远程监测

远程监测（共12篇）

远程监测 篇1

远程心电监测是通过患者佩戴远距离传输心电图记录仪器, 将监测心电图发送到中心, 医生分析心电图并将诊断结果回传到分站, 再对患者进行诊疗的方式[1]。本研究就山西省太原市社区卫生服务中心和县乡医院实施远程心电监测效果进行分析。

1 资料与方法

1.1研究对象

1 997例受检者均来源于本院远程心电监测中心12家分站。其中男976例, 女1 021例, 平均年龄56岁±16岁, 年龄最大95岁, 最小6岁。6个县乡医院分站1 024例受试者中男522例, 女502例, 年龄56岁±17岁;6个社区卫生服务中心973例受试者中男454例, 女519例, 年龄57岁±15岁。

1.2方法

远程心电监测中心设在山西医科大学第二医院, 有24h值班护士和医师。在社区卫生服务中心分站和县乡医院分站的患者佩戴心电图记录器, 记录时间24h。长时间记录的心电信息通过长途电话或宽带网络上传到监测中心, 由专家诊断后将结果回传分站医生, 做进一步治疗。仪器为威灵医用电子有限公司生产的院外监护系统DXF-I心脏检测仪。

调查每个分站患者就医费用, 包括往返路费、检查费用和工作请假扣除工资费用;就医时间, 包括往返时间、就诊时间等;到监测分站的距离。按照远程心电监测中心的心电图诊断报告统计心律失常。

1.3统计学处理

采用SPSS17.0软件分析, 计量资料用均数±标准差 (±s) 表示, 采用t检验;计数资料采用χ2检验, P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1两组远程心电监测心律失常检出率比较 (见表1)

而县乡组比社区组三种心律失常的检出率都高。

例 (%)

2.2两组到远程心电监测中心就诊费用的比较 (见表2)

除了检查费用, 社区比县乡就诊费用明显减低。在分站就诊检查只需要花检查费60元, 社区患者平均节约其他费用26.83元, 县乡患者节约235.50元。

元

2.3两组远程心电监测中心就诊花费时间比较 (见表3)

由于距离关系, 社区比县乡就诊时间明显减低。在分站就诊及时, 社区患者平均节约在途往返等时间7.17h, 而县乡患者节约30h。

3讨论

随着经济的发展, 我省普及远程心电监测项目已经进入了城市社区卫生服务中心和县乡医院, 在发达国家已经进入了家庭[2,3]。山西省地处我国华北黄土高原, 东有太行山, 西有吕梁山, 居民散布居住, 县乡医院开展远程心电监测的服务模式使患者受益[4,5]。本研究比较县乡医院和城市社区卫生服务中心进行远程心电监测的效果。结果显示县乡组比社区组受检者心律失常检出率高, 就医费用高, 就医时间长。说明县乡患者就医条件不如城市患者, 同时也证实了远程心电监测检查节省了就医成本, 患者能及时就诊, 在县乡的患者受益更显著。国外进行了心力衰竭患者心脏康复家庭监测心电图和晕厥患者入院前远程心电监测都获得很好的效果[6,7]。在疾病诊断的基础上可以进一步开展心脏康复的心电远程监测, 对于控制心率和心律失常的检出有很大意义。

摘要：目的 研究城乡远程心电监测的效果。方法 选择山西省6个县乡和6个城市社区卫生服务站1 997例受检者, 比较心律失常检出率、就医费用及就医时间。结果 县乡组比社区组受检者心律失常检出率高, 就医费用高, 就医时间长 (P<0.05) 。结论 县乡开展远程心电监测检查可节省更多就医成本, 效果更明显。

关键词：心律失常,远程心电监测,城乡,社区

参考文献

[1]Shimada M, Hallstom A, Green WD, et al.Usefulness of the newly developed transtelephonic electrocardiogram and computer-supported response system[J].J Cardiol, 1996, 27 (4) :211-217.

[2]Scalvini S, Martinelli G, Baratti D, et al.Telecardiology:One-lead electrocardiogram monitoring and nurse triage in chronic heart failure[J].J Telemed Telecare, 2005, 11:16.

[3]顾菊康.各国心电远程监护研究进展[J].国际心血管杂志, 2007, 8 (1-4) :38-41.

[4]王红宇, 肖传实, 汪红霞.山西省远程电话传输心电监测与县区心脏急救服务[J].国际心血管杂志, 2007, 8 (1-4) :28-30.

[5]肖传实.远程电话传输心电监测在院外冠心病患者中的应用价值[J].国际心血管杂志, 2008, 9 (1) :15-17.

[6]Piotrowicz E, Jasionowska A, Banaszak-Bednarczyk M, et al.ECG telemonitoring during home-based cardiac rehabilitation in heart failure patients[J].J Telemed Telecare, 2012, 18 (4) :193-197.

[7]Brunetti ND, De Gennaro L, Dellegrottaglie G, et al.Prevalence of cardiac arrhythmias in pre-hospital tele-cardiology electrocardiograms of emergency medical service patients referred for syncope[J].J Electrocardiol, 2012, 45 (6) :727-732.

远程监测 篇2

（征求意见稿）

编制说明

标准编制组

2017年3月

一、标准制订背景

2014年4月，环保部办公厅发布 [2014] 43号文《关于加强环境质量自动监测质量管理的若干意见》提出“环境质量自动监测数据的质量是环境质量自动监测工作健康发展的关键和生命线，环境质量自动监测质量管理不仅关系着数据的客观、真实、有效，也关系着环境质量监测工作的公信力，更关系着环境保护工作的科学性与决策的正确性”。该文也明确提出，“推进质控平台和网络建设，创新质控手段。构建国家、省、市三级环境监测质量监控体系”。

2015年7月，国务院办公厅发布 [2015] 56号《国务院办公厅关于印发生态环境监测网络建设方案的通知》提出“各级相关部门所属生态环境监测机构、环境监测设备运营维护机构、社会环境监测机构及其负责人要严格按照法律法规要求和技术规范开展监测，健全并落实监测数据质量控制与管理制度，对监测数据的真实性和准确性负责”。

2015年12月，环保部发布 [2015] 176号文《国家生态环境质量监测事权上收实施方案》提出“国家负责国家水环境监测质量控制工作，建立水环境质量监测质量控制技术体系。”“自动监测远程质控：对地表水自动监测站进行远程质控，实时动态监视和分析水质自动监测的数据质量，实现可疑数据自动报警”。

2016年3月，中国环境监测总站印发《2016年国家环境监测网环境监测质量管理工作要点》提出，“地表水自动监测远程质控技术应用示范，开展国控地表水自动监测站远程质控技术研究与应用示范。对自动站进行远程质控改造，采用远程质控系统对水质自动监测设备进行远程质控，对监测数据质量进行实时监视和分析，为监测质量监督核查提供依据”。

综上所述，水质在线监测远程质控在国家层面已经成为水环境保护着力推广的关键管理手段，关于水质在线监测远程质控的技术指导规范亟待出台。

二、任务来源，主要工作过程

2016年河北省质量技术监督局下达了《河北省水质在线监测远程质控技术规范》（DB 2016-XX）河北省地方标准制订计划，项目编号为XXX，任务承担单位为河北鸿海环保科技有限公司，协作单位为河北省环境监测中心站和石家庄

市环境监测中心。

该任务下达后，河北鸿海环保科技有限公司立即组成标准编制组开展《河北省水质在线监测远程质控技术规范》的制订工作。查阅国内外相关技术资料，进行认真研究，根据管理方指导思想，参考现有设备设计标准进行标准制订，编写《河北省水质在线监测远程质控技术规范》草案征求意见稿和标准编制说明。

三、确定技术规范主要内容（如技术指标、参数、公式、性能要求、试验方法等）的依据

水质在线监测的远程质控应该是通过一套软硬件匹配的自动化系统来实现的。这套系统应该是独立于水质在线监测设备运行的，具有独立的控制系统、独立的通信系统和独立的标准物质传输系统。该标准中对于这个系统进行了定义，并对该系统的技术指标、参数、性能要求等内容的做出制定，其间参考了行业标准《HJ/T 353 水污染源在线监测系统安装技术规范》、《HJ/T 354 水污染源在线监测系统验收技术规范》、《HJ/T 355 水污染源在线监测系统运行与考核技术规范》、《HJ/T 356 水污染源在线监测系统数据有效性判别技术规范》，以及地方标准《DB 13T 1642.1 水污染物连续自动监测系统第1部分技术要求和安装技术规范》、《DB 13T 1642.2 水污染物连续自动监测系统第2部分验收技术规范》和《DB 13T 1642.3 水污染物连续自动监测系统第3部分运行与考核技术规范》，以使该系统的参数制定及性能指标满足环境保护行业要求。该标准主要适用于这一套自动化的质控系统的安装、验收、试运行和考核，核心应用是对所质控在线监测设备产生的监测数据的有效性审核。

四、与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系

2012年4月11日环境保护部办公厅发布文件 [2012] 57号，关于印发《污染源自动监控设施现场监督检查技术指南》的通知。《污染源自动监控设施现场监督检查技术指南》第8条 废水自动监控设施重点检查，关于采样管路描述如下：

8.1 废水采样系统

（1）检查采样点与分析仪器连接，是否正常联通，无给水、排水管路外的其他旁路；检查反冲洗管路，不存在对采集水样的稀释现象；

不正常运行情形判别：存在给水、排水管路外的其他旁路，反冲洗水存在对采集水样的稀释现象。

在《河北省水质在线监测远程质控技术规范》中对采样管路的规定如下： 5.1.5.12 工作溶液的输送过程不应对在线监测设备的取样过程造成诸如稀释、混合的影响。

《HJ/T 356 水污染源在线监测系统数据有效性判别技术规范》第6章 数据有效性关于监测数据描述如下：

6.5 自动分析仪、数据采集传输仪及上位机接收到的数据误差大于1%时，上位机接收到的数据为无效数据。

在《河北省水质在线监测远程质控技术规范》中对数据传输的规定如下： 7.3.3 数据传输正确性

系统稳定运行一个月后，任取其中不少于连续7天的数据进行检查，要求远程操作客户端或远程监控平台接收的数据、现场质控仪器所读取和存储的数据完全一致；现场质控仪器所读取并存储的数据和远程操作客户端或远程监控平台接收的数据，与水质在线监测设备显示的测定值相比，这三个环节的实时数据应保持一致，并且应符合《HJ/T 356 水污染源在线监测系统数据有效性判别技术规范》关于数据传输的要求。

