一種高溫高壓流變儀遠(yuǎn)程監(jiān)控方法及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高溫高壓流變儀遠(yuǎn)程監(jiān)控方法及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，屬于高溫高壓流變儀遠(yuǎn)程監(jiān)控領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]高溫高壓流變儀為一種便于研宄地球殼幔深部巖石流變特性的重要儀器，能夠模擬地下150km深度的地幔環(huán)境，對(duì)于開(kāi)展地球深部巖石流變特性的研宄具有重要意義。而使用此儀器單次實(shí)驗(yàn)往往長(zhǎng)達(dá)十幾甚至幾十個(gè)小時(shí)，且在保溫保壓的大部分時(shí)間里幾乎處于無(wú)人看守的狀態(tài)，故需要對(duì)儀器進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，而目前市場(chǎng)上尚無(wú)有關(guān)流變儀的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種高溫高壓流變儀遠(yuǎn)程監(jiān)控方法及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，克服了目前高溫高壓流變儀單次實(shí)驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)、實(shí)驗(yàn)人員工作強(qiáng)度大和實(shí)驗(yàn)存在一定危險(xiǎn)性的缺點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:提供了一種高溫高壓流變儀遠(yuǎn)程監(jiān)控方法，包括以下過(guò)程:
[0005](I)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集:
[0006]實(shí)時(shí)地獲取采集高溫高壓流變儀的儀器運(yùn)行參數(shù)；
[0007]實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)的控制開(kāi)關(guān)狀態(tài)，獲得控制開(kāi)關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)；
[0008]利用攝像頭實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控畫(huà)面和指針儀表圖像；
[0009]利用加速度傳感器采集高溫高壓流變儀的關(guān)鍵零部件振動(dòng)信號(hào)；
[0010](2)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)處理:
[0011]所述監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)包括故障模式數(shù)據(jù)、控制開(kāi)關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)、電壓及電流數(shù)據(jù)、字符串以及振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)；
[0012]對(duì)儀器運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行處理并編碼得到故障模式數(shù)據(jù)；
[0013]對(duì)指針儀表圖像進(jìn)行分割處理，獲得高溫高壓流變儀的加熱變壓器原邊和副邊的電壓及電流數(shù)據(jù)；
[0014]對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控畫(huà)面按照設(shè)定的時(shí)間間隔和圖像質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行顯示并轉(zhuǎn)化為字符串;
[0015]對(duì)關(guān)鍵零部件振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，得到振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)；
[0016](3)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸:
[0017]將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控端和輔助監(jiān)控端；
[0018](4)遠(yuǎn)程控制:
[0019]遠(yuǎn)程控制端利用顯示設(shè)備實(shí)時(shí)顯示監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，并利用報(bào)警設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)是否存在異常，若存在則發(fā)出報(bào)警，以通知工作人員通過(guò)遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)對(duì)高溫高壓流變儀進(jìn)行控制；
[0020]輔助監(jiān)控端實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控?cái)?shù)據(jù)是否存在異常，若存在，則控制無(wú)線(xiàn)通信模塊向手機(jī)終端發(fā)送故障提示信息，以通知工作人員處理異常情況。
[0021]步驟(3)中，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控端時(shí)，根據(jù)CRC校驗(yàn)判斷數(shù)據(jù)幀是否錯(cuò)位，若出現(xiàn)數(shù)據(jù)幀錯(cuò)位，則丟棄錯(cuò)位幀。
[0022]步驟(4)中，輔助監(jiān)控端實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控?cái)?shù)據(jù)是否存在異常，若存在，則控制無(wú)線(xiàn)通信模塊撥打?qū)嶒?yàn)人員手機(jī)并播放預(yù)先錄制的報(bào)警語(yǔ)音。
[0023]步驟(4)中，工作人員通過(guò)遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)對(duì)高溫高壓流變儀進(jìn)行控制時(shí)，對(duì)遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)進(jìn)行操作，進(jìn)而控制控制電路對(duì)高溫高壓流變儀進(jìn)行切斷。
