專利名稱：可自由組網的無線灌漿數據監測系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可自由組網的無線灌漿數據監測系統，屬于灌漿施工信息管理技術，實現灌漿施工的自動記錄和無線監測。
背景技術：
灌漿記錄儀是灌漿施工中應用的一種自動化監控裝置，其作用是在灌漿過程中， 完成數據采集與處理，在屏幕上顯示灌漿壓力、流量、水灰比及注入水泥總量，按設定時間間隔定時打印出時間、平均壓力、最大壓力、流量和水灰比，當灌漿結束時，自動計算并打印注入水泥總量、漿液總量和單耗水泥量，并且打印出灌漿壓力和流量隨時間變化的過程曲線。在壓水過程中，記錄壓力和流量，計算出最后一點的呂容值并打印出來。儀器的應用主要是為了提高工作效率和工程質量，減少人工操作強度。灌漿技術是建筑物地基加固和防滲處理的重要手段，但因其屬隱蔽工程，其施工質量和效果不可能直觀地評價，只能借助于分析檢查孔資料和分析記錄施工過程中的數據來進行評價。過去，這些參數的量測和記錄全由人工完成，數據的準確性會受到人為因素的影響，從而影響灌漿成果的分析。目前，灌漿施工領域都是通過獨立的灌漿記錄儀進行數據記錄和監測，無法對整個灌漿施工面進行有效和及時的記錄和監測，且灌漿資料的整理和歸納相當的繁雜。其缺點是無法對灌漿施工區域情況進行全部記錄和監測，且數據資料需要收集各臺灌漿記錄儀的數據資料后才能進行歸納整理，無法保證灌漿數據的實時性等， 存在諸多問題，有待解決。隨著計算機技術的進步和網絡的發展，帶網絡功能的灌漿記錄儀成為發展趨勢， 運用先進的網絡、信息技術將各種施工點記錄儀的數據上傳到中央服務器，進行數據匯總、 信息管理。用戶在任何有網絡的地方可以實時查看灌漿過程的流量、壓力、密度等數據，同時，多臺灌漿記錄儀的信息集合到一起，相比以往單臺記錄儀，具有更為強大和完善的功能。可自由組網的無線灌漿數據監測系統還將進一步擴展到手機端。用戶可以通過手機實時監控灌漿，用戶只需要通過手機的GPRS網絡，在任何地方都可以實時查看灌漿過程中的流量、壓力、密度數據和灌漿施工過程曲線，同時具備對歷史灌漿資料進行搜索查看的功能。
發明內容本實用新型的目的是克服上述已有技術的不足，提供一種可自由組網的無線灌漿數據監測系統，在灌漿記錄儀主機的基礎上，運用先進的網絡、信息技術將各施工點灌漿記錄儀的數據上傳到中央服務器，進行數據匯總、信息管理，實現灌漿施工的自動記錄和監測。用戶在任何有網絡的地方可以實時查看灌漿過程的流量、壓力、密度等數據，同時支持灌漿資料的查看、搜索、整理、保存及打印等功能。本實用新型的技術方案本實用新型的可自由組網的無線灌漿數據監測系統包括帶網絡功能的灌漿記錄儀，中繼路由，多跳路由和中央服務器，帶網絡功能的灌漿記錄儀包括以ARM嵌入式微處理器為主控芯片的操作系統與可自由組網的無線網絡模塊，灌漿信號采集部分與隔離、濾波和放大電路連接，信號的隔離、濾波和放大電路通過A/D轉換器與 ARM嵌入式微處理器連接，ARM嵌入式微處理器與可自由組網的無線網絡模塊連接，ARM嵌入式微處理器與抗干擾電源連接，ARM嵌入式微處理器的輸出與RS232/485、USB接口、針式打印機、觸摸顯示屏連接。所述的可自由組網的無線網絡模塊包括可自由組網模塊CPU芯片及與之連接的射頻芯片、RS232/485串口、Flash存儲器，射頻芯片與天線連接。本實用新型的優點可自由組網的無線灌漿數據監測系統可實現用戶在任何有網絡的地方可以實時查看灌漿過程的流量、壓力、密度等數據，同時，多臺灌漿記錄儀的信息集合到一起，相比以往單臺記錄儀，具有更為強大和完善的功能。在沒有其他無線網絡的地點，通過自建無線網絡進行數據的無線傳輸，實時實地上傳灌漿數據功能，通過先進的無線傳輸技術，將灌漿記錄儀數據實時發送到中央服務器。