专利名称：土石坝施工坝料运输车的加水量监控系统及其监控方法
技术领域：
本发明涉及水利水电工程施工质量自动实时监控系统，特别涉及一种土石坝施 工坝料运输车的加水量监控系统及其监控方法。
背景技术：
在土石坝施工过程中，有效地控制坝料含水率是保证大坝施工质量的关键。根 据《碾压式土石坝施工规范》(DL/T5U9-2001)规定，应根据开采运输条件和天气等因 素，经常观测料场坝料含水率的变化，并做适当调整。当坝料的天然含水率小于控制含 水率下限时，在填筑之前要进行坝料加工，使含水率保持在控制范围之内。常规的方法 是依靠施工人员在铺料压实过程中洒水或者采用人工操作控制水阀对坝料运输车辆进行 加水，由于受人为因素干扰大，管理粗放，含水率控制的精度不高。目前，国内外尚未 见到有关于土石坝施工坝料运输车辆加水量自动监控的相关研究。发明内容
为了对坝料运输车按车按量自动加水并对加水过程进行实时自动监控，避免人 工操作控制加水量的误差，节省人力，本发明提供了一种土石坝施工坝料运输车的加水 量监控系统及其监控方法，所述系统包括单片机集成控制器、射频识别装置、水管阀 门控制装置、信号灯显示装置、数据无线传输装置、现场报警装置、数据库及应用服务 器装置和加水量实时监控IE客户端，
所述射频识别装置接收和解码内部的代码信息并加以处理，将获得的车载射频 卡信息发送给所述单片机集成控制器；所述射频识别装置识别坝料运输车到达时间和离 开时间，将获得的所述坝料运输车到达时间和离开时间发送给所述单片机集成控制器； 所述单片机集成控制器根据获取到的所述车载射频卡信息，获取坝料运输车的设计加水 时间，所述单片机集成控制器根据所述设计加水时间驱动所述水管阀门控制装置的关闭 和开启；所述单片机集成控制器根据获取到的所述车载射频卡信息驱动所述信号灯显示 装置；所述单片机集成控制器根据所述坝料运输车到达时间和离开时间，以及所述坝料 运输车的设计加水时间，判断坝料运输车离开时加水时间是否达到设计加水时间，如果 否，现场报警装置进行报警；所述数据无线传输装置通过GPRS网络将所述单片机集成 控制器获取到的坝料运输车到达时间和离开时间、车辆编号发送给到所述数据库及应用 服务器装置，所述数据库及应用服务器装置判断实际加水量是否达到设计加水量，如果 否，通过网络向所述加水量实时监控IE客户端发送加水量报警信息，或通过GPRS网络 向PDA手机发送报警信息；所述加水量实时监控IE客户端用于接收加水量报警信息、加 水信息的查询，以及坝料运输车辆加水量情况的统计，形成报表，作为质量管理和车队 管理的依据。
所述单片机集成控制器为51内核的C8051F340单片机。
所述射频识别装置包括发卡机、中距离读卡器和射频卡，
所述发卡机与所述射频卡的数据交换实现了将车载射频卡信息写入所述射频卡 内；所述射频卡与所述中距离读卡器的数据交换实现了所述中距离读卡器获取所述射频 卡内的车载射频卡信息。
所述中距离读卡器与所述单片机集成控制器之间的通信采用RS-232通信接口， 采用电平转换专用芯片MAX232，实现从所述中距离读卡器到所述单片机集成控制器之 间的信号电平转换。
所述水管阀门控制装置包括第一检修阀、第二检修阀，气动球阀和备用气动 蝶阀，
所述气动球阀正常工作时，所述气动球阀上的电磁阀通过控制高压气流来控制 所述气动球阀的开启与关闭，实现对水流的控制；所述气动球阀不能正常工作时，所述 气动球阀保持常闭，所述第一检修阀、所述第二检修阀关闭，通过手动控制所述备用气 动蝶阀实现水流的控制，保证加水工作正常进行。
所述信号灯显示装置采用单灯三色交通信号灯，表明坝料运输车的运行状态。
所述现场报警装置采用DC12V 15W报警器。
所述数据库及应用服务器装置中的应用服务器装置包括数据库模块、计算分 析模块和信息反馈模块，所述数据库模块包括数据接收单元和数据存储单元，
