监测与报警系统（精选12篇）
监测与报警系统 篇1
根据国家食品药品监督管理局颁发的国食药监市【2007】299号文件《关于印发体外诊断试剂经营企业 (批发) 验收标准和开办申请程序的通知》, 《体外诊断试剂经营企业 (批发) 验收标准》第十一条的要求:冷库应配有自动监测、调控、显示、记录温度状况和自动报警的设备。
设计的该项“温度监测与超限报警装置”能满足绝大多数冷库的改造, 以符合法规认证的要求。
同时该装置也适用于-10~80℃温度范围内实验室、冷库、冷柜、机房、老化房、建筑材料等环境的温度监测与超限报警。
1 项目需求与关键性能指标
供电方式:交流220V供电, 装置供电与冷库供电需独立
温度监测范围:-10~50℃ (≤精确度1℃)
温度采样时间间隔不大于1min
温度传感器:热电阻或铂电阻
温度显示:装置可显示温度值
温度记录方式:温度实时记录, 并通过RS232端口实现远程PC监测
报警条件:超过预设温度上下限时报警
报警方式:声光报警
外部接口:可接驳消防控制系统或者多点报警
带报警延迟功能
可同时监测3~6台设备或温度点
便于现场安装固定
2 设计思路与方案选型
2.1 设计思路 (如图1所示)
(1) 选用模块化温控仪, 需具备三种功能:温度值显示;温度上下限设置;超限报警控制
(2) 温度传感器将采集到的温度信号传送给温控仪, 温控仪实现当前温度值数字显示
(3) 温控仪与PC连接, 实现温度值的适时监测显示
(4) 温控仪当检测到温度值操作设定上下限值时, 给出“报警控制信号”
(5) 报警控制器接收到“报警控制信号”后, 控制声光报警器报警
(6) 通过外部端口, 可实现多个温控仪输入和多个远程报警器
2.2 设计方案与温控仪的选型
2.2.1 设计方案一
设计说明:
1) 温控仪选用“OMRON E5C2系列工业温控表” (见附件一)
2) 每一个设备 (温控点) 使用一套温控装置, 可以直观显示当前温度值
3) 一台电脑监测多台温控仪 (需采用RS-485接口) , 利用labview自编软件, 在一个窗口监测多个温控点
4) 当任一套温控装置温度超标时, 现场装置声光报警, 同时通过“报警控制集线器”控制保安岗亭的声光报警器进行报警提醒。
2.2.2 设计方案二
设计说明:
1) 选用的“泽大ZDR-31b智能温度记录仪”温控仪需具备可同时监测3路温度传感器 (见附件二)
2) 通过一台电脑监测6路温度传感器, 或者两台电脑分别监测3路传感器, 借用购买的仪器配套软件实现温度适时监测
3) 当任一套温控装置温度超标时, 通过报警控制集线器控制现场和保安岗亭的声光报警器同时进行报警提醒。
2.2.3 设计方案对比与方案确定 (如下表1)
1) 设计方案一:
优点:现场温度查看、温度报警区域识别更直观, 自行开发软件可更加人性化
缺点:硬件成本高, 人力投入工作量大
2) 设计方案二:
优点:硬件成本低, 人力投入工作量小
缺点:温度超限报警后, 需查看温控表确认报警区域
3) 在满足设计需求的基础上, 从易于实现和成本角度, 最终选择“设计方案二”。
3 详细设计报告
3.1 设计原理 (如图4所示)
3.2 温度控制仪参数说明
型号:ZDR-31B
生产厂商:杭州泽大仪器有限公司
技术参数:
测量范围:温度:-40~100℃
测量精度:温度:±0.2~0.5℃
记录容量:7420~30900组
记录间隔:2s~24h连续可调
通讯接口:RS-232
功能说明:
(1) 全程跟踪记录温度数据, 记录时间长 (15min记录一次数据, 可记录长达3个多月甚至更长的时间) 。
(2) 整机功耗小, 使用锂电池供电 (也可采用外接电源供电) , 电池寿命可达一年以上。
(3) 记录实验室、冷库、冷柜、机房、建筑材料等环境中的温度参数的变化, 可以随时记录下载, 下载的数据可以做成WORD或EXCEL文档, 方便研究或上级单位的检查。
(4) 软件有中英文两种版本, 可任意选择, 英文版具有国际通用性。
(5) 软件功能强大, 显示整个过程的最大小值及平均值, 数据查看方便。
(6) 可另配数据拼接软件, 将每次下载的数据曲线连接成完整的曲线。
(7) 记录时间间隔从2s~24h任意设置。
(8) 体积小, 操作简单, 性能可靠 (适应恶劣环境, 失电时不丢失数据) 。
(9) 可由自己设定温度的上下限;超限, 报警器自动报警 (报警器可放在办公室或值班室) 。
接口定义:
(1) 串行输出端口接口定义
输出接口:DB9公头
(2) 报警器输出端口接口定义 (参照下图所示)
温度记录仪内部CPU控制信号通过一个mos管驱动输出, 需要外部提供电源。电源输入端串接一个二极管作为电源保护。Vin电压取值公式如下:
Vout=Vin-VD (VD≈0.5V)
根据自带的报警器推荐control output (Vout) 信号在3.2V左右, 故选用3.7V电源输入。
3.3 报警控制集线器的设计
3.3.1 报警控制集线器设计要求
1) 提供3.7V电压输出, 电流>100m A
2) 可提供2路及以上“温度控制仪”报警控制信号接口
3) 可输出2路及以上报警开关控制信号 (控制电压AC220V, 电流500m A)
4) 具有自检功能
3.3.2 报警控制集线器原理图设计
1) 电源原理设计说明
LM317器件性能参数:
(1) 输入电压12~30V
(2) 输出电流超过1.5A
(3) 输出电压在1.2V和37V之间可调
典型应用与器件取值:
根据IC资料, 得到:
取:Vss=3.7V, R1=220Ω时,
算得:R2≈431Ω
故:R2取500Ω~2KΩ可调电位器均可
电路说明:
CB1和CB2是两个跳线帽, 用于电路调试, 检修使用。
C1和C2用作电源高频滤波, 减少网电源干扰。
2) 输入电路原理设计说明
ULN2003器件性能参数:
输入电压:Vin (ON) 2.8~24V (满足温度记录仪control output输入电压3.2V的需求)
Vin (OFF) 0~0.7V
输出电压=VCC:0~50V
电路说明:
R3、R4为下拉电阻, 在J2空置情况下, 保证U3 (ULN2003) 输入端处于低点位 (≈0V)
S1、S2为报警自检开关, 在开关闭合状态下, 模拟报警控制信号输入。
3) 输出控制电路原理设计说明
Omron G3R-202PN-DC12继电器参数说明:
额定电压:DC12V (DC9.6~14.4V)
绝缘方式:光电三端双向可控硅开关
适用负载:2A AC110~240V*2
电路说明:
D1、D3反向并联在继电器线圈两端, 用于提高继电器关断速度
R5、R6为D2、D4发光二极管限流电阻, 通常取300Ω左右, 电流在40m A左右。
ID= (VCC-VD) /R
4) 报警控制集线器PCB设计
Rule Followed By Router (布板规则)
Clearance Constraint (间隙) :40mil
Width Constraint (线宽) :40mil
因为J4端口控制的是AC220V电压, 继电器到J4端需要独立布线, 并且用热熔胶覆盖。
5) 报警控制集线器调试方案与测试结果
4 装置统调方案与测试结果
4.1 装配接线图
4.2 物料清单 (略)
4.3 装置统调方案与测试结果
5 总结
我的工作是设备维修与管理, 设备改造需要掌握扎实的电子、工控、机械等多方面的专业知识, 而尤其是电子技术的应用将有效地降低设备改造成本, “温度测量与报警装置”的设计有效地将电子技术和工控技术相结合应用, 为医院创造了效益, 深受临床科室的好评, 使我的工作更具专业性。
摘要：冷库应配有自动监测、调控、显示、记录温度状况和自动报警的设备。设计的该项“温度监测与超限报警装置”能满足绝大多数冷库的改造, 以符合法规认证的要求。同时该装置也适用于-1080℃温度范围内实验室、冷库、冷柜、机房、老化房、建筑材料等环境的温度监测与超限报警。
关键词：温度监测,报警,装置设计
监测与报警系统 篇2
环境应急监测系统现状与思考
摘要：简要介绍了环境监测部门应急监测系统建设的.情况,在社会经济快速发展的今天,经济发展的需求与环境保护工作之间的矛盾日益突出,突发环境问题层出不穷,在这种新形势下,如何提升应急监测水平,有效应对突发污染事故,针对以上问题提出建议.作 者：王金辉 WANG Jin-hui 作者单位：蚌埠市环境监测站,安徽,蚌埠,233000期 刊：工程与建设 Journal：ENGINEERING AND CONSTRUCTION年，卷(期)：,24(4)分类号：X830.7关键词：应急监测系统 突发环境问题 预警体系
监测与报警系统 篇3
关键词：OTC；煤矿绞车；远程监测
中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）15-0026-02
煤矿绞车作为其主副井提升的关键设施，是矿井生产运输有效运转所不可或缺的必要保障，其运行的安全与否对于矿井安全至关重要。但鉴于绞车运行环境的恶劣多变、操作运行方式的各异、设备维护人员水平的不一等实际问题，使得绞车运行管理不仅任务繁重且困难重重，这就对绞车运行的监测系统提出了极为严格的要求。过去，煤矿对于井筒绞车运行的监测多是采取直线管理网络，不仅方法单一，且缺乏有效的管理功能，所使用的监测系统也多缺乏通用性，往往是所使用的绞车一经更换就需要对整个系统进行重新布设，为矿井生产造成阻碍的同时亦增加了矿井运营成本。因此，研发一套高效且通用的低成本绞车远程监测系统，成为矿井发展的必然需求。
1 远程监测的原理与选择
矿井绞车的远程监测是指将绞车运行的实时数据采集后，通过电子网络传输到远处的服务器终端上，并通过服务器对所采集的数据加以运算处理后，获得能够真实反映绞车运行状态的信息参数，从而对绞车整体状况的良好与否加以判定。
在数据的搜集上，远程监测系统同现场运行监测系统的方式是基本相仿的。这也就意味着两者在系统的硬件构成上基本一致，不过鉴于远程监测系统需对所搜集的信息实施远程的传输，这就需要对数据输出量的大小加以考量，并对其他相关的网络问题进行分析和研究，如宽带设置、网速设定、网络堵塞的处理等，而这就要求必须创建一个有效的远程数据通信方式。
通常而言，完善的绞车运行系统其在不同的控制时期，多会配置各不相同的低层控制系统，诸如DCS、PLC、FCS等，这些控制系统不仅网络接口各有差异同时通信协议也不一致，这使得其彼此间数据的出书难以实现有效的衔接，必须借助第三方的机制对其进行相互的协调，从而实现对控制操作细节的屏蔽。而OPC技术正好可以有效满足这一需求，因此文章最终选定通过OPC技术达成远程监控所需的数据远程通讯。
2 绞车远程监测系统方案设计
2.1 系统框架构成
综合化的矿井绞车远程监测系统应当是对电子信息技术、网络通信技术、自控技术、传感技术、人工智能技术等诸多现代高新技术的科学化综合运用。一般而言，其多以网络通信技术与电子信息技术为核心内容，为绞车各组成部件的运行提供远程的实时监控及维护等功能，在有效确保矿井生产正常进行的同时实现对设备运行可靠性的最大优化。绞车远程监测系统系统框架构成如图1所示。
