專利名稱：落錘式彎沉儀的遠程診斷系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種儀器的遠程診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于落錘式彎沉儀現(xiàn)場工作狀 態(tài)的遠程采集和故障診斷。
背景技術：
落錘式彎沉儀是一種裝載在汽車上的道路檢測大型設備，目前廣泛用于公路路基 路面承載力檢測和施工質(zhì)量評定。該儀器集機械、液壓、電子、控制等多學科于一體，結(jié)構和 控制系統(tǒng)都比較復雜。儀器通常在野外現(xiàn)場工作，往往伴隨著揚塵、浮沙、碎石、泥濘甚至暴 風雨環(huán)境，工況較為惡劣。此外，由于工程進度的要求，儀器的工作頻率往往超過額定的負 荷。上述原因造成該儀器的故障率要高于普通檢測設備。目前，儀器廠商普遍只是被動地等 待用戶報修，無法及時地監(jiān)視儀器的工作狀態(tài)。而一旦發(fā)生故障，用戶通常無法獨立排除， 只能通過電話、郵件等方式向儀器生產(chǎn)商反饋，受專業(yè)知識的限制，也難以將故障現(xiàn)象描述 準確，最終只得等待儀器廠商的技術人員從遙遠的異地趕到現(xiàn)場進行檢查和故障排除。此 方式輕則影響用戶的檢測效率和工程進度，重則導致儀器癱瘓在現(xiàn)場無法及時駛回，處理 不當甚至有可能造成嚴重的交通事故。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述不足，本申請將提供一種落錘式彎沉儀的遠程診斷系統(tǒng)，使得儀器 廠商的技術人員坐在計算機前，就能夠?qū)崟r、準確地獲取售往各地的所有儀器的工作狀態(tài)， 而一旦發(fā)生故障，也能夠在第一時間獲取故障代碼和其他輔助信息，指導用戶進行設備維 修。本實用新型所采用的技術方案是一種落錘式彎沉儀的遠程診斷系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)組成如下在每個落錘式 彎沉儀上設置數(shù)據(jù)采集控制器，該數(shù)據(jù)采集控制器通過USB方式與用戶終端電腦連接，同 時通過無線傳輸模塊、GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡及Internet互聯(lián)網(wǎng)和中心服務器連接。更具體地說，本實用新型的落錘式彎沉儀的遠程診斷系統(tǒng)包括落錘式彎沉儀數(shù)據(jù) 采集控制器、用戶終端電腦、無線傳輸模塊、GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡、Internet互聯(lián)網(wǎng)和中心 服務器六個部分。其中，數(shù)據(jù)采集控制器、用戶終端電腦和無線傳輸模塊位于落錘式彎沉儀檢測車 內(nèi)。數(shù)據(jù)采集控制器安裝于彎沉儀電氣柜內(nèi)部，由電源模塊、CPU模塊、存儲模塊、輸入反饋 模塊、輸出控制模塊、模擬信號采集模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、UART串口通信模塊和USB通信模 塊組成，是一個綜合的嵌入式電子采集控制系統(tǒng)。其完成的功能主要有1)控制彎沉儀進 行檢測動作流程；2)采集和傳輸彎沉儀的各類信息如系統(tǒng)電壓、實時功率、液壓系統(tǒng)壓力、 環(huán)境和路面溫度、行駛里程和樁號信息、荷載值、彎沉值、電機狀態(tài)、各電磁閥狀態(tài)和各位置 開關傳感器狀態(tài)(包括加載盤高/低位、重錘高/低位、鎖止缸開/合位等)；3)儀器出錯 時產(chǎn)生并傳輸故障代碼和相關輔助信息。[0008]用戶終端電腦裝有Windows操作系統(tǒng)和彎沉儀操作軟件，通過USB方式和數(shù)據(jù)采 集控制器連接。用戶通過軟件向數(shù)據(jù)采集控制器發(fā)出指令，使彎沉儀進行檢測動作流程并 采集系統(tǒng)各類信息顯示在界面上。當出現(xiàn)故障時，軟件界面上還將顯示從儀器廠商中心服 務器實時傳送來的具體故障原因和解決方法，幫助用戶快速排除故障。無線傳輸模塊安裝在電氣柜內(nèi)部，與數(shù)據(jù)采集控制器通過UART串口連接，天線放 置于操作臺面上，以便更好地接收無線信號。無線傳輸模塊包括中心處理器、數(shù)據(jù)接收單 元、存儲單元和無線發(fā)送單元。