[0024]本發(fā)明同時(shí)提供了一種基于上述方法的高溫高壓流變儀遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括高溫高壓流變儀，所述高溫高壓流變儀通過(guò)RS232串口與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集端連接，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集端上連接有攝像頭、加速度傳感器、無(wú)線(xiàn)輔助監(jiān)控端以及遠(yuǎn)程監(jiān)控端，其中加速度傳感器依次通過(guò)前置放大器和數(shù)據(jù)采集卡連接于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集端，無(wú)線(xiàn)輔助監(jiān)控端包括與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集端連接的單片機(jī)、以及連接于單片機(jī)的無(wú)線(xiàn)通信模塊和存儲(chǔ)電路；無(wú)線(xiàn)輔助監(jiān)控端通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與手機(jī)終端無(wú)線(xiàn)連接；所述遠(yuǎn)程監(jiān)控端包括LabVIEW遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)、與LabVIEW遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)連接的用于顯示的顯示設(shè)備，以及由LabVIEW遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)控制的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、報(bào)警設(shè)備和用于控制高溫高壓流變儀中的各個(gè)子系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)，LabVIEW遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集端連接。
[0025]所述無(wú)線(xiàn)輔助監(jiān)控端為GSM輔助監(jiān)控端，無(wú)線(xiàn)通信模塊為GSM通信模塊，GSM輔助監(jiān)控端通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)與手機(jī)終端無(wú)線(xiàn)連接。
[0026]所述單片機(jī)還與控制電路、顯示電路、語(yǔ)音電路以及時(shí)鐘電路中的至少一種電路連接。
[0027]本發(fā)明基于其技術(shù)方案所具有的有益效果在于:
[0028](I)本發(fā)明的高溫高壓流變儀遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集端通過(guò)串口線(xiàn)基于ModbusRTU協(xié)議與高溫高壓流變儀連接，來(lái)獲取高溫高壓流變儀的運(yùn)行參數(shù)，與儀器控制系統(tǒng)相對(duì)隔離，即使現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集端不工作，高溫高壓流變儀也能正常運(yùn)行；
[0029](2)本發(fā)明的高溫高壓流變儀遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)同時(shí)利用了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和Internet網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)驗(yàn)人員能在遠(yuǎn)程通過(guò)電腦或者手機(jī)了解實(shí)驗(yàn)狀態(tài)并進(jìn)行相應(yīng)操作，極大方便了實(shí)驗(yàn)人員，有效提升了監(jiān)控效果；
[0030](3)本發(fā)明的高溫高壓流變儀遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)尤其是GSM網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線(xiàn)輔助監(jiān)控端與實(shí)驗(yàn)人員的手機(jī)終端實(shí)現(xiàn)交互應(yīng)答，可以在高溫高壓流變儀出現(xiàn)異常時(shí)，實(shí)現(xiàn)通過(guò)發(fā)短信、打電話(huà)甚至在手機(jī)終端上安裝app的方式，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；
[0031](4)本發(fā)明的高溫高壓流變儀遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控端建立了數(shù)據(jù)庫(kù)，能存儲(chǔ)大量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)并能根據(jù)實(shí)驗(yàn)人員需要進(jìn)行查閱或刪除，在輔助監(jiān)控端也能將數(shù)據(jù)存于存儲(chǔ)電路中，能有效防止數(shù)據(jù)丟失；
[0032](5)本發(fā)明的高溫高壓流變儀遠(yuǎn)程監(jiān)控方法基于高溫高壓流變儀遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程的檢測(cè)及控制，克服了目前高溫高壓流變儀單次實(shí)驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)、實(shí)驗(yàn)人員工作強(qiáng)度大和實(shí)驗(yàn)存在一定危險(xiǎn)性的缺點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1是高溫高壓流變儀遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)示意圖。
[0034]圖2為GSM輔助監(jiān)控端功能示意圖。
[0035]圖3為遠(yuǎn)程監(jiān)控端與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集端連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0037]本發(fā)明提供了一種高溫高壓流變儀遠(yuǎn)程監(jiān)控方法，包括以下過(guò)程:
[0038](I)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集:
[0039]實(shí)時(shí)地獲取采集高溫高壓流變儀的儀器運(yùn)行參數(shù)；
[0040]實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)的控制開(kāi)關(guān)狀態(tài)，獲得控制開(kāi)關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)；
[0041]利用攝像頭實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控畫(huà)面和指針儀表圖像；
[0042]利用加速度傳感器采集高溫高壓流變儀的關(guān)鍵零部件振動(dòng)信號(hào)；
[0043](2)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)處理:
[0044]所述監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)包括故障模式數(shù)據(jù)、控制開(kāi)關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)、電壓及電流數(shù)據(jù)、字符串以及振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)；
[0045]對(duì)儀器運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行處理并編碼得到故障模式數(shù)據(jù)；
[0046]對(duì)指針儀表圖像進(jìn)行分割處理，獲得高溫高壓流變儀的加熱變壓器原邊和副邊的電壓及電流數(shù)據(jù)；
