经纬仪智能网络监测方法及系统与流程

本发明涉及物联网技术领域，特别是涉及一种经纬仪智能网络监测方法及系统。

背景技术：

随着经纬仪技术的不断发展和成熟、模块化设计的逐渐扩大以及电气自动化程度的日益提高，历经多年内外场调试和运行后，经纬仪的很多运行隐患也逐步暴露了出来，例如，经常会毫无预兆地出现失灵或者死机等情况，导致有可能从经纬仪发生的小的隐患发展为故障，甚至演变成重大事故，给靶场装备的安全运行带来严重的影响，然而现有技术缺乏对经纬仪进行监测和管理的有效技术手段，目前现有技术中对经纬仪的监测和管理往往是通过人工进行的，这种人工监测和管理的方法不仅实时性差、效率低，而且可能存在人为的误判，给经纬仪的正常运行埋下隐患。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有技术中对经纬仪监测和管理的实时性差、效率低，而且可能存在误判的问题，提供一种经纬仪智能网络监测方法及系统。

为解决上述问题，本发明采取如下的技术方案：

一种经纬仪智能网络监测方法，所述方法包括以下步骤：

嵌入式控制器通过通讯管理机从传感器获取被监测经纬仪的运行状态数据，所述传感器设置在所述被监测经纬仪中的各个被测试点，所述通讯管理机为所述嵌入式控制器的通讯模块；

所述嵌入式控制器对所述运行状态数据进行数据处理，根据指标阈值条件生成故障信息和告警状态信息，并对所述故障信息和告警状态信息进行存储和显示；

远程控制中心通过所述通讯管理机与所述嵌入式控制器进行数据通信，并以服务器模式巡检各个所述嵌入式控制器，接收并存储各个所述嵌入式控制器上报的所述运行状态数据、所述故障信息和所述告警状态信息，采集线路状态，记录故障发生时间和故障类型。

相应地，本发明还提出一种经纬仪智能网络监测系统，所述系统包括嵌入式控制器、作为所述嵌入式控制器的通讯模块的通讯管理机、通过所述通讯管理机与所述嵌入式控制器进行数据通信的远程控制中心和设置在被监测经纬仪中各个被测试点的传感器，

所述嵌入式控制器通过所述通讯管理机从所述传感器获取所述被监测经纬仪的运行状态数据；

所述嵌入式控制器对所述运行状态数据进行数据处理，根据指标阈值条件生成故障信息和告警状态信息，并对所述故障信息和告警状态信息进行存储和显示；

所述远程控制中心以服务器模式巡检各个所述嵌入式控制器，接收并存储各个所述嵌入式控制器上报的所述运行状态数据、所述故障信息和所述告警状态信息，采集线路状态，记录故障发生时间和故障类型。

上述经纬仪智能网络监测方法及系统针对经纬仪设备的运行状态，建立了独立的智能网络监测系统，该系统利用嵌入式处理平台，通过丰富的数据接口，接收采集并处理经纬仪设备的信息采集和通讯，并可以进行人机交互，从而能够以更加直观方便的方式对经纬仪的系统状态进行实时在线监测及告警，帮助用户及时发现经纬仪设备早期故障隐患，从而避免重大设备事故的发生，保障经纬仪整机安全运行，也降低了由于经纬仪设备的非计划停机、死机等造成的设备损失和维修成本，同时通过对经纬仪设备的运行状态数据、故障信息和告警状态信息的存储，建立起经纬仪设备长期的运行数据，为日后的事故查询以及优化设计等提供了可靠数据。

附图说明

图1为本发明中经纬仪智能网络监测方法的流程示意图；

图2为本发明中经纬仪智能网络监测系统的结构示意图；

图3为本发明中经纬仪智能网络监测系统的软件智能控制原理示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及较佳实施例对本发明的技术方案进行详细描述。

在其中一个实施例中，参见图1所示，经纬仪智能网络监测方法包括以下步骤：

S100嵌入式控制器通过通讯管理机从传感器获取被监测经纬仪的运行状态数据，所述传感器设置在所述被监测经纬仪中的各个被测试点，所述通讯管理机为所述嵌入式控制器的通讯模块；