综上所述：本标准与现行法律、法规和强制性标准没有冲突。

五、水质在线监测远程质控的目的

水质在线监测远程质控的主要目的是利用自动化设备代替人工手动质控，尽量减少工作人员在监测现场的工作强度和各项支出。通过远程通信技术及自动控制技术，远程进行质控操作，脱离对手动操作的依赖，提高工作效率，利用“互联网+”技术实现的远程质控体系，形成高度扁平化的监督和维护管理模式。

水质在线监测远程质控的根本目的是实现在线监测数据的有效性的自动审核，由在线仪器自动判断监测数据是否合理合规。

另外，远程质控可以提高质控频率，有效的提高监测数据的时效性。依据《污染源自动监控设施现场监督检查办法（环保部令第19号）》，监督检查机构对国家重点监控企业污染源自动监控设施的例行检查每月至少1次；对其他企业污染源自动监控设施的例行检查每季度至少1次。现场监督检查的方式包括仪器标定和监督性监测。

依据《HJ/T 355-2007 水污染源在线监测系统运行与考核技术规范》，每48小时自动进行总有机碳（TOC）、氨氮、总磷水质自动分析仪及化学需氧量（CODCr）水质在线自动监测仪、紫外（UV）吸收水质自动在线监测仪的零点和量程校正；每月至少进行一次实际水样比对试验和质控样试验，进行一次现场校验，可自动校准或手工校准。

依据《HJ/T 356-2007 水污染源在线监测系统数据有效性判别技术规范》，从上次零点漂移和量程漂移合格到本次零点漂移和量程漂移不合格期间的监测数据作为无效数据处理；从上次比对试验或校验合格到此次比对试验或校验不合格期间的在线监测数据作为无效数据。

由此可见，由于水质在线监测设备自动校准或者人工比对核查的周期较长（2天到一个月不等），一旦设备发生异常，大量在线监测数据将成为无效数据。通过远程质控提高在线监测设备的质控频率，将原来每周一次的标液核查，每月一次的人工比对推进到每日进行一次数据质量核查，可以得到大量有量值溯源保证的有效数据。

六、远程质控的质量保证

远程质控的质量保证，简单来说就是质控用标准物质的质量保证措施。本标准规定：水质在线监测远程质控的工作溶液可以按照相应项目的国家标准规定的方法制备，必须由具备CMA资质的实验室配制，必须实现量值溯源，并且定期使用有证标准物质对工作溶液进行验证。

本标准规定：标准物质和工作溶液的使用、保存及运输应当建立相应的质量保证措施，保证标准物质和工作溶液的化学性质稳定。根据质控标准物质的化学性质，及时更换现场的标准物质，确保标准物质有效。

除此之外，配制工作溶液所用的所有量器均应按照国家计量规程进行周期性计量，所有数值都可以追溯至国家标准。玻璃量器应按照《JJG 196 常用玻璃量器检定规程》进行计量，分析天平应按照《JJG 1036 电子天平检定规程》进行计量，干燥箱等温度设备应按照《JJF 1101 环境试验设备温度、湿度校准规范》进行计量。

一般情况下，溶液的物质浓度易受温度变化的影响，本标准中规定：工作溶液在使用时的温度应当与配制时的温度相同，以减小温度差异对工作溶液浓度的影响。考虑到溶液通常采用冷藏保存的方式来延长使用期限，该标准中还要求在室温下配制的工作溶液应当在室温下使用。工作溶液如果是冷藏保存的，在使用前应当使其恢复至配制时的温度。

七、技术参数

标准编制者经过大量测试，确定了可以实现的远程质控系统的技术指标，并尝试在本标准中提出指导性的技术参数：同一浓度工作溶液经水质在线监测远程质控系统连续输送，溶液浓度的相对误差应不大于1%；不同浓度工作溶液经水质在线监测远程质控系统交叉输送，溶液浓度的相对误差应不大于1.5%。测试方法：从水质在线监测设备取样口采集输送后的工作溶液，与现场质控仪器存储容器内的工作溶液对比，同时用国家标准方法（HJ 535-2009 水质 氨氮的测定 纳氏试剂分光光度法、GB 11914-1989 水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法等）测试浓度，比较结果的差异。

关于质控样品，《河北省水质在线监测远程质控技术规范》规定了：每个质控项目应具有至少3个浓度的工作溶液。对于排污单位和污水处理厂来说，标准编制者建议将3个浓度设置为：接近实际监测水样的浓度、出水口排放限值3倍的浓度、低于实际监测水样的浓度，或者设置为现场监测设备测试量程的30%、50%、80%数值附近的浓度。

八、对现场的改造

为了保证质控效果，在质控过程中，质控样品应与监测样品经过一样的管路。这样可以保证整个质控体系的稳定性，进而保证监测数据的可靠性。

数据读取方面，为了保证现场质控仪器获取的监测数据与现场上传的数据一致，数据获取方式可以分为两种：一种是现场质控仪器与现场监测设备直接连接，直接读取监测设备的测试数据；另外一种是现场质控仪器与数据采集仪或者现场工控机连接，从数采仪或工控机读取监测数据。前者需要明确了解每次测试开始的时间点，并设定数据读取的时间点；而后者需要数采仪或者工控机对现场质控仪器开放监测数据库，并建立双方的通讯协议。

九、污染源排放限值以下质控数据的应用

对于污染源来说，排放口的监测数据的质控，应该区分来看待。当监测数据低于排放限值时，质控数据的可接受限度可以适当放宽，一方面大多数的在线监测设备对于低浓度样品的测试精度不佳，尤其是在仪器的检出限附近；另一方面在排放限值以下，只要不超过排放限值，监测数据的偏差大一些还是小一些，并不会对最终的考核结果造成影响。因此对于污染源排放限值以下的质控数据，标准编制者建议只用来判定在线监测设备的运行状态趋势，而不用于在线监测的运行考核。

十、质控方式的选择

通过对质控相关管理办法（详见十二 编制依据）的研究及对质控的指导思想的认识，标准编制者认为水质在线监测远程质控应当以定值质控为基础，可以兼具加标质控、平行样质控、留样质控、稀释质控等其他实现手段。

定值质控，指质控所采用的工作溶液具有确定浓度的标准物质，水质在线监测设备测试该工作溶液应当返回确定区间的数值，由此判断在线监测设备的准确度。也就是定值标液核查、质控样核查，用于直接判断监测设备的准确性。

加标质控：向已经测试的监测水样中加入一定量的标准物质，之后再次由水质在线监测设备进行测试，两个测试结果进行比对，计算所加入标准物质的回收率，判断在线监测设备的准确性。

因为通过加标回收实验来做质控，加标过程复杂，测试结果需要计算标准物质的回收率，只能从侧面考察仪器的性能，不能直观反映在线监测设备的准确性，所以加标质控不能作为核心的技术手段。

平行样质控：在水质监测设备测试前，样品分为两份，一份用于常规测试。如果测试结果超标，在本次测试结束后立即对另外一份水样进行测试，根据测试结果的重复性判断在线监测设备的准确性。因为平行样质控只能考察仪器对于同一个样品的重现性，所以平行样质控不能作为主要技术手段。

留样质控：在监测结果超标时，可以启动留样功能，对同一份水样另外保存，用其他方法进行测试。根据测试结果的重复性判断在线监测设备的准确性。因为质控测试采取了不同于在线监测设备的方法，所以留样质控有很大的局限性。

稀释质控：采用高浓度的标准物质，通过自动稀释制备指定浓度或者任意浓度的工作溶液，对水质在线监测设备进行质控的方法。稀释质控应该是针对监测异常值采用的，由监测异常现象触发的。因为在质控设备内部进行了标液配制，标液的不确定性有所增加，无法判定质控数值的准确，所以稀释质控只能用于趋势判断。

十一、权限设置

本标准规定水质在线监测远程质控应在现场质控仪器和远程操作客户端、远程监控平台设置不同权限级别的管理者和使用者。只有经许可的人员方能进入和使用系统，未经授权的人员无法进入和使用系统。系统应能够记录未经许可的人员试图访问系统的行为，并且会自动记录已授权使用者登录系统后的全部操作过程。

水质在线监测远程质控的系统软件可以在环境监测管理机构内部安装多个客户端，实现多层权限分级管理，各部门依据职能实现权责范围下的质控管理。系统软件的每个使用者只能有一种身份，有自己独立的密码，不可兼具不同级别的权限。

十二、编制依据

DB13/T 1642.1-2012 水污染物连续自动监测系统第1部分技术要求和安装技术规范

DB 13/T 1642.2-2012 水污染物连续自动监测系统第2部分验收技术规范 DB 13/T 1642.3-2012 水污染物连续自动监测系统第3部分运行与考核技术

规范

HJ 493-2009 水质 样品的保存和管理技术规定 HJ 494-2009 水质 采样技术指导

HJ 495-2009 水质 采样方案设计技术规定 HJ 630-2011 环境监测质量管理技术导则 HJ/T 91-2002 地表水和污水技术规范

HJ/T 353-2007 水污染源在线监测系统安装技术规范 HJ/T 354-2007 水污染源在线监测系统验收技术规范 HJ/T 355-2007 水污染源在线监测系统运行与考核技术规范 HJ/T 356-2007 水污染源在线监测系统数据有效性判别技术规范 HJ/T 372-2007 水质自动采样器技术要求及检测方法 JJG 196-2006 常用玻璃量器检定规程 JJG 1036-2008 电子天平检定规程

