本实用新型涉及一种信息采集设备，更具体的说，是涉及一种砾石土料掺配过程信息自动采集装置。
背景技术：
在土质心墙堆石坝的设计中，起防渗作用的心墙土料的选择与设计至关重要。砾石土在自然界分布广泛，具有压实性能好、填筑密度大、抗剪强度高、沉降变形小和承载力高的工程特性，因此在堆石坝防渗体中得到了广泛应用。目前已建和在建的高心墙堆石坝中，基本上都已砾石土作为心墙防渗料。高心墙砾石土堆石坝的心墙填筑方量常以百万方为量级，但现场开挖土石料级配多不能满足设计要求，无法直接上坝使用。通过将现场取得的粗、细两种级配砾石土料按一定比例进行掺配，使颗粒级配满足设计要求后才能上坝使用。
砾石土料的掺配通常采用正、反铲机械，掺配次数是决定掺配料最终是否满足涉及要求的重要因素。然而，常规的依靠监理员和施工员人为控制掺配次数，由于受人为因素干扰大，管理粗放，故质量控制的精度不高。因此，对心墙堆石坝砾石土掺配过程信息进行实时自动采集，进而对砾石土的掺配过程进行在线监控，对于实现工程精细化管理、确保施工质量具有十分重要的意义。
目前，国内外并没有用于心墙堆石坝砾石土料掺配过程信息自动采集的装置，无法满足工程实际应用的需要。
技术实现要素：
本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种实时的、全天候、高精度、全自动的砾石土料掺配过程信息自动采集装置，实时采集掺配机械的动态位置信息、定位时间信息、掺配机械大臂作业状态信息和掺配机械小臂作业状态信息。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。
本实用新型的砾石土料掺配过程信息自动采集装置，包括电源模块，所述电源模块连接有GPS定位模块、机械大臂作业状态监控模块、机械小臂作业状态监控模块和无线传输模块；所述无线传输模块包括无线通讯的电台发送模块和电台接收模块，所述电台发送模块连接有CPU中央处理器，所述CPU中央处理器分别连接GPS定位模块、机械大臂作业状态监控模块和机械小臂作业状态监控模块；所述电台接收模块连接有与总控中心服务器进行通信的串口转以太网模块。
所述电源模块包括依次连接的电源滤波电路、DC-DC非隔离降压模块和输出电源滤波及去纹波电压电路，所述电源滤波电路的输入端连接掺配机械的输出电源，所述输出电源滤波及去纹波电压电路输出的直流电压为GPS定位模块、机械大臂作业状态监控模块、机械小臂作业状态监控模块和无线传输模块供电。
所述GPS定位模块的卫星天线和差分电台天线、无线传输模块的外置天线均设置于掺配机械驾驶室顶部。
所述机械大臂作业状态监控模块和机械小臂作业状态监控模块均采用倾角传感器，所述机械大臂作业状态监控模块设置于掺配机械大臂中心处，所述机械小臂作业状态监控模块设置于掺配机械小臂中心处。
所述电源模块、GPS定位模块、机械大臂作业状态监控模块、机械小臂作业状态监控模块和无线传输模块设置于设备集成机箱内部，且各模块间设置有隔板。
与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是：
(1)本实用新型中，GPS定位模块获取掺配机械的位置信息和定位时间信息，发送给CPU中央处理器，另外，机械大臂作业状态监控模块和机械小臂作业状态监控模块采集得到大、小臂的横滚角和俯仰角，CPU中央处理器将横滚角和俯仰角经过数学运算后得到掺配机械大臂倾角、小臂倾角、大臂旋转角和小臂旋转角，CPU中央处理器对掺配机械的位置信息、定位时间信息、大臂作业状态信息和小臂作业状态信息进行处理，获取符合网络上传送的数据包，根据 CPU中央处理器的指令将数据包调制成无线通迅信号发送给预置网络Internet，预置网络根据无线通迅信号中包含的目的地IP地址发送到总控中心服务器；
(2)本实用新型适应了掺配作业的施工特点，符合心墙堆石坝对砾石土掺配过程的高控制要求，而且实时采集掺配机械作业的大、小臂作业状态，为全面监控心墙堆石坝砾石土掺配质量提供了数据基础；
(3)本实用新型集成无线传输模块，实现了动态数据的远程实时传送，并经数据防丢包处理，数据传输稳定性好，为砾石土掺配质量的远程全天候实时监控提供了条件。
附图说明
图1是本实用新型的原理框图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
