专利名称：一种远程参量监测装置以及远程参量监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及参量监测领域，并且尤其涉及一种远程参量监测装置以及远程参量监测系统。
背景技术：
参量监测一般包括温度监测、压力监测、液位监测、流量监测等。现有参量监测，例如温度监测，一般采用便携式测温仪、红外线测温枪、温度传感器等(包括有线传输和近距离无线传输两种)。对于便携式测温仪和红外线测温枪而言，存在监测人员记录工作量大且实时性差的缺陷，而且某些监测区域是不便于监测人员进入的。对于可对所监测的温度进行有线传输或近距离无线传输的温度传感器而言，其会受到传输距离的限制。
实用新型内容为克服现有技术中的参量监测装置记录工作量大、实时性差以及受到传输距离限制的缺陷，本实用新型特提供一种实时性强且无传输距离限制的远程参量监测装置和远程参量监测系统。本实用新型提供的远程参量监测装置包括参量传感器；A/D转换模块，该A/D转换模块的输入端与所述参量传感器的输出端电连接，接收所述参量传感器所发出的代表所感测的参量的模拟信号，并发送经A/D转换后的数字信号；以及控制及通信模块，与所述A/ D转换模块的输出端电连接，接收所述经A/D转换后的数字信号，并以短消息的形式发送根据所述数字信号计算出的参量。其中，所述控制及通信模块包括依次电连接的SIM卡槽、移动通信模块以及控制模块，该控制模块与所述A/D转换模块的输出端电连接。其中，所述A/D转换模块包括一个或多个A/D转换接口，所述控制及通信模块还包括针对该一个或多个A/D转换接口的设置模块，该设置模块与所述控制模块电连接。其中，该装置还可包括电源，该电源与所述参量传感器、A/D转换模块以及控制及通信模块电连接。其中，该装置还可包括报警模块，该报警模块与所述控制及通信模块电连接，该报警模块可为扬声器或LED灯。其中，所述控制及通信模块可为JB35GK模块。其中，所述参量传感器可为温度传感器、湿度传感器、电压传感器、电流传感器、压力传感器、流量传感器或液位传感器中的至少一者。其中，所述A/D转换模块可为并联比较型A/D转换器、反馈比较型A/D转换器、双积分型A/D转换器或V-F变换型A/D转换器。所述控制及通信模块还可以接收远程触发信号和/或远程控制指令。本实用新型提供的远程参量监测系统包括上述远程参量监测装置；以及客户端，该客户端通过移动通信网络而与远程参量监测装置通信，该客户端用于发送触发信号至所述远程参量监测装置，并接收所述远程参量监测装置所发送的短消息。本实用新型利用覆盖面积广的移动通信网络进行参量的无线监测，消除了现有的远程参量监测装置无法对代表参量的信息进行远距离、高精度传输的局限，使传输距离扩大到了全地球GSM网络覆盖的所有区域。而且，以短消息的方式发送参量信息，无需收取漫游费用，实现了本地和异地无差异参量监测。
图1为本实用新型提供的远程参量监测装置的结构示意图；图2为本实用新型提供的远程参量监测装置中的控制及通信模块的结构示意图；图3为本实用新型提供的远程参量监测装置中的控制及通信模块的另一结构示意图；以及图4为实用新型提供的远程参量监测系统的结构示意图。
具体实施方式
为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显，下文将配合所附图示，作详细说明如下。图1为本实用新型提供的远程参量监测装置的结构示意图。如图1所示，本实用新型提供的远程参量监测装置包括参量传感器100 ；A/D转换模块200，该A/D转换模块200 的输入端与所述参量传感器100的输出端电连接，接收所述参量传感器100所发出的代表所感测的参量的模拟信号，并发送经A/D转换之后的数字信号；以及控制及通信模块300， 与所述A/D转换模块200的输出端电连接，接收所述经A/D转换后的数字信号，并以短消息的形式发送根据所述数字信号计算出的参量。图2为本实用新型提供的远程参量监测装置中的控制及通信模块300的结构示意图。