2.2 现场硬件构成
现代化的绞车系统多是由数个相互衔接配合的模块所构成，系统通过不同的模块完成不同的动作命令以实现其功能的发挥。而为有效获取装备运行时的实时状态，绞车各个主要构成硬件中均装设有传感设施，借助其获得所需的数据信息。一般情况下，设备控制器内的数据包括状态信号、控制器信号等。其现场硬件的构成如图2所示。
2.3 软件系统构成
上世纪90年代以来，计算机系统的发展出现两种较为主流的趋势，其分别为封闭式系统向开放式系统的转变；集中式系统向分布式系统的转变。其各自的代表模式分别为B/S模式与C/S模式。两者各有自己的优势亦有独自的不足，所以在本次绞车远程监控系统的设计中选用B/S模式与C/S模式相互结合的混合式软件系统。
2.4 网络系统构成
一个完善的绞车远程监测系统由监测总服务器和数个现场PLC系统共同构成，运作时每个PLC系统负责对一台绞车的运行进行操控。整个系统最为关键的核心是监测总服务器，借助其可实现对多个绞车运行数据的实时监测。现场的PLC系统则是整个系统的基础所在，其借由工业以太网将自己采集的数据信息远程传输给监测总服务器，服务器对数据进行处理后获得每台绞车运行的实时信息，并将所获得数据存储至数据库以备调用。现场PLC系统和监测总服务器两者相互协调构成一个完善的分布式监测系统，其构成如图3所示。
3 绞车远程监测系统功能模块
3.1 远程通讯模块
远程通讯模块共包含两个组成部分，其分别为数据通信服务器与数据通信客户端。其中前者主要功能为对客户端的现场数据进行搜集，并依据具体需求针对性的发送客户端程序。客户端与服务器之间借助OPC技术实现数据的传输通讯。
一般情况下，服务器的数据采集均是依据客户端实际需求进行，非需求数据服务器不予收集，同时服务器还会对所搜集的数据进行实时监控，一旦发现数据的变动，服务器会对数据进行重新采集并将其发送给客户端；后者可让使用者借由其实现对所需现场数据的动态搜集，这种方式有利于实现系统资源的优化利用。
3.2 系统管理模块
整个系统的管理功能划分为三种，分别为数据库管理、用户权限管理、用户管理。
3.2.1 数据库管理
远程监测系统在运行时，会在数据库中储存数量众多运行数据。为避免由于病毒感染、使用者误操作等原因而导致数据的丢失，在使用时必须对数据库中的信息进行及时的备份，以便在发生数据丢失现象时可以对数据进行还原。通常情况下，数据备份应在系统运行不忙碌时，依靠人工操作完成，备份的数据即可存储在数据库硬盘中，亦可依据使用者需求刻录到光盘或移动硬盘上。
3.2.2 用户权限管理
鉴于远程监测系统使用者在企业中所处职位的不同，系统可针对性的赋予系统用户各异的使用权限。譬如有的用户仅仅是进行设备运行状况的查阅、有的则需对系统软件进行编辑和维护等。借助灵活的权限管理能够在有针对性的满足不同使用者不同需求的同时最大限度的确保系统运行的安全、可靠，避免非法使用者的恶意登录。
3.2.3 用户管理
借助该功能可对远程监测系统的使用者及管理者进行自由的删减和增添。
3.3 报警模块
整个远程监测系统借由分布于各个设备组件上的传感器可实现对设备运行状态的实时监控，一旦发现数据异常情况，监测总服务器可立即向工作人员发出警报并对故障的位置及原因进行准确定位，并给出相应的解决意见，以便维修人员可以尽快地实现对故障的排除和修复，最大限度的确保矿井生产的正常进行。此外，该模块还会实时将相关故障信息存储到数据库中，对故障进行综合分析，避免相似事故的再次出现。
3.4 信息实时显示模块
远程监测系统可将采集到的绞车运行的实时信息借由表格、曲线图等多种形式予以显示。通常情况下实时信息包含有实时的数据显示和实时曲线绘图显示两部分。
3.5 Web信息发布模块
绞车远程监测系统可借助Web分布系统，将经由系统检测后的各类设备运行信息、报警信息、故障信息等实时信息或历史数据对外发布，使用者通过计算互联网即可实现对信息的远程查阅。
4 结 语
通过文中所述可知，将远程监测系统作为煤矿绞车操控的核心手段对于实现矿井生产的自动化建设有着极为显著的推进作用，特别是在我国能源市场竞争日益残酷的今天，矿井生产自动化程度的高低一定程度上决定了企业能否实现自身的长久和可持续发展。作为一名矿山机电技术人员，我们理应全力投入到远程监测系统在矿井绞车控制中的应用推广，为实现企业生产效率与生产成本的双丰收提供助力。
参考文献：
[1] 李维刚.煤矿绞车远程监测系统的研究与应用[D].西安：西安工业大学，2011.
[2] 白广利，秦旭元.矿用绞车远程监控系统[J].自动化技术与应用，2010，（8）.
[3] 张玉峰，于德阳.煤矿绞车电控系统的PLC变频改造设计[J].煤矿机械，2009，（7）.
监测与报警系统 篇4
在20世纪末, 虚拟地震台网 (VSN:Virt ual Seismic Network) 与互联地震台网 (USN:United Seismic Network) [1]的概念被提出并逐步发展起来, 通过这些技术可以极大地提高对地震的定位能力, 大范围提高地震监测能力。如果能够利用实时监测台网获取的地震信息, 以及对地震可能的破坏范围和程度的快速评估结果, 就能利用破坏性地震波到达之前的短暂时间发出预警。杭州市地震活断层监测网络就是为了更好的监测杭州及周边地区的地震信息而开发的一套系统。因此, 研发一套与之配套的地震监测实时电话报警系统对于提高系统监测水平, 对可能造成破坏的重大地震信息进行及时处理, 减轻值班人员劳动强度都具有重要意义。
1 存在的问题
原有的地震监测系统有一定的报警功能但在使用过程中发现还存在有一些问题:
1) 监测信息全面, 产生海量信息, 容易淹没重要的信息;
2) 有的报警信息过于具体, 有些又不够明显突出;
3) 监测点受到周边工农业生产、生活行为的影响, 容易产生不可靠的报警信息;
4) 单个事件多次报警;
5) 报警信息只显示在屏幕上, 无法直接通知到相关负责人;
由此可见, 原有的地震监测系统还不能适应地震报警的实际需求。
2 设计思想
2.1 设计功能
从运行维护的角度出发, 地震监测系统已经稳定运行, 新开发的报警系统不能影响原有系统的稳定运行。从用户使用的角度出发, 新开发的报警系统应达到报警及时、准确、方便实用的要求。从升级应用的角度出发, 新开发的报警系统必须有一定的适应范围, 可以监测不同的地震信息[2]。
本文提出的实时报警系统有一下功能。
1) 为保证现有调度自动化系统运行的稳定性实时报警系统脱离地震监测系统独立运行;
2) 实时报警系统按照分层次报警的原则, 根据地震监测系统产生的信息, 从海量信息中筛选出最新的报警事件信息, 并按照监视值的越限程度, 启动不同的报警机制;
3) 报警方式为界面显示报警信息, 并根据监视内容、监视值越限程度决定是否启动电话方式报警;
4) 实时报警系统记录高级别的报警信息, 便于以后检查核对;
5) 实时报警系统提供用户认证、参数配置等功能, 提高系统的安全性和使用便利性;
6) 在系统分析、设计和编码的全过程中, 严格按照软件工程标准, 采用面向对象技术和模块化设计, 各应用子系统具有良好的可维护性和可扩充性构成完善的软件应用系统
2.2 设计思路
系统由前后台进程组成, 通过前台程序可以进行管理, 配置, 启动或终止后台进程, 并能时时的显示后台进程的运行状态;后台进程没有界面, 实现地震信息监控和报警功能。它的启动和关闭可以由前台进程管理。
2.2.1 前台进程
通过界面用户可以进行参数配置。界面程序将把参数写到配置文件。可以配置Modem所在串口 (Serialport) 、呼叫持续的时间 (Ringtime) 、日志文件的路径 (Logtooutput) 和报警信息文件 (Logtomonitor) 的全路经。用户可以进行通知用户的管理。包括添加 (Add) 、删除 (Delete) 、修改 (Modify) 。
用户可以通过Alert String进行报警关键字的配置。用户可以通过按钮启动和停止后台进程。界面程序能够显示来自后台进程的运行状态信息和报警信息。提供单个电话功能测试功能。支持英文和中文。
2.2.2 后台进程
1) 主要功能
实时监控地震监测系统产生的信息文件, 筛选出地震观测点监测到地震信息的关键信息, 并启动报警机制。当监视值超过越限程度时, 通过MODEM向每个电话终端发送地震报警, 同时通过界面进程汇报当前状态和地震监控信息。所有报警信息和运行信息都通过日志文件记录下来。
2) 后台进程功能图
2.2.3 接口协议
界面进程《===》后台进程:TCP作为界面程序和后台进程的接口协议。自定义消息。
后台进程《===》modem:串口协议, AT指令作为后台进程和modem之间的通信消息。
2.2.4 消息定义
3 系统设计
3.1 系统结构组成
3.2 监控模块
此模块主要有两个类组成。Cls Monitor类用于实时监控地震监测系统产生的信息文件, 分析监测值超过越限程度, 并向单个或多个用户发送警报。由于分布在各地的地震监测点灵敏度较高, 可能会受到周边人们活动的影响, 发出地震信息。因此, 监控模块必须分析所有地震监测点的信息, 综合判断地震信息。Cls Serial类为串口操作类, 通过此类可以控制modem。主要功能为打开、关闭modem, 监测modem状态, 并向串口读取和写入数据[3]。
3.3 后台进程服务模块
此模块主要有两个类组成。QServer Socket是QT工具类。Cls Quake Server类是后台进程服务类, 负责把监控模块的状态发到客户端 (界面进程) 。主要实现新连接事件、新连接通知、连接关闭通知、数据到达通知、数据事件等。
3.4 前台进程客户模块
此模块主要有两个类组成。QSocket类是QT的工具类。Cls Quake Client类是客户SOCKET类。用于界面进程接收后台进程的信息。主要功能是数据到达通知、连接成功通知、连接关闭通知、应答收到处理、状态变化通知、启动或关闭服务。
3.5 配置模块
此模块主要是Cls Conf类。主要功能是从配置文件读配置信息和保存配置信息到配置文件。
4 结束语
系统的应用弥补了目前使用的地震监测系统报警功能的不足, 为管理人员提供高效实时的地震信息报警手段。有利于迅速发现可能的地震灾害, 辅助工作人员提高地震通报和地震信息处理的效率, 为最大限度缩小地震带来的危害提供了有力的帮助。
系统的应用可以将地震值班人员从繁琐的监视工作中解脱出来, 使工作人员可以将注意力放在异常信息的分析和处理上。系统的应用对保证杭州市地震活断层监测网络安全、稳定、优质运行起到了重要作用。
摘要：本文分析了地震监测的信息数据, 提出一种高效实时电话报警系统的设计方案和实现方法。
关键词：地震监测,电话报警
参考文献
[1]Shigeki Horiuchi, Hiroaki Negishi, Kana Abe, et al.An Auto-matic processing system for broadcasting earthquake alarms[J].BSSA, 2005.
