一种嵌入式自适应环境自动在线监测装置制造方法及图纸

一种嵌入式自适应环境自动在线监测装置，由一个主模块和若干子模块组成，主模块和子模块之间采用星型拓扑网络结构连接，主模块内部的内置数据单元用于采集本地层数据，子模块作为扩展数据单元用于采集远端层数据，由此构成双层架构的环保数据在线监测。主模块上配置了多种上行网络接口，因此可通过多种方式接入公共通信网络，从而在全国范围内组成广域环保数据在线监测系统。此装置也适用于电力配网自动化、机房无人自动监控、工业／工厂自动化系统、石油化工等行业的数据采集和远程控制。主模块和子模块采用嵌入式系统设计，外部扩展灵活方便，整机无机电传动装置，非常适合于在恶劣严酷的工业场合和野外环境中使用。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

Embedded self-adapting environment automatic on-line monitoring device

An embedded environment adaptive automatic on-line monitoring device, which is composed of a main module and a plurality of sub module, main module and the sub modules are connected by a star topology network structure, main module comprises an internal data unit is used to collect local data layer, sub module as the extended data unit is used for collecting data from a remote layer, on-line monitoring double environmental data architecture. The main module is equipped with a variety of upstream network interfaces, so it can access the public communication network in a variety of ways, so as to constitute a wide range of environmental protection data online monitoring system nationwide. The device is also suitable for data acquisition and remote control of power distribution network automation, computer room unmanned automatic monitoring, industrial / factory automation system, petrochemical industry and other industries. The main modules and sub modules are designed with embedded system, which is flexible and convenient for external expansion, and the whole machine is very suitable for use in harsh and harsh industrial and outdoor environments.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电子产品，尤其是涉及一种电子监测产品，具体的是一种嵌入式自适应环境自动在线 监测装置。
技术介绍
现有技术中，人们为了达到对现场环境指标的测量，通常环保数据采集控制有两种方式组成 一种是 工控机方式，提供较强数据处理和通信功能，但功耗大，成本高，网络的有效半径较短，移动性差，由于 内部有机电传动装置，无故障工作时间短；另一种是模块化嵌入方式，数据处理和通信功能较弱，大多数 嵌入式系统仍处在单独应用的阶段，为了实现多个嵌入式系统之间的信息共享和交流，可以利用以CAN、 LONWORKS、 RS-232C和RS485/422等总线组网。但是同样网络的有效半径较短，并且孤立于公众之外。在环保系统中，常常需要对众多的污染排放点进行实时监测，大部分监测数据需要实时发送到管理中 心的后端服务器进行处理。由于监测点分散，分布范围广，而且大多设置在环境较恶劣的地区，环保数据 在线自动监测，尤其是其中的环境质量在线自动监测所采用的传输介质、传输协议和数据格式互不相同， 具有分布式、集散型、广域化等复杂系统特征。同时，环保数据也具有复杂的时间和空间分布特性。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是通过广域网运行方式并支持Internet,建立一套远程监控系统，可 以在多个不同的地点或不同的部门同时对环保数据进行远程监视、监测和控制，为环保数据釆集控制、监 测提供一个低成本、高效率的双层架构的自动监测装置，为基于Internet/Intranet环境质量在线监测联网提 供可靠基础。另一个目的是利用此装置可建立一个多种方式接入公共通信网络的广域环保数据监控系统。为实现以上目的，本技术所提供的一种嵌入式自适应环境自动在线监测装置，该装置的主模块硬 件包括微处理器S3C2410X、 FLASH存储器、SDRAM存储器、下行8通道RS-232/485单元、内置数据I/O 单元、RS-232/485通信接口 MAX232/MAX485、 GSM/GPRS Modem模块MC35i、 PSTN接口电路eModem 和以太网接口电路DM卯00A;所述FLASH存储器、SDRAM存储器、eModem和DM9000A与处理器的 并行总线相连；所述下行8通道RS-232/485单元、内置数据I/O单元、RS-232/485通信接口 MAX232MAX485、 GSM/GPRS Modem模块MC35i与微处理器S3C2410X的串口相连；所述内置数据I/O 单元用于采集本地层数据;所述下行8通道RS-232/485单元连接8个扩展数据单元，用于采集远端层数据， 由此构成双层架构的环保数据在线监测；主模块与子模块之间网络连接采用RS-232/485星型拓扑结构，所 述主模块上含有开源操作系统、设备驱动软件和应用软件。