所述数据接收单元用于接收所述数据无线传输装置通过GPRS网络传输的坝料 运输车到达时间和离开时间、车辆编号；所述数据存储单元用于存储所述数据无线传输 装置通过GPRS网络传输的坝料运输车到达时间和离开时间、车辆编号；所述计算分析 模块根据坝料运输车到达时间和离开时间以及车辆编号，分析坝料运输车实际加水量， 并确定坝料运输车对应的设计加水量，从而判断坝料运输车实际加水量是否达到设计加 水量；所述信息反馈模块用于当所述计算分析模块的判断结果为否时，通过网络向所述 加水量实时监控IE客户端发送加水量报警信息，或通过GPRS网络向PDA手机发送报警 fn息ο
所述方法包括以下步骤
(1)根据设计要求，工程人员确定各种型号坝料运输车加水量，并根据加水管流 量确定各坝料运输车相应加水时间；
(2)对所有坝料运输车进行编号，确定坝料运输车对应的车载射频卡ID，并在 每辆坝料运输车的车载射频卡内写入相应的车辆编号、设计加水量；
(3)坝料运输车驶进加水点，判断信号灯是否是红色，如果是，执行步骤⑷； 如果否，执行步骤(5)；
(4)坝料运输车等待；
(5)坝料运输车驶入加水点；
(6)射频识别装置不间断读车载射频卡，将接收到的信息进行解码、处理后传递 给单片机集成控制器；
(7)所述单片机集成控制器获取车载射频卡信息，计算坝料运输车设计加水时 间；然后同时执行步骤(8)和步骤(16)；
(8)所述单片机集成控制器发出指令，根据坝料运输车设计加水时间开启水管阀 门控制装置控制电磁阀，控制水管的气动球阀在高压气体的驱动下开启，开始给坝料运6输车加水，同时黄灯灭、红灯亮；
(9)所述单片机集成控制器内置时钟开始计时，并记录坝料运输车进入时间；
(10)所述单片机集成控制器判断是否达到设计加水时间，如果是，执行步骤 (11)；如果否，执行步骤(12)；
(11)电磁阀关闭，气动球阀关闭，加水结束，所述单片机集成控制器内置时钟 记录坝料运输车离开时间；
(12)所述电磁阀阀门继续开启，红灯继续亮；
(13)数据无线传输装置将每台坝料运输车的到达时间和离开时间、车辆编号通 过GPRS无线网络自动发送到所述数据库及应用服务器装置，程序自动计算坝料运输车 实际加水时间和实际加水量；
(14)所述数据库及应用服务器装置判断实际加水量是否达到设计加水量，如果 是，执行步骤(17)；如果否，执行步骤(15)；
(15)通过网络向加水量实时监控IE客户端发送报警信息，发出加水不足报警信 息；或通过GPRS无线网络向监理、施工人员的PDA手机发送报警信息；
(16)所述单片机集成控制器根据中距离读卡器返回的数据自动判别车载射频卡 在应加水标准时间内是否存在，当所述中距离读卡器返回的数据为不存在车载射频卡或 获得的车辆编号与所述单片机集成控制器存储的车辆编号不同时，表明坝料运输车提前 离开，则通过现场报警装置，发出加水不足报警信息；
(17)所述加水量实时监控IE客户端定期统计汇总坝料运输车的加水情况，形成 报表上报主管部门，作为奖惩依据。
本发明提供的技术方案的有益效果是
本发明实现了按车按量对坝料运输车加水的精细控制，确保加水量满足设计要 求；对不达标加水情况进行现场和远程实时报警，并形成统计报表，作为相关部门进行 质量管理和车队管理的依据。
图1为本发明提供的土石坝施工坝料运输车的加水量监控系统的集成原理图2为本发明提供的单片机集成控制器的原理图3为本发明提供的水管阀门控制装置的结构图4为本发明提供的单片机集成控制器控制电磁阀的电路连接示意图5为本发明提供的土石坝施工坝料运输车的加水量监控方法的流程图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下
1 第一检修阀；2 第二检修阀；
3 气动球阀； 4 备用气动蝶阀；
31 电磁阀。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施 方式作进一步地详细描述。
为了对坝料运输车按车按量自动加水并对加水过程进行实时自动监控，避免人 工操作控制加水量的误差，节省人力，本发明实施例提供了一种土石坝施工坝料运输车 的加水量监控系统，参见图1，该系统包括单片机集成控制器、射频识别装置、水管 阀门控制装置、信号灯显示装置、数据无线传输装置、现场报警装置、数据库及应用服 务器装置和加水量实时监控IE客户端，