S200所述嵌入式控制器对所述运行状态数据进行数据处理，根据指标阈值条件生成故障信息和告警状态信息，并对所述故障信息和告警状态信息进行存储和显示；

S300远程控制中心通过所述通讯管理机与所述嵌入式控制器进行数据通信，并以服务器模式巡检各个所述嵌入式控制器，接收并存储各个所述嵌入式控制器上报的所述运行状态数据、所述故障信息和所述告警状态信息，采集线路状态，记录故障发生时间和故障类型。

具体地，在步骤S100中，被监测经纬仪中的各个被测试点上设置有传感器器件，用于采集被监测经纬仪相应的运行状态数据，例如，运行状态数据包括被监测经纬仪的电流数据、电压数据、温湿度数据、伺服转轴的振动数据、载车水平度与振动数据、光学系统机械形变数据、热膨胀数据和图像传输节点的图像数据等，可以利用已有的相应的传感器，例如电流传感器、电压传感器、温湿度传感器、振动传感器等对上述经纬仪的运行指标进行传感，从而得到被监测经纬仪的运行状态数据；嵌入式控制器是一种能够执行指定独立控制功能并具有复杂处理数据能力的控制系统，在本发明中，嵌入式控制器利用高性能微处理器ARM(Advanced RISC Machines，ARM)及其他可编程逻辑器件实现，具有丰富的数据接口，通讯管理机作为嵌入式控制器的通讯模块，用于实现被监测经纬仪设备的电压、电流、温度、湿度、转速等数据的采集与传输，因此嵌入式控制器通过通讯管理机能够接收采被监测经纬仪设备的信息采集以及与被监测经纬仪之间的通讯。

作为一种具体的实施方式，嵌入式控制器通过通讯管理机从传感器获取被监测经纬仪的运行状态数据的过程包括以下步骤：嵌入式控制器主动发起网络中的通信，连续地向被监测经纬仪发送控制指令；被监测经纬仪接收对应的控制指令后，接通相应的接点以驱动对应的传感器；传感器根据被测试点的运行方式进行同步工作，并将采集到的数据传输给通讯管理机。在本实施方式中，嵌入式控制器主动发起网络中的通信，连续地向被监测经纬仪发送控制指令，当嵌入式控制器发出控制指令时，被监测经纬仪根据控制指令，接通传感器对应的指定的接点来驱动传感器，在本实施方式中，根据类型的不同，传感器具有接触或者不接触测量模式，传感器根据被测试点的运行方式进行同步工作，并将采集到的数据传输给通讯管理机。传感器采集到的数据通过通讯管理机汇总到嵌入式控制器后，在嵌入式控制器上处理、存储并显示，通过触控显示屏在本地显示监控线路状态。查询上位机变位数据，并且可以进一步设置采集到的数据对应的内容信息。

作为一种具体的实施方式，传感器将采集到的数据传输给通讯管理机的过程包括：传感器与对应的被测试点的时统设备交换数据，通过简单网络管理协议(Simple Network Management Protocol，SNMP)方式向作为上一级网管的嵌入式控制器的通讯管理机上报数据。在本实施方式中，传感器首先与其所在的被测试点的时统设备交换数据，再通过SNMP方式将采集到的数据输出给嵌入式控制器的通讯管理机，从而有利于提高数据传输的效率和稳定性，嵌入式控制器作为传感器的上一级网管，通过通讯管理机接收传感器上传的数据，供其汇总和分析处理。传感器作为采集输出终端，可以通过485/232总线将采集到的数据传输给作为嵌入式控制器的通讯模块的通讯管理机。

在步骤S200中，嵌入式控制器对获取的运行状态数据进行数据处理，根据指标阈值条件生成故障信息和告警状态信息，并对生成的故障信息和状态告警信息进行存储和显示，例如，可以通过触控显示屏进行人机交互。

