专利名称：落锤式弯沉仪的远程诊断系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种仪器的远程诊断系统，该系统用于落锤式弯沉仪现场工作状 态的远程采集和故障诊断。
背景技术：
落锤式弯沉仪是一种装载在汽车上的道路检测大型设备，目前广泛用于公路路基 路面承载力检测和施工质量评定。该仪器集机械、液压、电子、控制等多学科于一体，结构和 控制系统都比较复杂。仪器通常在野外现场工作，往往伴随着扬尘、浮沙、碎石、泥泞甚至暴 风雨环境，工况较为恶劣。此外，由于工程进度的要求，仪器的工作频率往往超过额定的负 荷。上述原因造成该仪器的故障率要高于普通检测设备。目前，仪器厂商普遍只是被动地等 待用户报修，无法及时地监视仪器的工作状态。而一旦发生故障，用户通常无法独立排除， 只能通过电话、邮件等方式向仪器生产商反馈，受专业知识的限制，也难以将故障现象描述 准确，最终只得等待仪器厂商的技术人员从遥远的异地赶到现场进行检查和故障排除。此 方式轻则影响用户的检测效率和工程进度，重则导致仪器瘫痪在现场无法及时驶回，处理 不当甚至有可能造成严重的交通事故。
发明内容为了克服上述不足，本申请将提供一种落锤式弯沉仪的远程诊断系统，使得仪器 厂商的技术人员坐在计算机前，就能够实时、准确地获取售往各地的所有仪器的工作状态， 而一旦发生故障，也能够在第一时间获取故障代码和其他辅助信息，指导用户进行设备维 修。本实用新型所采用的技术方案是一种落锤式弯沉仪的远程诊断系统，其特征在于，该系统组成如下在每个落锤式 弯沉仪上设置数据采集控制器，该数据采集控制器通过USB方式与用户终端电脑连接，同 时通过无线传输模块、GPRS/CDMA无线网络及Internet互联网和中心服务器连接。更具体地说，本实用新型的落锤式弯沉仪的远程诊断系统包括落锤式弯沉仪数据 采集控制器、用户终端电脑、无线传输模块、GPRS/CDMA无线网络、Internet互联网和中心 服务器六个部分。其中，数据采集控制器、用户终端电脑和无线传输模块位于落锤式弯沉仪检测车 内。数据采集控制器安装于弯沉仪电气柜内部，由电源模块、CPU模块、存储模块、输入反馈 模块、输出控制模块、模拟信号采集模块、模数转换模块、UART串口通信模块和USB通信模 块组成，是一个综合的嵌入式电子采集控制系统。其完成的功能主要有1)控制弯沉仪进 行检测动作流程；2)采集和传输弯沉仪的各类信息如系统电压、实时功率、液压系统压力、 环境和路面温度、行驶里程和桩号信息、荷载值、弯沉值、电机状态、各电磁阀状态和各位置 开关传感器状态(包括加载盘高/低位、重锤高/低位、锁止缸开/合位等)；3)仪器出错 时产生并传输故障代码和相关辅助信息。[0008]用户终端电脑装有Windows操作系统和弯沉仪操作软件，通过USB方式和数据采 集控制器连接。用户通过软件向数据采集控制器发出指令，使弯沉仪进行检测动作流程并 采集系统各类信息显示在界面上。当出现故障时，软件界面上还将显示从仪器厂商中心服 务器实时传送来的具体故障原因和解决方法，帮助用户快速排除故障。无线传输模块安装在电气柜内部，与数据采集控制器通过UART串口连接，天线放 置于操作台面上，以便更好地接收无线信号。无线传输模块包括中心处理器、数据接收单 元、存储单元和无线发送单元。数据采集控制器每隔10秒(用户可调节)将弯沉仪的各 类信息如系统电压、实时功率、液压系统压力、环境和路面温度、行驶里程和桩号信息、荷载 值、弯沉值、电机状态、各电磁阀状态和各位置开关传感器状态，以及仪器出错时的故障代 码信息传送给无线传输模块。无线传输模块将这些信息保存在本地存储器内，并通过无线 网络和互联网发送至位于异地的仪器厂商中心服务器。无线网络选用成熟可靠的GPRS或 CDMA无线通信平台，其具有覆盖面广、永远在线、传输稳定的特点，广泛应用于移动办公、工 业控制、远程遥测等领域。仪器工作时，应用软件一旦启动就自动登录到GPRS或CDMA网络 上，再经过1 3秒的激活过程，便可登录至Internet互联网与中心服务器进行通信。中心服务器位于仪器厂商所在地，是一台高配置的计算机，通过ADSL方式接入互 联网，其软件部分由数据收发平台、故障处理引擎和故障信息数据库组成，采用B/S(浏览 器/服务器)架构设计。数据收发平台实时接收位于各地的弯沉仪传来的工作状态和故障 信息，并分别显示在界面上供仪器厂商的值班人员及时观察工作状态是否正常，若遇到潜 在的问题，可立即通过服务器远程通知并协助用户对仪器进行及时的调整或保养。当某台 仪器发生故障时，界面上将会用红色显示故障仪器的编号、出厂信息、所处位置、当前工作 状态和故障信息，并发出语音报警提示值班人员注意。与此同时，系统启动故障处理引擎， 将仪器的故障信息和工作状态输入故障类型数据库进行故障定位分析，最终获得与之匹配 的故障类型和解决方案，再由数据收发平台将信息通过互联网和无线网络回送至故障仪器 并显示在操作软件界面上，用户即可在一分钟不到的时间内获知具体的故障类型和解决方 案，从而及时地排查和解决设备故障，恢复检测工作的正常进行。本实用新型的有益效果是，实现了一种落锤式弯沉仪远程诊断和维护的专业化手 段，克服了传统仪器诊断与维修方式速度慢、效率低的缺点，大大提高了仪器厂商售后服务 的效率和成果，有效保证了用户检测任务和工程进度的顺利执行。
