專利名稱：環境在線監測數據處理系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于一種測量裝置，特別涉及一種環境在線監測數據處理系統。
環境監測是環境保護工作中的一個主要組成部分，環境監測具體分為大氣環境監測、自然水環境監測、污水排放監測、廢氣排放監測。就目前市場上的產品看，一種是西安交大開發的“環境監理信息系統”，該系統從環境監理角度來講滿足了其工作要求，但其具有以下不足(1)其數據處理是以每天為處理間隔，缺乏監測數據的實時性，因此不能滿足環境管理的要求，更不能滿足環境現場管理及環境污染事故調查的要求。(2)又因為該系統沒有動態校準控制及其相應的數據處理功能，不能滿足當前煙氣(大氣)監測儀表的在線使用要求。(3)監測項目已經確定死，新增監測項目無法加入，例如國家擬定增加的水質TOC監測項目等。另一種是國內其它廠家開發的網絡監測系統，具體分為水質監測系統，煙氣監測系統。其中用作水質監測的數據處理機均沒有動態校準控制及相應數據處理功能；用作煙氣(大氣)監測的數據處理機由于其工作原理較復雜，各廠家均使用了工業控制微機來完成該任務。因此現有的水質監測數據處理機不能完成煙氣(大氣)的網絡監測，現有的煙氣(大氣)監測的數據處理機由于造價高，當用于水質監測時大材小用，與現有的水質監測數據處理機無法競爭，同時其與單片機制造的煙氣(大氣)數據處理機相比同樣具有造價高，使用復雜，壽命短的缺點。
本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供一種既可進行水質監測、又可進行煙氣監測且成本低廉、技術附加值高且安裝及維護容易、操作簡單、使用壽命長、可靠性高，既可以滿足遠程通訊、又可滿足現場總線聯網要求的環境在線監測數據處理系統。
該環境在線監測數據處理系統，包括用來顯示儀器系統時間、測量結果及設置的參數、報警狀態和動態校準狀態的顯示電路，用來完成整機的上電復位及當系統受到干擾、系統死機時自動重新復位的看門狗復位電路，用來在系統斷電后時鐘連續走時、提供秒計時中斷及數據存儲的時間的時鐘電路，用于存儲設置參數和存儲測量數據的存儲器，用于查看時間、測量結果、校準結果、手動啟動校準、手動打印、設置參數的按鍵處理電路，用來定時或手動打印測量結果的打印機接口電路，其特殊之處是它還有用來將濃度測量儀表的瞬時測量結果進行模/數轉換的A/D測量電路；由用來與濃度測量儀表相連進行動態校準的動態校準繼電器輸出接口和與外接的報警器相連的報警繼電器輸出接口構成的光電隔離繼電器接口電路；用來通過電話線聯網進行遠程通訊和雙絞線聯網實現本地通訊的通訊接口，它還有一個與上述電路單元相連的單片機，所說的單片機用來對由A/D測量電路輸入的信號進行線性運算處理、計量單位換算，以使顯示電路顯示的結果與濃度檢測儀表測量的結果相對應；同時將數據按時鐘電路設置的時間間隔進行平均值計算、最大值、最小值處理，超過報警設之值數據記錄及其時間記錄，通過動態校準繼電器輸出接口按設置的時間間隔、啟動時間完成對濃度測量儀表的零點、標度的校準，記錄校準結果及校準時間，并將處理的數據放到存儲器電路存儲、通過打印機打印、通過通訊接口進行數據遠傳；當對應通道的測量數據大于設置的報警限度時通過報警繼電器輸出接口接通外接的報警器。
本發明的優點是1、現場子系統充分集成，以一臺數據處理機完成全部校準控制子系統、數據處理子系統，網絡通訊子系統功能。
2、由于中央處理器采用全部由半導體器件構成的單片機，成本低廉，技術附加值高，且壽命長，無計算機病毒等危害；3、通過內置通訊接口，既可以滿足遠程通訊的要求，又可以滿足現場總線聯網的要求。
4、由于為通用測量接口設計，且通過中央處理器可對輸入的信號進行線性運算處理和計量單位換算，因此，可與任何具有標準模擬信號輸出的儀表進行接口，滿足與任何濃度檢測儀表的數據接口要求，使系統組合靈活，可大可小。
5、可對濃度測量儀表進行動態標準及當對應通道的測量數據大于設置的報警限度時接通外接的報警器。
圖面說明
圖1是本發明的電路方框圖；圖2是本發明的主程序流程圖；圖3是本發明的主程序中計數器中斷子程序流程圖；圖4是本發明主程序中時鐘電路秒中斷子程序流程圖；圖5是本發明的主程序中通訊中斷子程序流程圖。