作为一种具体的实施方式，嵌入式控制器对运行状态数据进行数据处理，根据指标阈值条件生成故障信息和告警状态信息的过程包括以下步骤：嵌入式控制器载入指标阈值条件；判断运行状态数据中的各个指标对应的数据是否满足对应的指标阈值条件；若否，生成指标对应的故障信息和告警状态信息。在本实施方式中，嵌入式控制器的内存预先存储了各个指标(例如被监测经纬仪的电流指标、电压指标、温湿度指标以及振动指标等)的正常情况下的指标阈值条件，当嵌入式控制器获取到运行状态数据后，将各个指标在运行状态数据中所对应的数据与指标阈值条件进行比较，并判断运行状态数据中的各个指标对应的数据是否满足对应的指标阈值条件，如果判定运行状态数据中的指标对应的数据不满足该指标对应的指标阈值条件，则生成该指标对应的故障信息和告警状态信息。嵌入式控制器主要实现对经纬仪运行状态数据进行采集分析，由于经纬仪不同的运行性能数据，其数据来源、正常数据范围等均不相同，因此依据具体指标的监控展示需求，需要对不同的性能数据进行不同条件的判断。同时考虑到对数据处理的性能上的要求，可以采用任务调度框架实现不同指标的并行判断。嵌入式控制器通过显示模块，提供具体监控业务的人机交互界面，根据简化系统应用的目标，可选取重要信息显示功能，形成实时告警和监控功能界面，实现对需要重点关注的指标集中展示，发现设备运行故障实时告警并进行故障类型判定。

作为一种具体的实施方式，生成指标对应的故障信息和告警状态信息的步骤之后，还包括步骤：嵌入式控制器检测是否发送过对应的故障信息或者告警状态信息；若否，封装对应的故障信息和告警状态信息，并将对应的故障信息和告警状态信息进行数据库分类存储。本实施方式能够避免故障信息或者告警状态信息的重复发送，并对故障信息和告警状态信息进行数据库分类存储，便于后期数据的查找，节约存储空间。

在步骤S300中，远程控制中心通过通讯管理机与嵌入式控制器进行数据通信，并以服务器模式巡检各个嵌入式控制器，接收并存储各个嵌入式控制器上报的运行状态数据、故障信息和告警状态信息，采集线路状态，记录故障发生时间和故障类型。在本实施例中，远程控制中心是通过虚拟仪器技术的使用，基于SNMP技术和高速以太网协议而构建的一种嵌入式网络监测系统控制中心，能够实现信息的采集、整理、处理、显示、控制和管理。其中，远程控制中心通过RS485/232总线或者以太网与通讯管理机进行数据通讯，从而实现远程控制中心与嵌入式控制器之间的数据通讯，远程控制中心的上位机通过发送控制命令，参与嵌入式控制器等设备的运行控制；通过485/232总线或以太网与嵌入式控制器进行数据交互，可接收采集到的各监测数据、故障信息和告警状态等，同时以服务器模式巡检下面的嵌入式处理器通讯管理，并采集线路状态。记录故障发生时间和性质，以备日后事故查询，可供工作人员分析处理，且信号采集动作不影响原设备功能。网络中的传感器采集信息在各个节点的获取后，各个节点作为客户端独立工作，与本节点的时统设备交换数据，通过SNMP方式，各个节点的客户端向作为上一级网管的嵌入式控制器上报运行状态数据，嵌入式控制器再向远程控制中心(中央网管系统)上报运行状态数据。在时统分系统SNMP网管子系统的运行过程中，SNMP收集数据一般采用两种方式，即轮询(polling-only)方式和中断(interrupt-based)方式。远程控制中心定时向各个站点放入嵌入式控制器发送轮询消息，得到从各个嵌入式控制器返回的运行信息的信息收集方式就是轮询方式。轮询处理方式在SNMP管理协议中对应了RESPONSE消息；中断处理方式在SNMP管理协议中对应了TRAP消息，采用轮询方式，时统设备可以通过嵌入式控制器将异常事件通知远程控制系统。