JJF 1101-2003 环境试验设备温度、湿度校准规范

国家生态环境质量监测事权上收实施方案（环发 [2015] 176号）

国务院办公厅关于印发生态环境监测网络建设方案的通知（国办发 [2015] 56号）

优加利：梦圆心脏远程监测 篇3

硅谷，全球高科技企业仰慕的神圣之地。中美创业黑马大赛让我和我的队友们有机会站在这里介绍来自中国的原创技术和创业理念，同时也让我们深深感受了美国科技事业发展的独特氛围。

我们看到，中美两国在科技环境上有着显著差别，创业者的理念也有很大不同。美国科技环境优越，一个创新理念从提出到技术研发、上市，所有中间环节都有完善的商业模式作为支撑。但我们相信，在当今网络时代，这种差距会逐步缩小乃至消失。

优加利的心脏远程实时监测技术，已于今年3月获得了美国专利商标局（USPTO）发明专利授权，我们的电生理数据平台规模已快速进入全球前三名。

回顾我的创业历程，起点是一个梦想。作为一名心内科医生，我经常碰到情况是，心脏病人被送到医院时，已经失去了生命。我的最初梦想是，发明一项心脏远程监测技术，使之能够及时发现患者发病先兆，及时给予干预，挽救他们的生命。

2003年，移动无线数字通讯在中国刚刚萌芽，一位美国摩托罗拉工程师展望无线网络世界魅力的一篇文章让我激动万分。我想象的一个场景是，心脏病患者在社会上、在家中、在活动中、在睡眠中，都可以连接移动网络并发送数据，以获得医生的分析诊断和医疗决策，那将是一种从没有过的神奇设备。当时我就确信，未来一定是移动网络医疗的世界，于是开始研究基于移动互联网的心脏远程监测技术。

这是我创业途中攀越的第一座大山。历经艰辛磨难，2005年，我终于研究成功了全球第一个直接连接移动互联网的心脏医疗终端iHolter技术，开创了医疗级心脏移动监测技术的先河，解决了美国、以色列在同一技术上需要手机或网络设备转发数据的弊端。

一时间，我踌踌满志，但残酷现实击碎了理想，因为，将技术转为商用是更为艰难的征途。后退是死路一条，只能狠下心来，继续攀越。

在山东大学齐鲁医院高海青教授的全力支持下，我和我的团队开始了为期三年的大样本临床试验和国际漫游试验，以验证这一技术的可靠性和安全性。

与此同时，我们将目光紧紧盯在了商业模式上，因为这是商业化成败的关键。如何找到海量刚性需求患者，如何为患者服务，患者如何付费，在解决了上述三问题后，优加利的商业模式逐渐清晰起来。

截至今年3月底，我们已为30万例患者提供了远程监测服务，挽救了1.17万例患者的生命。我们的数据云平台向全球移动医疗终端制造商、服务商开放，已赢得了众多跨国公司的青睐与合作，优加利终于从初创阶段进入到了一个快速发展的里程碑式新时期。

远程电力防窃电监测系统 篇4

随着电力体制改革的逐步深入, 电力已经走入市场经济。原来的电力局将逐步转变为电网经营企业, 从事电网经营这个主营业务。电力成为我们赖以生存的重要支柱, 同时也是制约经济发展的重要因素之一, 所以在加快发电力建设的同时, 进一步改进和提高电力远程防窃电监测水平是十分重要和必要的。

为了适应电力远程监测的新要求和新特点, 采用无线电流变送器, 该变送器可以在基于虚电位的原理上, 实现电力变压器的一次侧电流的实时采集和无线传输。解决了高压侧电流不能直接测量的难题, 并且基于该变送器组建的集电能测量、抄表、监测、报警和配变等功能的电力远程防窃电监测系统。

2 基本组成和工作原理

远程电力防窃电监测系统由无线电流变送器、无线数据集中器、多功能电能表和监控中心的主站组成。 (1) 无线电流变送器安装在用户变压器的一次高压侧, 采集一次侧电流并用无线方式发送至无线数据集中器; (2) 无线数据集中器安装在用户端, 通过无线采集接收高压侧的电流信息, 并且通过485通讯读取多功能电能表上的电流及功率信息, 进行比较、运算、登记、存储等处理, 并通过GPRS上传监控中心主站。 (3) 多功能电能表安装在用户侧前端, 完成对电压、电流、电能等的计量, 带有485接口便于无线数据集中器的数据读取。 (4) 监控中心的主站全面汇总各无线数据集中器的数据, 按照具体的要求, 进行数据的比较、显示、存储等综合处理。根据用户设定对异常情况进行自动报警。

无线电流变送器于和高压线路同电位, 工作电源也仅由一次电流感应供给, 无需外加电源。无线数据集中器可以直接进行对采集到的数据实时比对, 定时将监控中心的主站需求的信息上传, 出现异常时, 上传报警信息。

远程电力防窃电监测系统的组成示意图如图1。

3 系统的功能和特点

3.1 系统的功能

(1) 具有数据采集功能, 可以实时采集电流、功率、电压和电能值; (2) 具有数据传输功能, 分为三种模式: (1) 无线模式:通过无线模式读取电流变送器的电流数据; (2) 485模式:通过485模式读取多功能电能表的各项数据; (3) GPRS模式:通过GPRS模式实现监控中心的主站与数据集中器的数据传输; (3) 具有报警功能, 对用电的突发事件进行异常报警; (4) 具有设置功能, 主站可以通过GPRS设置数据采集器的相关参数; (5) 具有管理功能, 主站能全面汇总各无线数据集中器的数据, 按照具体的要求, 进行数据的比较、显示、存储等综合处理;

3.2 系统的特点

(1) 真实、可靠的防窃电 (用电异常) 监测, 用变压器高压侧的实测功率与用户表计的功率进行实时对比, 可及时发现用电异常; (2) 电流变送器就地取电, 无需另外供电, 在变压器额定电流的5～150%范围内正常工作; (3) 电流采集精度高, 测量误差小于0.5%; (4) 发现异常, 数据集中器会实时向监控中心的主站报警; (5) 可方便地与多功能电能表、配变和负控等设备连接; (6) 电流变送器与集中器间的微功耗无线通讯可靠; (7) 可以通过监控中心的主站对电流变送器和集中器的各项参数, 进行远程设置; (8) 系统自动绘制一次侧功率与用户表计的功率实时比对曲线。

4 监测系统主站

(1) 通过主站可以设置数据集中器的工作参数, 以确定数据集中器的工作模式。

1) 设置数据集中器抄读电流变送器数据的时间间隔, 比如设为5分钟, 每隔5分钟数据集中器向电流变送器要一次电流数据;2) 设置高压变压器和表计的测量互感器的变比, 便于数据集中器对表计的电流和电流变送器所测的电流进行等量综合对比。3) 设置发生异常时, 数据集中器向电流变送器要数据的时间间隔, 发生异常后, 一般是缩短时间间隔, 以便进一步验证异常状态。4) 设置与电流变送器进行电流比对的多功能电能表的表号以及变送器与表计测量电流“不平衡”报警的“阀值”。

(2) 发生异常后, 由数据集中器主动上报告警信息, 主站接到报警后在界面上以闪烁图形、比对曲线和声音进行报警, 在点击报警图形后用对话框显示报警详细内容。同时报警详细内容作为一个事件被记录在数据库中, 并记录报警发生时间。

1) 失电和上电报警:显示并记录出现该项报警的时间、采集器的编号、具体的安装地址。2) 数据对比异常报警:对电流变送器采的电流和表计采的电流进行对比, 超出设定阀值时的报警, 显示并记录报警的数据采集器的编号、安装地址、报警发生时间, 该项报警需要人工清除。3) 相关联的表计报警:由数据集中器上报表计的报警信息, 显示并记录报警的数据采集器、表计的编号、安装地址、报警发生时间。

(3) 可以对数据集中器和表计进行实时召唤, 以方便对个别用户进行人工监控并可实时远程抄收电能表的数据。

1) 用户可自行选择抄表项。2) 可通过对电表编号列表的选择, 抄收一只 (指定) 电表或一批电表的数据。3) 抄收数据采用表格显示, 数据被保存在相应的DBF数据库中, 数据中包含抄表成功的时间字段, 并提示抄表成功和失败的等信息。4) 可对抄收的数据上网保存并打印。

(4) 可设置定时抄表任务, 根据定时抄表任务的执行起始时间和执行周期信息, 定时任务会周期的自动执行采集操作, 所要采集的电能表对象和数据项均在定时抄表任务中指定, 所采集的数据存储在相应的DBF数据库中。

(5) 可通过主站对数据采集器进行GPS对时, 保证集中器时间的准确性

(6) 可对电流数据进行曲线图对比, 使得对比结果一目了然。

摘要：电力远程防窃电监测系统, 可实时动态监测电力高低压运行参数, 测量、抄表、监测、报警, 适应了电力防窃电监测的新要求和新特点。

关键词：无线,防窃电,监测

参考文献

[1]GB1208-2006电流互感器.

[2]GB/T13850.2-92交流电量转变为直流电量用电工测量变送器.

远程监测 篇5

以山东省地质环境自动化远程监洲项目为例,根据国家有关部门颁布的政策、法规、条例、方法与参数,从技术经济、社会经济等角度出发,对项目的必要性、技术经济效益和社会效益等进行了评价与分析论证.进而判断其是否可行与合理.项目评价的结论将为政府部门进行地质环境自动化远程监测项目优选和方案优选及投资决策提供依据.

