一種監(jiān)測(cè)管道位移的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)測(cè)管道位移的裝置，屬于無(wú)線(xiàn)通信與自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在目前，國(guó)內(nèi)大儲(chǔ)量礦山多處于地形復(fù)雜交通不便的邊遠(yuǎn)山區(qū)、多處于國(guó)家自然保護(hù)區(qū)或生態(tài)脆弱區(qū)的狀況下，高額物流(運(yùn)輸)成本已成為制約礦產(chǎn)資源低成本地開(kāi)發(fā)運(yùn)用的重要障礙。管道運(yùn)輸在礦物運(yùn)輸中具有架設(shè)成本低，運(yùn)輸量大，不受復(fù)雜地形限制等優(yōu)勢(shì)，并且在國(guó)家對(duì)節(jié)能減排工程的重視和投資力度加大的時(shí)刻，管道運(yùn)輸?shù)哪芎牡停瑩p耗小，安全可靠的優(yōu)勢(shì)使得管道運(yùn)輸成為礦物運(yùn)輸?shù)目煽恐x。復(fù)雜地形長(zhǎng)距離管道輸送工程在全國(guó)各地的應(yīng)用也越來(lái)越多，如何及時(shí)檢測(cè)復(fù)雜地形的管道輸送安全運(yùn)行越來(lái)越重要。
[0003]因管道的所處地勢(shì)及管道形狀，傳統(tǒng)的位移傳感器在管道位移檢測(cè)中得不到很好應(yīng)用，需選用先進(jìn)的MEMS傳感器和測(cè)量方法獲得數(shù)據(jù)。一般采用的三軸加速度傳感器采集數(shù)據(jù)時(shí)并不能正確測(cè)量管道發(fā)生的傾角，并且管道發(fā)生傾角后，并沒(méi)有產(chǎn)生位移，但由于重力加速度的影響，位移檢測(cè)便會(huì)產(chǎn)生誤報(bào)。精確的位移需要高頻率采集大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，如何對(duì)高頻率采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理也是一個(gè)問(wèn)題。管道架設(shè)在山區(qū)，地形復(fù)雜，通信困難，傳統(tǒng)的Gprs傳輸數(shù)據(jù)難以實(shí)現(xiàn)，如何將采集到的大容量數(shù)據(jù)發(fā)送出去也是關(guān)鍵問(wèn)題之
O
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是:本實(shí)用新型提供一種監(jiān)測(cè)管道位移的裝置，解決了復(fù)雜地形下的礦漿輸送管道線(xiàn)位移引起的安全問(wèn)題，還解決了管道位移精確檢測(cè)以及大容量數(shù)據(jù)使用ZigBee實(shí)時(shí)發(fā)送困難的問(wèn)題，整個(gè)體系的低成本、高容量的數(shù)據(jù)采集傳輸，精確檢測(cè)位移在實(shí)際應(yīng)用是非常具有實(shí)用價(jià)值的。
[0005]本實(shí)用新型技術(shù)方案是:一種監(jiān)測(cè)管道位移的裝置，包括太陽(yáng)能充電裝置1、可充電鋰電池組2、采集裝置3、數(shù)據(jù)接收裝置4、中控室5和上位機(jī)6 ;所述可充電鋰電池組2由太陽(yáng)能充電裝置I進(jìn)行充電，對(duì)采集裝置3供電，采集裝置3固定在待測(cè)管道外壁，采集裝置3包括傳感器模塊7、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊8和數(shù)據(jù)傳輸模塊9，采集裝置3的傳感器模塊7高頻率采集數(shù)據(jù)，并把采集的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊8，數(shù)據(jù)傳輸模塊9讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊8的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)接收裝置4，數(shù)據(jù)接收裝置4安裝在中控室5外部接收信號(hào)；上位機(jī)6放置在中控室5中，數(shù)據(jù)接收裝置4包括數(shù)據(jù)接收模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，數(shù)據(jù)接收裝置4的數(shù)據(jù)接收模塊接收數(shù)據(jù)，并通過(guò)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊使用USB協(xié)議傳送到上位機(jī)6，上位機(jī)6即得到具體偏移位移數(shù)據(jù)。
[0006]所述數(shù)據(jù)傳輸模塊9采用基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的MCU與無(wú)線(xiàn)射頻RF結(jié)合的STM32W108芯片，傳感器模塊7采用有三軸加速度傳感器和三軸角速度傳感器的MPU6050，傳感器模塊8采用IS62WV51216外部SRAM。
[0007]所述MPU6050傳感器的三軸加速度傳感器和三軸角速度傳感器的每個(gè)采集裝置3高頻率地采集數(shù)據(jù)，STM32W108芯片將高頻率采集的數(shù)據(jù)暫時(shí)存儲(chǔ)在IS62WV51216外部SRAM中，STM32W108芯片讀取外部SRAM中的數(shù)據(jù)通過(guò)ZigBee協(xié)議級(jí)聯(lián)傳輸至數(shù)據(jù)接收裝置4，數(shù)據(jù)接收裝置4將采集裝置3傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過(guò)USB協(xié)議傳輸至上位機(jī)6。
[0008]本實(shí)用新型的工作原理是:
[0009]所述的可充電鋰電池組2由18650可充電鋰電池構(gòu)成，當(dāng)陽(yáng)光充足時(shí)，太陽(yáng)能充電裝置I即可對(duì)其進(jìn)行充電，山區(qū)地形復(fù)雜，使用太陽(yáng)能供電，成本低廉，容易實(shí)現(xiàn)。
[0010]所述的采集裝置3有多個(gè)，呈級(jí)聯(lián)狀態(tài)。相鄰的采集裝置3彼此間隔可為100米。
