远程监测中心

远程监测中心（通用5篇）

远程监测中心 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

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远程电力防窃电监测系统 篇2

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.

无线粮情远程监测系统 篇3

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

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汽车运行状态远程监测系统开发 篇4

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5

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