[2]陈阳, 王洪体.基于网络的数字地震台网数据处理系统设计[J].地震, 2006.
监测与报警系统 篇5
（深圳市地铁集团有限公司 运营总部 518000）
摘要：我国铁路的客运承载量很大，尤其是在春运前后。因此铁路必须要减少故障频率，才能保证在运作中保证其班次的稳定可靠。所以作为铁路部件中的一部分，信号电源系统的安全可靠，是信号工作的重点。本文分析铁路信号电源监测系统常见的几种故障，并提出了相应的维修措施，希望能为铁路信号电源监测工作提供参考意见。
关键词：信号电源监测系统；综合监测；信?设备；维修维护
0 引言
随着铁路的迅速发展，必须要有一个作为维护铁路综合平台的信号电源监测系统，其充当了高铁零部件监视器的作用，能够快速反应后作出预警信息，能够保证电源管理、全面监控。24小时不间断的监测，对故障快速反应，并及时向各个监视终端工作人员报告故障信号，并能告知维修人员故障发生位置及解决方式，从而能够全面高效的对设备故障进行抢修，能够为铁路工作者建立一套完整防范体系。
1铁路信号电源监测系统的常见故障分析
铁路信号电源监测系统一般会发生如下几个方面的故障：
1.1铁路联锁设备断电故障
铁路信号电源监测系统中，信号微机联锁设备系统起到十分关键的作用，而UPS则是该套设备中的重中之重，UPS电源监测一般处在电源屏幕的输出端口，其担任着联锁设备上下较为的用电安全和部分网络设施的用电。其中上位机是人机交互的关键设备，其功能是集中管理控制整个联锁设备系统；而下位机是现场设备控制、反馈的核心组件。在以往的设备故障中，UPS的损坏一般都是线路损坏造成的，老鼠咬坏、电线磨损、插头插座接触不良都会导致线路断电，但是这种情况下出现的断电一般不会出现电源监测系统报警，UPS依靠储蓄的电磁来维持联锁系统工作，一个小时待电耗尽了之后，会自动切断电源，如此导致联锁断电，这种情况下的故障带来的负面影响非常大，会直接导致信号设备大面积断电导致瘫痪，联锁数据丢失。而UPS线路检查时间都是固定的，若是在无人监测的情况下，线路断电，带来的损失将无法估量。
1.2铁路信号电源监测系统重复稳压故障
由于铁路设备的供应商来自不同的厂家，其生产出来的产品型号规格各不相同，例如车间的微机联锁。电源屏、UPS等。当这些设备在工作时，由于其运行的电压电流消耗不一致，必须要保证重复稳压。但是UPS设备又必须在一零一火的情况下不稳定供压才能工作，若是智能电源屏在提供两根火线情况下的稳定供压，就会出现UPS报警现象。这种自相矛盾的工作环境，着实是当前必须要解决的问题。
2针对上述问题的改进措施
2.1铁路联锁设备断电解决方案
2.1.1监视UPS电源工作状况
利用相关设备来对UPS电源的工作进行监控并做记录处理，若是其出现故障后突然断电，监视设备会迅速感应到经过量化转化过的反常数据，并一直发出警报，除非待工作人员检修电源恢复正常，警报声才会解除，设备恢复正常工作。
如何利用监控设备来实时监测UPS的线路的两端电压，来保证其正常稳定的工作？相关监测设备通过实时监控接收来自UPS两端的电压值的变化，来反馈目前UPS目前的工作状态。为保证设备的正常工作，从UPS监测到的电压变化直接会引入到监测采集系统，经过衰变电阻接入了互感器，完成信息采集过程。采用WB溪流运用电磁隔离原理制作而成的，精度十分高的电流互感器来进行监测，直流电压0 V-5 V输出，输入阻抗高（40 kΩ），UPS供电电路不受影响。在互感器被隔离之后，采集的信息运用交流信号，经过放大运算――精密整流――运算放大，转成了0 V-5 V的标准直流TTL逻辑电压。该直流电压与UPS输入端电压值是呈线性对应关系的。量化后的标准直流电压，经选通，送到监测采集机CPU板进行A/D转换，将模拟量转换成数字量后送入监测站机处理。UPS在其供给电源（交流220 V）切断后，应给站机（监视器）一个高电平信号（平时是低电平）。站机会给采集机的CPU告警信息（同时将通知在局域网内其他机器），采集机的红灯、喇叭同时报警，从而实现了提示和通知作用。
2.1.2利用电务维修机监视UPS电源工作状况
在一些人流量较少的小型车站可能没有安排监测设备，所以需要选择用电务维修机来对电源工作状况进行监测并实时记录。UPS电源一般会涉及带有串口，利用电务维修机连接UPS电源的计算机通口，在其供给电源（交流220V）切断，开始使用电池电能后，电务维修机收到UPS掉电信号会转发调度监控机和上位机，上位机显示器提示车务运转人员有告警信息，并且上位机在40 min（UPS电池基本耗干）后告警没有解除的话，将数据保存后正常退出，进一步保证了联锁机和上位机的安全正常工作。
2.1.3引出电源监测线
从联锁柜子里面引出电源监控线，在车站电务段值班室需要接入一个UPS电源正常供电指示灯，当出现故障的时候，故障指示灯就会熄灭，令相关值班人员能第一时间反应，迅速处理故障，不让故障影响正常铁路运行。
2.2铁路信号电源监测系统重复稳压故障解决方案
在铁路运行中，若是不对电路进行改造，可以只是使用电源屏不稳定电压或者是单独从室内迁出一条不稳定电压，为UPS供电，如此一条零线一条火线的情况下，取代稳定电压供电后，UPS不再会引起故障报警。另有一种方式就是利用供电电压灵敏度非常高的UPS，则可以调节其灵敏度为低等状态，这样在稳定电压供电的情况下，也不会出现频繁报警了。
3结束语
铁路通信信号在经历着翻天覆地的创新和变革，铁路信号计算机和网络水平的不断提高，信号电源监测系统作为铁路信号的唯一监测平台，将会发生积极的作用。随着用户需求多元化发展，信号电源监测系统的发展前景形式大好。
参考文献：
[1]林瑜筠.铁路信号智能电源屏[M].北京中国铁道出版社，2006.[2]铁路信号电源监测系统安全要求运基信号[2011]377号文件.中铁总公司，2011
水电站垂线观测系统监测与管理 篇6
关键词：景洪；垂线观测系统；维护
中图分类号： TV22 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）13-42-3
0 引言
景洪水电站（以下简称：景洪）是澜沧江中下游河段规划的八个梯级电站中的第六个梯级电站。枢纽工程由挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物、厂房及变电站、通航建筑物等组成。拦河坝为碾压混凝土重力坝，坝高108m，坝顶高程EL.612m，总装机容量1750MW，正常蓄水位为EL.602.00m，总库容为11.39亿m3。工程于2008年4月18日下闸蓄水，同年6月19日首台机组并网发电，并于2009年5月底全部机组发电投产。
1 垂线布置与施工安装
1.1 垂线布置
根据景洪坝址的地形地质条件和大坝应力稳定分析资料，设计中选择对右岸升船机坝段（6#坝段）、最高溢流坝段（9#坝段）、最高厂房坝段（17#坝段）、左岸厂房坝段（19#坝段）四个典型重点监测坝段及2#坝段、左坝肩布置正倒垂系统进行观测，并采用作为引张线的基准进行坝段间水平位移监测。
景洪共布置正垂线10条，分别为6#坝段2条、9#坝段2条、17#坝段3条、19#坝段3条。
由于景洪最大坝高达108米，在设计中对同一垂直断面内采用分段测量的方法布置正垂线，如17#坝段坝高108米，分三段布置正垂线，自上而下的正垂线长分别为C2-A17-PL-01：34米、C2-A17-PL-02：26米、C2-A17-PL-03：43米，正垂线布置范围共计103米。
景洪共布置倒垂线6条，分别为2#坝段1条6#坝段1条、9#坝段1条、17#坝段1条、19#坝段1条、左坝肩1条。其中，四个典型重点监测坝段（6#、9#、17#、19#坝段）的倒垂线用于测量坝基岩体相对于坝基深部的水平位移；在2#坝段和左坝肩布置的倒垂线，用于监测2#坝段和左坝肩部位的水平位移，并作为引张线端点的测量基准。6条倒垂线长度为40～67米，深入基岩最深处孔深62米，位于最大坝段17#坝段。
1.2 施工安装
景洪正、倒垂的施工及相应仪器的埋设与安装调试，均由“葛洲坝·昆明院·长科院”联营体负责。
1.2.1 正垂线及高程垂直传递系统
①正垂线和高程传递装置所在坝段浇筑混凝土时，分别预埋φ400mm、管壁厚度大于7mm的PVC管，作为保护管；
②正垂线测线采用强度较高的不锈铟瓦丝，其直径可保证极限拉力大于重锤重量的2倍；
③在坝顶预埋固定垂线和铟钢带尺的部件，待预埋件固定后，用夹线装置将垂线固定在悬挂装置上；
④垂线引入各层廊道观测间内。垂线下端吊重锤，并将重锤放入油桶内；
⑤根据垂线位置进行观测墩的放样、立模、浇筑观测墩，并在顶部预留二期混凝土，以便安装强制对中底盘，底盘对中误差不大于0.1mm。
1.2.2 倒垂线
景洪倒垂孔均采用一种孔径，一次成功，没有废孔。倒垂线的施工步骤主要可归纳为三步，各步骤中应注意事项可分述如下：
1.2.2.1 造孔
①按设计要求的孔位、孔径和孔深钻孔，采用岩芯钻，终孔有效孔径应大于274mm。应将岩芯尽量取全，特别对于断层、软弱夹层（带）应尽量取出，按工程地质规范进行详细描述，作出钻孔岩芯柱状图。
②钻孔时，选择性能好的钻机，在钻孔处用混凝土浇筑钻机底盘，预埋紧固螺栓。严格调平钻机滑轨（或转盘），其倾斜度应小于0.1%。然后将钻机紧固在混凝土底座上。
③孔口埋设长度3m的导向管，导向管调整垂直，其倾斜度应小于0.1%，并用混凝土加以固结。
④钻具上部应装设导向环，导向环外径可略小于导向管内径2～4mm。钻进时，采用低转速、小压力、小水量的方法进行。
