一种电法勘探发电机远程监控电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种远程监控电路，特别涉及一种电法勘探发电机远程监控电路。本实用新型包括给整个监控电路提供电源电压的电源模块以及中央控制器模块、无线通信模块、信号测量模块、人机交互触控模块、继电器控制模块；所述中央控制器模块分别与信号测量模块、人机交互触控模块、继电器控制模块、无线通信模块连接；所述继电器控制模块与电法勘探发电机和电法勘探信号发送机外置电源电路连接。本实用新型无需专人值守在发电机旁，启动停止及时方便，提高了发电机的工作效率，降低了功耗并提高了系统的可靠性和抗干扰能力。
【专利说明】一种电法勘探发电机远程监控电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种远程监控电路，特别涉及一种电法勘探发电机远程监控电路，并使用GPRS与GSM两种远程无线通信手段。
【背景技术】
[0002]电法勘探发电机是用于电法勘探时，给电法勘探信号发送机提供电源的设备，电法勘探发电机输出的电源经整流滤波后作为发送机外置直流高压电源，经发送机逆变后成为电法勘探专用的人工场源，以用于大功率电法勘探。由于电法勘探发电机不具备远程监控能力，通常的做法是指派专业人员在发电机附近值守，工作枯燥乏味，控制也不及时，发电机工作效率低下。此外，发电机附近的强电磁场和噪声环境也不利于工作人员长时间滞留。现有的发电机监控系统大多采用8位单片机作为控制器，不仅处理速度慢，实时性差，而且可靠性低。8位单片机片内资源有限，外围电路复杂，增加功耗的同时，系统的稳定性和抗干扰能力比较低。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种电法勘探发电机远程监控电路。
[0004]本实用新型的目的是通过如下的技术方案来实现的:该电法勘探发电机远程监控电路，它包括给整个监控电路提供电源电压的电源模块以及中央控制器模块、无线通信模块、信号测量模块、人机交互触控模块、继电器控制模块；所述中央控制器模块分别与信号测量模块、人机交互触控模块、继电器控制模块、无线通信模块连接；所述继电器控制模块与电法勘探发电机和电法勘探信号发送机外置电源电路连接。
[0005]具体地说，所述中央控制器模块为STM32系列嵌入式微处理器STM32F103RBT6。
[0006]具体地说，所述无线通信模块为GPRS/GSM无线模块GTM900-C。
[0007]本实用新型采用高性能32位超低功耗ARM微处理器作为中央控制器，大量外围电路集成在片内，利用移动通信网络，通过GSM和GPRS两种方式使得电法勘探时工作人员可以随时随地对发电机进行监控，并将监测到的发电机主要参数自动传送到PC机或手机上，继电器控制模块既可以控制发电机的启停，也可以控制电法勘探外置电源的通断。
[0008]本实用新型的有益效果是:采用高性能32位ARM处理器组建远程实时监控系统，通过GPRS与GSM两种远程通信手段，使得大功率电法勘探时，工作人员可以快速方便地经手机或者PC机对发电机以及信号发送机进行监控，无需专人值守在发电机旁，启动停止及时方便，提高了发电机的工作效率。本电路将12位A/D转换器、多路选择器等大量外设集成在处理器内部，传感器信号只需稍加处理甚至可以直接送入控制器检测，替代传统监控系统大量复杂的外围电路，从而降低功耗并提高系统的可靠性和抗干扰能力。设计中采用滤波、光耦隔离等措施，进一步提高了系统的抗干扰能力。GPRS与GSM两种通信手段的同时使用，可以在低成本的情况下，方便快捷的实现对电法勘探发电机以及电磁信号发送机人工场源的远程监控。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型实施例的总体结构框图。
[0010]图2为本实用新型实施例的电源模块电路原理图。
[0011]图3为本实用新型实施例的继电器控制模块电路原理图。
[0012]图4为本实用新型实施例的中央控制器模块的电路原理图。
[0013]图5为本实用新型实施例的中央控制器的程序流程框图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的描述。
[0015]参见图1，本实施例包括给整个监控电路提供电源电压的电源模块(图1中未画出)以及中央控制器模块3、无线通信模块4、信号测量模块2、人机交互触控模块1、继电器控制模块5 ;从图1中可见，中央控制器模块3分别与信号测量模块2、人机交互触控模块1、继电器控制模块5、无线通信模块连接4 ;继电器控制模块5与电法勘探发电机和电法勘探信号发送机外置电源电路连接。