射频识别装置接收和解码内部的代码信息并加以处理，将获得的车载射频卡信 息发送给单片机集成控制器；射频识别装置识别坝料运输车到达时间和离开时间，将获 得的坝料运输车到达时间和离开时间发送给单片机集成控制器；单片机集成控制器根据 获取到的车载射频卡信息，获取坝料运输车的设计加水时间，单片机集成控制器根据计 加水时间驱动水管阀门控制装置的关闭和开启；单片机集成控制器根据获取到的车载射 频卡信息驱动信号灯显示装置；单片机集成控制器根据坝料运输车到达时间和离开时 间，以及坝料运输车的设计加水时间，判断坝料运输车离开时加水时间是否达到设计加 水时间，如果否，现场报警装置进行报警；数据无线传输装置通过GPRS网络将单片机 集成控制器获取到的坝料运输车到达时间和离开时间、车辆编号发送给到数据库及应用 服务器装置，数据库及应用服务器装置判断实际加水量是否达到设计加水量，如果否， 通过网络向加水量实时监控IE客户端发送加水量报警信息，或通过GPRS网络向PDA 手机发送报警信息；加水量实时监控IE客户端用于接收加水量报警信息、加水信息的 查询，以及坝料运输车辆加水量情况的统计，形成报表，作为质量管理和车队管理的依 据。
一、单片机集成控制器
参见图2，本发明实施例优选单片机集成控制器为51内核的C8051F340单 片机，51内核的C8051F340单片机包括CPU中央处理器、RS-232 (Recommended Standard,推荐标准)电平转换芯片Max232、实时时钟芯片PCF8563、红灯控制继电 器、绿灯控制继电器、黄灯控制继电器、电磁阀控制继电器、报警器控制器和电源转换芯片。
单片机集成控制器是土石坝施工坝料运输车的加水量监控系统控制及数据处理 的核心，通过编制控制程序和硬件(电路板、继电器)设备集成，实现以下功能单片 机集成控制器与射频识别装置通信，获得车载射频卡内信息；根据车载射频卡内信息计 算坝料运输车加水时间；记录坝料运输车到达时间和离开时间，并自坝料运输车开始加 水后自动计时；根据加水时间发出控制指令来控制水管阀门控制装置的关闭(计时达到 该车加水时间时)和开启(车辆到达时)；控制信号灯显示装置；控制现场报警装置，当 坝料运输车未达到设计加水时间而驶离时，报警器开启，并持续5秒后结束；通过数据 无线传输装置向数据库及应用服务器装置发送坝料运输车到达时间和离开时间、车辆编 号，其中，单片机集成控制器嵌入软件在^iliconLabonitory平台上采用C语言开发，具有 编写代码效率高、软件调试直观、维护升级方便和代码重复利用率高等优点。
二、射频识别装置
射频识别装置包括发卡机、中距离读卡器和射频卡，发卡机与射频卡的数据 交换实现了将车载射频卡信息写入射频卡内；射频卡与中距离读卡器的数据交换实现了 中距离读卡器获取射频卡内的车载射频卡信息。
进一步地，中距离读卡器与单片机集成控制器之间的通信采用RS-232通信接 口，采用电平转换专用芯片MAX232，实现从中距离读卡器到单片机集成控制器之间 的信号电平转换，以此完成中距离读卡器与单片机集成控制器的通信。这样既可以由 单片机集成控制器对中距离读卡器进行控制，也可以由中距离读卡器将读取的标签信 息返回给单片机集成控制器。其中，本发明实施例优选FN-UHF2181-232发卡机，该 FN-UHF2181-232发卡机的频率通常为902MHz ^8MHz，也可以根据用户需要或使 用地区规定定制，具体实现时，本发明实施例对此不做限制。其中，本发明实施例优选 MR6021A中距离读卡器，通常采用国标920 925MHz、美标902 ^8MHz或定制其 他频段，内载天线，最大识别距离8米，具体实现时，也可以根据实际应用情况进行设 定，本发明实施例对此不做限制。其中，射频卡优选采用IS018000-6B标准，具体实现 时，本发明实施例对此不做限制。
三、水管阀门控制装置