⑤时常检查钻孔偏斜值，每钻进1～2m应检测一次。检测可采用倒垂浮体组配合弹性置中器进行，测定钻孔不同高程处钻孔中心线位置与孔口中心位置的偏心距。
⑥在钻孔过程中，一旦出现偏斜，首先分析原因，同时采取切实可行的纠斜措施。
1.2.2.2 保护管（套管）的埋设
①保护管采用φ159mm管壁6mm厚的无缝钢管。保护管（套管）每隔3m～8m焊接4个大小不同的U形钢筋，组成断面的扶正环。
②保护管应保持平直，底部加以焊封。底部以上0.5m范围内，内壁应加工为粗糙面，以便用水泥浆固结锚块。保护管采用丝口连接，接头处应精细加工，保证连接后整个保护管的平直度，安装保护管时全部丝口连接缝用防渗漏材料密封。
③下保护管前，可在钻孔底部先放入水泥砂浆（高于孔底约0.5m）。保护管下到孔底后略提高，但不得提出水泥砂浆面，并用钻机或千斤顶进行固定。
④最后，准确测定保护管的偏斜值，若偏斜过大，应加以调整，直到满足设计要求，方可用M15水泥砂浆固结。待水泥砂浆凝固后，拆除固定保护管的钻机或千斤顶。
1.2.2.3 倒垂线的埋设
①浮体组采用恒定浮力式或非恒定浮力式。测线采用强度较高的不锈铟瓦丝，其直径的选择应保证极限拉力大于浮子浮力的3倍。
②埋设锚块时，在测线下端固定好锚块，钢丝应位于保护管中心，将锚块慢慢放至孔底，沉入水泥浆深处。
③浮体组安装，应使浮子水平、连杆垂直，浮子应位于浮桶中心，处于自由状态。若采用恒力浮子，应使整个浮子没入液体中，但不可触及浮桶底部；若采用其他类型浮子，则应调整到设计浮力。
④在距离倒垂孔25～30cm的合适位置建倒垂线观测墩，墩面与倒垂线保护管管口齐平。在墩面上用二期混凝土埋设垂线坐标仪的基座底板。
2 垂线观测
2.1 观测仪器及方法
景洪正倒垂线（除升船机坝段3组正倒垂线未开始实施）共计16个测点，现在全部测点均已投入观测。目前主要用RZ型电容式垂线坐标仪配合南瑞产NDA1711数据采集模块到现场进行数据采集。大坝安全监测自动化实施后，将通过NDA1303智能数据采集模块接入DAU 2000数据采集单元，并通过DAMS-IV应用软件对测量数据进行采集。
由于电容感应式垂线坐标仪无机械传动和跟踪结构，用非接触测量方式实现垂线的自动监测，故而具有精度高，长期稳定可靠的优点，相对光学垂线坐标仪的测量（如漫湾电站采用的CG-3（3A）光学垂线仪）较为方便。
2.2 观测注意事项
在使用NDA1711数据采集模块到现场进行数据采集时，应注意以下几点：
①一条垂线上各测点的观测，应从上而下，或从下而上，依次在尽量短的时间内完成。
②垂线观测前，必须检查该垂线是否处在自由状态，检查调整浮体组的浮力，使之满足要求。同时，需要检查中间极引出线是否完好，若发现中间极引出现损坏，应由专业人员及时进行维护修理，保证测值能按时读取。
③测量时应检查电容极板上的凝露等情况，对异常出现凝露过多的情况，需进行处理，并采取一定措施确保垂线坐标仪极板上水介质均匀，使仪器测值可靠。
④测量时（自动化监测系统投入使用前），将四根芯线分别对应接到NDA1711数据采集模块的接口上，开机后，选择电容式传感器测读模式，对数据进行测度，并分别记录测得的两组电容比及对应的水平位移量。要求记录时区分垂直、水平方向的位移，并注意数值的正负。
⑤测读完毕，将数据电缆线放置好，要求放置于不接触极板且不易被碰触的地方。
3 观测资料的初步分析
景洪于2008年4月18日下闸蓄水，在蓄水前部分垂线投入了首次观测，到5月底16个垂线测点全部投入使用。
从首次观测至今，积累了一定的垂线观测的实测资料，从中对大坝工作性态初步分析如下：
3.1 2#坝段坝顶
向上游位移蓄水后呈增大趋势，水位稳定后，有缓和趋势，最大处位移向上游2.2mm；
向右岸位移蓄水后变幅不大，且在水位稳定后，有缓和趋势，最大位移向右岸0.9mm。
3.2 6#坝段坝基
向下游位移蓄水后呈增大趋势，水位稳定后，有缓和趋势，最大位移向下游0.84mm；
向左岸位移位移蓄水后变幅不大，且在水位稳定后，有缓和趋势，最大位移向左岸0.50mm。
3.3 9#坝段坝基
蓄水后向上游有微小位移0.1mm，之后随即向下游位移，且随水位上升呈增大趋势，水位稳定后，有缓和趋势，最大位移向下游1.2mm。
蓄水后向右岸有微小位移0.20mm，之后随即向左岸位移，最大位移达1.60mm，之后变形呈缓和趋势。
3.4 17#坝段坝基
向下游位移蓄水后呈增大趋势，水位稳定后，先在0～1.2mm范围内呈现增减交替变化，之后呈缓和趋势，最大位移向下游1.2mm；
蓄水后先是向右岸位移最大达0.60mm，之后渐渐向左岸位移，最大位移达0.60mm，随后变形在0～1.00mm之间变化。
3.5 19#坝段坝基
向下游位移蓄水后呈增大趋势，水位稳定后，在1.0～2.0mm范围内呈现增减交替变化，最大位移向下游1.70mm；
向左岸位移位移蓄水后变幅不大（0～1.0mm），且在水位稳定后，有缓和趋势，最大位移向左岸0.80mm。
综上，经分析，景洪大坝部分水平位移观测数据均在允许范围内。2#坝段倒垂线坝顶位移为向上游2.2mm、17#坝段位移量向下游14mm，较设计量偏大，需要进一步分析。
4 景洪水电站垂线系统的主要问题及维护要点
4.1 景洪水电站垂线系统的主要问题
景洪水电站垂线系统的存在的主要问题主要集中在设计及施工方面，且在实施过程中均得到了及时的解决，现将主要问题分述如下：
4.1.1 正垂线的设置
原设计中，19#坝段为两段三个测点布置，由于C2-A19-PL-02较长（56米），存在因垂线孔倾斜引起线体碰孔壁、在坝体中因串风引起线体摆动、线体卡住等故障或测值不可靠的隐患，实施过程中将原设计进行了更改，即将原设计中C2-A19-PL-02根据测点分布分为两条正垂线，分别为C2-A19-PL-02：29米、 C2-A19-PL-03：27米。
4.1.2 倒垂孔的垂直度
在倒垂孔施工中，用于测量垂直度的弹性对中器存在一定的误差，通常在2～3mm，为能尽早发现钻孔出现的偏斜，以便即时进行纠偏，提高钻孔成功率，施工方对弹性对中器进行有效改进，使测量精度提高到1mm以内。从而使倒垂孔钻孔比较顺利的进行，有效孔径都明显优于技术要求所规定的值。
4.2 垂线系统的维护工作
垂线系统的维护工作主要包括正倒垂管的保护工作、垂线坐标仪的维护工作两个方面：
4.2.1 垂线线体装置的保护
①正倒垂管的保护。
景洪的正垂系统垂线均位于施工期间预埋在混凝土中的管道内，且在管道安装前对管道内壁进行了防锈时处理。但由于施工、时效、环境恶劣等因素影响，防锈效果不太明显，正垂管内经常有掉锈渣的现象。
同时，由于土建施工期间，坝内常有施工用水在廊道及观测间内造成较大的积水。积水漫过正垂管上测点的进口，向下方的测点流去，造成正垂管及测量设备处于水、空气构成的不利环境中。
今后应在不影响观测工作及仪器稳定的原则下，对运行环境进行改善，要求尽量降低环境的湿度，避免水流通过正垂管的现象。
②垂线体装置的其他维护工作。
除了正倒垂管的需注意保护外，其他需要注意的情况主要有：倒垂线在基岩锚固处固结不牢、因垂线孔倾斜引起线体碰孔壁、在坝体中因串风引起线体摆动、线体卡住等。
因以上情况所引起的故障要及时发现并排除，否则测值不可靠。
4.2.2 正倒垂观测仪器的维护
上面已经介绍，景洪垂线观测仪器采用RZ型电容式垂线坐标仪进行数据的采集工作，故而该部分的维护工作是正倒垂系统维护的重点。主要注意的有以下几点：
①坐标仪系列中感应部件经过特殊防潮工艺处理，能在相对湿度95%的坝体内长期可靠工作，但这并不意味着坐标仪这类精密仪器能在水等经常流入坐标仪情况下给出准确测值。因此现场必须采取措施防止雨水、冷凝水等流入坐标仪内。安装在大坝竖井、基础的垂线坐标仪，因竖井等环境存在冷热空气交换，使竖井及坐标仪上长期存在大量冷凝水。在此恶劣环境下，需采取一定措施确保垂线坐标仪极板上水介质均匀，使仪器测值可靠。
②为适应在大坝恶劣环境下可靠工作，坐标仪内无一电子元器件。当坐标仪在现场安装调试完后，一般不会出现什么故障，不需经常采取什么维护措施。中间极引出线是一根线径仅0.05～0.1mm的细漆包线，要注意防止非观测人员或参观人员看不清此线而将其碰断。
监测与报警系统 篇7
温室作物的生长环境对温室作物的影响很大,对温室作物生长环境的监测也越来越重要[1,2,3]。在温室监测的同时,还要求系统能够在当环境异常时及时准确地报警来提醒用户以减少异常环境对温室作物产生的伤害和损失。农业温室环境的主要监测方式有人工手工记录和电子设备自动记录方式等。电子设备处理和传输采集数据的方式主要为数据保存在设备自身、采集数据通过有线方式传输到计算机及采集数据通过GPRS远程传输到服务器等。
随着无线小型组网技术的发展,采用2.4G或433M等频段短距离局域组网再以GPRS远程无线传输的方式在农业温室上的应用也越来越多[4,5]。这种组网方式体现了一定的优越性同时也暴露了一些问题,如网页用户端不容易完成对采集节点的远程配置;报警方式不及时、智能;短距离无线组网和GPRS远距离无线传输使整个系统无法长时间稳定运行[6,7],即当系统出现故障时,无法自我恢复等问题日益突出。
为此,设计了一种基于无线传输的温室远程监测报警系统,主要由采集节点、路由采集节点、网关节点、服务器和用户终端组成。其在服务器上配置了数据库和网页远程服务,用户可以远程实时监测到温室环境作物生长环境数据,并可以远程配置单个采集节点的报警上下限和采集节点的上传时间间隔。同时,建立了多方位的智能报警系统,多种措施保证了系统可靠、稳定运行。