本实施例所提出的经纬仪智能网络监测方法针对经纬仪设备的运行状态，建立了独立的智能网络监测系统，该系统利用嵌入式处理平台，通过丰富的数据接口，接收采集并处理经纬仪设备的信息采集和通讯，并可以进行人机交互，从而能够以更加直观方便的方式对经纬仪的系统状态进行实时在线监测及告警，帮助用户及时发现经纬仪设备早期故障隐患，从而避免重大设备事故的发生，保障经纬仪整机安全运行，也降低了由于经纬仪设备的非计划停机、死机等造成的设备损失和维修成本，同时通过对经纬仪设备的运行状态数据、故障信息和告警状态信息的存储，建立起经纬仪设备长期的运行数据，为日后的事故查询以及优化设计等提供了可靠数据。

相应地，如图2所示，本发明还提出一种经纬仪智能网络监测系统，该系统包括嵌入式控制器100、作为嵌入式控制器的通讯模块的通讯管理机(图2中未画出)、通过通讯管理机与嵌入式控制器进行数据通信的远程控制中心200和设置在被监测经纬仪中各个被测试点的传感器300；嵌入式控制器100通过通讯管理机从传感器300获取被监测经纬仪的运行状态数据；嵌入式控制器100对运行状态数据进行数据处理，根据指标阈值条件生成故障信息和告警状态信息，并对故障信息和告警状态信息进行存储和显示；远程控制中心200以服务器模式巡检各个嵌入式控制器100，接收并存储各个嵌入式控制器100上报的运行状态数据、故障信息和告警状态信息，采集线路状态，记录故障发生时间和故障类型。

具体地，在本实施例中，被监测经纬仪中的各个被测试点上设置有传感器300器件，用于采集被监测经纬仪相应的运行状态数据，例如，采集包括被监测经纬仪的电流数据、电压数据、温湿度数据、伺服转轴的振动数据、载车水平度与振动数据、光学系统机械形变数据、热膨胀数据和图像传输节点的图像数据等，可以利用已有的相应的传感器，例如电流传感器、电压传感器、温湿度传感器、振动传感器等对上述经纬仪的运行指标进行传感，从而得到被监测经纬仪的运行状态数据；嵌入式控制器100是一种能够执行指定独立控制功能并具有复杂处理数据能力的控制系统，在本发明中，嵌入式控制器100利用高性能微处理器ARM(Advanced RISC Machines，ARM)及其他可编程逻辑器件实现，具有丰富的数据接口，通讯管理机作为嵌入式控制器的通讯模块，用于实现被监测经纬仪设备的电压、电流、温度、湿度、转速等数据的采集与传输，建立起数据采集网，嵌入式控制器100通过通讯管理机能够接收采被监测经纬仪设备的信息采集以及与被监测经纬仪之间的通讯，即嵌入式控制器100通过数据采集网获取被监测经纬仪的运行状态数据。

作为一种具体的实施方式，嵌入式控制器主动发起网络中的通信，连续地向被监测经纬仪发送控制指令；被监测经纬仪接收对应的控制指令后，接通相应的接点以驱动对应的传感器；传感器根据被测试点的运行方式进行同步工作，并将采集到的数据传输给通讯管理机。在本实施方式中，嵌入式控制器主动发起网络中的通信，连续地向被监测经纬仪发送控制指令，当嵌入式控制器发出控制指令时，被监测经纬仪根据控制指令，接通传感器对应的指定的接点来驱动传感器，在本实施方式中，根据类型的不同，传感器具有接触或者不接触测量模式，传感器根据被测试点的运行方式进行同步工作，并将采集到的数据传输给通讯管理机。传感器采集到的数据通过通讯管理机汇总到嵌入式控制器后，在嵌入式控制器上处理、存储并显示，通过触控显示屏在本地显示监控线路状态。查询上位机变位数据，并且可以进一步设置采集到的数据对应的内容信息。

嵌入式控制器100对获取的运行状态数据进行数据处理，根据指标阈值条件生成故障信息和告警状态信息，并对生成的故障信息和状态告警信息进行存储和显示，例如，可以通过触控显示屏进行人机交互。