下面結合實施例對本發明做詳細說明如圖所示，該環境在線監測數據處理系統有一個單片機5作為中央處理器(可采用PHILIPS89C58CUUU)，其它各單元如下12位A/D測量電路1，該電路由8路V/I轉換器將測量的4～20mA(0～20mA)電流信號轉換成0.4～2V(0～2V)電壓信號，該信號通過濾波電路傳輸到(TLC2543)A/D)轉換器，A/D轉換器將輸入信號與基準電壓比較得到與之相對應的數字信號，并通過SPI(串行端口接口)總線傳輸到CPU。光電隔離繼電器接口電路2，包括動態校準繼電器輸出接口和報警繼電器輸出接口，所說的動態校準繼電器輸出接口按設置的時間間隔、啟動時間完成對濃度測量儀表的零點、標度的校準，報警繼電器輸出接口當對應通道的測量數據大于設置的報警限度時接通外接的報警器。打印機接口電路3，其輸出打印格式按TP-μP微機打印機設計，可以定時或手動打印測量結果。通訊接口電路4，該接口包括光電隔離器、RS232驅動(MAX232)、RS485驅動(SN75LBC184)、隔離電源等電路組成，由于采用了隔離驅動技術，使得通訊接口的穩定性及可靠性得到很大提高，其中RS232接口用于外接調制解調器15(MODEM)實現電話線聯網進行遠程通訊，RS485接口通過雙絞線聯網實現本地通訊(局域網)。顯示電路9，用于顯示儀器系統時間、測量結果及設置的參數及報警狀態，動態校準狀態。按鍵處理電路10，用于查看時間、測量結果、校準結果、手動啟動校準、手動打印、設置參數等。看門狗復位電路6，用于完成整機的上電復位及當系統受到干擾系統死機自動重新復位。時鐘電路8，該芯片為實時時鐘電路，內置鋰電池，系統斷電后時鐘連續走時，提供秒計時中斷及數據存儲的時間標志。存儲器(RAM)電路7，用于存儲設置參數和存儲測量數據。上述各單元與單片機5相應端相連，所說的單片機5對由A/D測量電路1輸入的信號進行運算處理，包括量程處理，計量單位換算等，以使顯示電路9顯示的結果與濃度測量儀表測量的結果相對應；同時通過時鐘電路8將數據按設置的時間間隔進行平均值計算、最大值、最小值處理，超過報警設定值數據記錄及其時間記錄，通過動態校準繼電器輸出接口按設置的時間間隔、啟動時間完成對濃度測量儀表的零點、標度的校準，記錄校準結果及校準時間，并將處理的數據放到存儲器電路7存儲、通過打印機接口3接打印機打印，通過通訊接口4進行數據遠傳；當對應通道的測量數據大于設置的報警限度時通過報警繼電器輸出接口接通外接的報警器。單片機5內置系統初始化程序及主程序(見圖2)、A/D測量子程序、繼電器輸出子程序，打印輸出子程序，SPI總線控制子程序，I2C總線控制子程序，看門狗復位控制子程序，數據處理、計算子程序，數據存儲子程序、顯示子程序，按鍵處理子程序，通訊控制子程序。系統全部功能均由中斷子程序完成，(1)顯示輸出、按鍵掃描及處理、通訊狀態檢測，由計數器中斷子程序完成(見圖3)，每隔50ms執行1次。(2)接口測量、數據計算處理、報警控制、動態校準控制，由時鐘電路秒中斷子程序完成(見圖4)，每隔1S執行1次。(3)通訊命令接收、數據發送由通訊中斷子程序完成(圖5)，該中斷優先級最高，隨時響應中斷。
在實際安裝時，將在線污染物濃度檢測儀表或傳感器14(水質及氣體)的輸出端與測量接口1相連，在繼電器接口2接報警裝置13，在打印機接口3接TP-μP打印機12，在通訊接口4接內置運行環境監測數據處理系統軟件包的PC機11。
權利要求
1.一種環境在線監測數據處理系統，包括用來顯示儀器系統時間、測量結果及設置的參數、報警狀態和動態校準狀態的顯示電路，用來完成整機的上電復位及當系統受到干擾、系統死機時自動重新復位的看門狗復位電路，用來在系統斷電后時鐘連續走時、提供秒計時中斷及數據存儲的時間的時鐘電路，用于存儲設置參數和存儲測量數據的存儲器，用于查看時間、測量結果、校準結果、手動啟動校準、手動打印、設置參數的按鍵處理電路，用來定時或手動打印測量結果的打印機接口電路，其特征在于，該環境在線監測數據處理系統還有用來將濃度測量儀表的瞬時測量結果進行模/數轉換的A/D測量電路；由用來與濃度測量儀表相連進行動態校準的動態校準繼電器輸出接口和與外接的報警器相連的報警繼電器輸出接口構成的光電隔離繼電器接口電路；用來通過電話線聯網進行遠程通訊和雙絞線聯網實現本地通訊的通訊接口，它還有一個與上述電路單元相連的單片機，所說的單片機用來對由A/D測量電路輸入的信號進行線性運算處理、計量單位換算，以使顯示電路顯示的結果與濃度檢測儀表測量的結果相對應；同時將數據按時鐘電路設置的時間間隔進行平均值計算、最大值、最小值處理，超過報警設定值數據記錄及其時間記錄，通過動態校準繼電器輸出接口按設置的時間間隔、啟動時間完成對濃度測量儀表的零點、標度的校準，記錄校準結果及校準時間，并將處理的數據放到存儲器電路存儲、通過打印機打印、通過通訊接口進行數據遠傳；當對應通道的測量數據大于設置的報警限度時通過報警繼電器輸出接口接通外接的報警器。
全文摘要
一種可進行水質、煙氣監測并可滿足遠程網/局域網通訊的環境在線監測數據處理系統,包括顯示電路、看門狗復位電路、時鐘電路、存儲器電路、按鍵處理電路、打印機接口電路,它還有A/D測量電路,由動態校準繼電器輸出接口和報警繼電器輸出接口構成的光電隔離繼電器接口電路;用來通過電話線進行遠程通訊和雙絞線聯網實現本地通訊的通訊接口,一個與上述電路單元相連的且用來對輸入的信號進行線性運算處理、計量單位換算,數據處理及記錄,動態校準及報警輸出的單片機。
文檔編號G01N35/00GK1306214SQ0110624
公開日2001年8月1日 申請日期2001年2月28日 優先權日2001年2月28日
發明者李衛東, 曹福德, 李志佳 申請人:錦州市華冠電氣公司