專利名稱：多參數在線監測儀的制作方法
技術領域：
多參數在線監測儀
^Tlt領域本實用新型涉及一種用于水文、/1^U、氣象、環保、國土資源監測等領域使用的 多種參數實時、在線監測儀，特別適于!^頁域的多種 采集，避免重復建設。屬測量儀器領域。
技術背景在線監測儀器的我國研究開發能力較為分散，系統配套生產能力較低，還不能適 應市場的需要。高質量的分析儀、專用監測儀器和自動監觀係統多是國夕卜引進的，而且大多是各 賴域自成一套。
目前的實現技術方式基本分為兩類1.基于工控機的 采集。2.基于MCS51系列單片機的 一體〗棵集系統。前者成本高、對〗頓維護人員的專業技術要求高，微佳在廣大的基層推廣〗頓； 后者由于技術已經落后，性能上已經不能滿足實際要求，現有產品中大多屬于低端產品，即使這 樣， 在操作、4頓不是非常方便，功能也單一。
發明內容本實用新型的目的在克服現有技術的缺點，發明一種^Iil各種通信方式控制、 實時在線采集多個娜參數的監測儀。
本實用新型的目的還在于采用嵌入式微處理，制，按照設定的參數和割牛進行數據的采集 并存儲到固態存儲模塊中，采集到的繊，紐分析處鵬，如果鵬設定的門限或符合設定的 割牛，可以ffljlffl信終端向中心進行報警的多參數實時在線監測儀。
本實用新型的結構是多參數在線監測儀由顯示器、鄉、傳繊、天線、電源和機殼鄉賊，
其特征在于以KA^微處理器為控制核心的模謝七設計，微處理麟有顯^M:模塊、存儲模塊、
通信模塊、 采穀莫±央和固態存儲模塊，微處理器統一管理各模塊的驅動、功耗；LCD顯示器和 處理器的 總線連接； 采對對 31 RS485總線接收處理器的采集指令進行 采集，并將采,種參數的 3131總線送給處理器；微處理器有3個串對fS信接口，分別連接 內置Modem、內置GSM模塊和開放的通信接口，完成各種通信方式的通信。
固態存儲模塊由鐵電存儲器和FLASH閃存構成，固態存儲模塊ffi31 SPI總線與^A式微處理 器連接；鐵電存儲器緩存實時保存采集至啲娜，存儲到一定數量后自動轉存到FLASH閃存中， 實現實時數據的大容量存儲。數據采集模塊包括傳感器驅動和接入，數據采集模i央接入各種類型的傳感器，負責采集各種 參數的的數據；數據采集模±央所需采集數據的參數和^#通過鍵盤輸入或遠程通信獲取，數據采 穀對央參數剝特采集時間、傳感麟型、傳感器的報警門限和固定報警時間。
采集時間規定多長時間采集一次數據，傳皿類型規定所連接的傳感器的類型、信號格式和 信號的上下限；傳g的報警門限和固定報警時間設定報警斜牛。
通信模iM用內置模i央和開M信接口 ，內置模塊滿足基本常用的有線MODEM和GSM短消息 通信方式，開方JrM信接口用于電臺、GPRS或衛星通信方式，遠禾SI信方式選擇GSM短消息、GPRS ，短波電臺。
所有對外的接口采用航空插頭，內置GSM短消息的天線位于機綱部，擴展的外置通信終端 放置于機箱外。顯^^模塊包括有LCD顯示器和,。
本實用新型多參數在線監測儀除接口做電路模塊和擴展的外置通信終端外，4維制、顯示、 鍵盤、通信、采集、存儲等模塊均集鵬一塊主板上完成，主板和接口{娥電路模塊分層安裝在 密封機箱內，主板安裝于一塊面板上，接口保護電路模塊安裝于機箱底部，面板置于其上，打開 機箱蓋后可以操作面板，將面板鵬后，可以看到接口《跌電路模塊，它們之間采用一根26芯的 扁平電纜連接，所有對外的接口采用航空插頭，內置GSM短消息的天線位于機翻部，擴展的外 置通信終端放置于機箱外。
工作原理是本實用新型在嵌入式微處理器的控制下，按照設定的參數和條件進行數據的采 集并存儲到固態存儲模塊中，采集到的數據，經過分析處理后，如果越過設定的門限或符合設定 的條辨，可以ffi3tffl信終端向中心進行報警。
