利要求4所述的一种便携式监测装备状态的通用终端，其特征在于：所述数字信号隔离电路由型号为PS2801-4的光电耦合器及其外围电路构成。
6.根据权利要求5所述的一种便携式监测装备状态的通用终端，其特征在于： 它还包括长方体铝合金外壳（1）、第一航插（23）、第二航插（24）；
所述长方体铝合金外壳（1）的底面左右两侧分别设有减震端子（1-1）；所述显控模块（20）设置在长方体铝合金外壳（1）的顶面板上；嵌入式处理器模块、采集处理器、温度信号调理电路、温度信号采集电路、流量信号调理电路、流量信号采集电路、压力信号调理电路、压力信号采集电路、电流信号调理电路、电流信号采集电路、电压信号调理电路、电压信号采集电路、频率信号调理电路、频率信号采集电路、数字信号隔离电路、CAN总线通讯卡、内部存储器、无线通信模块分别设置在长方体铝合金外壳（1）内部；
USB接口（21）、网口（22）分别设置在长方体铝合金外壳（1）的前面板上；
第一航插（23）、第二航插（24）分别设置在长方体铝合金外壳（1）的后面板上；
所述温度信号端口、流量信号端口、压力信号端口、电流信号端口、频率信号端口、电压信号端口和数字信号端口分别集成在第一航插（23）的接口上；
CAN总线通讯卡接口、RS485接口和RS232接口集成在第二航插（24）的接口上。
7.根据权利要求6所述的一种便携式监测装备状态的通用终端，其特征在于：所述嵌入式处理器模块的型号为ZH-iMX6Q-BD，是北京中海技创公司产品；所述采集处理器的型号为ATmega1280-16AU；所述CAN总线通讯卡的型号为ZH-BJSJZ-ZX，是北京中海技创公司产品；
所述温度传感器的型号为HX-RS-HBW，是华夏日盛公司产品；所述流量传感器的型号为LW-
6，为天津大港公司产品；压力传感器的型号为STZ1，为朗斯公司产品；电流传感器的型号为JLN1ID1，为精量电子公司产品；显控模块（20）包括液晶显示屏和触摸屏，所述液晶显示屏的型号为G084SN05，为AUO公司产品，所述触摸屏的型号为ZX084-1301，为守正创新公司产品；无线通信模块的型号为YL-100；USB接口（21）的型号为CT55B-4Z；网口（22）的型号为CT55-8Z；第一航插（23）型号为JY27513E14F35PN；第二航插（24）型号为JY27513E10F35PN。
8.利用权利要求1至7任何一项所述的一种便携式监测装备状态的通用终端进行监测的方法，其特征在于在嵌入式处理器模块中设有数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块、数据存储模块、数据导出模块、数据通讯模块、终端处理模块和终端显控模块；在远程主控制器或现场主控制器中分别设有装备管理模块、主控制器数据通讯模块、运行状态监控模块、主控制器数据分析模块、主控制器数据管理模块和主控制器数据库系统；
所述数据采集模块分别接收来自温度信号采集电路、流量信号采集电路、压力信号采集电路、电流信号采集电路、电压信号采集电路、频率信号采集电路、数字信号隔离电路、CAN总线通讯卡、USB接口（21）、网口（22）的数据，并将数据传输给数据处理模块；
所述终端处理模块接收并响应远程主控制器或现场主控制器发送的控制指令及电压、电流、温度、压力、频率、流量的阈值数据，将控制指令进行解析，并将解析后的控制指令发送给数据处理模块，操控数据处理模块开始工作，同时将电压、电流、温度、压力、频率、流量的阈值数据分别传输给数据处理模块；
所述数据处理模块根据接收到的控制指令及阈值数据对来自数据采集模块的数据进行解析和数据分类，解析CAN协议中的数据信息，将所有采集到的数据信息按照电压、电流、温度、压力、频率、流量信号种类进行分类，得到显示数据包，并根据数据分类结果及各类数据相应的阈值得到分析数据包；将显示数据包传输给终端显控模块，将分析数据包传输给数据分析模块和数据通讯模块；
所述终端显控模块通过液晶显示屏对显示数据包的数据实现实时显示；
所述数据通讯模块通过所述无线通信模块进行通讯，完成与远程主控制器的无线连接，实现数据的无线传输，将分析数据包传输给远程主控制器；
所述数据分析模块根据接收到的分析数据包的数据、阈值，完成各数据和阈值的比较、计算，判断各数据是否在阈值范围内，得出判断结论，并将判断结论分别传输给所述数据存储模块和数据导出模块；
所述数据存储模块将判断结论存储到内部存储器；
所述数据导出模块控制所述网口（22）将判断结论实时上传至现场主控制器；数据导出模块控制所述USB接口（21）将判断结论导出到外部存储器；
所述装备管理模块通过装备型号和编号来选择监测装备对象；
所述主控制器数据通讯模块将判断结论导入到主控制器数据库系统；
所述运行状态监控模块操控网口与所述嵌入式处理器模块进行数据通讯，实现对监测装备对象的数据信息在线实时监控和显示，并实时将判断结论存储到主控制器数据库系统；
所述主控制器数据分析模块从主控制器数据库系统中提取待监测装备对象的技术状态数据，结合待监测装备对象自身当前的电压值、温度值、压力值、频率值、流量值、电流值和历史的电压值、温度值、压力值、频率值、流量值、电流值以及相应阈值范围，完成当前的电压值、温度值、压力值、频率值、流量值、电流值与其对应阈值的比较，以及当前的电压值、温度值、压力值、转速值、电流值与历史的电压值、温度值、压力值、频率值、流量值、电流值的对比，得出各数据是否在与之间范围内及是否存在故障隐患，得到判断结论；