1 系统总体组成
系统主要有采集节点、路由采集节点、网关节点、服务器及用户终端组成,结构如图1所示。采集节点和路由采集节点负责采集温室作物的生长环境信息并汇聚到网关节点,可以由一个或多个路由采集节点组成,也可以没有路由采集节点。网关节点通过GPRS连接到远程服务器,在服务器端布置数据库和网页服务,用户通过网页或手持终端或LED显示屏查看在线实时数据。在网页端,用户可以根据权限完成浏览、下载数据等功能。
2 系统硬件设计
2.1 采集节点硬件构成
采集节点主要由微型处理器和Zig Bee通讯模块两部分组成,如图2所示。微型处理器通过各功能传感器采集温室作物生长环境信息[8,9,10],传感器类型主要有环境温度、环境湿度、土壤温度、土壤含水量、光照强度、CO2、土壤p H及土壤电导率等,实际应用时应根据不同的作物监测需求添加不同类型传感器。实时时钟为节点提供时间信息。服务器端把采集节点的配置信息保存在掉电不遗失的E2PROM存储模块里。传感器节点实时显示采集的数据,当环境参数超过设定的正常警戒值时,节点通过报警单元声光报警。微型处理器采集的各参数信息通过采集节点发送给网关节点,实现采集现场数据的实时上传功能。路由采集节点的硬件组成和采集节点相同,只是软件设置不同。
2.2 网关节点硬件构成
网关节点主要有微型处理器、GSM/GPRS通讯模块[11]和Zig Bee汇聚节点构成,如图3所示。微型处理器主要负责Zig Bee汇聚节点到GSM/GPRS模块的数据处理和数据传输。网关节点有两个天线:一个是GSM/GPRS天线,一个是2.4G Zig Bee天线。
3 采集节点和网关节点设计
3.1 采集节点工作流程
采集节点上电初始化,初始化后开始寻找网关节点建立的PAN网络并且申请加入;当采集节点加入到PAN网络后,节点打开总中断,然后采集各个传感器的数据并且液晶实时显示;定时器按每秒累计计时;采集节点采集到的各个传感器数据与配置的警戒值参数进行对比,然后判断定时器是否达到配置的上传周期。当未达到配置的上传周期时返回到采集阶段;当定时器计时到了配置的上传周期时,定时器计时清零,采集节点把采集到的数据以点对点短距离无线通讯方式发送到网关节点。采集节点具体工作流程如图4所示。
3.2 采集节点与服务器通讯协议
采集节点和网关Zig Bee汇聚节点在TI的Z-stack协议栈基础上开发。为了规范与服务器通讯协议,使用采集节点与服务器端的通讯协议如表1所示。
数据采集帧的长度在50byte以内。如果每隔0.5h发送1次数据,1个采集节点1个月内的数据流量为2 400byte,则20个采集节点、路由采集节点正常工作,每个月大约消耗47M的流量。
3.3 网关节点软件流程
网关节点上电初始化,初始化后GSM/GPRS模块首先注册GSM,并通过GPRS连接服务器,随后Zig Bee汇聚节点创建一个局域PAN网络,等待采集节点的加入。当有采集节点请求加入时,网关节点允许其加入并为其分配短地址。然后,网关节点开始监听数据信息,没有监听到数据则返回。如果监听到数据,网关节点判断接收到的数据是采集节点的采集数据还是服务器端的配置指令数据。当收到的数据为采集节点采集数据时,网关节点通过GPRS把采集数据发送到带有公网IP服务器端的指定端口[7];当接受到的数据是服务器配置指令数据时,网关节点以点对点的方式同时发送给所在PAN网络的各采集节点。采集节点根据配置指令协议判断是否为配置本节点的指令,如果是则响应相关配置指令,这样就完成了服务器端到采集节点的远程报警上下限和采集时间配置,如图5所示。
4 服务器管理端设计
4.1 远程网页访问
在服务器上布置了温室农作物生长环境监测报警系统,用户通过B/S的方式远程查看温室环境实时数据[12]。用户不仅可以通过网页平台还可以通过手持终端、远程LED显示屏访问服务器数据库实时数据,实现了多平台的采集节点数据实时显示。
服务器管理端主要完成两方面的工作:一是接收多个网关节点的GPRS的连接请求并监听服务器上特定的端口,监听的端口数据如果符合协议则存储到本地mysql数据库;二是通过tomcat启用网页服务,用户通过登录网页远程查看温室作物生长环境的实时数据。前台界面和后台程序通过java语言实现[13,14,15],网页服务主要构成如图6所示。
4.2 远程配置的实现
采集节点和路由采集节点数据信息汇聚到网关节点后通过GPRS与带有公网IP的服务器建立连接,服务器监听网关节点配置的端口内容。采集节点和路由采集节点每隔一段时间向服务器端发送一个心跳包使服务器能够监测到它在线。
当需要对采集节点进行远程配置时,用户终端通过服务器首先找到需要配置的单个节点所在网关节点的GPRS连接;然后“踢出”需要配置的网关节点连接,网关节点重新连接服务器,当连接成功时,服务器能及时找到需要配置的网关节点连接。此时服务器下发需要配置的指令,这样提高了配置的成功率和配置效率。配置指令下发到网关节点,网关节点下发配置指令到所在PAN网络子节点,子节点根据指令协议的节点ID判断是否为配置本节点的指令,如果是则响应相关指令。配置成功后子节点返回配置成功指令,完成服务器对采集节点的远程报警上下限和上传时间周期配置。
报警上下限配置指令协议如表2所示。
采集节点上传间隔的配置协议与报警上下限协议类似,协议里配置最低值和最高值替换为时间间隔,内容为1byte的字符。在采集节点把协议字符和实际上传周期做了对应,如A代表上传周期为2min,B代表5min等。
采集节点通过中断的方式响应网关节点发送过来的服务器配置指令。程序首先保存原来的工作状态进入中断入口,开始接收并响应服务器端发送过来的配置指令,然后把最新的配置信息保存在掉电不遗失的E2PROM里,最后读取最新的服务器配置参数,并中断返回;中断结束,采集节点程序继续运行。
5 系统可靠运行机制
采集节点长期在温度、湿度多变的温室环境下运行,不仅需要近距离组网还需要远程网络传输,设备就容易出现故障和不能持续稳定运行。为避免以上问题,加入了系统可靠运行机制具体方法。
1)加入了看门狗复位,当采集节点出现故障时,保证了采集节点正常运行,并且发送复位信息给服务器。
2)采集节点、路由采集节点和网关节点运行24h后复位,保证了其长时间运行的连续性。
3)采集节点由于某种原因断网时,采集节点及时重连网关节点建立的PAN网络。
4)当网关节点的GPRS由于某种原因断开服务器时,配置网关节点在2min内重连服务器,直到连接上为止。
采集节点打开看门狗指令:
WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;
IE1|=WDTIE;
采集节点要不停的“喂狗”,“喂狗”指令
WDTCTL=WDTPW+WDTCNTCL+WDTSSEL;
采集节点定时器计时,24h采集节点自动复位,复位指令
WDTCTL=WDTPW;
配置网关节点GSM/GPRS模块定时复位指令
AT^RBTYPE=参数A参数B
参数A为1时,参数B表示没有信号多长时间重启并连接服务器;此时,网关节点配置B为2,表示2min没有信号时设备重启并重新连接服务器。
参数A为2时,参数B表示工作多长时间自动重启,此时B为1 440表示24h系统重启。如果时间到了设备仍然在连接状态,则推迟重启直到网关断开GPRS网络并开始下次计时。
6 智能报警
不同的温室作物或同样的温室作物在不同生长阶段对生长环境的要求不同。为了保证作物生长在适宜的生长环境范围内,需要对作物适宜生长范围之外的环境参数及时智能报警提醒。另外,由于人为或自然的因素使温室环境出现异常时,温室管理人员需要及时得知报警信息以便采取必要的行动措施。
本文采用了本地声光报警、短信报警、网页报警、LED报警等多种报警方式实现了全方位的报警提醒。当温室环境出现异常时,采集节点首先现场声光报警,提醒现场工作人员,如果5min后报警信息仍然存在,则系统确定监测环境确实存在异常。此时采集节点或路由采集节点发送AT指令给网关节点,网关节点收到AT指令后给设定的用户手机发送报警短信。
当温室管理员不在现场时,远程发送报警短信可以及时报警提醒。在网页平台加入了报警信息的滚动显示,用户通过访问网页平台可以查到报警记录。网页平台可以直观地看到报警信息,正常节点在线时,图标为蓝色;有报警信息时,图标变红,并指出超范围的报警值,如图7所示。
节点短信报警AT指令格式:
AT^SMS=电话号码节点ID,异常数据类型,当前采集值,报警下限,报警上限,当前时间r
收到短信内容为“节点编号C06,土壤含水量采集值12.9%,报警下限15%,报警上限45%,当前时间2013-10-19 16:50”。
7 测试与应用
7.1 传输距离和丢包率测试
在北京通州瑞正园草莓示范基地对采集节点和网关进行了传输距离和丢包测试。经试验验证,本文所设计单个采集节点和网关节点在可视距离100m以内时,丢包率几乎为0;单个采集节点和网关节点在可视无阻挡的情况下,在350m左右可以实现稳定数据传输,在300m采集节点可以和网关节点实现断网重连;温室采集节点和网关节点之间有3堵35cm厚度的承重墙可以实现稳定数据传输。