为满足工程实际的应用需要，开发一种砾石土料掺配过程信息自动采集装置，实时采集掺配机械的动态位置信息、定位时间信息、掺配机械大臂作业状态信息和掺配机械小臂作业状态信息。如图1所示，本实用新型的砾石土料掺配过程信息自动采集装置，包括电源模块、GPS定位模块、机械大臂作业状态监控模块、机械小臂作业状态监控模块和无线传输模块。所述电源模块、GPS定位模块、机械大臂作业状态监控模块、机械小臂作业状态监控模块和无线传输模块设置于设备集成机箱内部，所述设备集成机箱是防水、防电、防震的密封箱，用于固定和存放各部件，箱内各部件采用隔板分离固定减少碰撞，且均设有绝缘结构。
所述电源模块包括依次连接的电源滤波电路、DC-DC非隔离降压模块和输出电源滤波及去纹波电压电路。所述电源模块由掺配机械自身供电，也就是将所述电源滤波电路的输入端连接掺配机械的24V输出电源。因掺配机械由柴油发动机提供动力，供电电压为24V，但本实用新型中各个模块对电压的要求不同，如GPS定位模块的工作电压是12-18V，机械大臂作业状态监测模块和机械小臂作业状态监测模块的工作电压是9-15V，无线传输模块的工作电压是8-16V。而且车载电源供电电压不稳，有时波峰电压高至100V以上，会对各电子元件造成损坏，所以需要对车载电源做电压转换，本实用新型中掺配机械电源出来后接电源模块，对波峰电压进行滤波后，所述输出电源滤波及去纹波电压电路输出12V 的稳定直流电压，为GPS定位模块、机械大臂作业状态监控模块、机械小臂作业状态监控模块和无线传输模块供电。
所述GPS定位模块采用现有的GPS接收机，所述GPS定位模块的卫星天线和差分电台天线均以磁铁吸盘固定放置于掺配机械驾驶室顶部。所述机械大臂作业状态监控模块和机械小臂作业状态监控模块均采用倾角传感器，所述机械大臂作业状态监控模块以AB胶粘贴于掺配机械大臂中心处，所述机械小臂作业状态监控模块以AB胶粘贴于掺配机械小臂中心处。
所述无线传输模块包括无线通讯的电台发送模块和电台接收模块，所述电台发送模块、电台接收模块和CPU中央处理器均设置有外置天线，且外置天线均以磁铁吸盘固定放置于掺配机械驾驶室顶部。所述电台发送模块连接有CPU中央处理器，所述CPU中央处理器分别通过电源数据连接线连接GPS定位模块、机械大臂作业状态监控模块和机械小臂作业状态监控模块。所述CPU中央处理器与机械大臂作业状态监控模块通过RS232进行通信，所述CPU中央处理器与机械小臂作业状态监控模块通过RS232进行通信，所述CPU中央处理器与GPS 定位模块通过RS232进行通信。其中，电源数据连接线连接机械大臂作业状态监控模块和无线数传模块、机械小臂作业状态监控模块和无线数传模块时，因掺配机械工作时掺配机械大臂和掺配机械小臂伸缩活动会扯动电源数据连接线，故本实用新型在掺配机械大臂和掺配机械小臂的连接轴处将电源数据连接线松余绑扎，在掺配机械大臂和掺配机械小臂处分别沿紧贴臂身绑扎，保证了电源数据连接线在掺配机械工作时不被损坏。
在预设时间间隔内，GPS定位模块通过卫星天线和差分电台天线接收到卫星信号和差分信号后，通过运算获取到掺配机械的精确位置信息，将掺配机械的位置信息和定位时间信息发送给CPU中央处理器。机械大臂作业状态监控模块和机械小臂作业状态监控模块监控掺配机械的大、小臂作业状态，包括掺配机械大臂倾角、小臂倾角、大臂旋转角和小臂旋转角，通过倾角传感器中的三轴陀螺仪和三轴加速度计采集，通过互补滤波算法后得到高刷新率的横滚角和俯仰角， CPU中央处理器将横滚角和俯仰角经过数学运算后得到掺配机械大臂倾角、小臂倾角、大臂旋转角和小臂旋转角。所述电台接收模块连接有串口转以太网模块，所述串口转以太网模块与总控中心服务器通过预置网络Internet进行通信
本实用新型的工作原理：在预设时间间隔内，GPS定位模块获取掺配机械的位置信息和定位时间信息，将掺配机械的位置信息、定位时间信息发送给CPU 中央处理器。机械大臂作业状态监控模块和机械小臂作业状态监控模块监控掺配机械的大、小臂工作作业状态，将获取的掺配机械的大、小臂作业状态信息通过 RS232串行接口发送给CPU中央处理器。CPU中央处理器对掺配机械的位置信息、定位时间信息、大臂作业状态信息和小臂作业状态信息进行处理，通过数学运算进行压缩、数据化IP，获取符合网络上传送的数据包，并根据CPU中央处理器的指令将数据包调制成无线通迅信号发送给预置网络Internet，预置网络根据无线通迅信号中包含的目的地IP地址发送到总控中心服务器。
尽管上面结合附图对本实用新型的功能及工作过程进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。