專利名稱：基于軟總線平臺的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及監(jiān)測系統(tǒng)，尤其是涉及一種基于軟總線平臺的橋
梁監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
橋梁在運行期間由于會受到氣候、氧化、腐蝕或老化等因素，及長期在恒載或活載的作用下遭受損壞，其強度和剛度會隨時間的增加而降低，這不僅影響了安全行車，更會使該橋的使用壽命縮短。因此有必要在現(xiàn)有技術(shù)水平的基礎(chǔ)上，建立集橋梁結(jié)構(gòu)分析、計算機通信及網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)代傳感器檢測、監(jiān)測技術(shù)、橋梁的評估與養(yǎng)護管理為一體的，基于監(jiān)測、狀態(tài)評估和橋梁養(yǎng)護管理等方面的健康監(jiān)測評估系統(tǒng)，用以監(jiān)測和評估橋梁運行狀態(tài)，為養(yǎng)護管理提供依據(jù)。 為了對每座橋梁實施健康和安全監(jiān)測，需設(shè)置多種傳感器對橋梁的位移、應(yīng)變、振
動加速度等多種物理量進行自動采集，然后將采集的數(shù)據(jù)通過傳輸系統(tǒng)傳送到監(jiān)測中心進
行加工、處理和分析?，F(xiàn)有的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)采用的監(jiān)測方法除了最傳統(tǒng)的人工進行數(shù)據(jù)的
測量、記錄和處理外，主要還包括以下兩種方式 1利用移動GSM網(wǎng)絡(luò)建立連接的橋梁監(jiān)測方式。 采用GSM連接的橋梁監(jiān)測方式是利用GSM的話音信道建立點對點的數(shù)據(jù)傳輸通道，通過監(jiān)測中心計算機分別控制橋上各采集儀采集數(shù)據(jù)。其工作過程為通過監(jiān)測中心計算機控制與之相連的GSM數(shù)據(jù)傳輸單元主動呼叫遠程GSM數(shù)據(jù)傳輸單元建立連接，隨后監(jiān)測中心計算機直接控制與遠程GSM數(shù)據(jù)傳輸單元相連的其中一臺采集儀采集數(shù)據(jù)，待其采集完畢后再控制另一臺采集儀。 此種方法，數(shù)據(jù)中心同一套設(shè)備在同一時間只能采集一座橋梁或一個采集儀連接的傳感器數(shù)據(jù)。而且對總線上的設(shè)備控制也是點對點的控制方式，故數(shù)據(jù)采集的速度慢，操作繁瑣。數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ɑ谝苿泳W(wǎng)絡(luò)的專用信道，費用高，使用不方便。
2利用光纜建立連接的橋梁監(jiān)測方式。 利用光纜建立連接的橋梁監(jiān)測方式，其工作過程為傳感器通過線纜接到采集儀，采集儀采用現(xiàn)場RS485總線連接到控制終端機上。控制終端機連接光電轉(zhuǎn)換器接入遠程光纜網(wǎng)絡(luò)。再通過監(jiān)測中心光電轉(zhuǎn)換器與監(jiān)測中心計算機建立遠程連接，實現(xiàn)橋梁的監(jiān)測。利用光纜建立連接的橋梁監(jiān)測方式是目前已建立的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)的主要實施方式，這種方式實際上是采用專用光纜或租用電信公用光纜代替了方式一中的移動GSM網(wǎng)絡(luò)，使中間的傳輸網(wǎng)絡(luò)更可靠、傳輸速率更高。但其仍是點對點的采集和控制方式，另外采用光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成本高，維護難度大，監(jiān)測中心相對固定，組建大型監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)比較困難。 由此可知，按照上述兩種監(jiān)測方式建立橋梁監(jiān)測系統(tǒng)后，都是采用專用的傳輸通道，實施點對點的采集和控制。因此，按照這兩種監(jiān)測方式建立的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)都是單一的專用系統(tǒng)，即某監(jiān)測系統(tǒng)只對某一特定橋梁進行監(jiān)測，無法組建大型的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。在現(xiàn)實生活中，一個城市或區(qū)域交通系統(tǒng)都有多座橋梁、隧道等其他交通設(shè)施組成。目前已建立的監(jiān)測系統(tǒng)都是對每座橋梁、隧道的單一監(jiān)控，而且基本上每個監(jiān)測系統(tǒng)都采用了不同的組網(wǎng)設(shè)備、監(jiān)控技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這不僅需要大量的人力、物力，維護管理上也有很大的難度，對監(jiān)測情況的統(tǒng)計分析和經(jīng)驗交流也非常不利。 