[0047]對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控畫(huà)面按照設(shè)定的時(shí)間間隔和圖像質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行顯示并轉(zhuǎn)化為字符串;
[0048]對(duì)關(guān)鍵零部件振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，得到振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)；
[0049](3)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸:
[0050]將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控端和輔助監(jiān)控端；
[0051](4)遠(yuǎn)程控制:
[0052]遠(yuǎn)程控制端利用顯示設(shè)備實(shí)時(shí)顯示監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，并利用報(bào)警設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)是否存在異常，若存在則發(fā)出報(bào)警，以通知工作人員通過(guò)遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)對(duì)高溫高壓流變儀進(jìn)行控制；
[0053]輔助監(jiān)控端實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控?cái)?shù)據(jù)是否存在異常，若存在，則控制無(wú)線(xiàn)通信模塊向手機(jī)終端發(fā)送故障提示信息，以通知工作人員處理異常情況。
[0054]步驟(3)中，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控端時(shí)，根據(jù)CRC校驗(yàn)判斷數(shù)據(jù)幀是否錯(cuò)位，若出現(xiàn)數(shù)據(jù)幀錯(cuò)位，則丟棄錯(cuò)位幀。
[0055]步驟(4)中，輔助監(jiān)控端實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控?cái)?shù)據(jù)是否存在異常，若存在，則控制無(wú)線(xiàn)通信模塊撥打?qū)嶒?yàn)人員手機(jī)并播放預(yù)先錄制的報(bào)警語(yǔ)音。
[0056]步驟(4)中，工作人員通過(guò)遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)對(duì)高溫高壓流變儀進(jìn)行控制時(shí)，對(duì)遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)進(jìn)行操作，進(jìn)而控制控制電路對(duì)高溫高壓流變儀進(jìn)行切斷。
[0057]本發(fā)明同時(shí)提供了一種基于上述方法的高溫高壓流變儀遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)合圖1，包括高溫高壓流變儀，所述高溫高壓流變儀通過(guò)RS232串口與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集端連接，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集端上連接有攝像頭、加速度傳感器、無(wú)線(xiàn)輔助監(jiān)控端以及遠(yuǎn)程監(jiān)控端，其中加速度傳感器依次通過(guò)前置放大器和數(shù)據(jù)采集卡連接于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集端，無(wú)線(xiàn)輔助監(jiān)控端包括與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集端連接的單片機(jī)、以及連接于單片機(jī)的無(wú)線(xiàn)通信模塊和存儲(chǔ)電路；無(wú)線(xiàn)輔助監(jiān)控端通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與手機(jī)終端無(wú)線(xiàn)連接；如圖3所示，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控端包括LabVIEW遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)、與LabVIEW遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)連接的用于顯示的顯示設(shè)備，以及由LabVIEW遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)控制的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、報(bào)警設(shè)備和用于控制高溫高壓流變儀中的各個(gè)子系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)，LabVIEff遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集端連接。
[0058]現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集端可以是PC機(jī)。
[0059]所述無(wú)線(xiàn)輔助監(jiān)控端為GSM輔助監(jiān)控端，無(wú)線(xiàn)通信模塊為GSM通信模塊，GSM輔助監(jiān)控端通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)與手機(jī)終端無(wú)線(xiàn)連接。
[0060]所述單片機(jī)還與控制電路、顯示電路、語(yǔ)音電路以及時(shí)鐘電路中的至少一種電路連接。
[0061]本發(fā)明的高溫高壓流變儀遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)原理如下:
[0062]以現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集端為服務(wù)器，以遠(yuǎn)程監(jiān)控端為客戶(hù)端，即采用C/S網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。為了保證數(shù)據(jù)接收不發(fā)生錯(cuò)位，在服務(wù)器端設(shè)置5個(gè)端口，為高溫高壓流變儀運(yùn)行參數(shù)分配四個(gè)端口(3組頻譜分析數(shù)據(jù)各單獨(dú)分配一個(gè)端口)，為實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控畫(huà)面分配一個(gè)端口?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集端首先對(duì)指定的端口進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)，當(dāng)遠(yuǎn)程監(jiān)控端向該服務(wù)器特定端口發(fā)出連接請(qǐng)求時(shí)，服務(wù)器建立連接并進(jìn)入數(shù)據(jù)發(fā)送循環(huán)中。
[0063]數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器采用Access 數(shù)據(jù)庫(kù)，由 LabVIEW 的 Database ConnectivityToolkit