所述主控制器数据管理模块从主控制器数据分析模块获取待监测装备对象的技术状态数据即电压值、温度值、压力值、频率值、流量值、电流值及判断结论的信息，实现对技术状态数据及判断结论的信息的查询、浏览、修改和报表打印。
便携式监测装备状态的通用终端及监测方法
技术领域
背景技术
发明内容
所述装备管理模块通过装备型号和编号来选择监测装备对象；所述主控制器数据通讯模块将判断结论导入到主控制器数据库系统；所述运行状态监控模块操控网口与所述嵌入式处理器模块进行数据通讯，实现对监测装备对象的数据信息在线实时监控和显示，并实时将判断结论存储到主控制器数据库系统；所述主控制器数据分析模块从主控制器数据库系统中提取待监测装备对象的技术状态数据，结合待监测装备对象自身当前的电压值、温度值、压力值、频率值、流量值、电流值和历史的电压值、温度值、压力值、频率值、流量值、电流值以及相应阈值范围，完成当前的电压值、温度值、压力值、频率值、流量值、电流值与其对应阈值的比较，以及当前的电压值、温度值、压力值、转速值、电流值与历史的电压值、温度值、压力值、频率值、流量值、电流值的对比，得出各数据是否在与之间范围内及是否存在故障隐患，得到判断结论；所述主控制器数据管理模块从主控制器数据分析模块获取待监测装备对象的技术状态数据即电压值、温度值、压力值、频率值、流量值、电流值及判断结论的信息，实现对技术状态数据及判断结论的信息的查询、浏览、修改和报表打印。
附图说明
图3为频率信号调理电路原理图；
图4为频率信号采集电路原理图；
图5为长方体铝合金外壳结构示意图；
图6为长方体铝合金外壳后面板结构示意图；
图7为长方体铝合金外壳前面板结构示意图；
在图5至图7中，1—长方体铝合金外壳； 1-1—减震端子； 20—显控模块；21—USB接口；22—网口；23—第一航插；24—第二航插。
具体实施方式
二极管D1的正极接放大器U3的输出端7脚，二极管D1的负极经电阻R12接输出端O2；电阻R11接在放大器U3的同相输入端5脚与二极管D1的负极之间；所述频率信号采集电路包括型号为ISOF3-P2-O4的芯片U4、电阻R13至R14、电容C8至C9、变阻器W2、输入端I3、输出端O3；输入端I3接输出端O2；输出端O3接采集处理器的相应输入端； U4的16脚经R14接输出端O3；电阻R13与电容C8并联后接在输出端O3与地之间；芯片U4的15脚接地；变阻器W2的两个固定端口分别接芯片U4的13脚和14脚，变阻器W2的动臂端接芯片U4的14脚；接芯片U4的2脚接地；接芯片U4的5脚接地；接芯片U4的4脚接+12V直流电源；电容C9接在接芯片U4的4脚与5脚之间。
USB接口21、网口22分别设置在长方体铝合金外壳1的前面板上；
第一航插23、第二航插24分别设置在长方体铝合金外壳1的后面板上；
所述温度信号端口、流量信号端口、压力信号端口、电流信号端口、频率信号端口、电压信号端口和数字信号端口分别集成在第一航插23的接口上；
CAN总线通讯卡接口、RS485接口和RS232接口集成在第二航插24的接口上。
通 道 数：1路；
测量范围：0～10KHz；
测量误差：±1%。
测量范围：0.1～0.6m3/h；
测量误差：≤1%FS。
测量范围：-20℃～100℃；
测量误差：±1℃。
测量范围：0.1MPa～10MPa；
测量误差：≤1%FS。
测量范围：0VDC～36VDC；
测量误差：≤0.5%FS。
测量范围：0.5A～20A；
测量误差：≤1%FS。
测量范围：0VDC～30VDC；
翻转电压：5.5VDC 7.5VDC。
~
RS232接口：1路；
RS485接口：1路；
U S B接口：1路；
网络接口： 1路。
调制方式：FSK；
工作频率：433MHz；
发射功率：10mW（10dB）；
接收灵敏度：-110dBm；
信道速率：9600bps；
最大传输距离：100m。
15V电源输出：15V±0.3V/1A。
环境适应性要求。综合考虑数据存储速率、数据存储容量及性价比等因素，数据存储单元选用16GB（可扩展）Flash存储器可以满足系统的数据存储要求，可直接集成到嵌入式处理器模块中。可将RS232、RS485、CAN总线通讯、无线通讯功能集成到一块功能板上，通过专用数据通讯总线连接到嵌入式处理器模块。可将RS232、RS485、CAN、无线通讯功能模块化，可以根据需要灵活增加和裁剪。嵌入式处理模块有多路RS232通讯接口，无线通讯模块通过串口连接到嵌入式处理模块上。嵌入式处理模块还可以利用专用控制器将RS232接口转换成RS485接口。为了满足CAN总线测试需求，CAN总线通讯接口电路可以支持两个端口独立操作CAN网络或桥接，CAN控制器可以采用SJA1000，提供总线仲裁和错误检测功能，并能够在检测到错误时自动更正并重新发送。
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