参见图3，水管阀门控制装置包括第一检修阀1、第二检修阀2，气动球阀3、 备用气动蝶阀4、气动球阀3正常工作时，气动球阀3上的电磁阀31通过控制高压气流来 控制气动球阀3的开启与关闭，实现对水流的控制；气动球阀3不能正常工作时，气动球 阀3保持常闭，第一检修阀1、第二检修阀2关闭，通过手动控制备用气动蝶阀4实现水 流的控制，保证加水工作正常进行。
单片机集成控制器控制固态继电器的通断，再通过固态继电器控制气动球阀3 上的电磁阀31，电磁阀31不通电时保持关闭。当单片机集成控制器获得车载射频卡信 息后激活固态继电器，使得电磁阀31开启，开始通气；气动球阀3在高压气流的作用下 开启，开始通水；当通水时间到达设定值后，固态继电器断电，电磁阀31关闭，停止通 气；同时，气动球阀3关闭，停止通水，电磁阀31保持闭合，直到单片机集成控制器再 次获得信号为止，气动球阀3保持关闭，直到下次通气后打开。
其中，单片机集成控制器控制电磁阀31的电路连接图参见图4，单片机集成控 制器的I/O 口通过第一电阻Rl分别和5V电源、三极管Tl的发射极相连；单片机集成控 制器的I/O 口通过第二电阻R2和三级管Tl的基极相连；三极管Tl的集电极和固态继电 器的正输入端IN+相连；固态继电器的负输入端IN-通过第三电阻R3接地；固态继电器 的正向输出端OUT+和接线端子的1端相连，固态继电器的负向输出端OUT-和接线端子 的2端相连。
其中，本发明实施例优选SSR-DD-10A固态继电器，具体实现时，本发明实施 例对固态继电器的型号不做限制。具体实现时，可以根据水压范围、水管孔径、气压范 围等选定适当的气动球阀3、备用气动蝶阀4和第一检修阀1、第二检修阀2的型号，具 体实现时，本发明实施例对此不做限制。
四、信号灯显示装置
信号灯显示装置采用单灯三色交通信号灯，表明坝料运输车的运行状态；黄灯 亮时表明坝料运输车进入加水区域；红灯亮时表明坝料运输车正在加水，其他坝料运输 车禁入；绿灯亮时表明坝料运输车加水完成，坝料运输车离开，单片机集成控制器根据 获取到的坝料运输车编号和设计加水量信息来驱动信号灯显示装置。
进一步地，也可以对黄灯、红灯、绿灯所代表的坝料运输车的运行状态进行设置，例如红灯亮时表明坝料运输车进入加水区域；黄灯亮时表明坝料运输车正在加 水，其他坝料运输车禁入；绿灯亮时表明坝料运输车加水完成，坝料运输车离开，具体 实现时，本发明实施例对此不做限制。
进一步地，单片机集成控制器根据获取到的车载射频卡信息驱动信号灯显示装 置具体为单片机集成控制器以I/O 口外围电路和固态继电器为中心器件根据获取到的 车载射频卡信息来驱动信号灯显示装置来实现对单灯三色交通信号灯的控制，单片机集 成控制器和单灯三色交通信号灯之间相互隔离，抗干扰性能强，故障率低。其中，单片 机集成控制器驱动信号灯显示装置的电路和单片机集成控制器控制电磁阀的电路连接图 的原理一样，在此不再赘述。
五、数据无线传输装置
数据无线传输装置采用GPRS网络，通过GMS通讯模块将从单片机集成控制器 中获取到的车载射频卡信息，发送到数据库及应用服务器装置，以供后续加水量实时监 控IE客户端的监控应用。
其中，具体地，上述通讯模块可以为西门子MC3M或华为GTM900b等型号的通 讯模块，具体实现时还可以为其他型号的通讯模块，本发明实施例对此不做限制。
六、数据库及应用服务器装置
由于土石坝施工坝料运输车加水量自动监测信息的分析与管理涉及海量数据， 考虑到数据的安全性、高处理性能和高可用性，以及为应用服务层提供功能扩展所需的 高灵活性，本发明实施例优选企业级版本的数据库来支持数据应用，例如SQLServer 2005，该数据库的设计具有如下特征
(1)大容量具备多年运作数据的存储能力，满足未来一段时间的数据增长； (2)高性能、可靠、可伸缩在数据量不断增长的过程中保证数据存取效率，支持系统 中数据的对父7的运转；(3)易于管理和维护应能够通过网络远程维护的形式借助远程 方式，增加信息管理系统的运维能力。
