发明涉及一种嵌入式桥梁健康监测系统，包括3G无线模块、工控主机、采集卡和传感器，其中工控主机用于执行上位机下达的命令，根据上位机命令控制采集卡完成数据的采集，并接收采集卡传来的数据，整理并打包数据，将数据发往上位机服务器，3G无线模块用于通过公网发送接收数据，采集卡用于将传感器中的模拟信号转换成数字信号，传感器用于采集被测信息，在工控主机与采集卡之间连接有一个通信转换模块，所述3G无线模块与工控主机相连，工控主机与通信转换模块相连，通信转换模块与采集卡相连，采集卡与传感器的输出端相连，工控主机与通信转换模块之间采用CAN总线通信方式，通信转换模块与采集卡之间采用485通信方式。
[0010]如图2所示，通过双主机的方式来保证监测系统数据的连续性，并且同时只有一个主机工作，双主机通过一定的方式进行切换，同时3G模块建立连接的时候输出命令一，断开连接的时候输出命令二，且只输出这两种命令，工控主机上传数据的无线通道只有一个，当无线通信中断的时候，实时数据不能上传，工控主机会将采集到的数据存储至工控主机的存储空间中，待无线网络恢复时，可以通过命令调取断网期间的数据，但向服务器上传数据的通道只有一个，在上传历史数据的时候，就不能上传实时数据，为保证实时数据连续性，这里采用双主机工作模式:当主机一收到上传历史数据命令或处于异常状态时，主机二会启动，并作为上传实时数据的通道，待主机一恢复实时采集状态，可以上传实时数据时，主机二停止工作。
[0011]如图3所示，下位机信息流控制方法的具体步骤如下:
步骤(I):接收上位机传来的控制命令，通过此命令判断是否重启下位机，并使数据接收标志位置I (标志位置I:可进行初始化，标志位置O:不可进行初始化;)
步骤(2):判断当前通道是否处于开启状态，或者网络处于断开状态。如果通道开启或者网络断开，则进入主循环，进行上位机命令帧头判别，否则进入下一通道的状态判别；步骤(3):在步骤2中，如果进入主循环，则开始依据上位机命令初始化下位机采集卡的采样周期以及采集卡等待数据回复时间。并向终端采集卡发送采集卡设置命令以及采集卡启动命令，如果当前通道为第十通道，则将数据接收标志位置O，当处于其它九个通道时，标志位保持不变；
步骤(4):接收八个字节的采集卡数据，并判断上传数据类型(动态数据或者静态数据)；
步骤(5):如果为动态数据，则接着接收八个字节的数据，如果为静态数据则接着接收二十四个字节的数据；
步骤(6):根据首次接收的八个字节数据的CAN总线ID来判断此组数据是从哪个通道传来的数据，并以此标记这组数据(不同的通道标有不同的帧头)；
步骤(7):判断上位机服务器下达的命令(命令1:采集;命令2:上传历史数据;命令3:设定系统时间;无命令:数据保存至下位机)；
步骤(8):判定CAN总线上传的状态(状态1:无误，上传数据;状态2:上传传感器故障码；状态3:上传米集卡故障码)；
步骤(9):如果当前通道为第十通道，则执行步骤(I)至(8)步，否则执行(2)至(8)步。
【主权项】
1.一种嵌入式桥梁健康监测系统，包括3G无线模块、工控主机、采集卡和传感器，其特征在于:工控主机用于执行上位机下达的命令，根据上位机命令控制采集卡完成数据的采集，并接收采集卡传来的数据，整理并打包数据，将数据发往上位机服务器，3G无线模块用于通过公网发送接收数据，采集卡用于传感器中的模拟信号转换成数字信号，传感器用于采集被测信息，在工控主机与采集卡之间连接有一个通信转换模块，所述3G无线模块与工控主机相连，工控主机与通信转换模块相连，通信转换模块与采集卡相连，采集卡与传感器的输出端相连，工控主机与通信转换模块之间采用CAN总线通信方式，通信转换模块与采集卡之间采用485通信方式，监测系统采用包含主机一和主机二的双主机架构的方式。2.根据权利要求1所述的嵌入式桥梁健康监测系统，其特征在于:双主机架构其内部工作流程如下:工控主机收到上位机传来的采集命令后，根据上位机命令要求设定采集卡工作参数，然后启动采集卡进入连续采集状态，各采集卡被启动之后，周期性通过CAN总线向工控主机上传采集到的数据，主机收到采集卡数据后对其进行整理，并上传给上位机服务器，当主机一收到上传历史数据命令或处于异常状态时，主机二启动，并作为上传实时数据的通道，待主机一恢复实时采集状态时，主机二停止工作。3.根据权利要求1所述的嵌入式桥梁健康监测系统，其特征在于:监测系统可选取不同的传感器，相对于不同的传感器协议，设计有下位机信息控制方法: 步骤(I):接收上位机传来的命令，选择正确的通道； 步骤(2):判断接收数据的类型，设定上传数据的类型； 步骤(3):判断上位机服务器下达的命令，命令I即为采集数据，命令2为上传历史数据，命令3为设定系统的时间，网络断开时则将采集到的数据保存至下位机。
【专利摘要】本发明涉及一种嵌入式桥梁健康监测系统，用以辅助桥梁养护工作，实时监测旧桥健康状况，它包括3G无线模块、工控主机、采集卡和传感器，在工控主机与采集卡之间连接有一个通信转换模块，所述3G无线模块与工控主机相连，工控主机与通信转换模块相连，通信转换模块与采集卡相连，采集卡与传感器的输出端相连。工控主机与通信转换模块之间采用CAN总线通信方式，通信转换模块与采集卡之间采用485通信方式，监测系统采用双主机架构的方式。本发明的突出效果在于采用这样的系统可以保证监测系统数据的连续性、有序性以及准确性，更能保证系统稳定运行，从而避免桥梁垮塌事件带来的严重后果。
【IPC分类】H04L12/40, G08C19/00, G08C17/02
【公开号】CN105551222
【申请号】CN201610056118
【发明人】崔凯华, 张冠华, 于传君, 韩基刚, 侯娜, 梁玉敏, 孙福民, 王秋实, 王佳伟
【申请人】辽宁省交通规划设计院公路养护技术研发中心
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月28日