為此，人們進行了長期的探索，提出了各種各樣的解決方案，例如，近年來，在工程理論上又提出了一種新的橋梁監(jiān)測方法，這種方法的核心思想是每個監(jiān)測點的智能控制單元通過數(shù)據(jù)傳輸單元和通信基站接入GPRS或者CDMA網(wǎng)絡(luò)，連接到因特網(wǎng)，再通過路由器連接監(jiān)測中心計算機。通過這種網(wǎng)絡(luò)連接方式，監(jiān)測中心計算機可異步地同時與多個監(jiān)測點建立數(shù)據(jù)傳輸連接，實現(xiàn)多點監(jiān)測和控制。同時監(jiān)測中心計算機的數(shù)據(jù)處理單元采用多線程的方式，實現(xiàn)多任務(wù)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理。為此，有研究者發(fā)明了一種橋梁監(jiān)測系統(tǒng)申請?zhí)?00710106918. 4，該系統(tǒng)包括安裝在橋梁上的傳感器、與所述傳感器相連的采集儀、與所述采集儀相連的智能控制單元，以及包括數(shù)據(jù)收發(fā)單元和數(shù)據(jù)處理單元的監(jiān)測中心計算機；所述采集儀用于采集與其相連的傳感器數(shù)據(jù)；所述智能控制單元控制所述采集儀采集數(shù)據(jù)并傳送相應(yīng)數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)收發(fā)單元將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理單元；所述數(shù)據(jù)處理單元，對所述數(shù)據(jù)收發(fā)單元接收到的數(shù)據(jù)進行具體操作。它提供一種橋梁監(jiān)測系統(tǒng)，用于在橋梁分布零散的情況下組建大型監(jiān)控網(wǎng)，實現(xiàn)橋梁的監(jiān)測。 顯然，上述方案在橋梁零散分布情況下，若多座橋梁采用相同的組網(wǎng)設(shè)備和技術(shù)，那么組建新的大型監(jiān)控網(wǎng)，實現(xiàn)多座橋梁的監(jiān)測是可行的；否則只能在理論上是可行的。原因是若采用的多種采集儀的上行物理接口或通信協(xié)議不同，則要求采用多種智能控制單元與不同的采集儀進行物理接口適配和通信協(xié)議適配；同樣，智能控制單元的上行物理接口和通信協(xié)議不同，則要求數(shù)據(jù)傳輸單元下行具備不同的物理接口和通信協(xié)議，而數(shù)據(jù)傳輸單元的上行都是統(tǒng)一的接入GPRS或CDMA網(wǎng)絡(luò)的接口和通信協(xié)議。實際當(dāng)中，需要各種數(shù)據(jù)傳輸單元是非常困難的，因此這種情況下這種方式是難以實施的，成本非常高。
由此可見，實現(xiàn)整個城市或區(qū)域多個橋梁的松耦合分布式集中監(jiān)控有利于降低成本，提高監(jiān)控效率和能力。因此，對其進行研究是十分必要和迫切的。但基于現(xiàn)有各種橋梁監(jiān)測系統(tǒng)的不同技術(shù)接口 ，直接互聯(lián)或采用某種硬件設(shè)備實現(xiàn)互聯(lián)，難度很高，代價很大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述問題，提供一種能實現(xiàn)對一個城市或區(qū)域多座橋梁的各
種不同橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)的松耦合分布式集中監(jiān)控的基于軟總線平臺的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)。
為達到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案本基于軟總線平臺的橋梁監(jiān)測系
統(tǒng)，其特征在于，本監(jiān)測系統(tǒng)包括能夠進行數(shù)據(jù)處理的遠程監(jiān)測中心和至少一個橋梁現(xiàn)場
監(jiān)測子系統(tǒng)，每個橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)分別包括本地控制計算機和聯(lián)接在本地控制計算機
上的信號采集裝置，所述的信號采集裝置聯(lián)接在橋梁上且能夠采集橋梁的各種物理量數(shù)
據(jù)，所述的遠程監(jiān)測中心通過設(shè)置在遠程監(jiān)測中心和本地控制計算機之間的軟總線平臺與
各個信號采集裝置相聯(lián)接，且軟總線平臺將數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換并使遠程監(jiān)測中心與各信號采集