应用服务器装置包括数据库模块、计算分析模块和信息反馈模块，数据库模 块包括数据接收单元和数据存储单元，数据接收单元用于接收数据无线传输装置通过 GPRS网络传输的坝料运输车到达时间和离开时间、车辆编号；数据存储单元用于存储 数据无线传输装置通过GPRS网络传输的坝料运输车到达时间和离开时间、车辆编号； 计算分析模块根据坝料运输车到达时间和离开时间以及车辆编号，分析坝料运输车实际 加水量，并确定坝料运输车对应的设计加水量，从而判断坝料运输车实际加水量是否达 到设计加水量；信息反馈模块用于当计算分析模块的判断结果为否时，通过网络向加水 量实时监控IE客户端发送加水量报警信息，或通过GPRS网络向PDA手机发送报警信 肩、ο
七、现场报警装置
现场报警装置用于坝料运输车加水不足时，获取单片机集成控制器发出的报警 指令进行报警。为了增大报警器的声响，提高防水性能及使用寿命，现场报警装置优选 采用DC12V15W报警器。即，在坝料运输车加水不足时，单片机集成控制器发出指令， 激活继电器，报警器通12V直流电发出报警声。
八、加水量实时监控IE客户端10
加水量实时监控IE客户端接收加水量报警信息的、加水信息的查询，以及坝料 运输车辆加水量情况的统计，并可形成报表，作为相关部门进行质量管理和车队管理的 依据。该加水量实时监控IE客户端采用JAVA网络编程语言，用户可通过Internet访问， 其中，主要包括各加水站加水车次、加水达标率、不达标车辆及驾驶员统计等，具体实 现时，还可以包括其他的统计量，本发明实施例对此不做限制。
综上所述，本发明实施例提供了一种土石坝施工坝料运输车的加水量监控系 统，实现了按车按量对坝料运输车加水的精细控制，确保加水量满足设计要求；对不达 标加水情况进行现场和远程实时报警，并形成统计报表，作为相关部门进行质量管理和 车队管理的依据。
一种土石坝施工坝料运输车的加水量监控方法，该方法以黄灯亮时表明坝料运 输车进入加水区域；红灯亮时表明坝料运输车正在加水，其他坝料运输车禁入；绿灯亮 时表明坝料运输车加水完成，坝料运输车离开为例进行说明，参见图5，该方法包括以下 步骤
101 根据设计要求，工程人员确定各种型号坝料运输车加水量，并根据加水管 流量确定各坝料运输车相应加水时间；
102对所有坝料运输车进行编号，确定坝料运输车对应的车载射频卡ID，并 在每辆坝料运输车的车载射频卡内写入相应的车辆编号、设计加水量；
103坝料运输车驶进加水点，判断信号灯是否是红色，如果是，执行步骤 104 ；如果否，执行步骤105 ；
104 坝料运输车等待；
105 坝料运输车驶入加水点；
106 射频识别装置不间断读车载射频卡，将接收到的信息进行解码、处理后传 递给单片机集成控制器；
107单片机集成控制器获取车载射频卡信息，计算坝料运输车设计加水时间； 然后同时执行步骤108和步骤116 ；
108单片机集成控制器发出指令，根据坝料运输车设计加水时间开启水管阀门 控制装置控制电磁阀，控制水管的气动球阀在高压气体的驱动下开启，开始给坝料运输 车加水，同时黄灯灭、红灯亮；
109 单片机集成控制器内置时钟开始计时，并记录坝料运输车进入时间；
110单片机集成控制器判断是否达到设计加水时间，如果是，执行步骤111; 如果否，执行步骤112;
111 电磁阀关闭，气动球阀关闭，加水结束，单片机集成控制器内置时钟记录 坝料运输车离开时间；
112 电磁阀阀门继续开启，红灯继续亮；
113数据无线传输装置将每台坝料运输车的到达时间和离开时间、车辆编号通 过GPRS无线网络自动发送到数据库及应用服务器装置，程序自动计算坝料运输车实际 加水时间和实际加水量；
114数据库及应用服务器装置判断实际加水量是否达到设计加水量，如果是， 执行步骤117;如果否，执行步骤115;
115通过网络向加水量实时监控IE客户端发送报警信息，发出加水不足报警 信息；或通过GPRS无线网络向监理、施工人员的PDA手机发送报警信息；
116 单片机集成控制器根据中距离读卡器返回的数据自动判别车载射频卡在应 加水标准时间内是否存在，当中距离读卡器返回的数据为不存在车载射频卡或获得的车 辆编号与单片机集成控制器存储的车辆编号不同时，表明坝料运输车提前离开，则通过 现场报警装置，发出加水不足报警信息；