如图2所示，所述控制及通信模块300可包括依次电连接的SIM卡槽310、移动通信模块320以及控制模块330，该控制模块330与所述A/D转换模块200的输出端电连接，用于接收来自所述A/D转换模块200的经A/D转换后的数字信号，并根据该数字信号，计算出所述参量，之后将该参量通过所述SIM卡槽310内的SIM卡(该SIM卡于使用本发明的远程参量监测装置时装入该SIM卡槽310)和移动通信模块320以短消息方式发送出去。所述控制模块330内可存储针对某一传感器的特性参数，该参数可包括传感器输出信号电压最小值、传感器输出信号电压最大值、传感器输出信号电压最小值对应的下限显示量程、传感器输出信号电压最大值对应的上限显示量程、以及参量单位等。例如，Microchip公司出品的集成温度传感器TC1047而言，其具有以下特性参数测温范围-40°C 125°C;测量精度士2°C;信号输出0. 1 1. 75V ；电源5VDC/35微安。也就是说，TC1047温度传感器在-40°C时，对应输出最小信号电压为0. IV ；在125°C时，对应输出最大信号电压为1. 75V。之后，所述控制模块330可根据其所存储的特性参数以及A/D转换模块200所输出的代表参量的数字信号，计算该参量。例如，对于上述温度传感器TC1047而言，如果代表参量的数字信号为0. 6V，则可根据该数字信号与参量之间的线性关系，计算出所监测的温度为10°C。图3为本实用新型提供的远程参量监测装置中的控制及通信模块的另一结构示意图。如图3所示，优选地，所述A/D转换模块200可包括一个或多个A/D转换接口，所述控制及通信模块300还可包括针对该一个或多个A/D转换接口的设置模块340，该设置模块340与所述控制模块330电连接。所述A/D转换接口可与外部参量传感器相连，接收该外部参量传感器的输出信号(该输出信号可分为电流信号和电压信号)，并将其转换为相应的数字信号。所述设置模块340可针对A/D转换接口设置相应的参数，诸如传感器输出信号电压最小值、传感器输出信号电压最大值、传感器输出信号电压最小值对应的下限显示量程、传感器输出信号电压最大值对应的上限显示量程、以及参量单位等。之后，所述控制模块330可从所述A/D转换接口接收数字信号，并根据所述设置模块340所设置的与该 A/D转换接口相对应的参数，计算所述A/D转换接口所感测的参量。通过该A/D转换接口， 可使该A/D转换接口连接不同类型的参量传感器，便于对本发明的远程参量监测装置进行扩展，以实现不同参量(诸如，温度、湿度、压力、流量等)的监测。对于输出信号为电流信号的外部参量传感器而言，所述A/D转换接口的两个输入端(传感器信号输入端和接地端)并联有一电阻，以将该外部参量传感器所输出的电流信号转换为电压信号，并对该电压信号执行A/D转换。例如，对于输出电流范围为4 20mA、 测量范围为100 IOOOMPa的压力传感器且所并联的电阻的阻值为250欧而言，该电阻两端可产生1 5V的信号电压(根据公式U = IR，可以算出传感器输出信号电压最小值= 250 Ω Χ0. 004mA= IV，传感器输出信号电压最大值=250 Ω Χ0. 02mA = 5V)，此时可利用所述设置模块340将该A/D转换接口的传感器输出信号电压最小值和传感器输出信号电压最大值分别设置为IV和5V，将上限显示量程和下限显示量程分别设置为IOOOMPa和lOOMPa， 并将参量单位设置为MPa。对于输出信号为电压信号的外部参量传感器而言，可直接利用所述设置模块340对与该外部参量传感器相连的A/D转换接口进行设置，无需并联电阻将电流信号转换为电压信号。一般而言，参量感测均是存在误差的，该误差主要由以下原因造成(1)传感器本身的测量误差；(2) A/D转换模块200的转换误差；以及(3)传感器与A/D转换模块200之间的连线过长，造成衰减引起误差。优选地，利用上述设置模块340，可采用上下平移整个显示量程范围来修正该误差，具体方法为(1)如果所感测的参量比实际参量大k，则将整个显示量程向上平移k，即下限显示量程+k、上限显示量程+k;以及(2)如果所感测的参量比实际参量小k，，则将整个显示量程向下平移k，即下限显示量程-k、上限显示量程-k。例如，一 A/D转换接口外接了一个温度传感器，设置的显示量程范围是-40°C 125°C，在室温 25°C时的测量值为22. 5°C，小了 2. 5°C。此时，可以将整个显示量程向下平移2. 