裝置實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。 這里的橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)可以是完全相同的結(jié)構(gòu)，采用完全相同的通信協(xié)議；也可以是不完全相同，或者完全不同的。由于采用了軟總線平臺，能夠非常方便地實現(xiàn)各個橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)與遠程監(jiān)測中心的數(shù)據(jù)通訊。因此，這里的橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)可以是已建的，可以是在建的，也可以規(guī)劃未建的。顯然，本監(jiān)測系統(tǒng)具有良好的向前兼容性和良好的向后兼容性，為已有資源的利用和后續(xù)開發(fā)都提供了可能性。本基于軟總線平臺的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)既能實現(xiàn)本地控制和數(shù)據(jù)采集，也能實現(xiàn)遠程控制和數(shù)據(jù)采集。軟總線平臺提供了分布式數(shù)據(jù)庫訪問功能，實現(xiàn)了監(jiān)測數(shù)據(jù)的分布式存儲，保證了監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲訪問的高效、可靠和安全性。 在上述的基于軟總線平臺的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)中，所述的軟總線平臺包括設(shè)置在本地控制計算機上的本地軟總線單元和設(shè)置在遠程監(jiān)測中心上的遠程軟總線單元，所述的本地軟總線單元與遠程監(jiān)測中心之間通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，所述的信號采集裝置與本地軟總線單元通過有線或無線通信方式相聯(lián)接且實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。 在上述的基于軟總線平臺的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)中，所述的本地軟總線單元包括軟總線
內(nèi)核模塊和聯(lián)接在軟總線內(nèi)核模塊上的現(xiàn)場總線接口模塊和網(wǎng)絡(luò)接口 ，所述的現(xiàn)場總線接口模塊與信號采集裝置相聯(lián)接；所述的遠程軟總線單元包括軟總線內(nèi)核模塊和聯(lián)接在軟總
線內(nèi)核模塊上的應(yīng)用接口模塊和網(wǎng)絡(luò)接口 ，所述的應(yīng)用接口模塊與遠程監(jiān)測中心的數(shù)據(jù)處理單元相聯(lián)接；上述本地軟總線單元的網(wǎng)絡(luò)接口與遠程軟總線單元的網(wǎng)絡(luò)接口通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)接。 在上述的基于軟總線平臺的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)中，所述的信號采集裝置包括至少一個采集儀和智能控制器，在每個采集儀上分別聯(lián)接有安裝在橋梁上的傳感器，所述的采集儀與智能控制器相聯(lián)接且兩者分體或合體設(shè)置，所述的智能控制器與上述的現(xiàn)場總線接口模塊相聯(lián)接。 傳感器用于采集橋梁的物理量數(shù)據(jù)，采集儀用于采集傳感器的數(shù)據(jù)，智能控制器接收采集儀采集的數(shù)據(jù)，并發(fā)送到本地控制計算機。智能控制器具有耦合器的功能，可用于信號的隔離、分離和混合等操作。鑒于耦合器屬現(xiàn)有技術(shù)，本文對智能控制器的結(jié)構(gòu)不作贅述。這里的采集儀和智能控制器可以是獨立的裝置，也可以采用采集儀和智能控制器合體的智能采集儀。 在上述的基于軟總線平臺的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)中，各個所述的橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)中的智能控制器與現(xiàn)場總線接口模塊的聯(lián)接接口和/或通信協(xié)議相同或不完全相同或不同。
在上述的基于軟總線平臺的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)中，各個所述的采集儀與智能控制器的聯(lián)接接口和/或通信協(xié)議相同或不完全相同或不同。 在上述的基于軟總線平臺的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)中，所述的軟總線內(nèi)核模塊包括多線程任務(wù)調(diào)度單元、消息隊列處理單元、硬件接口驅(qū)動開發(fā)API單元和應(yīng)用開發(fā)API單元。由于設(shè)置了硬件接口驅(qū)動開發(fā)API單元和應(yīng)用開發(fā)API單元，可以所需的驅(qū)動，擴容起來非常方便。 在上述的基于軟總線平臺的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)中，所述的本地控制計算機設(shè)有本地數(shù)據(jù)處理單元，所述的本地數(shù)據(jù)處理單元與信號采集裝置相聯(lián)接。 在上述的基于軟總線平臺的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)中，所述的應(yīng)用接口模塊設(shè)有能使外部橋梁檢測人機操作界面訪問軟總線平臺的訪問接口。 在上述的基于軟總線平臺的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)中，所述的遠程監(jiān)測中心和/或橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)上聯(lián)接有當(dāng)本地軟總線單元和/或遠程軟總線單元在接收到異常數(shù)據(jù)時能發(fā)出報警信號的報警裝置。