电源管理单元给所有的各单元供电。本技术的主模块上配置的多种上行网络接口包括RS-232接口、 RS485接口、以太网接口、 GSM/GPRS模块等网络接口电路，因此可以通过以太网、PSTN、 GPRS等多种方式接入公共通信网络。 使得监测装置可通过多种方式连接到现有的各种公共通信网络，形成网络化的嵌入式远程监控系统，有效 的扩大了采集控制装置通信距离。本技术的系统主模块和子模块之间采用RS-232/485星型拓扑网络结构，主模块的内置数据单元用 于采集本地数据，作为扩张数据单元子模块则采集远端层数据，由此构成双层架构的环保数据来集控制装 置，主模块通过微处理器S3C2410X串口 2扩展的下行8通道RS-232/485单元可连接本技术的子模 块，完成对远端层数据采集控制，且下行8通道RS-232/485单元也可以连接其它公司的具有RS-232/485 通信接口的智能测量仪表，主模块软件只需添加相应的智能测量仪表的通信驱动即可完成远端层数据釆集 控制，从而形成双层监测体系。同时，子模块可以通过主模块共享这些公共通信通道，例如，每个子模块不用配置大容量存储器、以 太网接口、嵌入式Modem 、 GSM/GPRS Modem。主模块和子模块均可实现基于Internet的远程控制和维 护。本技术的主模块软件包括免费开源操作系统ARM Linux for S3C2410X，设备驱动软件和应用软 件。其中应用软件部分包括环保数据的实时釆集、处理、存储软件部分，参数设置软件部分，参数上下超限报警和故障报警软件部分，多种通信方式的自动切换，数据包解包分析软件部分，监测是否在线和掉线 自动重新建立连接软件部分。本技术的子模块硬件由智能数据采集芯ADU C812、模拟量输入及转换电路、模拟量输出及转换 电路、数字量输入及转换电路、数字量输出及转换电路、RS485接口电路、复位电路和电源单元组成。 子模块软件根据主模块发送的命令执行相应的任务读取现场模拟输入信号和数字输入信号并发到主模 块，接收主模块的控制信息发送到模拟信号输出口和数字信号输出口 。与现有技术相比较，本技术的有益效果是-1、 采集控制装置由一个主模块和若干个子模块组成，可充分利用全国范围的网络，方便、快速、低 成本地连接到现有的各种公共通信网络，消除通信盲点，形成网络化的嵌入式远程监控系统，有效的扩大 了采集控制装置通信距离。2、 使用以太网、GPRS、 Modem拨号、RS-232和RS485串口直接相连接的模拟网和数字网相结合、 有线和无线相结合的方案可根据现场监控点的硬件条件和应用状况去选择数据传输的方式。3、 本技术的主模块和子模块的RS485组网摈弃了总线型传统方式，设备增减方便，扩展性和灵 活性好，单个子模块故障不影响其它设备传输，避免了总线方式情况下一个子模块出现故障锁死总线上全 部子模块的现象。4、 主模块是以带ARM920T处理器核的低价位、低功耗、高性能32位RISC微处理器S3C2410X为 核心设计并具有丰富的内部外设，而这些内部外设资源大大降低了主模块硬件设计难度。5、 在数据采集控制方面，主模块自带的工业测量接口，可完成对本地层数据的釆集控制。6、 本技术的数据采集控制装置虽然是针对环境监控系统而设计的，但几乎可不作改动即能应用 于其他类似的数据传输远程监控监测领域。7、 本技术可对噪音，排放污水的浓度、臭气和对人类有害气体等等进行远程的分类测量。附图说明图1是本技术环保数据采集控制装置的结构示意图； 图2是图1中主模块系统结构示意图； 图3是图2中并行总线扩展、串行总线扩展接口示意图； 图4是图2中下行8通道RS-232/485单元原理图； 图5是本技术环保数据采集控制装置后面板外观示意图； 图6是本技术环保数据采集控制装置前面板外观示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明，但本技术要求保护的范围并不局限于实施例 表述的范围。如图l所示，本技术所描述的一种嵌入式自适应环境自动在线监测装置，是由一个主模块13和 若干个子模块14组成，主模块13配置了一组下行RS-232/485通信接口，用于连接子模块14。主模块13 和子模块14之间网络连接采用星型拓扑结构，主模块13内部有一个内置数据单元，用于釆集控制本地层 数据，子模块作为扩展数据单元，用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌入式自适应环境自动在线监测装置，由一个主模块和若干子模块组成，其特征在于主模块包括微处理器、ＦＬＡＳＨ存储器、ＳＤＲＡＭ存储器、下行８通道ＲＳ－２３２／４８５单元、内置数据Ｉ／Ｏ单元、ＲＳ－２３２／４８５通信接口ＭＡＸ２３２／ＭＡＸ４８５、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ　Ｍｏｄｅｍ模块ＭＣ３５ｉ、ＰＳＴＮ接口电路ｅＭｏｄｅｍ和以太网接口电路ＤＭ９０００Ａ；所述ＦＬＡＳＨ存储器、ＳＤＲＡＭ存储器、ｅＭｏｄｅｍ和ＤＭ９０００Ａ与处理器的并行总线相连；所述下行８通道ＲＳ－２３２／４８５单 元、内置数据Ｉ／Ｏ单元、ＲＳ－２３２／４８５通信接口ＭＡＸ２３２／ＭＡＸ４８５、ＧＳＭ／ＧＰＲＳＭｏｄｅｍ模块ＭＣ３５ｉ与微处理器Ｓ３Ｃ２４１０Ｘ的串口相连；所述内置数据Ｉ／Ｏ单元用于采集本地层数据；所述下行８通道ＲＳ－２３２／４８５单元连接８个扩展数据单元，用于采集远端层数据，由此构成双层架构的环保数据在线监测；主模块与子模块之间网络连接采用ＲＳ－２３２／４８５星型拓扑结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林奎，赵坤荣，张齐，杨大勇，杨剑，
申请(专利权)人：环境保护部华南环境科学研究所，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]