一种高温高压流变仪远程监控方法及远程监控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高温高压流变仪远程监控方法及远程监控系统，属于高温高压流变仪远程监控领域。
【背景技术】
[0002]高温高压流变仪为一种便于研宄地球壳幔深部岩石流变特性的重要仪器，能够模拟地下150km深度的地幔环境，对于开展地球深部岩石流变特性的研宄具有重要意义。而使用此仪器单次实验往往长达十几甚至几十个小时，且在保温保压的大部分时间里几乎处于无人看守的状态，故需要对仪器进行远程监控，而目前市场上尚无有关流变仪的远程监控系统。
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种高温高压流变仪远程监控方法及远程监控系统，克服了目前高温高压流变仪单次实验时间长、实验人员工作强度大和实验存在一定危险性的缺点。
[0004]本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是:提供了一种高温高压流变仪远程监控方法，包括以下过程:
[0005](I)现场数据采集:
[0006]实时地获取采集高温高压流变仪的仪器运行参数；
[0007]实时监测远程控制开关的控制开关状态，获得控制开关状态数据；
[0008]利用摄像头实时采集现场监控画面和指针仪表图像；
[0009]利用加速度传感器采集高温高压流变仪的关键零部件振动信号；
[0010](2)监控数据处理:
[0011]所述监控数据包括故障模式数据、控制开关状态数据、电压及电流数据、字符串以及振动信号数据；
[0012]对仪器运行参数进行处理并编码得到故障模式数据；
[0013]对指针仪表图像进行分割处理，获得高温高压流变仪的加热变压器原边和副边的电压及电流数据；
[0014]对现场监控画面按照设定的时间间隔和图像质量等级进行显示并转化为字符串;
[0015]对关键零部件振动信号进行频谱分析，得到振动信号数据；
[0016](3)监控数据传输:
[0017]将监控数据传输至远程监控端和辅助监控端；
[0018](4)远程控制:
[0019]远程控制端利用显示设备实时显示监控数据，并利用报警设备实时监测监控数据是否存在异常，若存在则发出报警，以通知工作人员通过远程控制开关对高温高压流变仪进行控制；
[0020]辅助监控端实时监测控数据是否存在异常，若存在，则控制无线通信模块向手机终端发送故障提示信息，以通知工作人员处理异常情况。
[0021]步骤(3)中，监控数据传输至远程监控端时，根据CRC校验判断数据帧是否错位，若出现数据帧错位，则丢弃错位帧。
[0022]步骤(4)中，辅助监控端实时监测控数据是否存在异常，若存在，则控制无线通信模块拨打实验人员手机并播放预先录制的报警语音。
[0023]步骤(4)中，工作人员通过远程控制开关对高温高压流变仪进行控制时，对远程控制开关进行操作，进而控制控制电路对高温高压流变仪进行切断。
[0024]本发明同时提供了一种基于上述方法的高温高压流变仪远程监控系统，包括高温高压流变仪，所述高温高压流变仪通过RS232串口与现场数据采集端连接，现场数据采集端上连接有摄像头、加速度传感器、无线辅助监控端以及远程监控端，其中加速度传感器依次通过前置放大器和数据采集卡连接于现场数据采集端，无线辅助监控端包括与现场数据采集端连接的单片机、以及连接于单片机的无线通信模块和存储电路；无线辅助监控端通过无线网络与手机终端无线连接；所述远程监控端包括LabVIEW远程监控平台、与LabVIEW远程监控平台连接的用于显示的显示设备，以及由LabVIEW远程监控平台控制的数据库服务器、报警设备和用于控制高温高压流变仪中的各个子系统的远程控制开关，LabVIEW远程监控平台通过Internet网络与现场数据采集端连接。
[0025]所述无线辅助监控端为GSM辅助监控端，无线通信模块为GSM通信模块，GSM辅助监控端通过GSM网络与手机终端无线连接。
[0026]所述单片机还与控制电路、显示电路、语音电路以及时钟电路中的至少一种电路连接。
[0027]本发明基于其技术方案所具有的有益效果在于:
[0028](I)本发明的高温高压流变仪远程监控系统中，现场数据采集端通过串口线基于ModbusRTU协议与高温高压流变仪连接，来获取高温高压流变仪的运行参数，与仪器控制系统相对隔离，即使现场数据采集端不工作，高温高压流变仪也能正常运行；
[0029](2)本发明的高温高压流变仪远程监控系统同时利用了无线网络和Internet网络实现对现场的远程监控，实验人员能在远程通过电脑或者手机了解实验状态并进行相应操作，极大方便了实验人员，有效提升了监控效果；