與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本基于軟總線平臺的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)點在于1、由于采用了軟總線平臺，能夠非常方便地實現(xiàn)各個相同或不同的橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)與遠程監(jiān)測中心的數(shù)據(jù)通訊。2、由于設(shè)置了硬件接口驅(qū)動開發(fā)API單元和應(yīng)用開發(fā)API單元，可以簡潔方便地開發(fā)或集成所需的驅(qū)動或應(yīng)用，擴容起來非常方便。3、充分利用了公共通信網(wǎng)絡(luò)，組建監(jiān)控網(wǎng)，除了必要的采集設(shè)備不需增加其它專用設(shè)備，降低了成本，組網(wǎng)方便，維護成本低。4、同一橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)的采集儀在智能控制器的控制下可以同時并行工作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的高效性。5、既能實現(xiàn)本地控制和數(shù)據(jù)采集，也能實現(xiàn)遠程控制和數(shù)據(jù)采集，使用方式靈活。6、軟總線平臺提供了分布式數(shù)據(jù)庫訪問功能，實現(xiàn)了監(jiān)測數(shù)據(jù)的分布式存儲，保證了監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲訪問的高效、可靠和安全性。


圖1是本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本發(fā)明提供的實施例1的結(jié)構(gòu)框圖。 圖3是本發(fā)明提供的實施例2的結(jié)構(gòu)框圖。 圖中，遠程監(jiān)測中心1、移動遠程監(jiān)測中心l'、遠程數(shù)據(jù)處理單元10、橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)2、本地控制計算機21、本地數(shù)據(jù)處理單元211、信號采集裝置22、采集儀221、智能控制器222、傳感器223、軟總線平臺30、遠程軟總線單元301、本地軟總線單元302、軟總線內(nèi)核模塊31、現(xiàn)場總線接口模塊32、網(wǎng)絡(luò)接口33、應(yīng)用接口模塊34、訪問接口341、報警裝置4、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)5、本地網(wǎng)絡(luò)6。
具體實施方式
實施例1 : 如圖1和2所示，本基于軟總線平臺的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)包括能夠進行數(shù)據(jù)處理的遠程監(jiān)測中心1和至少一個橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)2。遠程監(jiān)測中心1具有遠程數(shù)據(jù)處理單元10。這里的橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)2與橋梁一一對應(yīng)設(shè)置，其數(shù)量可以根據(jù)需要設(shè)置，通常包括一個城市或區(qū)域多座橋梁上的多個橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)2。橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)2可以是已建的，可以是在建的，也可以規(guī)劃未建的。數(shù)據(jù)的處理包括對接收到得數(shù)據(jù)進行解析、存儲、分析、顯示等操作。 每個橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)2分別包括本地控制計算機21和聯(lián)接在本地控制計算機21上的信號采集裝置22。信號采集裝置22聯(lián)接在橋梁上且能夠采集橋梁的各種物理量數(shù)據(jù)。更具體地說，信號采集裝置22包括至少一個采集儀221和智能控制器222，在每個采集儀221上分別聯(lián)接有安裝在橋梁上的傳感器223，采集儀221與智能控制器222相聯(lián)接。傳感器223用于采集橋梁的物理量數(shù)據(jù)，采集儀221用于采集傳感器223的數(shù)據(jù)，智能控制器222接收采集儀采集的數(shù)據(jù)，發(fā)送到本地控制計算機21。采集儀221和智能控制器222可以是獨立的裝置，也可以采用采集儀221和智能控制器222合體的智能采集儀。