作 者：魏嘉 魏媛 胡玉禄 赵琳  作者单位：魏嘉,胡玉禄,赵琳(山东省地质环境监测总站,山东,济南,250014)

魏媛(山东省城乡建设勘察院,山东,济南,250031)

刊 名：科技信息 英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)：2009 “”(19) 分类号：X8 关键词：地质环境   自动化远程监测   社会评估  

★ 湖南区域竞争力评价指标体系及其综合评估

★ 城市污水处理厂BOT项目投融资方式财务评估

★ 基于GIS空间信息单元格的区域洪灾损失快速评估模型

★ 农村乱占耕地建房工作经费项目事前绩效评估报告

远程监测设备，把医院背在身上 篇6

以无线网络将病人和医院连接起来的远程监测设备能解决这一难题。在这一领域走在前面是GE、飞利浦等跨国公司。亦有数家中国公司效法研发，但精度还不尽理想，如心电数据大多止步于“三导”（三导联，指显示3种心电波形）。

在本土军团中，“好络维”处于领先位置。这家公司成立于2006年，不单在多生理参数同时监测上取得了技术突破，且因后台数据分析系统出色，与解放军总医院（301医院）远程医学中心合作建立了一个国家级实验室，将数据精度做到了不输进口设备的“十二导”（十二导联，指显示12种心电波形）。

据其创始人、总经理孙斌透露，好络维目前已经开发出四款产品：分别针对医院或社区、出院病人或老人、未发作病患的三款远程监测仪，和一个建立在此基础上的物联网健康管理平台。

产品解决了什么问题？

以心脏病为例。心肌梗塞一般会在发作十天前出现征兆，病人感觉不适，十多分钟缓解。去医院检查，心电图显示一切正常。如果后来还是发作，运气不好可能便会致命。

这显示出依据孤立时点数据做诊断的不充分，和参考病人日常监测数据的重要性。为此，好络维推出了背在病人身上的终端监测仪，可以24小时不间断地收集心电、呼吸、血压、血氧、脉率等数据。这些数据会同步至后台自动分析，也可供医生调用以做出更准确的诊疗判断。

对尚未发作的病人来说，是为“上工治未病”。对于已经接受手术的病人而言，则相当于把病房延伸到了家庭，可缓解医院病床短缺的矛盾。用这些设备将县及县以上医院的医疗资源延伸到社区、村镇，可将目前人口普查、社区健康筛查中的粗略资料升级成真正有据可靠的人口健康档案。如发现病情，可与大医院远程会诊、转诊，实现国家提倡的“三级医疗”。

具体来看，每一个使用好络维产品的病人都有一份存储在云端的个人档案。做完检测，只要有无线信号，结果即可上传。登录好络维的健康管理网站，可以得到一份后台数据分析出具的健康报告，有医生就此初诊，给出是否需要去医院进一步检查的建议。如有需要，好络维可提供预约挂号服务，所有与其建立合作的医院都认可，并可查阅健康档案作为诊疗参考。倘若病人需要手术，术后康复阶段的医患沟通亦可依靠此云端档案远程进行。

有何进展和困难？

孙斌坦言，在面向医患双方做推广时遇到的最大障碍不是进医院、进渠道，而是中国老百姓的医疗消费观念：习惯于生病之后再就医，而非投资于预防。

因此，好络维将较多功夫下在了与重点医院建立合作和借助政策资源推广上。比如，与301医院建立合作，从而打通了其下辖的上千家部队医院；瞄准有国家重点扶持的老干部群体，在华东五省一市的干休所都进行了试用，还将进一步在全军一千多所干休所广撒网；与杭州市桐庐县卫生局合作，将桐庐县人民医院和190个农村医疗网点连接起来。农民就近在乡镇卫生院监测生命体征，数据同步至县医院和301医院的远程会诊中心，必要时即时会诊。

2008年走入市场至今，好络维已陆续与100多家医院签立了合作协议，拿到了科技部的“十二五”重点科技项目，去年约实现销售额4000万人民币。不过，它的目标不只是靠价格优势进口替代，更立志要在技术上2-3年内追赶GE，在远程监测细分市场“复制”迈瑞的辉煌。

无线粮情远程监测系统 篇7

随着科技的不断发展, 传感器技术和各种通信网络被应用于粮情监测系统中代替传统低效耗时的人工方法, 对粮仓中的温度、湿度这两项主要影响参数进行监测显示。但是现有的粮情监测系统大都只采用PC机作为监测显示平台, 终端比较单一, 工作人员要时刻守在PC机前才能及时地掌握粮情参数信息。所选择的芯片不够高集成化, 进而设计的电路不够精简, 造成了监测系统不够便捷和能耗的浪费。

分析上述不足, 本文设计了无线粮情远程监测系统, 采用现代双向无线通信中的Zig Bee技术[2], 在基于粮情监测系统[3]的基础上引入3G技术, 添加除PC机外的智能手机作为移动监测显示平台。在智能机普及的大背景下, 由3G通信网络高效和流畅地传输信息, 从而达到将粮仓的粮情参数以无线的方式远程发送到监测中心或是智能手机上。极大地提高了系统的通用性, 实现便捷、智能地远距离掌握粮情参数的变化情况, 能及时采取相应措施来保证粮食存储的安全和品质。

1 系统总体架构

根据系统功能需求和粮仓的实际情况, 设计的无线粮情远程监测系统包含粮仓前端数据采集部分和远程监测显示部分, 其系统框架如图1所示。其中前端数据采集部分包括传感器节点和协调器节点, 监测平台包括PC机和智能手机。

将传感器节点分布在粮仓内外, 每隔一段时间采集粮仓内外的温、湿度数据信息。通过自主组网的Zig Bee无线传感器网络[4]传输给协调器节点。由协调器节点上的主控芯片对数据信息进行处理, 再经由3G模块通过先进的3G网络将信息最终无线远距离传输给监测平台。多终端的监测平台负责显示信息, 为用户提供监测依据, 用户可以在PC机或者智能手机上直观便捷地监测粮情信息。

2 系统硬件设计

在此无线粮情远程监测系统中, 硬件设计包括传感器节点和协调器节点的硬件设计, 即系统的前端数据采集部分。以下分析其硬件设计过程。

2.1 传感器节点硬件设计

传感器节点由数字温湿度传感器、Zig Bee模块和电源模块组成。由于其以无线的方式分布于粮仓中, 仅使用干电池供电, 电量有限, 为了节省功耗, 在满足系统需求的情况下, 传感器节点从芯片选择、工作模式和硬件设计各方面都进行了充分的考虑。

通用成熟的IC模块CC2530芯片, 是一款支持Zig Bee协议, 应用于无线传感网系统的片上系统[5]。CC2530结合了领先的RF收发器的优良性能, 业界标准的增强型8051CPU, 能够自主组网, 简单易用, 正常工作时芯片功耗很低。

CC2530芯片还具有多种运行模式, 且这些模式之间的转换时间短。利用这一特点, 设定传感器节点为休眠和唤醒工作两种模式。空闲时进入休眠模式, 经过一段设定的时间后, 节点被唤醒工作, 采集温、湿度数据信息并进行信息传输, 进一步降低了节点功耗。

在传感器节点硬件设计上力求简单实用, 设计结构包括CC2530片上系统、32 MHz系统时钟和32.768 k Hz的实时时钟、调试接口、串行接口、天线以及为系统供电的电池。仅有CC2530片上系统是主要的能耗者, 所以整个传感器节点能耗十分低。传感器节点结构框图如图2所示。

2.2 协调器节点硬件设计

协调器节点作为各粮仓Zig Bee无线传输网络和3G网络的连接节点, 一方面接收各个传感器节点发送来的粮情参数信息, 与传感器节点进行信息交互。另一方面, 要将粮情参数信息发送到远程的PC机监测平台和移动智能手机上, 与监测平台也进行信息交互。所以要求协调器节点有较强的处理能力和存储能力。相比传感器节点, 协调器节点多加了一块微控制器芯片。协调器节点由微控制器模块、Zig Bee模块、3G模块和电源模块组成。

本系统中选择PIC32MX795F512L芯片作为主控芯片, 主频为80 MHz, 内置512 kbyte Flash, 128 kbyte SRAM, 另有流水线控制器等硬件资源。有较强的运算处理能力和可靠性, 丰富的支持软件, 便捷的编程和调试模式。满足系统设计要求。

3G通信模块选用SIMCOM公司的SIM5218。内置TCP/IP协议栈, 支持3G操作模式, 上行链路信息传输速率达到7.2 Mbit/s, 下行链路信息传输速率达到5.76 Mbit/s, 具有更宽的工作频带和工作温度范围。能实现收发信号用户信息识别, 支持AT指令。插入SIM卡之后, 即可使用。在远距离移动通信领域, 为用户提供了高度自由、方便的解决方案。

Zig Bee模块仍选用CC2530芯片。另外, 协调器节点处理数据能力强且要始终保持工作状态, 耗电量比较大, 系统采用直流电源供电。整个协调器节点的结构框图如图3所示。

协调器节点电路中, PIC32MX795F512L芯片分别与CC2530芯片和SIM5218芯片通过串口相连, 即Zig Bee模块串口与微控制器模块串口0相连, 3G模块串口与微控制器模块串口1相连。时钟电路选用11.059 2 MHz的外部晶振电路, 复位电路是使用IMT811T芯片完成复位功能, 考虑若遇到突发中断, 大量数据需要存储而造成片内存储器的压力, 在系统中外接了一片16 Mbyte的Flash存储卡。另外, 由于各芯片对供电电源的要求不同, 需要考虑选择一些芯片实现电源转换和电平转换电路, 这里不再赘述。

3 系统软件设计

3.1 信息采集端

信息采集端的软件设计包括对传感器节点中CC2530芯片的软件编程, 对协调器节点中PIC32MX795F512L芯片的软件编程以及串口通信协议的制定。

传感器节点上电后通过AT命令进行初始化, 对ZigBee模块进行基本设置, 包括完成串口设置和通信模块启动[6]。初始化完成后自主搜索并请求加入无线传感器网络, 一旦成功加入网络, 传感器节点进入休眠模式, 在设定的时间周期到达时, 节点被唤醒采集粮仓内的温、湿度数据信息并通过Zig Bee模块传输给在同一个无线传感器网络中的协调器节点的Zig Bee模块上。

协调器节点上电同样初始化后, 自主建立网络并侦听周围情况。当有传感器节点请求加入网络时, 允许其加入。在传输数据信息方面, 若PIC32MX795F512L芯片串口0接收到来自CC2530芯片串口传输过来的数据信息后, 微控制器模块将数据信息处理后由串口1传输给SIM5218并通过指令控制SIM5218发送数据信息达到监测平台。

