一、项目需求
在铁路的桥梁、隧道等的入口处一般都有限高的铁架来保障桥梁和隧道的安全。这些限高铁架为通行过往的车辆提供预警功能。如果有车辆超过铁架的高度,则会为司机提供提醒,有效避免车辆对桥梁和隧道的损坏。但是在限高铁架被车辆损坏之后需要及时对铁架进行恢复,这样就需要及时知道铁架的损毁情况。由于限高铁架在铁路沿线分布广,数量大,如果使用人员巡检则耗时耗力。本公司开发的限高铁架的远程监控功能可实时监控铁架的状态,在有铁架损坏的情况下能迅速报警,并把铁架的现场图片传送到监控中心,起到及时报警的作用。
二、无线检测系统总体设计
限高铁架被其他车辆撞击时会发生强烈的震动,并且如果撞击力巨大会发生倾斜,因此在铁架上安装振动传感器和水平传感器。传感器连接到数据采集模块,分析传感器的数据,分析出的数据可以指示震动和倾斜的程度。采集模块和GPRS模块连接,通过GPRS设备把传感器的数据发送到数据中心。系统架构图如下:
2.1 数据中心及WEB系统结构框图
数据中心主要完成接收现场限高铁架数据、数据处理、保存、显示、远程登陆等功能,数据中心及WEB系统结构框图如下
设备管理模块
该模块主要功能:添加,删除设备;配置设备信息,如配置DTU号,配置设备地址信息,配置设备类型,配置其他说明信息等。
组织设备,管理设备。当设备较多时,该功能特别重要,可方便客户管理设备,使组织清晰。如:
设备通讯管理模块
通讯管理模块负责程序与DTU的通讯管理。通讯管理模块,采用异步socket方式同DTU进行通讯。该模块会定期清除死连接,当有新DTU请求建立连接时会及时通知程序。
系统配置模块
该模块负责管理系统配置,如系统端口,采样周期,是否保存数据等系统配置信息。
通讯协议解码编码模块
该模块根据设备的通讯协议,将设备发送给数据中心的数据根据协议解码,然后将解码后的数据提供给软件中心,或显示或保存。
该模块还负责将查询命令,设置参数或控制命令,编码为设备通信协议格式,通过“通讯管理模块”发送给设备。
该部分随设备或通讯协议不同而不同。
实时数据显示模块
该部分将通讯协议解码后的数据显示。该部分可单独显示一个设备如:
也可按站点显示全部设备信息如:
数据保存模块
可根据客户需要,将数据保存到excel文件或数据库。
历史数据程序模块
查询保存的历史数据,可显示曲线或表格数据。对曲线,可选择显示的曲线,具有曲线放大缩小功能。
参数设置模块
该模块可运行用户通过DTU远程修改设置设备参数。
数据统计模块
根据客户需要,生成统计数据。
故障报警模块
根据设备报警条件,等发生报警时,给出报警信息。并记录报警信息。
2.2.1 GPRS无线通信技术
使用GPRS无线通信技术进行数据传输具有一下优点:
1)网络覆盖面广、接入范围大,系统构建便捷、运行成本较低等特点。
2)传输速率较高,理论数据传输速率可高达171Kbps。
3)登录和接入等待时间短,可快速建立连接。
4)提供实时在线功能,用户将处于“永远在线”状态,数据实时传输。
5)计费合理,即使用户可以一直在线,但只按数据流量收取费用。
GPRS上述优势特点非常适用于实时采集数据、不易布线、设备分散的工程中使用。
2.2.2 GPRS D800无线传输产品
GPRS D800使用GPRS无线通信技术开发的一款实现数据无线传输的产品。D800通过RS232/RS485接口相连。当客户的设备把数据输出给D800,D800则把收到的数据通过GPRS网络发送给中国移动的GPRS网络,之后数据到达移动的机房,通过机房中的设备数据被传送到因特网。然后通过因特网数据到达数据处理中心。同样,数据处理中心也可以通过这套系统吧数据传给远端的设备。这样通过D800这个无线通道,数据中心就可以和远端的设备进行数据的交换。
GPRS D800产品采用工业级模块和芯片,以及稳定、方便、易用的软件,多年已经广泛应用电力、水文、气象、环保、物流等领域。产品外型如下:
2.2.3 D800产品性能指标
1、基本功能:
同时支持GPRS和短信的双通道数据传输
支持透明传输和协议传输
支持单中心和多中心的工作方式
多种数传方式,可以电话、数据唤醒等
支持数据中心使用域名或IP地址
支持短信的远程配置
远程升级,方便后续的功能增加和程序升级
2、硬件平台:
软硬件看门狗设计,保证产品长期稳定运行
使用凌特工业电源芯片
WAVECOM高性能工业级GPRS模块
5V-30V宽电压输入
抗干扰、防静电设计,适合电磁环境恶劣的应用需求
3、技术参数:
输入电压:5V至30V宽电压输入
接口:RS232,RS485,TTL
串口波特率:110~115200bits/s
工作温度:-20~+70ºC
尺寸:95x66x26mm