遠程監(jiān)測中心1通過設(shè)置在遠程監(jiān)測中心1和本地控制計算機21之間的軟總線平臺30與各個信號采集裝置22相聯(lián)接，且軟總線平臺30將數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換并使遠程監(jiān)測中心1與各信號采集裝置22實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。更具體地說，軟總線平臺30包括設(shè)置在本地控制計算機21上的本地軟總線單元302和設(shè)置在遠程監(jiān)測中心1上的遠程軟總線單元301，本地軟總線單元302與遠程監(jiān)測中心1之間通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。這里的軟 總線內(nèi)核模塊31包括多線程任務(wù)調(diào)度單元、消息隊列處理單元、硬件接口驅(qū)動開發(fā)API單 元和應(yīng)用開發(fā)API單元。 信號采集裝置22與本地軟總線單元302通過有線或無線通信方式相聯(lián)接且實現(xiàn) 數(shù)據(jù)交換。其中，本地軟總線單元302包括軟總線內(nèi)核31和聯(lián)接在軟總線內(nèi)核模塊31上的 現(xiàn)場總線接口模塊32和網(wǎng)絡(luò)接33，現(xiàn)場總線接口模塊32與信號采集裝置22相聯(lián)接。遠程 軟總線單元301包括軟總線內(nèi)核模塊31和聯(lián)接在軟總線內(nèi)核模塊31上的應(yīng)用接口模塊34 和網(wǎng)絡(luò)接33，應(yīng)用接口模塊34與遠程監(jiān)測中心1的數(shù)據(jù)處理單元11相聯(lián)接。本地軟總線 單元302的網(wǎng)絡(luò)接口 33與遠程軟總線單元301的網(wǎng)絡(luò)接口 33通過上述的有線或無線網(wǎng)絡(luò) 相聯(lián)接。即，遠程監(jiān)測中心1并不必然是固定的，只要能通過通訊網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊即可。 上述的智能控制器222與上述的現(xiàn)場總線接口模塊32相聯(lián)接。 各個所述的橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)2中的智能控制器222與現(xiàn)場總線接口模塊32 的聯(lián)接接口和/或通信協(xié)議相同或不完全相同或不同。各個所述的采集儀221與智能控制 器222的聯(lián)接接口和/或通信協(xié)議相同或不完全相同或不同。 本地控制計算機21還可以設(shè)有本地數(shù)據(jù)處理單元211，本地數(shù)據(jù)處理單元211與 信號采集裝置22相聯(lián)接。數(shù)據(jù)的處理包括對接收到得數(shù)據(jù)進行解析、存儲、分析、顯示等操 作。應(yīng)用接口模塊34設(shè)有能使外部橋梁檢測人機操作界面訪問軟總線平臺30的訪問接口 341。遠程監(jiān)測中心1和/或橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)2上聯(lián)接有當(dāng)本地軟總線單元302和/ 或遠程軟總線單元301在接收到異常數(shù)據(jù)時能發(fā)出報警信號的報警裝置4。本實施例中，本 地軟總線單元302的網(wǎng)絡(luò)接口 33與遠程軟總線單元301的網(wǎng)絡(luò)接口 33通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)聯(lián) 接，可以是Internet、移動網(wǎng)絡(luò)等。
結(jié)合附圖2做進一步詳細說明
(1)本地控制和采集。 在橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)2的本地控制計算機21上設(shè)置本地軟總線單元302。在本 地軟總線單元302上根據(jù)數(shù)據(jù)采集需求配置寄存器變量。配置完成后，本地軟總線單元302 根據(jù)每個配置的寄存器變量的屬性和1/0執(zhí)行類型，發(fā)出相關(guān)的1/0操作消息。本地軟總 線單元302中與之相連的智能控制器222對應(yīng)的硬件驅(qū)動程序?qū)南㈥犃信砂l(fā)過來的1/ 0操作消息轉(zhuǎn)發(fā)給與之相連的智能控制器222。智能控制器222接收到該I/0操作消息后， 給與之相連的對應(yīng)采集儀221發(fā)送采集指令，采集儀221根據(jù)從智能控制器222接收到的 采集指令，對與之相連的傳感器223進行采集，并將采集數(shù)據(jù)發(fā)送到與之相連的智能控制 器222。智能控制器222將接收到得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到本地控制計算機21的本地軟總線單元302 對應(yīng)的硬件驅(qū)動程序，硬件驅(qū)動程序?qū)⒔邮盏降臄?shù)據(jù)放入本地軟總線單元302的消息隊列 或黑板。配置的寄存器變量從消息隊列中讀取數(shù)據(jù)。本地控制計算機21的本地數(shù)據(jù)處理 單元211可通過讀取寄存器變量的值來獲取采集的數(shù)據(jù)。