依照软件功能要求, 设计的传感器节点流程如图4所示, 协调器节点程序流程如图5所示。各节点按照各自的流程将数据信息周期性地传输给监测平台。

协调器节点和PC端也是通过串口通信的, 有必要设置串口通信协议。本系统中此协议的格式为:协议起始固定的4 byte为#TCP的ASCII码“0x23 0x54 0x43 0x50”;客户端号2 byte, 分别为高位和低位;选择接收或是发送1 byte;操作命令1 byte;数据域长度2 byte, 分别为低位和高位;最后是数据, 依照数据大小长度不定。

3.2 监测平台

粮库后台服务器通过3G通信网络与协调器节点建立TCP/IP协议来传输信息。服务器后台采取多线程处理机制, 能够同时与多台协调器节点建立通信连接并且传输信息。服务器接收来自采集前端所采集的数据信息, 并把接收到的信息进行解析存入信息库。另外服务器还具有查询协调器节点连接状态和统计连接个数等功能。监测平台软件结构如图6所示。

由于监测平台包括PC机和智能手机, 为了实现这两种终端的功能, 采用服务器发布Web Service作为一个Web服务接口供PC机和智能手机调用。监测平台只要能够访问Internet, 任何开发语言所开发的程序皆可调用Web Service。PC机采用ASP.NET开发网站调用Web Service, 智能手机安装采用Java开发的基于安卓系统的应用软件, 软件打开之后会通过3G网络调用服务器发布的Web Service服务接口。Web Service则会响应外部调用查询信息库信息并立即把它返回给调用服务接口的对象。

4 系统测试结果

系统在湖北汊河进行了测试。在每个粮仓内外都分布了传感器节点, 由于湿度空间变化不大, 仓内外各有一个AM2305温湿度传感器, 另外仓内总共使用了120个DS18B20数字温度传感器, 分布在粮堆的表面、中层和底层, 在显示界面中分别用上缆、中缆和下缆来表示。经调试, 系统每隔10 min采集一次温、湿度信息, 一个月始终运行可靠, 实现了粮仓温、湿度采集、传输、显示和历史信息查询的功能。PC机上和智能手机上最终的显示界面如图7、8所示。

5 小结

民以食为天, 粮食的存储尤为重要。以上提出了一种现代化的且具有多样监测平台的无线粮情远程监测系统。完成了系统节点的软硬件设计, 并进行了系统运行测试。其中, 集成成熟的Zig Bee模块具有更简单实用、低成本、低功耗、自主组网的优势;3G通信技术, 稳定可靠效率高;将智能手机也作为监测显示平台, 为其在工程系统的应用提供了实例。相比现有的无线粮情监测系统, 本系统具有对粮情监测更强的实时性、便捷性和更低的功耗。

参考文献

[1]许振伟.信息融合技术在粮情自动检测系统中的应用研究[J].中国粮油学报, 2006, 12 (6) :122-124.

[2]王锐华, 于全.浅析ZigBee技术[J].电视技术, 2004, 28 (5) :106-109.

[3]陆檩, 高珊, 李怡, 等.粮情监控系统的设计与实现[J].计算机工程, 2011, 37 (12) :255-261.

[4]孙利民, 李建中, 陈渝, 等.无线传感器网络[M].北京:清华大学出版社, 2005.

[5]李俊斌, 胡永忠.基于CC2530的ZigBee通信网络的应用设计[J].电子设计工程, 2011, 19 (16) :108-111.

汽车运行状态远程监测系统开发 篇8

汽车保有量的增加, 在给人们生活带来便利的同时, 也引发了一些诸如交通堵塞、交通事故等负面问题。在保证出行安全的前提下, 道路交通畅通已成为人们更为关注的话题。为实现“畅通道路”目标, 除了新建、改建道路和桥梁之外, 还必须保障车辆的正常运行状态, 以避免车辆在路上突然“抛锚”, 引发交通堵塞, 甚至导致安全事故发生。如果能对车辆的运行状态进行实时监测, 一旦发现车辆有潜在故障, 及时进行预警和维修, 防止车辆“带病”上路。汽车运行状态远程监测系统的开发就是基于这种思想而产生的。

1 总体方案设计

汽车运行状态远程监测系统由车载子系统、移动通信与网络通信子系统、状态监测与故障预测服务子系统组成, 见图1 。

1) 车载子系统。

该子系统由运行状态参数检测传感器组、状态参数采集和预处理模块、移动通信网络接口模块组成。

2) 移动通信与网络通信子系统。

利用移动通信网和计算机网络把车辆状态信息传送到设置于车辆维修企业或车辆管理中心的监测与故障预测服务器中。

3) 状态监测和故障预测服务子系统。

在监测与故障预测服务器及其微机局域网络系统中, 嵌入有自行开发的车辆状态监测与故障预测软件, 由此计算机硬件网络系统和专用软件构成了状态监测和故障预测服务子系统。

2 硬件系统实现

2.1车载子系统

车载子系统由信号采集模块、信号处理器、液晶显示模块以及实现与远程监测服务中心通信的无线通信模块组成, 见图2。

2.1.1 信号采集模块

汽车由若干个系统组成, 如汽车动力及传动系统、行驶系统、转向系统、制动系统等。每一个系统的工作状态都可以由一组参数及其参数之间的变化规律来反映, 例如: 对液压制动系统而言, 需要采集的信息包括:制动踏板行程、车速、车轮角速度、车轮角减速度、车辆负载量、车身纵向倾斜度、轮胎温度及轮胎压力等, 因此, 要装相关的传感器。个别量难于直接测出, 则通过其他量计算得出。对于装有制动防抱死系统 (ABS ) 的车辆, 车轮上都装有转速传感器, 于是, 可通过CAN 通信总线从ABS 控制器中提取车轮转速信号及其车轮角减速度信号。

2.1.2 数字信号处理器 (DSP)

车载子系统除实施状态数据的采集外, 还需作一些信号处理和计算, 较高实时性要求;同时还与车辆的其他控制系统相互通信, 并控制无线传输模块和液晶显示模块。本系统选择了TMS320F2812 数字信号处理芯片, 系统时钟采用30 MHz 的无源晶振;复位芯片TPS3307-18 具有手动复位功能和三路电压监测功能, 上电复位时间固定在200 ms, 满足整个系统各部分的复位时序要求;系统采用JTAG 仿真接口[1] 。

2.1.3 通信接口设计

1) 车载子系统与车辆内部其他ECU

通信。本设计中的网络接口单元利用专用协议芯片TL718[2] 加以辅助电路可自动适应KWP2000, ISO9141, SAE J1850 (CPW 和VPW ) 与CAN 5种协议。TMS320F2812 芯片内部具有CAN 控制器, 为使协议传输控制更加方便。CANH 和CANL 分别与外部端口连接, CANRx 和CANTx 分别同TL718 相应引脚相连。

2) 车载子系统与远程诊断中心通信。

车载子系统通过GPRS 网络实现与远程监测中心通信, 即远程监测中心接收来自车辆的运行状态信息, 并向车辆回传监测结果。图3所示为设立于监测中心、利用GPRS 移动通信网完成车辆运行状态数据传送的收发模块。GPRS 模块选用深圳华为公司产品GTM900B , 该模块提供丰富的语音和数据业务等功能, 用户无需实现PPP 协议也可以实现数据传输功能[3] 。

2.1.4 液晶显示模块

本系统采用的LCD 为深圳TOPWAY 公司的LM3033CFW-0B-1, 内置ST7920 液晶控制器。在电路设计时, 应特别注意DSP 与外围设备的时序配合。通过分别对TMS320F2812 的读、写周期和液晶模块的一个写使能周期的分析, 两者时序不匹配, 设计了相应的外部硬件等待电路[4]。为了解决时序问题, 实现TMS320F2812 对液晶模块的正常访问, 本系统设计时使用了分频计数器实现XREADY 信号的扩展方法[5]。

2.2移动通信与网络通信子系统

移动通信网和计算机网络是把车辆状态信息传送到设置于车辆管理中心的检测与诊断服务器中的通道。GPRS 是一种以全球手机系统 (GSM) 为基础的数据传输技术, 和连续在频道传输方式不同的是, GPRS 以封包 (packet) 来传输, 使用者所负担的费用以其传输资料单位计算, 较为便宜[6] 。

2.3状态监测和故障预测服务子系统

该子系统由监测中心的数据收发GPRS 模块和各软件模块 (包括:车载信息入库模块、综合数据库模块、知识库模块、知识库管理模块、推理机模块、预测结果发送模块) 和人机接口组成。见图4。

2.3.1 监测中心数据收发模块 (GPRS 模块)

监测中心服务器与GPRS 模块之间的通信是本系统的关键之一, 只有数据准确的传输, 才能及时准确地监测汽车的状态, 两者之间通信的具体实现步骤如下。

1) 串口驱动。

由于专家系统终端是用PC 机实现的, 必须从底层的串口通信开始逐渐实现GPRS 登录、数据的传输, 串口驱动包括打开串口 (opencomm) 、关闭串口 (closecomm) 、读串口数据 (readcomm) 、向串口写数据 ( writecomm ) 、串口中断 ( interrupt uartrxIsr) 等功能。

2) 登录GPRS网络。

通过GPRS 模块GTM900B 支持的AT 命令集对其进行初始化设置, 初始化如下:

AT+IPR=38 400; AT+CGCLASS="B";AT+CGDCONT=1, "IP", "CMNET";

发送"ATDT*99***1#", 若GTM900B 返回"310D"则表示成功接通GPRS 网络。

3) PC 机与GTM900模块的无线通信。

串口通信中每接收或发送一个字符就产生一个事件, 事件驱动方法就是利用MSComm 控件的OnComm 事件捕获并处理通信事件。

2.3.2 汽车故障预测专家系统的构建思路

本文所构建的专家系统主要由综合数据库模块、知识库模块、知识库管理模块、推理机模块、预测结果发送模块、人机接口6部分组成。重点介绍:综合数据库模块、推理机模块和人机接口的设计特点。