同時，用戶可以隨時隨地監控流量、 壓力、密度、抬動灌漿數據信息，解決了灌漿施工現場各工作面分散、遠距離難以實時監控的問題。用戶也可以進行資料查詢、報表及圖表生成、資料打印等操作。針對不同用戶設置不同權限管理，對于不同層級的用戶，系統可以根據各方面不同的職責設置不同的用戶權限，對中央服務器上的數據實施不同程度的管理。另外，可自由組網的無線灌漿數據監測系統適應簡易壓水、常規壓水、五點法壓水、灌漿、沖孔等工藝，適應小循環或大循環管路， 適應四參數記錄，掉電數據保存，上電后數據自行恢復，輸入信號帶短路保護、雷擊保護、方向反接保護。可自由組網的無線灌漿數據監測系統在沒有其他無線網絡的地點，通過自建無線網絡進行數據的無線傳輸；數據能夠通過多跳路由進行傳輸，來增加傳輸距離和改變傳輸路徑；網絡中可以存在多個采集點，并且采集點之間、采集點與多跳路由之間、采集點與控制中心之間、多跳路由之間和多跳路由與控制中心之間都可以進行傳輸。它是在灌漿記錄儀主機的基礎上，運用先進的網絡、信息技術將各施工點灌漿記錄儀的數據上傳到中央服務器，進行數據匯總、信息管理，實現灌漿施工的自動記錄和監測。用戶在任何有網絡的地方可以實時查看灌漿過程的流量、壓力、密度等數據，同時支持灌漿資料的查看、搜索、整理、保存及打印等功能。
圖1為本實用新型的原理框圖暨組網結構圖。圖2為帶網絡功能的灌漿記錄儀的原理框圖。圖3為本實用新型可自由組網的無線網絡模塊硬件框圖。
具體實施方式
以下結合附圖進一步說明本實用新型的實施方式圖1為本實用新型的組網結構圖本實用新型包括帶網絡功能的灌漿記錄儀，中繼路由，多跳路由和中央服務器。帶網絡功能的灌漿記錄儀將將灌漿數據發送，由中繼路由和多跳路由可自由組網，形成無線網絡，將帶網絡功能的灌漿記錄儀接入無線網絡后，將灌漿數據傳輸，實現了對區域內灌漿施工工程的記錄和監測。[0015]圖2為帶網絡功能的灌漿記錄儀的原理框圖帶網絡功能的灌漿記錄儀包括以 ARM嵌入式微處理器為主控芯片的操作系統與可自由組網的無線網絡模塊，灌漿信號采集部分與隔離、濾波和放大電路連接，信號的隔離、濾波和放大電路通過A/D轉換器與ARM嵌入式微處理器連接，ARM嵌入式微處理器與可自由組網的無線網絡模塊連接，ARM嵌入式微處理器與抗干擾電源連接，ARM嵌入式微處理器的輸出與RS232/485、USB接口、針式打印機、觸摸顯示屏連接。其工作原理為灌漿施工中的流量、壓力、密度、抬動等多個傳感器的信號經信號隔離、濾波、放大和A/D轉換器進入ARM嵌入式微處理器進行數據計算和處理，并及時存入RAM 存儲器中，同時ARM嵌入式微處理器執行灌漿數據的無線網絡收發的多任務調度與管理， 交互式控制可自由組網的無線網絡模塊，已計算處理的灌漿數據通過可自由組網的無線網絡模塊進行傳輸，同時ARM嵌入式微處理器連接RS232/485串口，USB接口和針式打印機接口，可實現灌漿數據的現場導出，數據查詢和打印功能。圖3為本實用新型可自由組網的無線網絡模塊硬件框圖可自由組網的無線網絡模塊包括可自由組網模塊CPU芯片及與之連接的射頻芯片、RS232/485串口、Flash存儲器，射頻芯片與天線連接。其工作原理為ARM嵌入式微處理器控制可自由組網的無線網絡模塊和RAM存儲器。ARM嵌入式微處理器發送控制信號到RAM 存儲器，將存儲在MM存儲器內的灌漿數據經可自由組網模塊CPU存入Flash存儲器，數據經射頻芯片由天線接口進行無線信號傳輸，同時可自由組網模塊CPU可控制RS232/485串口的數據傳輸。可自由組網的網絡接口模塊是低功耗、短距離的無線通信模塊，它包括API (應用程序編程接口)，MAC(介質訪問層)，DLL(數據鏈路層)，PHY(物理層)。