一种振弦监测终端制造技术

本实用新型专利技术公开了一种振弦监测终端，属于环境监测设备领域，硬件构成包括中央处理单元、信号处理单元、电源模块及通信模块，软件构成主要是中央处理单元的嵌入式软件，中央处理单元用于向振弦信号处理单元发送扫频控制。本终端可广泛应用于滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害，边坡、桥梁、隧道等工程建筑的远程自动化监测项目，可适应恶劣的野外环境，具有远程管理功能、数据储存功能、终端自我监测功能。本终端还可根据实际环境的需要，灵活的选用供电模块和通信模块。使用本终端可大大提高监测工作的自动化程度，可在一套终端上集成多个传感器对监测对象进行多维度考量，远程配置功能可显著减小工作人员现场维护工作量。

【技术实现步骤摘要】
一种振弦监测终端
本技术属于环境监测设备领域，具体涉及一种振弦监测终端。
技术介绍
一个完整的环境监测系统由传感器、监测终端、监测软件组成。监测终端是环境监测预警系统的核心部分，其功能是配合传感器实时获得监测对象的数据。监测终端通常是将传感器传回的各类信号如电压、电流、温度、频率等通过信号处理电路转换后发送至中央处理器进行解算，最终将结果通过通信网络如GPRS等上传回上层服务器端。监测终端安装于监测现场，其数据的准确性、实时性直接影响监测的结果。环境监测系统应用前景广阔，可以对各类边坡、桥梁、隧道等大型公共基础设施提供监测，在各类地质灾害来临前根据环境参数的变化发出预警。随着监测系统的发展，我们对监测终端的要求也越来越高，要有高精度以满足越来越精确的测量指标要求，要有高兼容性以便于集成不同类型不同厂家的传感器，要有高可靠性以满足越来越严苛的应用环境。目前国内监测终端通常是由传感器厂家提供，通常只能和该传感器厂家的传感器匹配，而在实际应用过程中，我们通常需要同时采集多个不同类型不同厂家的传感器数据，以便对监测对象进行多维度的全面监测，因此，客户也需要搭建多个监测系统来查看监测数据进行分析。这不但使得我们日常的监测工作变得繁琐降低效率，还使得整个监控数据流散于不同的传感器系统中，降低了数据之间的关联度，使得监测对象的风险评估缺乏多维度的考量。同时，现有的终端大多自动化程度不高，通信方式单一，无远程管理功能，导致操作人员现场维护工作量大；在环境可靠性方面，现有的终端产品也缺乏针对性设计，不能适应野外恶劣的工作环境。
技术实现思路
本技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种振弦监测终端。本技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种振弦监测终端，硬件构成包括中央处理单元、信号处理单元、电源模块及通信模块，软件构成主要是中央处理单元的嵌入式软件，中央处理单元用于向振弦信号处理单元发送扫频控制，并接收振弦信号处理单元返回的测频结果，经过处理后再发送给通信模块，同时也能保存本地数据和终端配置信息；振弦信号处理单元用于产生测频结果并传送给中央处理单元；电源模块用于整个监测终端供电；通信模块用于和远程服务器端的互通，包括数据上传和接收配置指令。进一步，所述中央处理单元包括电源转换电路、处理器、自检电路、外围电路及接口，所述电源转换电路用于完成后端各部分电路所需电压的转换，所述处理器用于发送扫频控制并接收测频结果，所述处理器外围电路用于给所述处理器提供外部时钟，储存监测数据和终端配置，所述自检电路用于检测监测终端自身的工作温度、工作电压等指标，通信接口采用RS232接口，用于和通信模块之间收发数据并向其供电，调试接口采用RS232接口，用于线下调试终端各项参数配置。进一步，所述振弦信号处理单元包括扫频电路、测频电路、激励电路、拾振电路、数据采集通道，所述扫频电路接收所述处理器的控制指令产生扫频信号，随后通过所述激励电路传送给传感器，使其起振产生频率脉冲信号，所述传感器起振后产生的信号通过所述信号采集通道传送至所述拾振电路，所述拾振电路将所述传感器信号进行滤波、放大后再传送至所述测频电路，最后所述测频电路再将结果传送至所述处理器。进一步，所述电源模块预置交流电源模块，用于将220V交流电转换为12V直流电，为后端提供12V供电，同时，该所述交流电源模块与一防雷模块相连，能有效防范供电系统因雷击而产生的雷击电磁脉冲(LEMP)，此外，本终端可支持交流、直流、太阳能、锂电池多种供电方式，可根据现场供电条件选择，如可用锂电池替换交流供电模块。进一步，所述通信模块用于和远程服务器端互通，本终端预置工业级嵌入式GPRS模块。进一步，中央处理单元的嵌入式软件用于驱动模块内各部分接口。