(2)遠程控制和采集 分別設(shè)置遠程軟總線單元301和本地軟總線單元302，將遠程監(jiān)測中心1通過網(wǎng)絡(luò) 接口33接入互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)5。遠程軟總線單元301自動工作在客戶端模式和服務(wù)器模式。工作 在客戶端模式時，遠程軟總線單元301可遠程訪問遠端本地控制計算機21上的本地軟總線 單元302。工作在服務(wù)器模式時，遠程軟總線單元301處于偵聽狀態(tài)，接受其他本地控制計算機21上的本地軟總線單元302的訪問請求。 在遠程軟總線單元301上配置寄存器變量，寄存器變量通過網(wǎng)絡(luò)接口 33與本地軟 總線單元302的寄存器變量建立Socket (網(wǎng)絡(luò)套接字)連接。要求建立連接的兩個寄存器 變量的屬性除訪問接口類型不同外，其他屬性完全一致。對應(yīng)用來說，訪問遠程軟總線單元 301上的寄存器變量，與訪問本地軟總線單元302的對應(yīng)寄存器變量是完全一樣的。建立連 接的兩個寄存器變量之間的數(shù)據(jù)傳輸對應(yīng)用而言是完全透明的。軟總線平臺30通過其內(nèi) 部的同步機制保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊恢滦浴?這樣，遠程監(jiān)測中心1的遠程數(shù)據(jù)處理單元10就可以通過訪問遠程軟總線單元 301的寄存器變量，實現(xiàn)對橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)2的本地軟總線單元302對應(yīng)寄存器變量的 訪問，從而實現(xiàn)對橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)2的智能控制器222的訪問控制。軟總線平臺30提 供了分布式數(shù)據(jù)庫訪問功能，實現(xiàn)了監(jiān)測數(shù)據(jù)的分布式存儲，保證了監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲訪問的 高效、可靠和安全性。 具體地，本地軟總線單元302的寄存器變量獲取與之相連的智能控制器222發(fā)送 過來的數(shù)據(jù)后，將該數(shù)據(jù)通過寄存器變量與遠程軟總線單元301的對應(yīng)寄存器變量之間的 連接發(fā)送給對應(yīng)寄存器變量。遠程數(shù)據(jù)處理單元10讀取遠程軟總線單元301的寄存器變 量的值，再進行進一步的數(shù)據(jù)處理。遠程軟總線單元301允許同時建立多個寄存器變量之 間的連接，具體連接數(shù)量只受遠程監(jiān)測中心1的性能限制。
實施例2 : 如圖3所示，本實施例中，傳感器223通過線纜接到采集儀221，采集儀221采用 現(xiàn)場總線連接到智能控制器222，現(xiàn)場總線可以是RS485總線或CAN總線等各種可行總線。 智能控制器222的上行接口為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口 ，智能控制器222通過該接口直接接入本地網(wǎng) 絡(luò)6，通信協(xié)議可以采用ModBus/TCP協(xié)議。 本地控制計算機21也通過其標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口接入本地網(wǎng)絡(luò)6，與智能控制器222處 于同一網(wǎng)絡(luò)之中，可以通過本地網(wǎng)絡(luò)6相互通信。本地網(wǎng)絡(luò)6與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)5互聯(lián)互通。再 通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)5與遠程監(jiān)測中心1或移動遠程監(jiān)測中心1'建立網(wǎng)絡(luò)連接。互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)5可 以是Internet，移動網(wǎng)絡(luò)或其他互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。在本地控制計算機21與遠程監(jiān)測中心1或移 動遠程監(jiān)測中心1'之間設(shè)置軟總線平臺30。其余均與實施例1類同，本文不作贅述。
本實施例有兩種不同類型的橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)2，采用了不同的現(xiàn)場設(shè)備和現(xiàn) 場總線技術(shù)，軟總線平臺30很好地解決了將兩種不同類型的橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)2納入到 整個橋梁監(jiān)測系統(tǒng)當(dāng)中。同樣地，軟總線平臺30的遠程軟總線單元301和本地軟總線單元 302具有的豐富的硬件接口單元，允許更多不同類型的橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)2的接入，組成 大型的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)一個城市或區(qū)域的橋梁的監(jiān)測。 本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)