117加水量实时监控IE客户端定期统计汇总坝料运输车的加水情况，形成报 表上报主管部门，作为奖惩依据。
综上所述，本发明实施例提供了一种土石坝施工坝料运输车辆加水量自动实时 监控方法，实现了按车按量对坝料运输车加水的精细控制，确保加水量满足设计要求； 对不达标加水情况进行现场和远程实时报警，并形成统计报表，作为相关部门进行质量 管理和车队管理的依据。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本发明实施 例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神 和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之 内。
权利要求
1.一种土石坝施工坝料运输车的加水量监控系统，其特征在于，所述系统包括单 片机集成控制器、射频识别装置、水管阀门控制装置、信号灯显示装置、数据无线传输 装置、现场报警装置、数据库及应用服务器装置和加水量实时监控IE客户端，所述射频识别装置接收和解码内部的代码信息并加以处理，将获得的车载射频卡信 息发送给所述单片机集成控制器；所述射频识别装置识别坝料运输车到达时间和离开时 间，将获得的所述坝料运输车到达时间和离开时间发送给所述单片机集成控制器；所 述单片机集成控制器根据获取到的所述车载射频卡信息，获取坝料运输车的设计加水时 间，所述单片机集成控制器根据所述设计加水时间驱动所述水管阀门控制装置的关闭和 开启；所述单片机集成控制器根据获取到的所述车载射频卡信息驱动所述信号灯显示装 置；所述单片机集成控制器根据所述坝料运输车到达时间和离开时间，以及所述坝料 运输车的设计加水时间，判断坝料运输车离开时加水时间是否达到设计加水时间，如果 否，现场报警装置进行报警；所述数据无线传输装置通过GPRS网络将所述单片机集成 控制器获取到的坝料运输车到达时间和离开时间、车辆编号发送给到所述数据库及应用 服务器装置，所述数据库及应用服务器装置判断实际加水量是否达到设计加水量，如果 否，通过网络向所述加水量实时监控IE客户端发送加水量报警信息，或通过GPRS网络 向PDA手机发送报警信息；所述加水量实时监控IE客户端用于接收加水量报警信息、加 水信息的查询，以及坝料运输车辆加水量情况的统计，形成报表，作为质量管理和车队 管理的依据。
2.根据权利要求1所述的土石坝施工坝料运输车的加水量监控系统，其特征在于，所 述单片机集成控制器为51内核的C8051F340单片机。
3.根据权利要求1所述的土石坝施工坝料运输车的加水量监控系统，其特征在于，所 述射频识别装置包括发卡机、中距离读卡器和射频卡，所述发卡机与所述射频卡的数据交换实现了将车载射频卡信息写入所述射频卡内； 所述射频卡与所述中距离读卡器的数据交换实现了所述中距离读卡器获取所述射频卡内 的车载射频卡信息。
4.根据权利要求3所述的土石坝施工坝料运输车的加水量监控系统，其特征在于，所 述中距离读卡器与所述单片机集成控制器之间的通信采用RS-232通信接口，采用电平转 换专用芯片MAX232，实现从所述中距离读卡器到所述单片机集成控制器之间的信号电 平转换。
5.根据权利要求1所述的土石坝施工坝料运输车的加水量监控系统，其特征在于，所 述水管阀门控制装置包括第一检修阀、第二检修阀，气动球阀和备用气动蝶阀，所述气动球阀正常工作时，所述气动球阀上的电磁阀通过控制高压气流来控制所述 气动球阀的开启与关闭，实现对水流的控制；所述气动球阀不能正常工作时，所述气动 球阀保持常闭，所述第一检修阀、所述第二检修阀关闭，通过手动控制所述备用气动蝶 阀实现水流的控制，保证加水工作正常进行。
6.根据权利要求1所述的土石坝施工坝料运输车的加水量监控系统，其特征在于，所 述信号灯显示装置采用单灯三色交通信号灯，表明坝料运输车的运行状态。
7.根据权利要求1所述的土石坝施工坝料运输车的加水量监控系统，其特征在于，所 述现场报警装置采用DC12V 15W报警器。