1) 综合数据库模块。

专家系统应用于对特定的汽车运行过程进行监测, 必须要满足车辆的不同要求。这首先要求数据库能够实现对司机和车辆档案的操作;其次需要提取远程客户端发送过程的汽车的各种运行状态参数。

将数据库概念结构转化为数据库逻辑结构, 使建成的数据库将为汽车故障预测专家系统的后台运行提供保障, 该系统所有处理均在后台运行, 用户只能看到处理结果。

2) 推理机模块。

推理机是专家系统的执行机构。本系统采用正向推理方法, 推理设计首先要判断初始计算结果是否满足目标性能指标的要求, 其次根据目标性能指标和参数选择范围进行推理。推理机设计流程如图5所示。

利用推理机求解时, 需输入如下数据:

(1) 输入目标性能指标。目标性能指标是根据对汽车的性能要求给出, 如:以汽车制动系统故障预测为例, 一般有如下指标:车轮制动时的减速度;空载时路面附着系数利用率80% 以上, 满载时88%以上;各种制动减速度时的踏板力, 与主缸的行程 (踏板的行程) 间的变化关系。

(2) 输入数据选择范围。对汽车制动系统而言, 参数的选择包括:各种比例阀的折点液压值;主缸的缸径; 前、后轮缸的缸径;前、后制动器效能因数; 制动助力器的助力比;踏板的传动比等等。

(3) 人机接口。根据人机界面设计原则要求[7], 本文使用Visual C++ 程序设计中的界面编程工具MFC (Microsoft Foundation Class) 类库, 很方便地将其扩展为一个完整的Windows 应用程序, 从而节省了大量的开发时间。

3 软件系统设计

3.1主程序流程设计

主程序开始先对TMS320F2812 的控制寄存器、状态寄存器初始化, 如禁止中断, 停止外部事件, 清复位标志等, 同时对A/D, LCD 液晶显示器和GPRS 模块进行初始化等。初始化完成后, 执行模块子程序, 实现对数据采集、A/D 转换、数据传输及结果显示等。系统初始化流程图见图6。

3.2GPRS 无线连接实现

GPRS 无线数据终端上电或复位后, 等待参数配置命令。如果收到配置命令, 则进入配置状态;否则, 读取用户保存的配置信息。通过串口向GPRS 无线模块发送相应的AT 指令, GPRS 终端开始进行拨号和PPP 协商过程。当PPP 协商成功, 无线模块登陆网络后, 系统通过加载PPP/TCP/IP 等协议, 同中心建立起连接, 数据的双向传输通道建立, 系统进入发送、接收用户数据和定时向数据中心注册的循环状态。GPRS 终端工作流程见图7。

4 结束语

通过对汽车运行状态远程监测系统的研究, 设计了基于GPRS 无线网络技术与DSP 的汽车运行状态远程监测与故障预测系统的硬件和软件平台, 为实现汽车运行状态的远程监测功能奠定了基础。但实际应用还有很多问题需要解决, 还需要开展大量的研究和技术开发工作。然而, 该系统的开发有助于降低车辆在运行过程中发生事故的概率, 对保证道路畅通有着重要的意义, 能产生良好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]张毅刚, 赵光权, 孙宁, 等.TMS320LF240x系列DSP原理、开发与应用[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 2006.

[2]TL718数据手册V1.1[M].[2008-12]http:∥www.autoelectric.cn.

[3]GTM900B使用手册.华为技术有限公司.

[4]深圳招普科技开发有限公司.LM3033CFW-0B-1LCD Module Vser Manual[M].

[5]贾新立, 贾新然.DSP与液晶摸块的接口设计[J].科技信息, 2007 (3) :168-169.

[6]摩托罗拉工程学院.GPRS网络技术[M].北京:电子工业出版社, 2005.

压缩机组远程监测系统的设计 篇9

关键词：压缩机组,状态监测,数据平台,远程诊断

0 引言

目前西部管道公司压缩机组的维修模式基本是属于定期维检修及出现故障后再维修的模式, 存在一定程度的“维修过剩”或“维修不足”的问题, 不利于节约维修资金, 也不利于提高机组的使用效率。

为实现由定期维检修模式或“事后维修”向“视情维修”模式的逐步转变, 需建立地区公司级的机组远程监测诊断系统, 将分散在几千公里范围内的机组监测系统的数据远传到公司中心的数据中心, 通过监控驱动机构、压缩机的工作状况、性能和机械状态, 及时发现和排除各种故障, 并提出维护建议, 优化和延长维修周期, 保证压缩机组在运行周期内稳定运行, 提高专业公司压缩机组的管理水平。

1 现状

1.1 数据中心

西部管道公司已经在总部建设完成数据中心一期项目, 该项目采用OSI公司的PI实时历史数据库, 存储生产数据, 总容量为20万点, 目前已经使用了6万点, 接入了双兰线和阿独线的生产数据。数据中心的规划中包含了压缩机组监测诊断的内容, 因此远程监测诊断系统的设计可以依托西部管道公司数据中心的光通信设备、路由器、交换机、硬件防火墙等设备, 数据中心现状如图1所示。

1.2 压气站

目前在所有压气站的上位机系统都采用了Cimplicity和In Touch。控制系统由两套PLC系统构成, 其中一套用于与压缩机通信实现控制功能。北京油调中心与站控PLC通信, 站控PLC再与压缩机PLC进行通信, 指令由调控中心下发到站控PLC再由站控下达到压缩机PLC, 最终实现对站场压缩机的控制, 如图2所示。

目前西部管道公司管辖范围内的天然气管道中, 几乎所有的压缩机组均配置了机械状态监测与故障诊断系统, 但在西部管道公司总部尚未设置应用系统, 不能调用站场机组的各类数据进行分析和诊断。

对于西部管道公司的机组监测与诊断需求而言, 还存在以下主要问题:

(1) 公司总部无法实现对站场机组的监测及诊断, 实现机组的集中管理。

(2) 缺乏燃驱机组的气路性能监测及诊断功能。

(3) 缺乏机组数据的集中管理, 不利于优势资源和人才的合理利用, 不利于机组监测诊断及维护管理整体水平的提升。

2 远程监测终端建设方案

机组远程监测中心是专门针对机组运行公司加强设备现场运行的历史经验积累、提升设备管理水平、建立主动维护体系需要而建设的, 对分布在各地的机组运行状态实施远程联网监测和管理的信息支撑系统。

远程监测中心包括以下功能:

(1) 在公司总部建设运行信息的历史数据仓库。通过光通信设备将位于各个压气站的数据终端设备采集的机组运行数据, 包括用于诊断分析的机组振动波形、频谱、轴位移、胀差、偏心以及故障频率特征值等, 机组的工艺参数 (转速、负荷、功率、温度、压力、流量等) 以及辅机运行数据等, 实时传输给远程数据中心, 通过海量存储的数据仓库进行统一的数据管理。

(2) 在公司总部建设人机交互监控系统, 实现对各个压气站生产工艺的监控和生产运行过程的实时控制, 方便用户实时掌握站场运行情况。

(3) 未来能够对机组的现场运行数据进行综合分析和“深加工”, 可根据压缩机组的结构和特点远程监测事件预警, 进行运行效率计算、机械振动分析、燃机气路性能分析寿命预测、设备完整性管理等。

3 数据采集设计

生产数据的采集分为数据中心采集和数据实时监视系统的采集。

3.1 数据中心采集生产实时数据

GE机组的上位机采用GE公司的CIMPLICITY系统。数据中心采用PI数据库作为数据中心的存储生产数据的实时/历史数据库。PI数据库与CIM-PLICITY系统有直接通信的内部接口程序, 可直接从CIMPLICITY系统内采集生产数据, 并存储到数据中心PI实时/历史数据库内。因此数据中心采集生产数据的方式为在各个压气站的上位机CIMPLICIY系统上部署数据采集接口程序, 获取站场生产数据。

3.2 实时监视系统数据的采集

数据实时监视系统的生产数据由数据中心提供, 该系统采用PI数据库提供的二次开发工具API通过内部协议与数据中心数据库直接通信, 可高速、快捷地获取生产数据。

3.3 监控系统建设

监控系统采用工业控制软件, 与站场PLC系统通信, 采集站场生产数据以及下发控制指令, 实现对站场的监控。系统部署两台完全独立运行的监控系统, 防止出现因单点故障造成的系统瘫痪。

3.4 整体性能指标

系统可靠性:99.99%;及时性:数据从站场数据采集端到达乌市总部数据中心, 时间不超过3s;数据从数据中心到达数据实时监视系统用户显示界面, 时间不超过2s;系统稳定性:7×24h稳定运行;资源使用率:稳定运行时平均CPU占用率不高于25%;数据采集:支持采集扫描频率最高不超过3s。

4 整体架构

系统整体架构如图3所示。数据实时监视系统与数据中心实时/历史数据库通信, 获取生产数据;数据中心通过主干网络与站场上位机系统通信, 从上位机上采集生产数据, 存储到数据中心实时/历史数据库内。

目前西部管道公司已经建立好主干光纤网络, 只需要在总部和站场之间增压路由器, 接入公司主干光纤网络, 即可实现总部与站场之间网络的正常通信。网络结构如图4所示。

5 软硬件部署

5.1 硬件部署

硬件包括数据监视服务器2台、维护工作站1台、路由器6台、防火墙2台。数据监视服务器分别独立部署在总部;总部2台路由器部署在总部, 与总部交换机连接, 接入到公司主干网内, 站场4台路由器与站场交换机通信接入主干网内;防火墙部署在数据中心实时数据库与总部路由器之间, 实现数据中心与站场之间网络的逻辑隔离。

5.2 软件部署

软件包括实时监视软件2套、生产数据采集软件4套、Windows操作系统2套、SQL数据库2套、数据实时监视系统与数据中心PI数据库通信接口2套。实时监视软件分别安装部署在总部数据监视服务器上;生产数据采集软件部署在压气站上的上位机CIMPLICITY系统的节点上;SQL数据库分别安装部署在总部数据监视服务器上, 作为数据监视软件后台数据库;数据监视系统与PI数据库之间通信接口安装部署在总部数据监视服务器上。