其中MAC(介質訪問層)，DLL (數據鏈路層)和PHY (物理層)都執行IEEE802. 15. 4標準。如圖1 可自由組網的無線灌漿數據監測系統的無線組網技術能夠自建通信網絡，進行數據傳輸，在沒有其他無線網絡的地點，通過自建無線網絡進行數據的無線傳輸； 數據能夠通過多跳路由進行傳輸，來增加傳輸距離和改變傳輸路徑；網絡中可以存在多個采集點，并且采集點之間、采集點與多跳路由之間、采集點與中央服務器之間、多跳路由之間和多跳路由與中央服務器之間都可以進行傳輸。其數據傳輸都為數據的透明傳輸，方便對于已有的有線設備升級為無線設備。使用觸摸屏界面，可設置相關信息后進入到數據實時顯示界面，在該界面可以查看到可自由組網的無線灌漿數據監測系統記錄和監測到的灌漿實時數據，并通過該系列數據了解到區域內灌漿施工的情況，且遇到異常信號時能立刻聲光和短信報警。可自由組網的無線灌漿數據監測系統通過可自由組網的網絡功能模塊進行組網通訊，與中央服務器組成星形網絡，將灌漿數據存入中央服務器的數據庫，通過觸摸屏還可以切換到記錄界面，可以查詢和瀏覽各灌漿施工點的歷史數據，并且通過選擇所需數據進行報表打印。用戶在hternet網的計算上實時監視灌漿過程中的流量、壓力、密度、抬動數據， 實時監控灌漿施工現場各工作面情況，也可以進行資料查詢、報表及圖表生成、資料打印等操作。以上實例，僅為說明本實用新型的技術特征和可實施性，其目的在于使該領域的技術人員能夠了解本實用新型的內容。因此，凡依據本實用新型的構思作出的變換和修飾， 均屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種可自由組網的無線灌漿數據監測系統，包括帶網絡功能的灌漿記錄儀，中繼路由，多跳路由和中央服務器，其特征在于帶網絡功能的灌漿記錄儀包括以ARM嵌入式微處理器為主控芯片的操作系統與可自由組網的無線網絡模塊，灌漿信號采集部分與隔離、濾波和放大電路連接，信號的隔離、濾波和放大電路通過A/D轉換器與ARM嵌入式微處理器連接，ARM嵌入式微處理器與可自由組網的無線網絡模塊連接，ARM嵌入式微處理器與抗干擾電源連接，ARM嵌入式微處理器的輸出與RS232/485、USB接口、針式打印機、觸摸顯示屏連接。
2.根據權利要求1所述的可自由組網的無線灌漿數據監測系統，其特征在于可自由組網的無線網絡模塊包括可自由組網模塊CPU芯片及與之連接的射頻芯片、RS232/485串口、Flash存儲器，射頻芯片與天線連接。
專利摘要本實用新型提供一種可自由組網的無線灌漿數據監測系統，包括帶網絡功能的灌漿記錄儀，中繼路由，多跳路由和中央服務器，帶網絡功能的灌漿記錄儀包括以ARM嵌入式微處理器為主控芯片的操作系統與可自由組網的無線網絡模塊，灌漿數據的信號采集部分經過隔離、濾波、信號放大和A/D轉換后，數字信號由ARM嵌入式微處理器負責將灌漿數字信號進行數據計算和處理，并及時存入RAM存儲器中，ARM嵌入式微處理器執行灌漿數據的無線網絡收發的多任務調度與管理，交互式控制無線網絡模塊。本實用新型通過自建靈活自由組網進行灌漿數據的無線實時傳輸，將各施工點灌漿記錄儀的數據上傳到中央服務器，進行數據匯總、信息管理，實現灌漿施工的自動記錄和無線監測。
文檔編號G08C17/02GK202092668SQ20112013904
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月5日 優先權日2011年5月5日
發明者姚振和, 康引明, 張慧, 柏龍君, 樊義林, 汪志林, 洪文浩, 王路, 羅熠, 賈寶良, 郭亮, 饒小康, 黃躍文 申請人:中國長江三峽集團公司溪洛渡工程建設部, 武漢長江儀器自動化研究所