有益效果在于：本技术是一种自主开发的振弦监测终端，可实现持裂缝计、应力计、应变计、孔隙水压计、土压力盒以及其他标准模拟量信号传感器的数据自动采集和上传。本终端可广泛应用于滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害，边坡、桥梁、隧道等工程建筑的远程自动化监测项目，可适应恶劣的野外环境，具有远程管理功能、数据储存功能、终端自我监测功能。本终端还可根据实际环境的需要，灵活的选用供电模块和通信模块。使用本终端可大大提高监测工作的自动化程度，可在一套终端上集成多个传感器对监测对象进行多维度考量，远程配置功能可显著减小工作人员现场维护工作量。附图说明图1为本技术方案流程图；图2为本技术的结构示意图。附图标记说明如下：1、电源模块；2、通信模块；3、电源转换电路；4、处理器；5、处理器外围电路；6、自检电路；7、调试接口；8、通信接口；9、扫频电路；10、激励电路；11、测频电路；12、拾振电路；13、数据采集通道；14、振弦信号传感器；15、振弦信号传感器；16、振弦信号传感器；17、振弦信号传感器。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明：如图1-图2所示，一种振弦监测终端，包含电源模块1、通信模块2、中央处理单元、振弦信号处理单元，中央处理单元包括电源转换电路3、处理器4、处理器外围电路5、自检电路6、调试接口7、通信接口8，电源模块1块用于把220V交流电转换为12V直流电，再输入给电源转换电路3，处理器外围电路5和处理器4相连，处理器外围电路5为处理器5提供外部时钟，配置终端参数，并能离线保存监测数据，当通信恢复时能自动上传之前离线状态下的监测数据，自检电路6与处理器4相连，自检电路6集成有温度传感器，能实时向处理器4传输信号处理模块2自身的工作温度和工作电压信息，当处理器监测到异常值时能够向远端服务器报出故障信息，调试接口7和处理器4相连，通过调试接口我们可以进行监测终端的参数配置，进行线下测试、维护工作，通信接口8与处理器相连，用于通信模块2和中央处理单元的互连。振弦信号处理单元包括扫频电路9、激励电路10、测频电路11、拾振电路12、数据采集通道13，振弦信号传感器14-17与数据采集通道13相连，处理器4发送指令给扫频电路9，产生的扫频信号经过激励电路10放大后，通过数据采集通道13发送至后端振弦信号传感器，随后拾振电路11将传感器受激励后所产生的信号进行放大和滤波，再将信号发送给测频电路12，测频电路12最终将结果发送至处理器4，通信模块2用于和远程服务器端互通，上传监测数据并接收配置指令，交流电源模块1和通信模块2结合实际应用环境可进行灵活的替换，使用锂电池供电模块、太阳能供电模块、使用外置式通信模块。以上显示和描述了本技术的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本技术的原理，在不脱离本技术精神和范围的前提下，本技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本技术范围内。本技术要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振弦监测终端，其特征在于：硬件构成包括中央处理单元、信号处理单元、电源模块及通信模块，软件构成主要是中央处理单元的嵌入式软件，中央处理单元用于向振弦信号处理单元发送扫频控制，并接收振弦信号处理单元返回的测频结果，经过处理后再发送给通信模块，同时也能保存本地数据和终端配置信息；振弦信号处理单元用于产生测频结果并传送给中央处理单元；电源模块用于整个监测终端供电；通信模块用于和远程服务器端的互通，包括数据上传和接收配置指令。

【技术特征摘要】
1.一种振弦监测终端，其特征在于：硬件构成包括中央处理单元、信号处理单元、电源模块及通信模块，软件构成主要是中央处理单元的嵌入式软件，中央处理单元用于向振弦信号处理单元发送扫频控制，并接收振弦信号处理单元返回的测频结果，经过处理后再发送给通信模块，同时也能保存本地数据和终端配置信息；振弦信号处理单元用于产生测频结果并传送给中央处理单元；电源模块用于整个监测终端供电；通信模块用于和远程服务器端的互通，包括数据上传和接收配置指令。2.根据权利要求1所述的一种振弦监测终端，其特征在于：所述的中央处理单元还包括处理器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张远超，陈彦伯，
申请(专利权)人：重庆九洲星熠导航设备有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50