图1为系统结构示意图；图2为仪器原理图。
具体实施方式
实施例1，参照图1 系统结构包括四大部分落锤式弯沉仪Ul-UN(N为工作中的 弯沉仪总数)、GPRS/CDMA无线通信网络Ml、Internet互联网M2、中心服务器M3。参照图2 落锤式弯沉仪U1，包含四部分数据采集控制器Al、仪器动力系统A2、 用户终端电脑A3、无线传输模块A4。(1)数据采集控制器Al由八个单元组成，其中，模拟量采集单元Bl输入端连接至仪器的各模拟量传感器如荷载、弯沉、温度、压力等，进行模数转换后输出至中央处理器B5 ； 输入反馈单元B2输入端接至仪器的各开关量传感器如加载板高/低位开关、重锤高/低位 开关、锁止缸开/合开关等，输出端接至中央处理器B5 ；输出控制单元B3输入端接至中央 处理器B5，输出端接至仪器的动力单元如电机和电磁阀等；USB单元B4连接中央处理器B5 和用户终端电脑A3，使两者以USB方式进行通信；UART单元B6连接中央处理器B5和无线 传输模块A4，使两者以UART串口方式进行通信；电源单元B7给数据采集控制器Al的各个 单元供电；存储单元B8与中央处理器B5以并口总线的方式相连。(2)仪器动力系统A2由龙门架、加载板、重锤砝码、掣制头、电机、电磁阀、油箱、油 管以及各个模拟量和开关量传感器组成，分别与数据采集控制器对应接口相连。(3)用户终端电脑A3由便携式计算机B9、操作系统和仪器驱动B10、仪器应用软件 Bll组成。(4)无线传输模块A4由中央处理器B14、存储单元B15、UART接收单元B12和无线 收发单元B13组成，中央处理器B14与UART接收单元B12相连，接收数据采集控制器Al发 送来的数据，并保存在存储单元B15中，再通过无线收发单元B13将数据发至GPRS/CDMA无 线网络Ml。中心服务器M3由五个部分组成，其中服务器主机通过千兆以太网线与ADSL调制 解调器相连，并接至Internet互联网M2 ；操作系统和数据库驱动安装于服务器主机上；数 据收发平台采用B/S架构进行设计，开发工具采用ASP. NET ；故障处理引擎将数据收发平台 发来的故障信息导入故障类型数据库中，并进行故障类型取样判断，最后选择与之匹配的 故障解决方案回送给数据收发平台，并最终发送回故障仪器Ul。
权利要求一种落锤式弯沉仪的远程诊断系统，其特征在于，该系统组成如下在每个落锤式弯沉仪上设置数据采集控制器，该数据采集控制器通过USB方式与用户终端电脑连接，同时通过无线传输模块、GPRS/CDMA无线网络及Internet互联网和中心服务器连接。
2.根据权利要求1所述的落锤式弯沉仪的远程诊断系统，其特征在于，所述的数据采 集控制器由电源模块、CPU模块、存储模块、输入反馈模块、输出控制模块、模拟信号采集模 块、模数转换模块、UART串口通信模块和USB通信模块组成，是一个综合的嵌入式电子采集 控制系统。
3.根据权利要求1所述的落锤式弯沉仪的远程诊断系统，其特征在于，所述的无线传 输模块与数据采集控制器通过UART串口连接，该无线传输模块包括有中心处理器、数据接 收单元、存储单元和无线发送单元。
4.根据权利要求1所述的落锤式弯沉仪的远程诊断系统，其特征在于，所述的中心服 务器是一台高配置的计算机，通过ADSL方式接入互联网，其软件部分由数据收发平台、故 障处理引擎和故障信息数据库组成，采用浏览器/服务器架构设计。
专利摘要落锤式弯沉仪的远程诊断系统，其特征在于，该系统组成如下在每个落锤式弯沉仪上设置数据采集控制器，该数据采集控制器通过USB方式与用户终端电脑连接，同时通过无线传输模块、GPRS/CDMA无线网络及Internet互联网和中心服务器连接。数据采集控制器将仪器的工作状态和故障信息利用GPRS或CDMA无线通信传送给位于仪器厂商的中心服务器，厂商人员远程监视各个仪器的状态，并在仪器发生故障时自动分析判断出故障具体类型和解决方法无线回传至仪器。本实用新型使得仪器厂商的技术人员就能够实时、准确地获取售往各地的所有仪器的工作状态，一旦发生故障也能够在第一时间获取故障代码和其他辅助信息，指导用户进行维修。
文档编号G01N3/32GK201666858SQ20092004856
公开日2010年12月8日 申请日期2009年10月23日 优先权日2009年10月23日
发明者张勇, 张戎, 王军华, 王海春, 糜长军 申请人:江苏省交通科学研究院股份有限公司