專利名稱：試驗設備無人管理系統的制作方法
技術領域：
本實用新型提供一種試驗設備無人管理系統，屬于試驗設備在線監測系統領域。
背景技術：
目前，中小型試驗室試驗設備的日常管理現狀是遵循傳統的方式試驗員對試驗設備進行日常管理和維護，試驗設備出現故障時才進行檢修，還沒有對試驗設備運行時在線監測的系統。當試驗設備運行時，一旦試驗設備的某個控制單元出現潛在故障，我們是無法預知的，不能及時把潛在的故障信息顯示及時顯示給試驗員，會造成一些安全隱患、降低生產效率、減短試驗設備的使用壽命。提高設備的可靠性、安全性，除應提高設備的質量，還必須對運行的設備進行實時監測及故障檢修報警，避免造成不必要的經濟利益是試驗設備管理的發展趨勢。
發明內容本實用新型公開了一種試驗設備無人管理系統，該系統安全、可靠、實時的在線監測功能會為試驗室試驗設備的狀態檢修提供全面、真實的設備狀態信息，同時也為試驗設備的安全運行提供有力的保證。本實用新型的技術解決方案如下在每個試驗室內的每臺試驗設備上都安裝一個信息采集單元，每個信息采集單元的構造相同，主要包括傳感器、微處理器MCU、CAN模塊、TCP/IP芯片。信息采集單元中的傳感器用于采集運行的試驗設備的模擬信號，微處理器MCU通過A/D接口獲取傳感器采集的模擬信號，將模擬信號轉換成數字信號，對采集的數字信號進行放大和數據處理、邏輯判斷是否有潛在故障出現，以便給出報警故障信號并作進一步的分析。處理后的數字信號通過 CAN模塊將數字信號轉換成差分信號傳送至CAN接口，再通過TCP/IP芯片對差分信號接收及分析，經TCP/IP接口進行差分信號傳輸，各試驗室內的TCP/IP接口與路由器連接，并將各試驗室內的運行的試驗設備的差分信號顯示在服務器終端顯示屏上，供與系統配套的應用軟件進行數據分析，提供設備運行狀態數據分析結果。其中，將差分信號傳輸至服務器終端顯示屏上主要有三種模式模式A、信息采集單元中的CAN模塊將運行的試驗設備的差分信號直接上傳至CAN 接口 ；模式B、信息采集單元中的CAN接口獲取CAN網絡中其它信息采集單元中CAN接口上的差分信號，同時將自身試驗設備上的差分信號上傳至CAN網絡，微處理器MCU獲取差分信號，通過TCP/IP接口將信號上傳至服務器終端(電腦)；模式C、信息采集單元將運行的試驗設備的信號通過TCP/IP接口上傳至服務器終端(電腦)。模式A或模式B或模式C傳輸差分信號。(參見圖1)實現本實用新型所述方法的信號采集單元與信號傳輸，其特征在于由數個信息采集單元通過路由器與服務器終端(電腦)連接構成，其中，信息采集單元包括傳感器、微處理器MCU、CAN模塊、TCP/IP芯片，傳感器將采集的試驗設備模擬信號通過A/D接口傳遞微處理器MCU，對數字信號進行放大和數據處理、邏輯判斷是否有潛在故障出現，以便給出報警故障信號并作進一步的分析；處理后的數字信號通過CAN模塊將數字信號轉換成差分信號傳送至CAN接口，再通過TCP/IP芯片對差分信號接收及分析，經TCP/IP接口進行差分信號傳輸，差分信號的傳輸包括以下三種模式模式A、信息采集單元中的CAN模塊將運行的試驗設備的差分信號直接上傳至CAN 接口 ；模式B、信息采集單元中的CAN接口獲取CAN網絡中其它信息采集單元中CAN接口上的差分信號，同時將自身試驗設備上的差分信號上傳至CAN網絡，微處理器MCU獲取差分信號，通過TCP/IP接口將信號上傳至服務器終端(電腦)；模式C、信息采集單元將運行的試驗設備的信號通過TCP/IP接口上傳至服務器終端(電腦)；模式A或模式B或模式C傳輸差分信號。(參見圖1)本實用新型的具體結構如下傳感器主要用于采集運行時的試驗設備的模擬信號，它將物理量轉換成模擬信號，傳感器接口中傳感器的類型包括溫度傳感器、電壓傳感器、電流傳感器、加速度傳感器。(參見圖1)微處理器MCU通過A/DPI - A/DP4接口獲取傳感器采集的模擬信號，將模擬信號轉換成數字信號，經過微處理器MCU處理分析，通過RXCAN和TXCAN兩根線傳送給CAN模塊。