专利名称：移动装备无线智能监控系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种信息技术领域的系统，具体是一种移动装备无线智能监控系统。
背景技术：
现代科学技术的飞速发展使得各种机械设备越来越朝着高速、高精度、高可靠性、高极限的方向发展，这就给设备的设计、维护以及管理等提出了更高的要求。对于设备使用企业来说，不发生故障的设备是没有的，但必须能够容易监控设备的运行状态，预测设备性能衰退，以保证生产过程中设备的“零故障”。对于设备制造企业而言，可以方便地收集售出设备的各种使用数据，以便从被动式售后服务转变为有规划的主动式设备维护；并且，设备使用数据对设备的改进设计也非常重要，因为在掌握先前设备的使用数据后，设计者可以容易地实现有目的的设备优化设计，设计周期也会因此而明显缩短。
移动装备，诸如工程机械、车辆、油气勘探设备等，工作负荷重，工作环境恶劣，地理分布范围广且随时变动，实现这类设备的智能维护和管理，确保它们“零故障”生产，无论对用户还是设备制造企业来说显然都非常必要。
经对现有技术的文献检索发现，中国专利申请号200410065517.5，专利名称为对电力线路、设备施工现场电力接地线状态的智能监控方法，该发明中，连接系统的监控主机、计算机、将SIM卡号码和分发机SIM卡号码输入计算机PC、使用计算机PC进行用户管理、进行线路信息维护、进行任务单分配并写入IC卡、插入现场从机中；检查电力线路、设施的状态、对现场从机接收到的接地或者断开状态信号进行处理、送入计算机PC中进行信息显示和判断。该发明能够准确地监测电力线路和设施接地或断开的状态，保障了施工人员的生命安全和施工设备的正常运行。但该发明仅可对设备接地状态进行监控，不具备对现场设备进行故障诊断以及定位等功能，而且当现场设备监控数据量大时，传输通道的实时性也存在问题。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷和不足，提供一种移动装备无线智能监控系统，使其能满足移动装备在实际使用中提出的新要求，并基于GPRS/GSM/GPS/DSP(通用分组无线业务/全球移动通信系统/全球定位系统/数字信号处理器)，它的智能监控单元部分安装在移动设备上，可以不受空间、时间限制，实时地监控移动装备的各种运行数据，处理分析后作出初步故障诊断，而后再通过无线网络实时地传到远程监控中心进行高级故障分析、性能评价以及相关结果的存储和显示。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括若干现场智能监控单元、远程接收及监控中心平台。智能监控单元完成对移动装备运行数据的采集，并将采集到的信息进行频谱等分析后对移动装备运行状态作出初步判断，而后把判断结果、装备相关原始运行数据以及未能作出确定判断的初步处理结果通过GPRS/GSM无线网络传送到远程监控中心平台。远程监控中心平台综合所有群现场智能监控单元传回的数据，再对各移动装备进行高级诊断，同时完成对移动装备的运行管理以及数据存储和发布。
所述的现场智能监控单元包括模/数输入模块、模/数输出模块、CAN现场总线收发模块、RS232收发模块、DSP、GPRS/GSM无线模块、GPS模块、数据存储模块、GSM天线、GPS天线、SIM(用户识别模块)卡。GPRS/GSM无线模块通过同轴电缆与GSM天线相连来接入无线网络，通过信号线与SIM卡连接以标识自己。GPS模块通过GPS天线接受全球定位系统的信息以确定移动装备的工作位置。DSP通过模/数输入模块、CAN现场总线收发模块、RS232收发模块等途径来接收移动装备的运行数据。DSP负责对接收到的数据进行故障模式识别、工作性能评价等分析处理，并给出初步分析结果。而后，分析结果和部分移动装备运行数据通过GPRS/GSM无线模块发送到远程监控中心，由中心在融合所有群智能监控单元数据后对各个体移动装备性能状态以及故障模式作最终诊断。同时，DSP还能够把现场数据存储在数据存储模块中，接收监控中心的命令和诊断结果，并且可以通过模/数输出模块对重要诊断结果进行紧急响应。
所述的远程接收及监控中心平台包括远程监控中心平台计算机、GSM接收模块、GSM天线、网卡、SIM卡。计算机内装有网络数据接收程序、GSM短信息数据接收程序、基于ASP.NET的网页管理程序、移动装备性能分析和群设备故障诊断处理程序。当无线数据网络传输模块以GPRS方式工作时，中心计算机拥有一个固定的IP地址，利用相连的网卡由网络数据接收程序直接从Internet网络上监听所有群智能监控单元发送来的数据，再经移动装备性能分析和群设备故障诊断处理程序通过比较、综合后给出各移动装备性能状态的最终评价，同时，在基于ASP.NET的网页管理程序指导下以网页形式进行结果数据显示和发布，并把需要及时处理的诊断结果传送回现场移动装备。当无线数据网络传输模块以GSM方式工作时，中心计算机的通过SIM卡来标识自己，在GSM短信息数据接收程序的管理下利用GSM接收模块和与之通过同轴电缆相连的GSM天线来接收所有群智能监控单元发送来的数据。