圖3中，鐵電存儲器和FLASH閃存組成固態存儲模塊，ffl3!SPI總線和^A^微處理器連接， 數據采 ±央負責采,種參數的的 ，它ffi31 RS485總線接收處理器的采集指令進行數據采 集，并將采集的數據ffi3i總線送給處理器。處理器具有3個串行通信接口，分別連接內置Modem, 內置GSM模i央和開放的通信接口，完成各種各種通信方式的通信。LCD顯示器和MSil處理器的 數據總線連接，完^A機交互功能。本實用新型工作所需的參數和條件可以通過本地m輸入或遠程通信獲取，遠程通信的方式 可選擇GSM短消息、GPRS、超短波電臺等。參數斜特采集時間、傳^ 型、傳感器的報警
門限、固定報警時間。采集時間規定本實用新型多長時間采集一次數據，傳 ^型規定本實用 新型所連接的傳感器的類型、信號格式和信號的上下限，以便處理器進行數據分析處理。傳感器 的報警門限和固趙艮警時間設定本實用新型的報警條件，設定了傳感器的報警門限后，當采集的
數據經過分析，超過門限后或時間f始f始固定報警時間，將通過所連接的GSM短消息終端、GPRS 終端、超短波電臺向中心報警。
本實用新型基于高性能的32位ARM體系的^A^微處理器作為控帝賅心，模i刺七設計，共有 顯^ 模塊、存儲模塊、通信模塊、數據釆^l莫塊等，微處理器統一管理各模塊的驅動、功耗。 其中數據采集模塊包括了傳感器驅動和接入，便于接入各種類型的傳感器。模i央化的設計有利于 性能的提升和功能的擴展。
本實用新型研制的多參數實時在線監測儀同時達到高性能、低成本和方便實用的統一、低功 耗工作管理模式，不僅實現多種參數的實時采集、存儲和傳輸，而且還著眼于跨行業、多領域運 用的目標，是一種具有廣泛市場前景的多參數實時在線監測tt新產品。
以下結合附圖所示實施例，對結構作進一步說明，但本實用新型保護范圍不限于 此實施例。
圖1為本實用新型多參數在線監測儀總術荒程圖。
圖2為本實用新型多參數在線監測儀的面板操作分模±央流程圖。
圖3為本實用新型多參數在線監測儀的原理框圖。
圖4為本實用新型多參數在線監領敗的定時事件處理分模±央流程圖。
圖5為本實用新型多參數在線監測儀的通信事件處理分模塊流程圖。
圖6為本實用新型多參數在線監測儀的存儲分模i央流程圖。
圖7為本實用新型MCT-1多參數在線監測儀的夕卜觀示意圖。圖中l一天線；2—機殼；3HH; 3—主板。
具體實 式實施例MCT-1多參數在線監測皿用集皿非常高的設計方式，除接口保 護電路模塊和擴展的外置通信終端外，所有控制、顯示、鍵盤、通信、采集、存儲等模±央均集成 在一塊主板上完成，主板和接口保護電路模塊分層安裝在密封機箱內，主板安裝于一塊面板上， 接口保護電路模±央安裝于機箱底部，面板置于其上，打開機箱蓋后可以操作面板，將面板M^后，
可以看到接口i娥電路模塊，它們之間采用一根26芯的扁平電纜連接，所有對外的接口采用航空 插頭，內置GSM短消息的天線位于機箱頂部，擴展的外置通信終端放置于機箱外。
其控制核心選用美國愛特梅爾公司的AT91M55800A，是32位層內核的駄式微處理器，最 高運fi^I度33MHZ，單指令周期，集成看門狗、實時時鐘、通用串行接口，具有先進功耗控制功能 (AMPC)，在提高系統可靠性、先進性的同時，有具有優秀的功耗性能。
其顯^HS模塊具有128*64的顯示模塊和6鍵按鍵輸入，可實現全中文的顯示界面和方便 的輸入法，Jlf共了良好的人機界面。
其固態存儲模± 用鐵電存儲加閃存的方式實現，由于閃存雖然容量大，但寫入次數有限， 不能保存實時數據，鐵電存儲器具有無限次寫入的特點、速度快，用來緩存實時數據，到一定數 量后有轉存到閃存中，從而實現大容量的實時數據存儲。
其通信模塊采用內置模塊和開放通信接口的方法設計，內置模塊滿足基本的常用的通信方 式，如有線MODEM和GSM短消息。開放的通信接口用于將來擴展到電臺、GPRS或衛星等方式。
其數據采^^莫塊通過RS485總線接入，可以采集電壓型或電流型的模擬量，并且RS485作為 多點接入的總線，將艦可以接入更多類型的模擬量，傳繊可以采用2線制或4線制方式接入。 模土刺七的設計有利于本實用新型性能的提升和功能的擴展。 功能設計