远程控制中心200通过通讯管理机与嵌入式控制器100进行数据通信，并以服务器模式巡检各个嵌入式控制器100，接收并存储各个嵌入式控制器上报的运行状态数据、故障信息和告警状态信息，采集线路状态，记录故障发生时间和故障类型。在本实施例中，远程控制中心200是通过虚拟仪器技术的使用，基于SNMP技术和高速以太网协议而构建的一种嵌入式网络监测系统控制中心，能够实现信息的采集、整理、处理、显示、控制和管理。其中，远程控制中心200通过RS485/232总线或者以太网与通讯管理机进行数据通讯，从而实现远程控制中心200与嵌入式控制器100之间的数据通讯，远程控制中心200的上位机通过发送控制命令，参与嵌入式控制器100等设备的运行控制；通过485/232总线或以太网与嵌入式控制器100进行数据交互，可接收采集到的各监测数据、故障信息和告警状态等，同时以服务器模式巡检下面的嵌入式处理器通讯管理，并采集线路状态。记录故障发生时间和性质，以备日后事故查询，可供工作人员分析处理，且信号采集动作不影响原设备功能。网络中的传感器300采集信息在各个节点的获取后，各个节点作为客户端独立工作，与本节点的时统设备交换数据，通过SNMP方式，各个节点的客户端向作为上一级网管的嵌入式控制器100上报运行状态数据，嵌入式控制器100再向远程控制中心200(中央网管系统)上报运行状态数据。在时统分系统SNMP网管子系统的运行过程中，SNMP收集数据一般采用两种方式，即轮询(polling-only)方式和中断(interrupt-based)方式。远程控制中心定时向各个站点放入嵌入式控制器发送轮询消息，得到从各个嵌入式控制器返回的运行信息的信息收集方式就是轮询方式。轮询处理方式在SNMP管理协议中对应了RESPONSE消息；中断处理方式在SNMP管理协议中对应了TRAP消息，采用轮询方式，时统设备可以通过嵌入式控制器将异常事件通知远程控制系统。

本实施例所提出的经纬仪智能网络监测系统针对经纬仪设备的运行状态，建立了独立的智能网络监测系统，该系统利用嵌入式处理平台，通过丰富的数据接口，接收采集并处理经纬仪设备的信息采集和通讯，并可以进行人机交互，从而能够以更加直观方便的方式对经纬仪的系统状态进行实时在线监测及告警，帮助用户及时发现经纬仪设备早期故障隐患，从而避免重大设备事故的发生，保障经纬仪整机安全运行，也降低了由于经纬仪设备的非计划停机、死机等造成的设备损失和维修成本，同时通过对经纬仪设备的运行状态数据、故障信息和告警状态信息的存储，建立起经纬仪设备长期的运行数据，为日后的事故查询以及优化设计等提供了可靠数据。

本发明经纬仪智能网络监测系统中各个装置其具体功能的实现方法，可以参照上述的经纬仪智能网络监测方法实施例中描述的实现方法，此处不再赘述。

图3为本发明中经纬仪智能网络监测系统的软件智能控制原理示意图，具体地，经纬仪智能网络监测系统的框架结构可以分为三层，分别为数据采集层、数据处理层和应用展示层。在数据采集层中，传感器作为采集输出终端，根据被监测经纬仪的被测试点的运行方式进行同步工作，通过通讯模块，实现被监测经纬仪设备的电压、电流、湿度、温度、转速等信息的采集与传输；在数据处理层中，采集信息节点通过SNMP方式，向作为上一级网管的嵌入式控制器上报运行状态数据，嵌入式控制器根据其数据来源、工作指标等，对不同的性能数据进行不同条件的判断，并分析得到具体的被监测经纬仪设备的运行数据；在应用展示层中，嵌入式控制器通过显示模块，提供具体监控业务的人机交互界面，根据简化系统应用的目标，系统可选取重要信息显示功能，形成实时告警和监控功能界面，实现对需要重点关注的指标集中展示。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。