CAN模塊的信號接收管腳RXD和信號發送管腳T)(D分別與MCU芯片的CAN信號接收管腳RXCAN和CAN信號發送管腳TXCAN連接完成CAN線的差分信號傳輸，采集運行的試驗設備實時狀態信息。(參見圖2)CAN模塊的CANH端和CANL端分別與CAN接口的CANH線和CANL線連接完成CAN 線的差分信號傳輸，傳輸主要有兩種模式(模式A或模式B)模式A、信息采集單元中的CAN 模塊將運行的試驗設備的差分信號直接上傳至CAN接口 ；模式B、信息采集單元中的CAN接口獲取CAN網絡中其它信息采集單元中CAN接口上的差分信號，同時將自身試驗設備上的差分信號上傳至CAN網絡，微處理器MCU獲取差分信號，通過TCP/IP接口將信號上傳至服務器終端(電腦)。(參見圖2)TCP/IP芯片與微處理器MCU連接，進行差分信號傳輸。TCP/IP芯片的控制采用模擬總線的方式，其地址線Al至A7分別與MCU的引腳Al至A7連接完成TCP/IP芯片操作的地址線功能，數據輸入/輸出線D(TD15分別與MCU的引腳DO至D15連接，實現TCP/IP芯片讀取和寫入操作的數據傳輸功能；復位線RESET、控制線WE_N、控制線RD_N、控制線CD_ N、控制線IRQ分別與MCU的引腳Pl. 7至Pl. 11連接完成TCP/IP芯片操作的控制線功能。 TCP/IP芯片將信息采集單元將運行的試驗設備的差分信號通過TCP/IP接口上傳至服務器終端(電腦)。(參見圖2)數碼顯示管與微處理器MCU的引腳Pl. 0至Pl. 6連接，將故障結果顯示在數碼顯示管上，通過燈光，聲音提醒方式及時通知試驗員了解試驗設備運行狀態、潛在故障等，避免意外發生。[0026]本實用新型明的積極效果在于實現了運行的試驗設備實時數據采集及傳輸功能，以便于了解設備運行狀態及及時發現設備潛在故障，同時為精確維修故障提供真實數據依據；通過燈光，聲音提醒方式及時通知試驗員了解車況，避免意外發生。通過本實用新型，可減少試驗設備由于任何意外故障未及時處理而釀成的事故和經濟損失，大幅度提高試驗設備運行的安全，保證了人民的性命和財產安全，為企業提高經濟效益提供了先進的生產管理手段。
圖1為本實用新型結構框圖；圖2為本實用新型電路原理圖。
具體實施方式
實施例1在每個試驗室內的每臺試驗設備上都安裝一個信息采集單元，每個信息采集單元的構造相同，主要包括傳感器、微處理器MCU、CAN模塊、TCP/IP芯片。信息采集單元中的傳感器用于采集運行的試驗設備的模擬信號，微處理器MCU通過A/D接口獲取傳感器采集的模擬信號，將模擬信號轉換成數字信號，對采集的數字信號進行放大和數據處理、邏輯判斷是否有潛在故障出現，以便給出報警故障信號并作進一步的分析。處理后的數字信號通過 CAN模塊將數字信號轉換成差分信號傳送至CAN接口，再通過TCP/IP芯片對差分信號接收及分析，經TCP/IP接口進行差分信號傳輸，各試驗室內的TCP/IP接口與路由器連接，并將各試驗室內的運行的試驗設備的差分信號顯示在服務器終端(電腦)顯示屏上，供與系統配套的應用軟件進行數據分析，提供設備運行狀態數據分析結果。差分信號傳輸至服務器終端(電腦)顯示屏上主要有三種模式(模式A或模式B或模式C)模式A、信息采集單元中的CAN模塊將運行的試驗設備的差分信號直接上傳至CAN 接口 ；模式B、信息采集單元中的CAN接口獲取CAN網絡中其它信息采集單元中CAN接口上的差分信號，同時將自身試驗設備上的差分信號上傳至CAN網絡，微處理器MCU獲取差分信號，通過TCP/IP接口將信號上傳至服務器終端(電腦)；模式C、信息采集單元將運行的試驗設備的差分信號通過TCP/IP接口上傳至服務器終端(電腦)。