另外,本文设置实验环境如下:在9个并排的温室大棚的最外2个温室布置了2个采集节点,中间布置了7个路由采集节点,大棚之间距离为3m;在中间大棚放置网关节点,网关节点天线拉出到温室大棚顶部,使其他采集节点和路由采集节点尽量与网关节点天线可视,通过服务器远程配置每个采集节点和路由采集节点的采集时间间隔为2min,在服务器数据库上对2013年4月2日0:0:31至3日23:59:11两天的数据条数进行查询,实际收到12 641条数据,正常应该收到12 960条;在两天时间内,9个温室采集节点和路由采集节点在近距离无线组网和远程传输的过程中丢包率为2.46%,考虑到温室作物和墙的阻挡还有远程GPRS数据传输的信号稳定性,实际丢包率在允许范围内。
7.2 采集节点测试
北京通州瑞正园草莓示范基地安装的温室环境监测报警系统从草莓定植期到采收期稳定运行,对采集节点编号为A88的采集节点2013年4月16日的采集数据进行整理,实际采集周期为2min,抽取每隔0.5h数据,绘制成曲线图,如图8所示。
由图8可以看出,环境温度和环境湿度变化趋势正好相反,即当环境温度升高时环境湿度降低,环境温度降低时环境湿度升高;土壤温度在一天过程中变化不大,与环境温度变化趋势近似相同;土壤含水量在一天过程中保持在31.6%和32.8%之间;光照强度在早上10时和下午3时之间达到了最高值;各个参数的变化过程符合实际环境变化趋势,采集节点采集数据能够正确反映温室的环境参数变化。
另外,当环境参数出现异常或在正常区间之外时,采集节点和网关节点及时为用户本地和远程报警。网关节点监测报警信息存在5min后,为用户远程发送报警短信并且发送报警数据信息到服务器端。实验验证,从监测到异常信息确实发生到用户手机收到报警短信,整个过程可以在1min之内完成。
8 结论
本系统完成了采集节点、路由采集节点、网关节点的无线组网和到服务器的无线传输,实现了对温室作物环境信息的智能监测和报警,并且在服务器搭建了数据库和网页服务,用户通过用户终端远程查看温室的实时数据和历史数据。在服务器网页平台成功实现了对单个采集节点的远程报警上下限和采集时间间隔配置,实现了温室环境异常时本地声光报警、短信智能报警等多方位报警方式。加入的采集节点与网关节点的稳定运行机制,可以使出现故障或断网的设备恢复正常运行。搭建的系统在北京郊区多家农民专业合作社得到很好的示范应用,整个系统可以稳定运行,可以满足温室作物环境信息监测和智能报警的需求。
摘要：设计了一种基于ZigBee和GPRS无线传输的温室环境智能监测和报警系统,有效地解决了温室环境监测过程中布线困难、报警方式单一、成本高、不能稳定运行等缺点。以微型处理器和ZigBee通讯节点作为采集节点,以ZigBee和GSM/GPRS通讯模块作为汇聚和远程数据传输的网关节点,采用树状的组网方式完成短距离的数据汇聚,通过GPRS完成远程数据传输;在服务器上配置了数据库和网页远程服务,用户通过用户终端远程访问温室作物实时监测数据。本文实现了节点和服务器的双向数据通讯,使服务器可以远程配置单个采集节点的报警上下阈值和采集时间周期;完成了温室环境的智能报警;加入了系统可靠运行机制,使系统可以连续、稳定地运行。经试验验证,系统可以满足温室作物生长环境的智能监测和报警需求。
舆情监测系统的研究与开发 篇8
1.1 需求概述
舆情监测系统需要实时采集网络舆情信息, 从论坛、博客、新闻、微博等信息来源, 对用户输入的关键词进行信息搜集并对其分析。以此来掌握网络舆情信息导向, 为政府、企业决策提供参考信息依据, 及时了解民生、群众反映。
“网络舆情”是较多群众关于社会中各种现象、问题所表达的信念、态度、意见和情绪等等表现的总和。网络舆情形成迅速, 对社会影响巨大, 加强互联网信息监管的同时, 组织力量开展信息汇集整理和分析, 对于及时应对网络突发的公共事件和全面掌握社情民意很有意义。
1.2 功能概述
●图形界面
●用户能在文本框内输入需要监控的关键词进行搜索
●可以显示网络上关于此关键词的网页信息 (标题、摘要、URL等)
●可以对网页上的内容进行情感评价
●可以显示网络上对该关键词的舆论导向 (总体评价为褒扬或贬低)
●提供多种信息来源, 用户可从其中选择一个或多个信息来源
●提供设置页面, 用户可从中设置信息来源、获取新闻数量等
2. 概要设计
2.1 功能模块分析
根据前期的目标分析, 将系统分为三个模块:
Meta Search Engine:此模块可以根据用户输入关键字与设置, 在网络上搜索对应资源并将其关键内容提取;
情感分析:此模块可以判断指定文本资源的情感并对文本资源按情感分类;
用户界面:此模块包含用户所使用的开始界面、设置界面、输入输出及以上功能的整合利用;
2.2 系统流程图
2.3 需要解决的关键技术
●META Search Engine
●Spider
●HTML信息提取
●训练分类器
●中文分词
●词语情感分析
●NET
3. 情感分析
进行中文分析, 首先需要解决中文分词, 这里采用了盘古分词插件对中文文章进行分词处理:
情感分析首先需要训练分类器, 这里我们从各个新闻网站人工选择了若干篇正面言论较强烈的新闻和同等数量负面言论较犀利的新闻, 对分类器进行训练, 得到情感关键词词库。
对于文章的情感分类, 需要根据文章词汇感情综合将文章分为正面文章、负面文章和中性文章, 代码如下:
参考文献
[1]王国华, 曾润喜, 方付建.解码网络舆情.华中科技大学出版社2011.9
网络舆情监测系统研究与设计 篇9
然而由于网络舆情的渠道繁多, 信息量冗杂, 让舆情危机处理困难重重。怎样才能快速筛选出敏感、热门和人们集中关注的话题, 进而引导人们的舆情方向、确保国家稳定已经成为需要尽快解决的课题。当然, 如果只是依靠人的力量面对如此冗杂的舆情话题, 显然是很不现实的。因此引入技术方法来对舆情话题进行筛选是很有必要的。
1 网络舆情监测系统需求
1.1 网络舆情信息数据采集模块
网络舆情主要是针对当前主营网站、论坛、贴吧等平台而展开的态度、情感、意见和思维的综合。它通过采用垂直元搜索技术和网络爬虫技术对信息进行汇总, 在基于互联网网络架构Web2.0的基础上实现有效信息的收集, 并将收集的结果以数据格式的方式存储在相应的初始信息数据库中, 从而为下一步的信息数据预处理提供具有良好可靠性的素材支撑。
1.2 网络舆情信息数据筛选去重模块
网络信息传播发展速度与人们的素质水平形成良好的契合, 因此导致现在网络上针对同一热点主题出现了众多的重复内容和垃圾内容。基于数据信息采集中出现的大量无用数据, 如果将这些数据代入后续统计分析模块, 不仅在很大程度上增加了系统的运行压力, 还使得整体分析效果与当前的舆情动向不能实现良好的匹配。
1.3 网络舆情信息数据分析模块
网络舆情信息数据分析是基于数据预处理的有效数据库展开。它是通过采用文本相似度来进行数理统计, 主要可以实现三大子功能。首先, 网络舆情监测系统可以根据单个热点焦点话题的舆论走势展开分析, 针对于不同用户群体展开动静的对比分析, 从而形成一套信息传播链条。其次, 网络舆情监测系统由于采用了文本性相似的原理展开设计。最后, 网络舆情监测系统采用多组关键词相互联合的方式进行分析。
2 网络舆情监测系统总体设计
2.1 软件技术架构
软件架构描述的对象是直接构成系统的抽象组件, 这些组件之间的连接则明确和相对细致地描述组件之间的通讯。系统的功能分析结果表明, 网络舆情监测系统由数据采集、数据预处理和数据分析三个核心模块组成。
2.2 系统功能设计
2.2.1 系统采集信息模块设计
采集信息模块的设计内核在于技术算法支撑。笔者采用垂直元搜索和爬虫技术来实现基本任务确定和相关数据提取。前者主要是针对平台素材中所出现的信息数据, 通过设置关键词的灵敏度和信息的频繁度等来实现主题的设置。
2.2.2 系统信息筛选去重模块设计
基于互联网信息复杂多变的特性, 舆情监测系统所呈现的信息采集里包含众多“重复性、违法”的垃圾数据, 这些数据的内容在很大程度上超出了所需要搜寻目标的总量, 都后续系统的分析带来的不良的影响。
2.2.3 信息统计分析模块设计
网络舆情监测系统的设计目的是将网页中的相关文本或媒体素材进行集中统一, 存储于一个系统数据库中。而这个过程的实现需要进行不同体系架构下网页配置、解析、数据修正及结果输出配置环节。
3 网络舆情监测系统的实现
本文以信息采集模块为例, 展开系统界面的实现。网络舆情监测系统管理作为控制整个系统运行的初始数据模块, 它的设计详细流程是:用户登录系统界面后, 系统基于用户的类型按照权限配置的要求分配相应的权限, 从而使得用户顺利进行相应的网路舆情信息的采集界面, 在本次系统的设计时, 为了保证系统的通用化和对于信息采集的搜索的多样化需求, 系统按照人物采集、地区采集及部门采集的三种方式展开信息数据的采集。
4 结语
为了正确引导公众的舆论走向, 本文根据网络舆情的特点, 重点关注与舆情相关的细化方面, 运用有效的手段完成信息的搜集和整理, 进而实现对社会事件的关心, 为机关单位做出正确决议提供帮助, 从而顺利建立了一套囊括舆情信息的搜集、整合、处理、总结的网络舆情监测系统, 实现建设目标。
摘要：网络舆情最直观而又最迅速的反映了社会各层面的社情状况与发展形势, 其作为社情民意中最广泛和最犀利的一部分对社会产生的影响越来越广泛。鉴于此, 为了正确引导公众的舆论走向, 建立一套适用于我国政府的网络舆情监测势在必行。
关键词：网络舆情,垂直元搜索,架构
参考文献
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[3]朱红, 司光亚.JSP编程指南[M].北京:电子工业出版社, 2009.