5，即把量程范围调整为-42. 5°C 122. 5°C，以修正该误差。其中，所述参量传感器100可为温度传感器、湿度传感器、电压传感器、电流传感器、压力传感器、流量传感器或液位传感器等中的至少一者，任何可实现某一参量的感测的传感器皆可应用于此。所述A/D转换模块200可为任何可实现A/D转换的A/D转换器，诸如并联比较型A/D转换器、反馈比较型A/D转换器、双积分型A/D转换器或V-F变换型A/D 转换器，该A/D转换模块200可包含8 13个A/D转换接口，每一 A/D转换接口可接不同的外部参量传感器，以实现多路监测。优选地，所述控制及通信模块300可具有振铃触发工作方式和短消息触发工作方式。对于振铃触发工作方式而言，可利用客户端拨打该控制及通信模块300中SIM卡内所存储的号码，该控制及通信模块300可在得到来电客户端的号码之后挂断，并在之后将多路参量传感器所感测的参量以短消息方式发送至所述客户端。该振铃触发的好处在于通话双方都没进入通话状态，是完全免费的触发方式。对于短消息触发工作方式，所述控制及通信模块300可接收短消息，并在之后将多路参量传感器所感测的参量以短消息方式发送至发送所述短消息的客户端。优选地，所述控制及通信模块300还可接收远程控制指令，并根据该控制指令设置发送哪些参量以及该参量的发送方式(例如，单次发送或每隔一时间段发送一次)，例如，控制指令可设置控制及通信模块300每隔7秒发送一次温度参量和流量参量。该远程控制指令可以与触发信号一同发送，例如通过同一条短消息，所述控制及通信模块300对其所接收短消息中的内容进行识别，例如，若短消息内容为“测量”，则直接将多路参量传感器所感测的参量以短消息方式发送至发送所述短消息的客户端；若短消息内容为“间隔X 秒”，则每隔X秒便将多路参量传感器所感测的参量以短消息方式发送至发送所述短消息的客户端，以实现定时连续回传所感测的参量。在此，所述控制及通信模块300可为JB35GK模块，然而本实用新型并不限于此，任何和实现以上功能的模块皆可应用于此。优选地，所述远程参量监测装置还可包括电源，该电源与所述参量传感器100、A/D 转换模块200以及控制及通信模块300电连接。通过针对本实用新型的远程参量监测装置单独提供电源，可减少干扰。优选地，所述远程参量监测装置还可包括报警模块，该报警模块与所述控制及通信模块300电连接。该控制及通信模块300中的控制模块330内可存储下限报警值和/或上限报警值(针对不同A/D转换接口的下限报警值和/或上限报警值亦可由所述设置模块 340进行设置)，当所感测的参量超出所述下限报警值或上限报警值时，控制模块—330 控制所述报警模块以本领域技术人员可以预见的形式进行报警，例如可以以声音或光的形式进行报警、发送报警短消息至客户端、或断开相应的继电器(该继电器的ID可预先存储于控制模块330内，亦可通过所述设置模块340针对不同A/D转换接口进行设置)以避免处于所感测环境内的其他设备损坏。所述报警模块可为扬声器或LED灯。相应地，本实用新型还提供一种远程温度监测系统。图4为实用新型提供的远程参量监测系统的结构示意图，如图4所示，该系统包括上述远程参量监测装置10 ；以及客户端20，该客户端20通过移动通信网络而与远程参量监测装置10相连，发送触发信号至所述远程参量监测装置10，并接收所述远程参量监测装置10所发送的包含参量信息的短消息。该客户端可为手机、计算机、个人数字助理等。所述触发信号可以为振铃、短消息以及其他本领域技术人员可预见的信号。所述客户端20还可以发送控制指令，该控制指令可设置所述远程参量监测装置10发送哪些参量以及该参量的发送方式(例如，单次发送或每隔一时间段发送一次)，该控制指令可与所述触发信号一同发送。本实用新型可以很好地解决现有便携式检测和有线无线检测的各种弊端，以极低的成本获得及时准确的温度信息。只要有GSM信号的地方，都可以利用手机查询和接收现场参量传感器100发送的参量信息，方便快捷，而且可以自由设置获得信息的方式和频率。 由于短消息不收取漫游费，可以解决异地测量和接收的漫游费用问题。[0035] 虽然本实用新型已通过上述实施例所公开，然而上述实施例并非用以限定本实用新型，任何本实用新型所属技术领域中技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，应当可以作各种的变动与修改。因此本实用新型的保护范围应当以所附权利要求书所界定的范围为准。