數(shù)據(jù)采集控制器每隔10秒(用戶可調(diào)節(jié))將彎沉儀的各 類信息如系統(tǒng)電壓、實時功率、液壓系統(tǒng)壓力、環(huán)境和路面溫度、行駛里程和樁號信息、荷載 值、彎沉值、電機狀態(tài)、各電磁閥狀態(tài)和各位置開關傳感器狀態(tài)，以及儀器出錯時的故障代 碼信息傳送給無線傳輸模塊。無線傳輸模塊將這些信息保存在本地存儲器內(nèi)，并通過無線 網(wǎng)絡和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送至位于異地的儀器廠商中心服務器。無線網(wǎng)絡選用成熟可靠的GPRS或 CDMA無線通信平臺，其具有覆蓋面廣、永遠在線、傳輸穩(wěn)定的特點，廣泛應用于移動辦公、工 業(yè)控制、遠程遙測等領域。儀器工作時，應用軟件一旦啟動就自動登錄到GPRS或CDMA網(wǎng)絡 上，再經(jīng)過1 3秒的激活過程，便可登錄至Internet互聯(lián)網(wǎng)與中心服務器進行通信。中心服務器位于儀器廠商所在地，是一臺高配置的計算機，通過ADSL方式接入互 聯(lián)網(wǎng)，其軟件部分由數(shù)據(jù)收發(fā)平臺、故障處理引擎和故障信息數(shù)據(jù)庫組成，采用B/S(瀏覽 器/服務器)架構設計。數(shù)據(jù)收發(fā)平臺實時接收位于各地的彎沉儀傳來的工作狀態(tài)和故障 信息，并分別顯示在界面上供儀器廠商的值班人員及時觀察工作狀態(tài)是否正常，若遇到潛 在的問題，可立即通過服務器遠程通知并協(xié)助用戶對儀器進行及時的調(diào)整或保養(yǎng)。當某臺 儀器發(fā)生故障時，界面上將會用紅色顯示故障儀器的編號、出廠信息、所處位置、當前工作 狀態(tài)和故障信息，并發(fā)出語音報警提示值班人員注意。與此同時，系統(tǒng)啟動故障處理引擎， 將儀器的故障信息和工作狀態(tài)輸入故障類型數(shù)據(jù)庫進行故障定位分析，最終獲得與之匹配 的故障類型和解決方案，再由數(shù)據(jù)收發(fā)平臺將信息通過互聯(lián)網(wǎng)和無線網(wǎng)絡回送至故障儀器 并顯示在操作軟件界面上，用戶即可在一分鐘不到的時間內(nèi)獲知具體的故障類型和解決方 案，從而及時地排查和解決設備故障，恢復檢測工作的正常進行。本實用新型的有益效果是，實現(xiàn)了一種落錘式彎沉儀遠程診斷和維護的專業(yè)化手 段，克服了傳統(tǒng)儀器診斷與維修方式速度慢、效率低的缺點，大大提高了儀器廠商售后服務 的效率和成果，有效保證了用戶檢測任務和工程進度的順利執(zhí)行。

圖1為系統(tǒng)結(jié)構示意圖；圖2為儀器原理圖。
具體實施方式
實施例1，參照圖1 系統(tǒng)結(jié)構包括四大部分落錘式彎沉儀Ul-UN(N為工作中的 彎沉儀總數(shù))、GPRS/CDMA無線通信網(wǎng)絡Ml、Internet互聯(lián)網(wǎng)M2、中心服務器M3。參照圖2 落錘式彎沉儀U1，包含四部分數(shù)據(jù)采集控制器Al、儀器動力系統(tǒng)A2、 用戶終端電腦A3、無線傳輸模塊A4。(1)數(shù)據(jù)采集控制器Al由八個單元組成，其中，模擬量采集單元Bl輸入端連接至儀器的各模擬量傳感器如荷載、彎沉、溫度、壓力等，進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸出至中央處理器B5 ； 輸入反饋單元B2輸入端接至儀器的各開關量傳感器如加載板高/低位開關、重錘高/低位 開關、鎖止缸開/合開關等，輸出端接至中央處理器B5 ；輸出控制單元B3輸入端接至中央 處理器B5，輸出端接至儀器的動力單元如電機和電磁閥等；USB單元B4連接中央處理器B5 和用戶終端電腦A3，使兩者以USB方式進行通信；UART單元B6連接中央處理器B5和無線 傳輸模塊A4，使兩者以UART串口方式進行通信；電源單元B7給數(shù)據(jù)采集控制器Al的各個 單元供電；存儲單元B8與中央處理器B5以并口總線的方式相連。(2)儀器動力系統(tǒng)A2由龍門架、加載板、重錘砝碼、掣制頭、電機、電磁閥、油箱、油 管以及各個模擬量和開關量傳感器組成，分別與數(shù)據(jù)采集控制器對應接口相連。(3)用戶終端電腦A3由便攜式計算機B9、操作系統(tǒng)和儀器驅(qū)動B10、儀器應用軟件 Bll組成。