电力负荷控制与监测系统分析 篇10
所谓的电力负荷实质上就是指电力系统中全部用电设备消耗的功率, 只要电力系统运行就会产生出电力负荷。通常情况下, 电力负荷不超出规定允许的范围时, 不会对电力系统的正常运行造成影响, 若是电力负荷过大, 则会导致电力供应压力增大, 不利于电力系统安全、稳定、可靠、经济运行。所以, 必须采取有效的途径对电力负荷进行控制。电力负荷控制与监测系统是集诸多种先进技术于一身的综合管理信息系统, 其中主要包括计算机技术、通信技术、自动化控制技术等等, 它能够对电力系统中的电力负荷进行有效的监控与管理。该系统具体是由两部分组成, 一部分是负荷装置, 另一部分是管理平台, 其中负荷装置负责对电力系统中的所有用电设备进行管控, 并且能够起到改善用电负荷曲线形状的作用, 从而使负荷曲线逐步趋于平稳, 有利于减少峰谷差。不仅如此, 其还能提高电网与电力用户的总体负荷率, 由此便可以使电力设备的利用率获得显著提高, 有助于确保电力系统安全、经济运行。近年来, 随着我国电网规模的不断扩大和用户用电量的激增, 对电力系统的运行稳定性和可靠性提出了更高的要求, 该系统的应用对于电力企业的发展具有非常重要的意义, 具体体现在以下几个方面:其一, 有利于节约电力资源。由于该系统能够从电力需求侧的角度出发对峰谷差进行调整, 不仅实现了限电不拉闸的运行目标, 而且还大幅度降低了基础设施建设成本, 有效避免了机组启停调峰导致的损失。同时, 系统还能对配网线路的负荷率进行调整, 并对电厂与电网中的用电大户进行监控, 从而使电能资源获得了合理利用, 用电效率大幅度提高。其二, 有助于提高电力企业的管理水平。通过该系统不但能够对电力用户进行实时监控, 并对欠费用户进行提示和限电控制。而且系统还能够自动监测并记录客户的用电情况, 有效解决了电费收缴难等问题, 电力企业的管理水平也由此获得了显著提升;其三, 有利于维持供用电秩序稳定。借助该系统再配以法律和经济等措施, 可将用电管理深入到电力用户, 从而建立起正常的供用电秩序。
2电力负荷控制与监测系统的设计
2.1系统的功能要求
本文所设计的电力负荷控制与监测系统需要实现如下功能:
2.1.1系统的终端设备需要完成对用户侧实时用电数据的采集, 并向主站传输数据。
2.1.2终端对用户端的配电开关能够进行有效控制, 并对用电负荷进行就地闭环控制, 同时还应当具备遥控操作等功能。
2.1.3终端能够相用户提供必要的电力消费消费信息, 以便用户及时获得电网供应信息。
2.1.4终端设备应当具备足够的数据存储和信息处理能力, 以确保数据采集的完整性和控制功能的实现。
2.1.5系统的所有数据编码都必须严格遵循电力企业内部营销管理系统编码的规定要求, 并确保两者之间同步更新, 进而保证数据信息共享。
2.2系统硬件设计
按照系统所需要实现的各种功能, 并考虑系统未来的可扩展性, 决定采用Motorola公司研制开发的MPC860处理器作为硬件平台, 经过比选之后, 决定选用Linux嵌入式操作系统来构建应用平台。整个系统的核心是PC860处理器, 由于系统需要完成实时监测与控制, 所以, 通讯对于整个系统而言尤为重要。基于这一前提, 通讯接口采用多级串口芯片进行扩展, 具体包括如下内容:GPRS通道1个、具有可扩展性的网络通道1个、RS232串口1个、光隔485通道3个、输入采集端口4个。系统中关键硬件设备的选择如下:
2.2.1 CPU。目前, 国内使用的嵌入式系统处理器主要有以下三种:DSP、ARM、Power PC。本文设计的系统采用的MPC860处理器, 该处理是基于Power PC结构的通信控制器, 它的CPU芯片为军工级, 除了具有非常强大的运算与通讯能力之外, 还能支持多种通信协议, 同时还支持各种存储器, 能够与存储器之间进行无缝连接, 这有助于优化布线。
2.2.2多串口芯片。通常情况下, 微型计算机与外部设备进行连接时, 主要有两种类型的接口, 即串行与并行。本系统采用的是16C554四串口芯片, 其除了能够提供给四路标准的输出接口之外, 还能进行独立的光电隔离, 最高传输速率可达1.5Mbps。在数据信息的接收和发送上, 本系统采用的是中断标志位的方法。
2.2.3存储器。对于整个系统硬件而言, 存储器非常重要, 若是其容量不足, 则会导致系统无法正常运行。所以存储器的选择是系统设计的关键环节。为确保终端具备足够的容量, 本系统采用了性能稳定、可靠, 且容量较大的电子硬盘DOC2000作为存储器。该硬盘不但能够提高系统的写入速度, 而且在任何方向上的传输速度都能达到13.3MB, 同时, 硬盘本身自带纠错功能, 并且不需要电池进行供电, 进一步提高了系统的可靠性。
2.2.4液晶模块。LCD液晶显示器较为突出的优点是价格较低、使用寿命长、功耗低, 当环境亮度越高时, LCD的显示就越清醒。由于LCD显示属于被动显示, 所以基本不会受到外界光线的干扰, 可靠性相对较高。
2.3系统软件设计
本系统在软件设计上采用的是目前较为流行的模块化设计思路, 这样设计的优势在于系统能够支持不同用电现场控制规模的需求, 并且可以使系统具有良好的伸缩性。系统的应用程序主要有以下子程序组成:后台通讯、电表通讯、人机交互界面、任务管理、负控进程、网络拨号控制等, 所有进程之间可通过共享内存实现数据交换。系统中的全部软件均是在Linux环境下开发运行的, 程序编辑使用的C++工具, 程序全都置于Program目录下运行。这种软件结构最为显著的特点之一是便于维护, 同时, 还可以进行远程升级。
2.4通讯机制
本系统支持以下通讯方式:GPRS无线通信、有线局域网、RS485总线通信。在上述几种通信方式中, RS485是专门为了采集用户电表数据而设计的。采用这种通信机制的主要目的是为了实现多通道和多种通信方式, 从而为遥控、遥信等远程控制功能的实现奠定基础。
2.5负荷控制方式
系统终端单独设置了一条RS485总线, 并以此作为负控总线, 本系统的控制功能主要包括负荷定值闭环控制、电量定值闭环控制以及遥控等控制方式。系统的控制对象既可以是某个用户, 也可以是某一组用户。
3结论
综上所述, 本文对电力负荷控制与监测系统的设计进行详细论述, 目前, 该系统已经在某电力企业获得了应用, 自投入运行至今, 系统运行非常稳定, 并未出现任何异常情况, 通过该系统的应用不但提高了企业的供电管理水平, 而且还为企业带来了巨大的经济效益。由此可见, 该系统具有一定的推广使用价值。
摘要：本文首先阐述了电力负荷控制与监测的重要意义, 并在此基础上提出电力负荷控制与监测系统的设计。期望通过本文的研究能够对提高电力企业的供用电管理水平有所帮助。
关键词：电力系统,电力负荷控制,监测
参考文献
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汽轮机振动监测系统的分析与应用 篇11
关键词：600MW超临界机组 汽轮机振动监测系统 电源升级 优缺点
中图分类号：TK264 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（b）-0049-01
内蒙古神华国华呼伦贝尔发电有限公司已经投运的600MW超临界机组汽轮机采用的是上海汽轮机厂生产的超临界、一次中间再热、两缸两排汽、单轴、直接空冷凝汽式汽轮机，整个轴系由7个支持轴承支撑，对应安装7套轴振及瓦振探头[1]。
汽轮机TSI监测系统采用epro公司生产的MMS6000系列产品，而在2009年艾默生公司收购了epro公司（原菲利普）后，艾默生公司对旗下产品进行了升级和更新换代。原有TSI系统上的框架电源模块UES815已经停止生产，而且替代产品也不能接入到现有的框架内（管脚定义，安装槽位不一致）[2]。为了提高系统的安全性和长效性，更换最新的TSI框架和外置电源模块势在必行。另外在安装调试阶段也发现新产品同样存在一些不足之处，该文将给予介绍，并提出建议。
1 TSI振动检测系统介绍
汽轮机监测仪表系统TSI[2]（Turbine Supervisory Instrumentation）是一种可靠的连续监视汽轮发电机组转子和汽缸的机械工作参数的多路监控系统，可用于连续显示机组的启停和运行状态，为记录表提供输出信号，并在被测参数超出预置的运行极限时发出报警信号，必要时采取自动停机保护。此外，还能提供用于故障诊断的各种测量数据[3]。
2 系统框架升级前功能组成
现有的TSI系统采用框架式电源模块，每个框架配有型号为UES815，（24V 3.4A）的电源模块2个，经过外部二极管冗余后給继电器供电。
现有的TSI系统采用的是48芯插针式框架，该框架内部接线复杂，无法检查和更改内部线路，需要使用专用工具才能更改接线和修改逻辑，操作极其不方便，给日常维护带来了诸多不便。
现有的TSI系统的开关量输出使用的是外置继电器，每一个开关量输出都需要从各个模块自身发出，因此为一一对应型，若要将多个模块进行逻辑运算后再发出信号则需要通过外部硬接线来实现完成，需增加外部接线，这样既增加了工作量也降低了可靠性，大大增加了出现事故的几率。
3 系统框架升级方案及功能组成
将现有的框架电源取消，更换为机柜电源。220V交流强电不再接入到系统框架中，提高了安全性。两路220V交流电源仍分别由保安段和UPS提供。