域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替
代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。 盡管本文較多地使用了遠程監(jiān)測中心1、移動遠程監(jiān)測中心l'、遠程數(shù)據(jù)處理單
元10、橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)2、本地控制計算機21、本地數(shù)據(jù)處理單元211、信號采集裝置
22、采集儀221、智能控制器222、傳感器223、軟總線平臺30、遠程軟總線單元301、本地軟總
線單元302、軟總線內(nèi)核模塊31、現(xiàn)場總線接口模塊32、網(wǎng)絡(luò)接口33、應(yīng)用接口模塊34、訪問接口 341、報警裝置4、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)5、本地網(wǎng)絡(luò)6等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。 使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加 的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
權(quán)利要求
一種基于軟總線平臺的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，本監(jiān)測系統(tǒng)包括能夠進行數(shù)據(jù)處理的遠程監(jiān)測中心(1)和至少一個橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)(2)，每個橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)(2)分別包括本地控制計算機(21)和聯(lián)接在本地控制計算機(21)上的信號采集裝置(22)，所述的信號采集裝置(22)聯(lián)接在橋梁上且能夠采集橋梁的各種物理量數(shù)據(jù)，所述的遠程監(jiān)測中心(1)通過設(shè)置在遠程監(jiān)測中心(1)和本地控制計算機(21)之間的軟總線平臺(30)與各個信號采集裝置(22)相聯(lián)接，且軟總線平臺(30)將數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換并使遠程監(jiān)測中心(1)與各信號采集裝置(22)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于軟總線平臺的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的軟總 線平臺(30)包括設(shè)置在本地控制計算機(21)上的本地軟總線單元(302)和設(shè)置在遠程 監(jiān)測中心(1)上的遠程軟總線單元(301)，所述的本地軟總線單元(302)與遠程監(jiān)測中心 (1)之間通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，所述的信號采集裝置(22)與本地軟總線單元 (302)通過有線或無線通信方式相聯(lián)接且實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于軟總線平臺的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的本地 軟總線單元(302)包括軟總線內(nèi)核(31)和聯(lián)接在軟總線內(nèi)核模塊(31)上的現(xiàn)場總線接口 模塊(32)和網(wǎng)絡(luò)接口 (33)，所述的現(xiàn)場總線接口模塊(32)與信號采集裝置(22)相聯(lián)接； 所述的遠程軟總線單元(301)包括軟總線內(nèi)核模塊(31)和聯(lián)接在軟總線內(nèi)核模塊(31)上 的應(yīng)用接口模塊(34)和網(wǎng)絡(luò)接口 (33)，所述的應(yīng)用接口模塊(34)與遠程監(jiān)測中心(1)的 數(shù)據(jù)處理單元(11)相聯(lián)接；上述本地軟總線單元(302)的網(wǎng)絡(luò)接口 (33)與遠程軟總線單 元(301)的網(wǎng)絡(luò)接口 (33)通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于軟總線平臺的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的信號 