6 结语

远程监测 篇10

1. 皮带传动设备监测系统的拓扑结构

高炉皮带传动设备远程监测系统由监测单元与状态数据库服务器构成, 由分布式监测单位站点辐射到各个测点, 通过网络把分布站的数据集中到设备状态数据库, 利用统一的软件进行状态监测和趋势分析。系统拓扑结构如图1所示。

2. 软件结构

远程监测及故障分析软件是设备在线监测系统的灵魂, Lead Measure设备运行状态监测平台同时提供设备信息管理功能、零部件特征频率自动计算、特征率自动搜索、多游标等辅助工具。利用信号分析模块进行设备的故障诊断, 指导企业对设备进行预知维修。Lead Measure软件在网络环境中运行, 支持多客户端访问数据采集服务器, 系统架构如下:

(1) 数据层。驱动A/D卡完成工业信号 (振动、噪声、压力、转速等) 的数字化转换, 对信号进行自动规则化保存和分类以供分析, 对超标工业信号进行振动指标和物理指标报警处理, 对采集的动态信号不进行数据库存储, 规格化后文件方式存储。

(2) 业务层。不包含信号处理服务, 完成数据格式转换和传输。采用 (Application Serving简称A/S架构) 部署模式, 实现状态监测与分析软件集中部署在低带宽网络环境下的远程快速访问。应用数据同步软件Synchronizer将存储的信号文件发布到Intranet上。

(3) 表现层。信号分析故障诊断平台, 将业务逻辑完成放到本地, 软件低耦合, 接口规范化, 易于网上升级与扩展。包括时域分析工具、频域分析工具及专家系统。

二、系统的监测范围

高炉主皮带改向轮及减速机状态监测系统可监测的物理量, 主要是温度与振动, 其中改向轮发生过轴承温度异常的现象, 也发生过轴承和减速机的故障。

1. 皮带设备的常见故障及检测方法

(1) 异常噪声。主要表现为皮带机运行时其驱动装置、驱动滚筒和改向滚筒及托辊组在不正常时会发出异常的噪声。可通过振动监测的方法发现故障隐患部位。

(2) 托辊严重偏心时的噪声。主要表现为皮带运输机运行时托辊常会发生异常噪声, 并伴有周期性的振动。可通过振动监测的方法发现故障隐患部位。

(3) 联轴器两轴不同心。主要表现为在驱动装置的高速端电机与减速机之间的联轴器或带制动轮的联轴器处发出的异常噪声, 这种噪声伴有与电机转动频率相同的振动。可采用振动监测的方式发现这种隐患。发现这种故障时, 要及时检查联轴器, 避免减速机输入轴的断裂。

(4) 改向轮与驱动滚筒的异常噪声。主要表现为改向轮与驱动滚筒正常工作时噪声很小, 发生异常噪声时一般是轴承损坏, 轴承座处发出咯咯响声, 轴承损坏时会伴有振动增大、温度升高的表征。可通过振动监测和温度监测的方法及时发现轴承故障。

(5) 减速机的断轴。减速机断轴一般发生在减速机高速轴上。常见原因有两种:设计强度不够或高速轴不同心。可采用振动监测的方式发现设备隐患。在不同心时, 会在频谱图上反映出基频异常。发现故障后, 在检修时应仔细调整其位置, 保证两轴同心。

2. 测点布置

根据高炉皮带设备的常见故障及维护经验, 主要监测改向轮轴承座的温度及振动信号、减速机输入端的振动信号及机壳温度信号。通过分析振动及温度信号的变化趋势, 了解设备的运行状态。测点分布情况如图2、3所示。

三、系统的功能

用温度、振动传感器将被测部位的振动信号转化为标准的电压信号输出, 通过信号预处理仪对信号进行处理 (如滤波、隔离、增益等) 。由于现场监测柜与计算机距离较长, 且环境恶劣, 信号传递受干扰影响较大, 系统信号线一律采用高质量屏蔽导线, 其敷设操作按“自动化系统防干扰接地”所述方法进行, 在线监测系统完全网络化, 监测工作站可分布到设备管理部门、技术部门、班组现场。

1. 实时信号采集、处理及管理功能

针对实际情况可对采集的频率、样本点数进行设置, 按设定的时间进行数据采集而无须用户干预, 对信号记录自动更新滚动, 24h不间断在线运行。监测数据包括振动波形、电机电流、布料器温度等故障特征数据。监测机组实时数据的同时, 保留设备状态的趋势、历史数据, 供机组专业管理和诊断人员深入分析机组运行状态。

2. 信号分析功能

通过信号分析功能了解设备的运行状态与发生故障的原因, 以便及时采取处理措施。

(1) 简易诊断分析。峰值、均值、均方根值、脉冲指标、峭度指标;

(2) 精密诊断分析。时域波形分析、频谱分析、倒谱分析、历史数据与当前数据的比较分析等多种分析功能;

(3) 图形功能。为进行各种分析比较, 系统提供丰富的图形显示功能, 可以进行单幅显示、双幅显示、四幅显示、X方向的放大缩小、Y方向的放大缩小、目标输入峰值打印、图形和拷贝等多种图形功能。

3. 趋势分析功能

信号趋势分析功能能对设备的各项数据进行趋势分析, 通过预测设备可能发生故障的时间, 以便根据情况安排检修。在这里用彩色曲线表示过去的实测数据, 趋势分析还包含工况条件筛选功能, 可选择相关条件作为趋势参量。软件界面通过功能菜单支持各工作窗之间多重显示 (层叠、均布) , 以提供更大信息量。

4. 系统数据管理功能

一个系统对设备运行状态数据管理的好坏, 直接影响到对设备运行状态的管理, 本系统提供完善的数据档案管理与数据文件管理功能。

(1) 在线监测数据的档案管理功能。在线监测数据采用分钟数据 (每3min采一组样, 共保留最近120h数据) 、小时数据 (共保留最近3 500个的数据) 、日数据 (共保留最近3 500个的数据) 。档案管理功能包括对这些数据进行显示、打印。档案转存 (用作相对基准比较数据文件或作为设备从装机运行到检修整个周期的档案数据保留, 作为历史数据以便于今后进行比较分析) 。

(2) 系统文件管理功能。档案数据可以较好地反映设备的运行状态, 但进行设备的故障分析时, 需要对一些反映设备运行状态的时域波形、频谱图等数据进行文件管理。系统具有很强的数据文件管理功能, 可以将所有分析结果及时域波形进行存贮。

(3) 参数文件管理功能。参数文件是系统进行自动控制和系统数据进行自动转换和校准的重要数据文件。可以通过修改它来实现系统的数据自动转换和较准。但任意修改它是很危险的, 会导致系统的意外错误, 因此应对它进行严格的管理。

四、结语

应用设备状态监测系统对设备进行连续监测, 利用网络技术实现远程状态监测, 使机电设备运行处于受控状态, 可提高设备运行的可靠性、杜绝突发故障、实施预知维修、有效降低生产成本。对某钢铁公司炼铁厂5个高炉的皮带改向轮及驱动装置实施运行状态在线监测, 合计328个振动测点, 266个温度测点。在系统运行过程中, 远程诊断中心和企业管理中心可及时有效地捕捉到设备故障信息, 掌握设备的运行状态。同时该系统结构清晰、功能实用且具有丰富的配套服务, 受企业管理者和现场维护管理人员的欢迎。

摘要：介绍了一种应用于高炉皮带传送设备的远程监测诊断系统结构。并根据皮带传送设备的常见故障, 选定了系统的监测范围及测点布置, 设计了系统的软件结构, 从而实现了应用远程监测技术对高炉皮带传送设备的故障诊断与状态监测。

关键词：皮带传动设备,远程监测,故障诊断

参考文献

[1]高立新, 张建宇, 胥永刚等.基于CBR和RBR混合推理的齿轮箱智能诊断技术[J].北京工业大学学报, 2010, 36 (9) , 1174-1179.

[2]Hui Ye1, Xincong Zhou1, Lin Ye, Based on the technology of WSN condition monitoring[C].COMADEM2011, 893-899.

远程监测 篇11

关键词 PLC 人机界面 故障诊断 以太环网

中图分类号：TD44 文献标识码：A

1 系统整体结構

矿井主扇风机远程监测及故障诊断系统总体结构，采用三层集散式结构框架，以可编程序控制器PLC为控制核心，将传感器采集到的风机各项参数经过处理，采用西门子以太网模块将各数据与视频信号同时通过千兆以太环网远传给上位监控机，同时现场采用人机界面触摸屏对主扇风机的各项参数实现现场实时显示，同时可实现对主扇风机的现场控制和参数限值调定。

2 下位机数据采集及控制系统

2.1 数据采集系统

现场数据采集与处理系统以西门子可编程序控制器224XP型号PLC作为数据采集与处理的核心，需要进行检测的项目有两台主扇风机的性能参数、电机的电气参数、轴承温度、电机振动。系统对电机绕组及轴承温度的测量使用电机中的PT100热电阻与EDA9018温度采集模块配合实现，由于风机距离控制柜较远（一般为40m左右），所以采用三线制接法：铂电阻一端接I+，另一端两根线分别接到I-端和AGND。

2.2 人机界面触摸屏

人机界面触摸屏是主扇风机监测系统现场数据显示和控制的面板，根据本系统的设计要求和实际需要，分别对两台主扇风机的数据监测实时画面、运行控制画面、和参数设置画面进行了开发，数据监测画面主要实现对两台主扇风机各项检测参数的现场实时显示，方便工作人员在现场对风机的性能进行全面、直观的了解；运行控制画面可实现对风机的启停控制和风门开关控制等；参数设置画面用于现场工作人员根据实际情况对风机各项参数的限值进行设置，保证对风机超限参数的准确报警。

3 上位机远程监测及预警系统

系统在上位机采用组态软件创建主扇风机的远程监测动态画面，其根据风机的结构进行上位机组态虚拟结构绘图，并创建相应的管道开机流动动画，保证现场操作人员对风机运行状态进行有效地区分，避免误操作。风机远程监测的主画面可实现对两大主扇风机各项检测参数以及运行状态的实时显示，同时并行设置视频监控、数据查询、曲线查询、参数设置等多项功能，实现对风机的多角度综合监测。