[0016]本实用新型的工作过程是:野外勘探需要启动发电机时，工作人员通过手机或者PC机给指定号码发送预设代码，发电机便开始启动，此时中央控制器模块利用信号测量模块对发电机输出的三相电电压、电流、频率等参数进行实时检测，同时将参数通过GPRS网络传输到指定的PC机，当检测到各参数在正常范围内时，控制发送机外置电源的开关闭合，开始给电法勘探提供外置电源。当需要断开人工源时，工作人员可以通过手机或者PC机断开发送机或者直接使发电机停机。工作人员也可以在现场通过人机交互触控屏直接对发电机和发送机外置电源控制开关进行控制。
[0017]参见图2，为本实施例的电源模块的电路原理图。U4为12V转12V的DC-DC隔离电源，得到的+12V1用于12V变送器电源，+12V1降压后得到+5V1用于5V传感器电源，得到的+3.3V用于处理器电源。U3为12V转24V的DC-DC隔离电源，得到的+24V电源用于驱动继电器，再经过降压得到+5V2，用于比较器、光耦等器件的电源。
[0018]参见图3，为本实施例的继电器控制模块的电路原理图。主控制器第34到35引脚输出控制信号，通过光电耦合器U12隔离控制继电器Kl和K2，其中继电器Kl用于控制接触器，间接控制电法勘探发电机的启停，继电器K2用于控制信号发送机外置电源的接通开关。
[0019]参见图4，为本实施例的中央控制器模块的电路原理图。主控制器Ull的第16到17引脚用于与智能触控屏串行通信，第42到43引脚用于与无线模块串行通信，UlO为电平转换芯片，Jl连接触控屏，J2连接无线模块；U11片内集成了多个12位A/D转换器以及多路选择器，能够测量16路外部模拟信号，3个气体泄漏传感器输出的电压信号(经电阻1/2衰减)后，由Ull的9、10、11引脚送入到Ull的3个模拟输入通道进行检测；发电机输出的电流经电流互感器转换为电压信号后经Ull的25、25、37引脚送入Ull的另外3个模拟输入通道进行检测。发电机箱体和环境温度检测传感器使用直接输出数字信号的单总线数字温度传感器DS18B20 (U15到U18)，U15、U16、U17、U18输出的数字信号依次连接Ull第40、51、52、53引脚。主控制器Ull第34、35引脚通过光电耦合器U14对继电器进行控制，一路控制发电机启停，另一路控制发送机外置电源的通断。
[0020]参见图5，为本实施例的主控制器模块的程序流程框图。其中，图5a为主程序流程图，主控制器上电后即开始对片内外设、无线模块以及触控屏等进行初始化设置，接着开放中断，随时接受控制命令，然后对输出电压幅值、电压频率以及气体泄漏等参数进行监测，然后将测得的参数同时上传至触控屏和监控终端(PC机或手机)，紧接着对参数进行判断，如果出现气体泄漏等危险情况则立即停止发电、断开发送机并将故障上报至监控终端，之后返回参数监测；如果监测到的参数在正常范围内，则直接返回继续监测。图5b为中断程序流程图，当出现中断时，中央控制器先保存中断前状态，即保护现场，然后读取触控屏或者监控终端从串口传递过来的命令，执行命令完毕后，再退出中断。
[0021]本实用新型采用ARM嵌入式微处理器STM32F103RBT6作为中央控制器，通过GPRS与GSM两种远程无线通信方式，实现一种电法勘探发电机远程监控电路，结构简单，抗干扰能力较强，可以有效提高野外电法勘探发电机的工作效率，该电路还可以用于许多其他监控场合。
【权利要求】
1.一种电法勘探发电机远程监控电路，其特征在于:它包括给整个监控电路提供电源电压的电源模块以及中央控制器模块、无线通信模块、信号测量模块、人机交互触控模块、继电器控制模块；所述中央控制器模块分别与信号测量模块、人机交互触控模块、继电器控制模块、无线通信模块连接；所述继电器控制模块与电法勘探发电机和电法勘探信号发送机外置电源电路连接。
2.根据权利要求1所述的电法勘探发电机远程监控电路，其特征在于:所述中央控制器模块为STM32系列嵌入式微处理器STM32F103RBT6。
3.根据权利要求1所述的电法勘探发电机远程监控电路，其特征在于:所述无线通信模块为GPRS/GSM无线模块GTM900-C。
【文档编号】G05B19/042GK203630569SQ201320883535
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】程辉, 李广, 黄良沛, 金勇 , 付国红, 田彪 申请人:湖南科技大学