(4)無線傳輸模塊A4由中央處理器B14、存儲單元B15、UART接收單元B12和無線 收發(fā)單元B13組成，中央處理器B14與UART接收單元B12相連，接收數(shù)據(jù)采集控制器Al發(fā) 送來的數(shù)據(jù)，并保存在存儲單元B15中，再通過無線收發(fā)單元B13將數(shù)據(jù)發(fā)至GPRS/CDMA無 線網(wǎng)絡Ml。中心服務器M3由五個部分組成，其中服務器主機通過千兆以太網(wǎng)線與ADSL調(diào)制 解調(diào)器相連，并接至Internet互聯(lián)網(wǎng)M2 ；操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫驅(qū)動安裝于服務器主機上；數(shù) 據(jù)收發(fā)平臺采用B/S架構進行設計，開發(fā)工具采用ASP. NET ；故障處理引擎將數(shù)據(jù)收發(fā)平臺 發(fā)來的故障信息導入故障類型數(shù)據(jù)庫中，并進行故障類型取樣判斷，最后選擇與之匹配的 故障解決方案回送給數(shù)據(jù)收發(fā)平臺，并最終發(fā)送回故障儀器Ul。
權利要求一種落錘式彎沉儀的遠程診斷系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)組成如下在每個落錘式彎沉儀上設置數(shù)據(jù)采集控制器，該數(shù)據(jù)采集控制器通過USB方式與用戶終端電腦連接，同時通過無線傳輸模塊、GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡及Internet互聯(lián)網(wǎng)和中心服務器連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的落錘式彎沉儀的遠程診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)采 集控制器由電源模塊、CPU模塊、存儲模塊、輸入反饋模塊、輸出控制模塊、模擬信號采集模 塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、UART串口通信模塊和USB通信模塊組成，是一個綜合的嵌入式電子采集 控制系統(tǒng)。
3.根據(jù)權利要求1所述的落錘式彎沉儀的遠程診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述的無線傳 輸模塊與數(shù)據(jù)采集控制器通過UART串口連接，該無線傳輸模塊包括有中心處理器、數(shù)據(jù)接 收單元、存儲單元和無線發(fā)送單元。
4.根據(jù)權利要求1所述的落錘式彎沉儀的遠程診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述的中心服 務器是一臺高配置的計算機，通過ADSL方式接入互聯(lián)網(wǎng)，其軟件部分由數(shù)據(jù)收發(fā)平臺、故 障處理引擎和故障信息數(shù)據(jù)庫組成，采用瀏覽器/服務器架構設計。
專利摘要落錘式彎沉儀的遠程診斷系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)組成如下在每個落錘式彎沉儀上設置數(shù)據(jù)采集控制器，該數(shù)據(jù)采集控制器通過USB方式與用戶終端電腦連接，同時通過無線傳輸模塊、GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡及Internet互聯(lián)網(wǎng)和中心服務器連接。數(shù)據(jù)采集控制器將儀器的工作狀態(tài)和故障信息利用GPRS或CDMA無線通信傳送給位于儀器廠商的中心服務器，廠商人員遠程監(jiān)視各個儀器的狀態(tài)，并在儀器發(fā)生故障時自動分析判斷出故障具體類型和解決方法無線回傳至儀器。本實用新型使得儀器廠商的技術人員就能夠?qū)崟r、準確地獲取售往各地的所有儀器的工作狀態(tài)，一旦發(fā)生故障也能夠在第一時間獲取故障代碼和其他輔助信息，指導用戶進行維修。
文檔編號G01N3/32GK201666858SQ20092004856
公開日2010年12月8日 申請日期2009年10月23日 優(yōu)先權日2009年10月23日
發(fā)明者張勇, 張戎, 王軍華, 王海春, 糜長軍 申請人:江蘇省交通科學研究院股份有限公司