數據采,±^集功能可以采集開關量、模擬量和數字量。 固態存儲為具有2兆字節的固態存儲器。
數據^ilr可通過有線MODEM、無線GSM短消息方式傳輸數據，也可以外置超短波電臺或GPRS糊雖并掛共本地RS232取數。
儀器參數本地設定為所有參數可本地瀏覽和設置。 數據維護功能可進行數據的刪除、備份和恢復。 報警功能具有定附R警和參M限報警功能。
測試功能可在本i"K行設備測試、以便確定一,本故障
保護功能對外接口具有過流過壓做電路
換卡功能可在線撥插SIM卡，不需給儀器斷電，因此不會影響儀器的正常工作。 本實用新型儀器具有職守工作模式，在此模式下功耗很低，當有開關量信號、通信信號或定
時等事件觸發時，自動退出職守工作模式，進入采集工作模式，處理完事件后又自動進入職守工
作模式。
中文顯示全中文顯示，菜單操作。
權利要求1、一種多參數在線監測儀，由顯示器、鍵盤、傳感器、天線、電源和機殼組成，其特征在于以嵌入式微處理器為控制核心的模塊化設計，微處理器共有顯示鍵盤模塊、存儲模塊、通信模塊、數據采集模塊和固態存儲模塊，微處理器統一管理各模塊的驅動、功耗；LCD顯示器和鍵盤通過處理器的數據總線連接；數據采集模塊通過RS485總線接收處理器的采集指令進行數據采集，并將采集各種參數的數據通過總線送給處理器；微處理器有3個串行通信接口，分別連接內置Modem、內置GSM模塊和開放的通信接口，實現各種通信方式的通信。
2、根據權利要求1所述的多參數在線監測儀，其特征在于固態存儲模塊由鐵電存儲器和FLASH 閃存構成，固態存儲模±央通過SPI總線與嵌入式微處理器連接；鐵電存儲器緩存實時保存采集到 的數據，存儲到一定數量后自動轉存到FLASH閃存中，實現實時 的大容量存儲。
3、 根據權利要求1所述的多參數在線監測儀，其特征在于 采,±央包括傳感器驅動和接 入，數據采集模±央接入各種類型的傳感器，負責采集各種參數的的數據；數據采集模塊所需采集 數據的參數和^f牛fflil鍵盤輸A^遠程通信獲取，數據采集模±央參數^[牛有采集時間、傳ii^ 型、傳感器的報警門限和固定報警時間。
4、 根據權利要求3所述的多參數在線監測儀，其特征在于采集時間規定多長時間采集一次數 據，傳感器類型規定所連接的傳感器的類型、信號格式和信號的上下限；傳感器的報警門限和固 定報警時間設定報警^f牛。
5、根據權利要求1或2所述的多參數在線監測儀，其特征在于通信模賊用內置模i央和開 皿信接口，內置模塊滿足基本常用的有線MODEM和GSM短消息通信方式，開方，信接口用于電 臺、GPRS或衛星通信方式，遠程通信方式選擇GSM短消息、GPRS，短波電臺。
6、 根據權利要求1或2所述的多參數在線監測儀，其特征在于所有對外的接口采用航空插頭， 內置GSM短消息的天線位于機OT部，擴展的外置通信終端放置于機箱外。
7、 根據權利要求1或2所述的多參數在線監測儀，其特征在于顯^M:模塊包括有LCD顯示 器和鄉。
專利摘要本實用新型涉及一種用于水文、水利、氣象、環保、國土資源監測等領域使用的多種參數實時、在線監測儀，特別適于跨領域的多種數據采集，避免重復建設。屬測量儀器領域。本裝置是基于高性能的32位ARM體系的嵌入式微處理器作為控制核心，模塊化設計，共有顯示鍵盤模塊、存儲模塊、通信模塊、數據采集模塊等，微處理器統一管理各模塊的驅動、功耗。其中數據采集模塊包括了傳感器驅動和接入，便于接入各種類型的傳感器。模塊化的設計有利于性能的提升和功能的擴展，本實用新型研制多參數實時在線監測儀同時達到高性能、低成本和方便實用的統一，不僅實現多種參數的實時采集、存儲和傳輸，而且還著眼于跨行業、多領域運用的目標，是一種具有廣泛市場前景的新產品。
文檔編號G01D21/02GK201242452SQ20082008080
公開日2009年5月20日 申請日期2008年1月9日 優先權日2008年1月9日
發明者躍 卿, 華 王, 檣 鄭 申請人:云南金隆偉業科技有限公司