权利要求1.一种远程参量监测装置，其特征在于，该装置包括参量传感器(100)；A/D转换模块(200)，该A/D转换模块(200)的输入端与所述参量传感器(100)的输出端电连接，接收所述参量传感器(100)所发出的代表所感测的参量的模拟信号，并发送经 A/D转换后的数字信号；以及 控制及通信模块(300)，与所述A/D转换模块(200)的输出端电连接，接收所述经A/D 转换后的数字信号，并以短消息的形式发送根据所述数字信号计算出的参量。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制及通信模块(300)包括依次电连接的SIM卡槽(310)、移动通信模块(320)以及控制模块(330)，该控制模块(330)与所述 A/D转换模块(200)的输出端电连接。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述A/D转换模块(200)包括一个或多个A/D转换接口，所述控制及通信模块(300)还包括针对该一个或多个A/D转换接口的设置模块(340)，该设置模块(340)与所述控制模块(330)电连接。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括电源，该电源与所述参量传感器(100)、A/D转换模块(200)以及控制及通信模块(300)电连接。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括报警模块，该报警模块与所述控制及通信模块(300)电连接。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述报警模块为扬声器或LED灯。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制及通信模块(300)为JB35GK模块。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述参量传感器(100)为温度传感器、湿度传感器、电压传感器、电流传感器、压力传感器、流量传感器或液位传感器中的至少一者。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述A/D转换模块(200)为并联比较型 A/D转换器、反馈比较型A/D转换器、双积分型A/D转换器或V-F变换型A/D转换器。
10.一种远程参量监测系统，其特征在于，该系统包括根据权利要求1-9中任一项权利要求所述的远程参量监测装置(10)；以及客户端(20)，该客户端(20)通过移动通信网络而与远程参量监测装置(10)通信，该客户端(20)用于发送触发信号至所述远程参量监测装置(10)，并接收所述远程参量监测装置(10)所发送的包含参量信息的短消息。
专利摘要本实用新型提供了一种远程参量监测装置以及远程参量监测系统，所述远程参量监测装置包括参量传感器；A/D转换模块，该A/D转换模块的输入端与所述参量传感器的输出端电连接，接收所述参量传感器所发出的代表所感测的参量的模拟信号，将该代表参量的信号进行A/D转换，并发送经A/D转换后的数字信号；以及控制及通信模块，与所述A/D转换模块的输出端电连接，接收所述经A/D转换后的数字信号，计算该参量，并以短消息的形式发送根据所述数字信号计算出的参量。本实用新型利用无处不在的GSM网络进行参量的无线监测，使传输距离扩大到了全地球GSM网络覆盖的所有区域。而且，以短消息的方式发送参量信息，无需收取漫游费用，实现了本地和异地无差异参量监测。
文档编号G08C17/02GK202111860SQ201120059990
公开日2012年1月11日 申请日期2011年3月9日 优先权日2010年12月15日
发明者左德刚 申请人:中国神华能源股份有限公司, 神华黄骅港务有限责任公司