[0011]所述的傳感器模塊7采用InvenSense公司的整合三軸加速度和三軸角速度傳感器的MPU6050，其中加速度傳感器設(shè)定16位模式，測(cè)量范圍正負(fù)8g，角速度傳感器設(shè)定16位模式，測(cè)量范圍250° /S。采集裝置3中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊8采用IS62WV51216靜態(tài)外部RAM,容量為1M。數(shù)據(jù)傳輸模塊采用STM32W108芯片，STM32W108是一個(gè)基于ARM Cortex_M3內(nèi)核的MCU與無(wú)線(xiàn)射頻(RF)結(jié)合的SoC，內(nèi)部既有一般MCU的通用資源和外設(shè)，也有特殊的射頻模塊，強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力能夠勝任傳感器高頻率的數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)集成的ZigBee通信協(xié)議將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。
[0012]所述的數(shù)據(jù)接收裝置4與上位機(jī)6傳輸數(shù)據(jù)采用USB傳輸協(xié)議，避免數(shù)據(jù)接收裝置4有大量數(shù)據(jù)需要傳輸時(shí)，造成通信阻塞，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，相比一般使用串口通信的系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:通過(guò)采集三軸加速度傳感器和三軸角速度傳感器的數(shù)據(jù)，在上位機(jī)上用角度濾除加速度在重力加速度下的分量，從而獲得精確位移變化，本系統(tǒng)能夠更加精確的監(jiān)測(cè)出管道的實(shí)際偏移位置，避免了誤報(bào)的發(fā)生，有效地監(jiān)測(cè)了管道得安全運(yùn)行。采集的大量數(shù)據(jù)暫時(shí)存儲(chǔ)在外部擴(kuò)展SRAM中，并通過(guò)ZigBee通信將數(shù)據(jù)一一發(fā)送出去，解決了大容量數(shù)據(jù)使用ZigBee實(shí)時(shí)發(fā)送困難的問(wèn)題。整個(gè)體系的低成本、高容量的數(shù)據(jù)采集傳輸，精確的位移監(jiān)測(cè)在實(shí)際應(yīng)用是非常具有實(shí)用價(jià)值的。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的整體布局圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型的采集裝置各個(gè)模塊工作示意圖。
[0016]圖1-2中各標(biāo)號(hào):1_太陽(yáng)能充電裝置、2-可充電鋰電池組、3-采集裝置、4-數(shù)據(jù)接收裝置、5-中控室、6-上位機(jī)、7-傳感器模塊、8-數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、9-數(shù)據(jù)傳輸模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0018]實(shí)施例1:如圖1-2所示，一種監(jiān)測(cè)管道位移的裝置，包括太陽(yáng)能充電裝置1、可充電鋰電池組2、采集裝置3、數(shù)據(jù)接收裝置4、中控室5和上位機(jī)6 ;所述可充電鋰電池組2由太陽(yáng)能充電裝置I進(jìn)行充電，對(duì)采集裝置3供電，采集裝置3固定在待測(cè)管道外壁，采集裝置3包括傳感器模塊7、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊8和數(shù)據(jù)傳輸模塊9，采集裝置3的傳感器模塊7高頻率采集數(shù)據(jù)，并把采集的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊8，數(shù)據(jù)傳輸模塊9讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊8的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)接收裝置4，數(shù)據(jù)接收裝置4安裝在中控室5外部接收信號(hào)；上位機(jī)6放置在中控室5中，數(shù)據(jù)接收裝置4包括數(shù)據(jù)接收模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，數(shù)據(jù)接收裝置4的數(shù)據(jù)接收模塊接收數(shù)據(jù)，并通過(guò)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊使用USB協(xié)議傳送到上位機(jī)6，上位機(jī)6即得到具體偏移位移數(shù)據(jù)。
[0019]實(shí)施例2:如圖1-2所示，一種監(jiān)測(cè)管道位移的裝置，包括太陽(yáng)能充電裝置1、可充電鋰電池組2、采集裝置3、數(shù)據(jù)接收裝置4、中控室5和上位機(jī)6 ;所述可充電鋰電池組2由太陽(yáng)能充電裝置I進(jìn)行充電，對(duì)采集裝置3供電，采集裝置3固定在待測(cè)管道外壁，采集裝置3包括傳感器模塊7、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊8和數(shù)據(jù)傳輸模塊9，采集裝置3的傳感器模塊7高頻率采集數(shù)據(jù)，并把采集的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊8，數(shù)據(jù)傳輸模塊9讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊8的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)接收裝置4，數(shù)據(jù)接收裝置4安裝在中控室5外部接收信號(hào)；上位機(jī)6放置在中控室5中，數(shù)據(jù)接收裝置4包括數(shù)據(jù)接收模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，數(shù)據(jù)接收裝置4的數(shù)據(jù)接收模塊接收數(shù)據(jù)，并通過(guò)數(shù)據(jù)發(fā)送模