采集裝置(22)包括至少一個采集儀(221)和智能控制器(222)，在每個采集儀(221)上分 別聯(lián)接有安裝在橋梁上的傳感器(223)，所述的采集儀(221)與智能控制器(222)相聯(lián)接且 兩者分體或合體設(shè)置，所述的智能控制器(222)與上述的現(xiàn)場總線接口模塊(32)相聯(lián)接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于軟總線平臺的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，各個所述的 橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)(2)中的智能控制器(222)與現(xiàn)場總線接口模塊(32)的聯(lián)接接口和 /或通信協(xié)議相同或不完全相同或不同。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于軟總線平臺的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，各個所述的 采集儀(221)與智能控制器(222)的聯(lián)接接口和/或通信協(xié)議相同或不完全相同或不同。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3或4或5或6所述的基于軟總線平臺的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于， 所述的軟總線內(nèi)核模塊(31)包括多線程任務(wù)調(diào)度單元、消息隊列處理單元、硬件接口驅(qū)動 開發(fā)API單元和應(yīng)用開發(fā)API單元。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述的基于軟總線平臺的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)，其 特征在于，所述的本地控制計算機(21)設(shè)有本地數(shù)據(jù)處理單元(211)，所述的本地數(shù)據(jù)處 理單元(211)與信號采集裝置(22)相聯(lián)接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于軟總線平臺的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的應(yīng) 用接口模塊(34)設(shè)有能使外部橋梁檢測人機操作界面訪問軟總線平臺(30)的訪問接口 (341)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述的基于軟總線平臺的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)，其 特征在于，所述的遠程監(jiān)測中心(1)和/或橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)(2)上聯(lián)接有當(dāng)本地軟總線單元(302)和/或遠程軟總線單元(301)在接收到異常數(shù)據(jù)時能發(fā)出報警信號的報警裝置(4)。
全文摘要
本發(fā)明屬于控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及基于軟總線平臺的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)不合理等技術(shù)問題。遠程監(jiān)測中心和至少一個橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)，每個橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)分別包括本地控制計算機和聯(lián)接在本地控制計算機上的信號采集裝置，信號采集裝置聯(lián)接在橋梁上且能夠采集橋梁的各種物理量數(shù)據(jù)，遠程監(jiān)測中心通過軟總線平臺與各個信號采集裝置相聯(lián)接，軟總線平臺將數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換并使遠程監(jiān)測中心與各信號采集裝置實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。其優(yōu)點在于1、實現(xiàn)各個相同或不同橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)與遠程監(jiān)測中心數(shù)據(jù)通訊。2、同一橋梁現(xiàn)場監(jiān)測子系統(tǒng)的采集儀在智能控制器的控制下并行工作。3、既能實現(xiàn)本地控制和數(shù)據(jù)采集，也能實現(xiàn)遠程控制和數(shù)據(jù)采集。
文檔編號G05B19/418GK101694578SQ20091021110
公開日2010年4月14日 申請日期2009年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月5日
發(fā)明者張萱, 梁豐, 邵鵬飛 申請人:邵鵬飛;