8.根据权利要求1所述的土石坝施工坝料运输车的加水量监控系统，其特征在于，所 述数据库及应用服务器装置中的应用服务器装置包括数据库模块、计算分析模块和信 息反馈模块，所述数据库模块包括数据接收单元和数据存储单元，所述数据接收单元用于接收所述数据无线传输装置通过GPRS网络传输的坝料运输 车到达时间和离开时间、车辆编号；所述数据存储单元用于存储所述数据无线传输装置 通过GPRS网络传输的坝料运输车到达时间和离开时间、车辆编号；所述计算分析模 块根据坝料运输车到达时间和离开时间以及车辆编号，分析坝料运输车实际加水量，并 确定坝料运输车对应的设计加水量，从而判断坝料运输车实际加水量是否达到设计加水 量；所述信息反馈模块用于当所述计算分析模块的判断结果为否时，通过网络向所述加 水量实时监控IE客户端发送加水量报警信息，或通过GPRS网络向PDA手机发送报警信 肩、ο
9.一种用于权利要求1所述的土石坝施工坝料运输车的加水量监控系统的监控方法， 其特征在于，所述方法包括以下步骤(1)根据设计要求，工程人员确定各种型号坝料运输车加水量，并根据加水管流量确 定各坝料运输车相应加水时间；(2)对所有坝料运输车进行编号，确定坝料运输车对应的车载射频卡ID，并在每辆 坝料运输车的车载射频卡内写入相应的车辆编号、设计加水量；(3)坝料运输车驶进加水点，判断信号灯是否是红色，如果是，执行步骤(4)；如果 否，执行步骤(5)；(4)坝料运输车等待；(5)坝料运输车驶入加水点；(6)射频识别装置不间断读车载射频卡，将接收到的信息进行解码、处理后传递给单 片机集成控制器；(7)所述单片机集成控制器获取车载射频卡信息，计算坝料运输车设计加水时间； 然后同时执行步骤(8)和步骤(16)；(8)所述单片机集成控制器发出指令，根据坝料运输车设计加水时间开启水管阀门控 制装置控制电磁阀，控制水管的气动球阀在高压气体的驱动下开启，开始给坝料运输车 加水，同时黄灯灭、红灯亮；(9)所述单片机集成控制器内置时钟开始计时，并记录坝料运输车进入时间；(10)所述单片机集成控制器判断是否达到设计加水时间，如果是，执行步骤(11)； 如果否，执行步骤(12)；(11)电磁阀关闭，气动球阀关闭，加水结束，所述单片机集成控制器内置时钟记录 坝料运输车离开时间；(12)所述电磁阀阀门继续开启，红灯继续亮；(13)数据无线传输装置将每台坝料运输车的到达时间和离开时间、车辆编号通过 GPRS无线网络自动发送到所述数据库及应用服务器装置，程序自动计算坝料运输车实际 加水时间和实际加水量；(14)所述数据库及应用服务器装置判断实际加水量是否达到设计加水量，如果是， 执行步骤(17)；如果否，执行步骤(15)；(15)通过网络向加水量实时监控IE客户端发送报警信息，发出加水不足报警信息； 或通过GPRS无线网络向监理、施工人员的PDA手机发送报警信息；(16)所述单片机集成控制器根据中距离读卡器返回的数据自动判别车载射频卡在 应加水标准时间内是否存在，当所述中距离读卡器返回的数据为不存在车载射频卡或获 得的车辆编号与所述单片机集成控制器存储的车辆编号不同时，表明坝料运输车提前离 开，则通过现场报警装置，发出加水不足报警信息；(17)所述加水量实时监控IE客户端定期统计汇总坝料运输车的加水情况，形成报表 上报主管部门，作为奖惩依据。
全文摘要
本发明公开了一种土石坝施工坝料运输车的加水量监控系统及其监控方法，所述系统包括单片机集成控制器、射频识别装置、水管阀门控制装置、信号灯显示装置、数据无线传输装置、现场报警装置、数据库及应用服务器装置和加水量实时监控IE客户端，通过本系统实现了按车按量对坝料运输车加水的精细控制，确保加水量满足设计要求；对不达标加水情况进行现场和远程实时报警，并形成统计报表，作为相关部门进行质量管理和车队管理的依据；通过本发明提供的方法实现了对土石坝施工坝料运输车的加水量监控系统的控制和管理。
文档编号G06K7/00GK102023600SQ20101026674
公开日2011年4月20日 申请日期2010年8月30日 优先权日2010年8月30日
发明者刘东海, 刘磊, 崔博, 钟登华 申请人:天津大学