(參見圖1)實施例2根據圖2所示，傳感器包括溫度傳感器、加速度傳感器、電壓傳感器、電流傳感器分別裝置在實驗設備上獲取該試驗設備運行的數字信號，并通過微處理器MCU的A/DP1至 A/DP4引腳傳輸給微處理器MCU進行數據處理分析，再通過RXCAN和TXCAN兩根線傳送給 CAN模塊；CAN模塊的信號接收管腳RXD和信號發送管腳T)(D分別與MCU芯片的CAN信號接收管腳RXCAN和CAN信號發送管腳TXCAN連接完成CAN線的差分信號傳輸，采集運行的試驗設備實時狀態信息；CAN模塊的CANH端和CANL端分別與CAN接口的CANH線和CANL線連接完成CAN 線的差分信號傳輸至CAN接口，主要通過傳輸模式A和模式B進行差分信號傳輸模式A、信息采集單元中的CAN模塊將運行的試驗設備的差分信號直接上傳至CAN接口 ；模式B、信息采集單元中的CAN接口獲取CAN網絡中其它信息采集單元中CAN接口上的差分信號，同時將自身試驗設備上的差分信號上傳至CAN網絡，微處理器MCU獲取差分信號，通過TCP/IP 接口將信號上傳至服務器終端(電腦)。 TCP/IP芯片(本實例采用DM9000型號)為信號轉換芯片，TCP/IP芯片(本實例采用 DM9000型號)與微處理器MCU連接。TCP/IP芯片(本實例采用DM9000型號)的控制采用模擬總線的方式，其VCC與微處理器MCU的Pl. 12引腳連接，微處理器MCU給其供5V電作為該芯片的電源輸入；GND引腳接地；其地址線Al至A7分別與MCU的引腳Al至A7連接完成 TCP/IP芯片(本實例采用DM9000型號)操作的地址線功能，數據輸入/輸出線D(TD15分別與MCU的引腳DO至D15連接，實現TCP/IP芯片(本實例采用DM9000型號)讀取和寫入操作的數據傳輸功能；復位線RESET、控制線WE_N、控制線RD_N、控制線CD_N、控制線IRQ分別與 MCU的引腳Pl. 7至Pl. 11連接完成TCP/IP芯片(本實例采用DM9000型號)操作的控制線功能。TCP/IP芯片(本實例采用DM9000型號)將信息采集單元將運行的試驗設備的差分信號通過TCP/IP接口上傳至服務器終端(電腦)，主要通過模式C進行差分信號傳輸模式C、 信息采集單元將運行的試驗設備的差分信號通過TCP/IP接口上傳至服務器終端(電腦);傳輸數碼顯示管與微處理器MCU的引腳Pl. 0至Pl. 6連接，將故障結果顯示在數碼顯示管上， 通過燈光，聲音提醒方式及時通知試驗員了解試驗設備運行狀態、潛在故障等，避免意外發生。
權利要求1. 一種試驗設備無人管理系統，其特征在于由數個信息采集單元通過路由器與服務器終端連接構成，其中，信息采集單元包括傳感器、微處理器MCU、CAN模塊、TCP/IP芯片，傳感器將采集的試驗設備模擬信號通過A/D接口傳遞微處理器MCU，對數字信號進行放大和數據處理、邏輯判斷是否有潛在故障出現，以便給出報警故障信號并作進一步的分析；處理后的數字信號通過 CAN模塊將數字信號轉換成差分信號傳送至CAN接口，再通過TCP/IP芯片對差分信號接收及分析，經TCP/IP接口進行差分信號傳輸。
專利摘要本實用新型公開一種試驗設備無人管理系統，由數個信息采集單元通過路由器與服務器終端連接構成，信息采集單元包括傳感器、微處理器MCU、CAN模塊、TCP/IP芯片，傳感器將采集的試驗設備模擬信號通過A/D接口傳遞微處理器MCU，對數字信號進行放大和數據處理、邏輯判斷，處理后的數字信號通過CAN模塊將數字信號轉換成差分信號傳送至CAN接口，再通過TCP/IP芯片對差分信號接收及分析，經TCP/IP接口進行差分信號傳輸，來實現對試驗設備運行狀態的不間斷的實時監測和故障報警的方法。其中，試驗設備信號的傳輸主要通過CAN技術與TCP/IP技術相結合組建局域網的方法，本實用新型通信速率快，實時性好，布線簡單，解決了網絡接口的數量有限、布線繁瑣等問題。
文檔編號H04L12/24GK201966930SQ20102068547
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月29日 優先權日2010年12月29日
發明者代海婷, 徐剛, 李祿源, 楮貴良, 董楊, 邊增遠, 陳兆瑩, 韓潤哲, 黃兵 申請人:啟明信息技術股份有限公司