对TSI系统供电电源和框架进行升级。将原有的48芯插针式框架替换为最新的系统框架IMR6000/10，该框架为背板式框架，后面为接线端子，接线简单明了，日常维护极其方便，检查和更改接线简单易懂
增加A6824通讯模块，该模块通过RMS485方式和系统内所有模块进行通讯，只需通过CSI6500软件就可以通过该通讯模块对TSI系统内任意一个测量模块进行组态，修改报警及危险值，解除保护等操作。
4 升级前后优劣性对比
升级改造产品后的TSI系统是美国艾默生[5]公司近几年推出的CSI6500监测系统，原MMS6000系统中的所有模块在CSI6500系统可正常使用，CSI6500系统主要有以下几个方面的变化。
重新设计了框架、方便了接线和系统设置：新框架型号为IMR6000/10。框架槽位可安装的模块：10个A6000模块，1个A6740逻辑模块，1个A6824通讯模块。外部接线通过专用接插件与框架背板相连，从而避免了因为没有专用工具及材料而无法更改接线的被动局面。原48芯插针式框架内部接线是裸露的，容易造成各针脚之间的短路，烧坏TSI测量模块，影响TSI系统的正常工作，存在一定的安全隐患。
A6824通讯模块插在专用的第14槽位，它通过RS485总线与框架上的其它模块进行通讯，可方便查看各个模块的测量状态、检查或修改组态数据，方便故障的检查，较改造前一对一的连接方式有较大改进，原来所有的状态都需要通过指示灯和传输到DCS的实时数据来分析，很是不方便。
有了可编程继电器后，可满足用户各种逻辑输出的需求，从根本上解决了原TSI系统的上述缺陷。应用起来十分灵活、简便，只要通过连接笔记本电脑与继电器模块或通讯模块，所有数据状态便可一目了然[4]。如果有故障，马上可以有针对性地查找，大大缩短了故障排除的时间，另外通过继电器模块来进行逻辑组态，逻辑关系非常明确，易学易懂，更改也方便。
5 结论
1#机的TSI系统升级改造后，通讯模块A6824与各测量模块通讯畅通，各测量模块的通道加信号测试正常，而且继电器的逻辑完全能满足机组正常投运的要求，该次系统升级圆满成功，本次改造后系统具有如下优点：
（1）系统供电稳定可靠。
（2）输出逻辑通过软件以逻辑图方式编程，功能强、直观、易操作，彻底摆脱了用硬接线搭逻辑的困境。
（3）修改逻辑方便、灵活，能满足用户的各种逻辑传送需求。
（4）信号传输快捷、可靠，且具有屏蔽输出的功能，可以临时解除部分保护，系统维护时可灵活运用，十分方便、安全。
升级版的几点不足：
（1）框架底板需要人工做的跳环线过多，容易出错降低可靠性，考虑能否优化，在电路板上完成。
（2）每块底板的电源冗余设计，也应考虑集成到底板上，不要靠外部环线来完成，一旦线路松动直接影响可靠性，也给现场施工带来麻烦。
（3）继电器卡缺少冗余，尤其是框架1。一旦某个继电器故障，就要更换掉整个继电器卡，使得用户备品备件成本大大提高。
参考文献
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土壤墒情监测系统的设计与实现 篇12
我国是农业大国, 在农业逐步迈入现代化生产的时期, 利用计算机相关技术, 对农业的生产进行预测与指导是十分必要的。近些年来旱情的发展严重地制约了我国的经济发展, 这对农业灌溉产生了巨大的影响, 我们需要长期考虑的课题就是如何提高灌溉水的利用效率。传统灌溉方式会大量的浪费水资源, 并且不能针对不同地块和农作物实行不同的灌溉方案, 不能使农作物达到最适宜的生长环境。这些问题可以通过发展土壤墒情监测技术, 建立墒情监测数据数据库和土壤墒情监测系统, 实现土壤的适时适量灌溉, 达到节约水资源, 提高作物产量和提高效益的目的。本文应用计算机技术, 信息技术, 人工智能, 网络技术与地理信息系统等技术, 建立土壤墒情监测系统, 从而解决水资源配置与高效利用等常见问题。
2、土壤墒情
土壤墒情是农田耕作层土壤含水率的俗称, 是影响农作物生长的重要因素。土壤墒情是不断变化的, 所以需要对其进行实时监控, 这样采集的信息才有利用价值。土壤水分的变化不仅与土壤特性有关, 还受降水、灌溉、蒸发、根系层下边界水分能量等因素影响, 而且其动态变化也是一个复杂的系统问题[1]。
3、GIS在土壤墒情中的应用
在全国第三次农业气候区划会议上, 土壤水分委员会提出了GIS技术应用于监测土壤水分的原因。地理信息系统在农业气候区划, 主要经济作物适宜种植区划, 天气和其他业务领域, 提供了土壤水分研究的新工具[2]。
在布置数据采集点的同时布置GPS装置, 利用全球卫星定位采集监测点的经度和纬度, 再结合GIS软件就可以实现大面积的土壤墒情实时监测。
4、系统总体设计
本系统共有四个模块组成, 分别是数据采集模块, 数据传输模块, 人机交互模块和数据库模块。
数据采集模块利用传感器采集土壤温度、湿度等土壤墒情数据, GPS装置采集监测点经度、纬度等数据, 通过zigbee网络实现单个监测区域内数据的相互传递。再利用GPRS技术, 实现zigbee网络之间与zigbee网络和智能终端之间数据的远距离传送。在智能终端, 采用浏览器的形式结合GIS技术, 将数据以不同形式展示给用户, 后台数据库则对数据进行加工、存储和数据的分析, 查询与统计。
4.1 土壤墒情数据采集模块:
土壤墒情数据采集模块是利用土壤温湿度传感器对土壤温度和湿度等数据进行采集。利用GPS装置对监测点经度、纬度等地理信息数据进行采集。
监测区土壤墒情监测点设置的主要依据包括:地理位置;土壤质地类型及土壤物理特性;所属行政区划、周边地形地貌;作物种植的种类及范围;水文地质条件:地下水埋深;灌溉条件。土壤含水量监测点布在地块中央平整的地方, 避开低洼易积水的地点[3]。监测土壤墒情效果的好坏, 取决于监测点的数量。监测点过多虽然会提高监测效果, 但会使系统的投资过大。所以合理的选取监测点数量是十分必要的。在布设土壤墒情监测点时, 每二十平方米放置一个节点, 采样点之间保持一定的距离, 采样点的位置一经确定, 应保持其相对的稳定。传感器可以埋入土中的不同深度, 结合GIS软件, 就可以全方位立体的对土壤墒情信息进行监测。图1是无线传感器节点采集数据的流程图。
4.2 数据传输模块:
本文的数据传输模块采用zigbee网络与GPRS网络结合的数据传输方法。克服了有线传输中布线的复杂性和对面积的限制。Zigbee技术是一种低成本、低功耗的近距离无线组网通信技术, 其自组网、自愈和、多组网方式、三级安全模式等优点, 为无线网络的建立带来方便[4]。zigbee的节点铺设简单, 只需要每隔一段距离放一个传感器, 则所有的传感器自动组网[5]。GPRS通信技术有覆盖域广, 按量计费, 接入迅速等优点, 在远程突发性数据传输中具有很好的优势[6]。可以实现zigbee网络之间和zigbee与智能终端之间数据的远距离传输, 适用于突发性数据传输。所以本文结合了适用于短距离组网的zigbee技术与适合远距离数据传输的GPRS技术, 使系统性能更加优越, 价格更加低廉, 在现实中更容易推广。图2为系统连接示意图。
4.3 智能终端:
该部分主要是根据前面的研究内容, 结合GIS技术, 综合土壤温湿度, 采集点的经纬度, 全方位展示土壤墒情信息给用户。系统是基于GIS, 以Win7系统运行环境为平台, 以SQL sever 2005数据库和模型库为管理核心, 以面向对象的C#语言为实现语言建立的。其中包括人机交互模块和数据库模块两部分。
4.3.1 人机交互模块:
人机交互模块以浏览器的形式, 将数据以不同形式展示给用户, 结合GIS技术使用户可以更直观的了解不同地区的土壤墒情指数, 从而更容易对数据进行分析, 对灌溉进行指导。本文所建立的系统不但人机交互界面友好, 而且系统具有智能性、可扩展性以及可视化等一系列特点。首先, 可以实现针对监测区内的土壤墒情监测点进行实时监测, 可以及时、快速、动态地获取监测区内的土壤墒情信息, 针对监测区内的土壤墒情信息对农田灌溉进行有效的监督和评价, 可以提高水资源的利用率。其次, 采用GIS技术、数字通信技术以及网络技术等先进技术, 实现了监测区内的信息共享与网络发布功能。最后, 本系统的实用性强, 操作简单快捷, 功能可扩展性强, 并且界面友好。
4.3.2 数据库模块:
数据库模块采用SQL Server 2005建立关系型数据库, 将接收到的土壤墒情数据进行整理并且保存, 以备后续查询, 分析和数据的统计。此系统还可以将数据转化为图表和地理信息图像的形式展示给用户, 以便用户更加直观的了解土壤墒情的变化范围和趋势, 帮助其做出灌溉决策。另外, GIS地理数据不同于其他数据, 它并不保存在SQL关系型数据库中, 而是直接保存在专门的地理信息系统数据库中, 数据内容包括矢量图、栅格图等[7]。所以GIS地理数据, 只能通过GIS二次开发组件进行读取、保存和修改。对已有的多条数据利用决策树方法进行数据分析后, 就可以根据土壤墒情级别给出灌溉方案。
5、结论:
本文通过传感器采集土壤温湿度数据, 通过GPS采集监测点地理数据, zigbee网络与GPRS网络结合的方式将传感器采集的数据传输给智能终端, 智能终端可以对数据进行多种形式的显示, 加工处理和存储。对土壤墒情进行实时监测不仅可以对土壤有一个合理的评价, 而且可以指导农户对不同区域的土壤制定有针对性的灌溉方案, 节约水资源, 在实际应用中是可行的。
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