4 风机故障诊断专家系统

4.1 知识库

知识库是整个风机故障诊断专家系统的核心，系统的各项操作都必须以知识库为纽带，故障诊断、维修专家可通过经验知识输入界面将专家经验输入至知识库管理模块，再通过知识库转换程序最终存储在知识库中。知识库中存储大量的风机故障案例以及故障诊断、维修专家的经验，在处理实际问题时，专家系统会从知识库中调用相应的知识，例如对主扇风机电机振动的故障诊断，输入风机的故障征兆，“随转速变化明显”和“高转速时显著增大”两条故障征兆，进行一手推理，知识库则会给出相应的推断结果，并给出其可信度值，随着故障征兆的不断细化，则会最终得出精确的系统故障结果。构建主扇风机故障诊断专家系统的知识库是一个循序渐进的过程，不能一蹴而就，在系统实际的运行工作中，还要经过反复的修改和补充，实现专家系统的不断优化，最终才会得到比较缜密和精确的诊断结果。

4.2. 推理机

推理机实际上是一组计算机程序，根据用户在用户界面（人机接口）输入的主扇风机诊断任务来调用知识库中相关的经验知识和规则，再按照一定的规则进行精确化匹配，从知识库中推导出风机的故障原因及维护方法，再以解释程序为平台，向用户解释故障诊断专家系统的行为，回答用户提出的诊断任务。解释程序作为专家系统的一个重要的子系统，有助于用户对风机故障细节的掌握，及时发现专家系统存在的漏洞和错误并进一步改进、完善专家系统。

5 结语

矿井主扇风机远程监测及故障诊断专家系统实现了对两台主扇风机的远程集中控制、风机各项参数远程监测以及故障诊断、推理，将主扇风机的远程实时监控、超限报警以及故障诊断多系统集成化。运用专家系统开发工具和庞大的数据库系统构建风机的故障诊断专家系统，对风机出现的不同故障进行推理分析，准确的判断主扇风机的故障类型和故障走向，并给出相应的经验处理、维修方案，避免了盲目性维修，大大降低了维修成本，保证了主扇风机的稳定运行和煤矿的安全生产。为矿山的安全、稳定运营提供了有效地保障。

参考文献

[1] 赵洪刚，黄鹤松，薛琳，朱述川. 主扇风机在线特性监测装置的设计.煤矿机械，2010，31（8）：231-234.

[2] 黄加东， 仲大庆. 风机振动故障的状态监测与处理[ J ] . 中国设备工程， 2004（ 5） ： 41- 42.

[3] 李卫军. 大型风机的在线监测[ J] . 中国设备工程， 2003（ 10） ： 29- 30.

输电塔振动状态远程监测系统研究 篇12

随着现代通信技术的发展和计算机技术的广泛应用,无人值守的远程监测系统已成为国内外学术界和工程界研究的热点。这种系统使有关人员在远离输电塔现场的情况下,根据监测系统反馈回来的信息了解输电塔的实际运营状态,为输电塔的设计、施工、维修及健康状况分析提供参考。

输电塔的振动状态是反映输电塔健康状况的重要参数,因此输电塔振动监测是输电塔健康监测的重要内容。针对马锡线500 k V SKT2A型铁塔的具体情况,开发了输电塔振动状态远程监测系统,实现了输电塔振动模态在线测试,数据无线网络远程传输,实时分析输电塔在野外环境长期作用下的振动及模态变化,以及突发载荷下的振动响应,为加深对塔-线振动规律的认识、促进塔-线振动理论的发展具有一定的理论意义和实用价值,并为评估输电塔的健康状态奠定了基础。

1 系统总体结构

江苏省电力试验研究院有限公司、江苏方天电力技术有限公司已于2007年在江苏电网立项,开展了这方面的研究工作。于2008年5月在马锡线116号SKT 2A跨越塔上成功研发及安装了输电塔环境振动状态在线监测及无线远传系统。

该系统目前可进行环境参数(风向、风速、温度、湿度)及16个关键部位振动参数(速度、加速度、位移)的监测。自动记录任意时刻的环境参数及振动参数,通过因特网在远程接收并可进行长期的振动趋势分析、波形分析、频率分析和模态分析等状态监测,为输电塔的长期性能健康诊断提供依据,并能记录在突发载荷作用下输电塔的振动变形,与有限元动力分析计算对比,分析输电塔受力状态。

1.1 振动监测传感器

采用中国地震局工程力学研究所941B型拾振器,它属于动圈往复式拾振器,主要用于地面和结构物的脉动测量,高柔结构的超低频大幅度测量和微弱振动测量。拾振器设有加速度、小速度、中速度和大速度四档。放大器具有放大、积分、高陡度滤波和阻抗变化的功能。输电塔监测应用时采用中速度档进行振动测量。

图1、图2为在输电塔立柱、横担上安装的振动传感器实拍照片。图3为振动监测点布置示意图。图中箭头所示为传感器安装位置,阿拉伯数字为调理器通道号,X、Y表示测点方向。共16个振动测点,X向(沿横担方向)测点5个,1X、5X、7X、9X;Y向(沿导线方向)测点11个,1Y、5Y、7Y、9Y、11Y、12Y、13Y、14Y、15Y、16Y。

1.2 气象数据监测传感器

WJ-3A风速风向传感器和HY-1温湿度传感器都是智能型数传式新颖的气象要素检测传感器,它们具有较高的检测精度和可靠性,并有较长时间的使用寿命。传感器采用RS485接口有较远的传输距离(1 000 m),采用简单的RS485/RS232转换插头就直接可与个人计算机连接,而不必采用专用的二次仪表。

1.3信号调理器

信号调理器专用于振动信号的放大、滤波及与计算机通信。根据输电塔结构的振动特点,在自然环境下的振动微弱,所以必须具有足够大的放大倍数,另外输电塔结构振动的固有频率很低,必须具有很好的低通滤波器且截止频率很低。

本监测系统信号调理器具备信号调理与频率调节功能,共16通道,对振动信号进行调理。信号调理仪低通滤波器截止频率1 Hz、5 Hz、10 Hz可选,本系统选用5 Hz的低通滤波,下跌率>80 d B;高通滤波器下限频率0.01 Hz;放大倍数1~1 000范围内可选,根据输电塔振动信号及传感器测点布置,放大电路分两部分,仪器1~10通道放大倍数为500,11~16通道放大倍数为200;调理输出信号通过NI6224或6220总线接口及专用电缆与工控机相连。图4所示为信号调理器工作原理图。

1.4 数据采集站

输电塔振动状态远程监测系统的关键是现场数据采集子系统,由PCI数据采集卡和工业控制计算机组成。数据采集卡采用美国国家仪器(NI)有限公司PCI 6224数据采集卡,输入分辨率16位;采样率500 k Hz。工业控制计算机采用研华IPC-610H原装工控机。该系统能根据预定的采集频率或触发条件,控制多个不同种类的传感器组启动,采集数据,预处理和存储,当出现异常时进行报警,工作完毕后自动处于休眠待命状态。系统还可以与远端主计算机进行无线网络数据传输,更新应用程序,发送存储的历史信息或执行相应的动作。图5所示为输电塔振动远程监测系统全貌。

2 应用软件系统

为实现输电塔远程振动状态监测系统功能,开发了一套远程状态自动监测软件系统。该软件系统主要由现场数据自动采集应用程序、远程传输与控制应用程序和远端数据管理系统3部分组成。应用程序开发采用VC++6.0,数据采集站操作系统为Microsoft Windows Server 2003,Enterprise,远程PC终端支持Microsoft Windows XP/2000/2003/NT操作系统,用户无需安装应用程序,可以通过IE浏览器查看数据采集站数据。系统功能如下。

(1)采集监测:自动连续、长期、采集永久保存输电塔关键状态参数及环境参数。状态参数为立柱、横担振动,环境参数为风向风速和温度湿度。

(2)查询列表:查询任意时刻上述状态参数和环境参数。对上述参数进行时、日、月、年的变化趋势分析,自动绘制各种趋势图及数据列表。如图6、7为振动速度趋势图,图8为环境参数为风向风速和温度湿度数据列表。

(3)信号分析:对主梁及索的振动进行波形分析、频率分析、模态分析,分析振动和模态的变化及输电塔动力特性的变化。图9、10为振动速度波形图,图11为根据无线传输数据拟合的SKT 2A跨越塔前4阶振动模态振型图。

(4)监测月报:自动生成上述监测功能的月报表。

(5)离线接口:提供其他离线分析接口及状态评估依据。

(6)远程监示:通过CDMA无线网络连接因特网,在远程PC终端上显示全部数据及分析、趋势、月报及为输电塔健康评估提供数据信箱。

3 结论

输电塔振动状态远程监测系统能够自动、定时地采集输电铁塔的振动状态参数和当地气象数据,并能在监控中心远程获得输电塔的状态信息.该系统已经成功应用于马锡线116号SKT 2A跨越塔上,为输电塔的安全健康评估提供分析数据。

由于目前输电塔设计计算以静力载荷和失稳为主,对动力计算很少进行。通过“输电塔环境振动状态在线监测及无线远传系统”的研究和数据积累也可为我国输电塔的设计标准修改提供重要依据。该系统的软硬件设计思想还可应用到新建的500 k V特别是特高压1 000 k V线路以及过江、过峡谷、台风和裹冰多发地区的输电塔。

摘要：根据输电铁塔振动监测的实际要求与特点,设计了输电塔振动状态远程监测系统。该系统可以自动采集输电塔的振动状态参数和当地气象数据,并通过无线网络在远端监控中心的主计算机系统上显示、处理测量结果,实现了振动信号的网络化实时采集和传输。现场应用情况表明,系统具有实时性强、可靠性和准确性高、可移植性好等特点。该系统对于特高压1 000 kV线路以及过江、过峡谷、台风和裹冰多发地区输电塔的远程健康状态监测有一定的参考价值。