[0030](3)本发明的高温高压流变仪远程监控系统通过基于无线网络尤其是GSM网络的无线辅助监控端与实验人员的手机终端实现交互应答，可以在高温高压流变仪出现异常时，实现通过发短信、打电话甚至在手机终端上安装app的方式，进行远程控制；
[0031](4)本发明的高温高压流变仪远程监控系统远程监控端建立了数据库，能存储大量监控数据并能根据实验人员需要进行查阅或删除，在辅助监控端也能将数据存于存储电路中，能有效防止数据丢失；
[0032](5)本发明的高温高压流变仪远程监控方法基于高温高压流变仪远程监控系统，实现了远程的检测及控制，克服了目前高温高压流变仪单次实验时间长、实验人员工作强度大和实验存在一定危险性的缺点。
【附图说明】
[0033]图1是高温高压流变仪远程监控系统示意图。
[0034]图2为GSM辅助监控端功能示意图。
[0035]图3为远程监控端与现场数据采集端连接示意图。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0037]本发明提供了一种高温高压流变仪远程监控方法，包括以下过程:
[0038](I)现场数据采集:
[0039]实时地获取采集高温高压流变仪的仪器运行参数；
[0040]实时监测远程控制开关的控制开关状态，获得控制开关状态数据；
[0041]利用摄像头实时采集现场监控画面和指针仪表图像；
[0042]利用加速度传感器采集高温高压流变仪的关键零部件振动信号；
[0043](2)监控数据处理:
[0044]所述监控数据包括故障模式数据、控制开关状态数据、电压及电流数据、字符串以及振动信号数据；
[0045]对仪器运行参数进行处理并编码得到故障模式数据；
[0046]对指针仪表图像进行分割处理，获得高温高压流变仪的加热变压器原边和副边的电压及电流数据；
[0047]对现场监控画面按照设定的时间间隔和图像质量等级进行显示并转化为字符串;
[0048]对关键零部件振动信号进行频谱分析，得到振动信号数据；
[0049](3)监控数据传输:
[0050]将监控数据传输至远程监控端和辅助监控端；
[0051](4)远程控制:
[0052]远程控制端利用显示设备实时显示监控数据，并利用报警设备实时监测监控数据是否存在异常，若存在则发出报警，以通知工作人员通过远程控制开关对高温高压流变仪进行控制；
[0053]辅助监控端实时监测控数据是否存在异常，若存在，则控制无线通信模块向手机终端发送故障提示信息，以通知工作人员处理异常情况。
[0054]步骤(3)中，监控数据传输至远程监控端时，根据CRC校验判断数据帧是否错位，若出现数据帧错位，则丢弃错位帧。
[0055]步骤(4)中，辅助监控端实时监测控数据是否存在异常，若存在，则控制无线通信模块拨打实验人员手机并播放预先录制的报警语音。
[0056]步骤(4)中，工作人员通过远程控制开关对高温高压流变仪进行控制时，对远程控制开关进行操作，进而控制控制电路对高温高压流变仪进行切断。
[0057]本发明同时提供了一种基于上述方法的高温高压流变仪远程监控系统，结合图1，包括高温高压流变仪，所述高温高压流变仪通过RS232串口与现场数据采集端连接，现场数据采集端上连接有摄像头、加速度传感器、无线辅助监控端以及远程监控端，其中加速度传感器依次通过前置放大器和数据采集卡连接于现场数据采集端，无线辅助监控端包括与现场数据采集端连接的单片机、以及连接于单片机的无线通信模块和存储电路；无线辅助监控端通过无线网络与手机终端无线连接；如图3所示，所述远程监控端包括LabVIEW远程监控平台、与LabVIEW远程监控平台连接的用于显示的显示设备，以及由LabVIEW远程监控平台控制的数据库服务器、报警设备和用于控制高温高压流变仪中的各个子系统的远程控制开关，LabVIEff远程监控平台通过Internet网络与现场数据采集端连接。
[0058]现场数据采集端可以是PC机。
[0059]所述无线辅助监控端为GSM辅助监控端，无线通信模块为GSM通信模块，GSM辅助监控端通过GSM网络与手机终端无线连接。
[0060]所述单片机还与控制电路、显示电路、语音电路以及时钟电路中的至少一种电路连接。
[0061]本发明的高温高压流变仪远程监控系统原理如下:
[0062]以现场数据采集端为服务器，以远程监控端为客户端，即采用C/S网络架构。为了保证数据接收不发生错位，在服务器端设置5个端口，为高温高压流变仪运行参数分配四个端口(3组频谱分析数据各单独分配一个端口)，为实验室监控画面分配一个端口。现场数据采集端首先对指定的端口进行监听，当远程监控端向该服务器特定端口发出连接请求时，服务器建立连接并进入数据发送循环中。
[0063]数据库服务器采用Access 数据库，由 LabVIEW 的 Database ConnectivityToolkit