与现有技术相比，本发明的优点是系统整体由多个智能监控单元以及远程监控中心平台组成，中间通过无线网络连接。由于在智能监控单元和远程监控中心之间合理进行移动装备性能诊断任务分配，降低了对现场智能监控单元的要求，其通用性大大被增强。由于现场智能监控单元具有一定的数据处理分析能力，明显降低了对网络的数据传输要求。由于引入了中心监控平台，可以实现各设备间运行数据的比较和融合，进而导致单设备故障诊断向群设备故障诊断过渡，提高了对设备性能状态的判断能力。由于采用无线网络以及GPS模块，被监控的移动装备可在大范围区域内按要求任意布置，不受空间地域环境影响。
图1是本发明系统结构框图。
图2是现场智能监控单元结构框图。
图3是远程接收及监控平台的结构框图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明包括现场智能监控单元、远程接收及监控平台模块。智能监控单元通过CAN现场总线收发模块、RS232收发模块、模/数量输入模块等采集移动装备的各种运行数据，并将采集到的信息进行频谱等分析后对装备运行状态作出初步判断，而后把判断结果、相关移动装备的原始运行数据以及未能作出确定判断的处理结果数据通过GPRS/GSM无线网络以及Internet传送到远程监控中心平台。远程监控中心平台综合所有群智能监控单元传回的数据，进而对各移动装备性能状态进行高级诊断，同时完成对移动装备的运行管理、数据存储以及结果数据按网页形式的显示和发布。
如图2所示，所述的现场智能监控单元包括模/数输入模块、模/数输出模块、CAN现场总线收发模块、RS232收发模块、DSP、GPRS/GSM无线模块、GPS模块、数据存储模块、GSM天线、GPS天线、SIM(用户识别模块)卡。GPRS/GSM无线模块通过同轴电缆与GSM天线相连来接入无线网络，通过信号线与SIM卡连接以标识自己。DSP通过信号线分别与模/数输入模块、CAN现场总线收发模块、RS232收发模块相连，利用不同的途径来接收移动装备的各种运行数据。GPS模块通过与之相连的GPS天线接受全球定位系统的信息以确定移动装备的工作位置，经由信号线传递给DSP。DSP负责对接收到的所有数据进行分析处理，来作出初步判断，而后把判断结果和部分移动装备原始运行数据通过GPRS/GSM无线模块发送到远程监控中心。同时，DSP还与数据存储模块相连，能够对现场数据进行存储。模/数输出模块与DSP通过信号线直接相连，当DSP从GPRS/GSM无线模块接收到监控中心的命令和诊断结果时，可以利用模/数输出模块进行相应的响应。
如图3所示，所述的远程接收及监控中心平台包括远程监控中心平台计算机、GSM接收模块、GSM天线、网卡、SIM卡。计算机内装有网络数据接收程序、GSM短信息数据接收程序、基于ASP.NET的网页管理程序、移动装备性能分析和群设备故障诊断处理程序。当无线数据网络传输模块以GPRS方式工作时，中心计算机拥有一个固定的IP地址，利用相连的网卡由网络数据接收程序直接从Internet网络上监听所有群智能监控单元发送来的数据，再经移动装备性能分析和群设备故障诊断处理程序通过比较、综合后给出各移动装备性能状态的最终评价，同时，在基于ASP.NET的网页管理程序指导下以网页形式进行结果数据显示和发布，并把需要及时处理的诊断结果传送回现场移动装备。当无线数据网络传输模块以GSM方式工作时，中心计算机的通过SIM卡来标识自己，在GSM短信息数据接收程序的管理下利用GSM接收模块和与之通过同轴电缆相连的GSM天线来接收所有群智能监控单元发送来的数据。
实例针对油井钻探的顶驱装备，GPS模块通过与之相连的GPS天线接受全球定位系统的信息以确定钻井平台的地理位置，经信号线传递给DSP最后由GPRS/GSM无线模块发送到远程监控中心，以便中心能明确管辖下的所有装备的地理位置，为后续主动维护创造条件。DSP通过RS232收发模块接收装备发送过来的顶驱转速、驱动转矩、主轴承温度、主轴心位移、液压系统压力等数据。DSP接收到这些数据进行频谱、统计等分析后，判断设备负载状况、确定主轴承和主电机等部件性能衰退等，这些评判结果和采集到的运行数据通过GPRS/GSM无线模块一同发送到远程监控中心。同时，DSP通过数据存储模块对现场数据进行存储备份，经GPRS/GSM无线模块接收监控中心的停机检修等命令以及综合性能等其他现场智能监控单元无法完成的诊断结果，并利用模/数输出模块进行报警、显示等响应。
远程中心计算机内装有网络数据接收程序、GSM短信息数据接收程序、基于ASP.NET的网页管理程序、移动装备性能分析和群设备故障诊断处理程序。此例中无线数据网络传输模块以GPRS方式工作，中心计算机拥有一个固定的IP地址，利用相连的网卡由网络数据接收程序直接从Internet网络上监听管辖内的所有顶驱智能监控单元发送回来的数据，再经移动装备性能分析和群设备故障诊断处理程序通过比较、综合后推算出各顶驱装备整体综合性能指数等，同时，在基于ASP.NET的网页管理程序指导下以网页形式进行装备整体综合性能指数、顶驱转速、驱动转矩等重要数据显示和发布，并把停机检修等需要及时处理的诊断结果传送回现场移动装备。
权利要求
1.一种移动装备无线智能监控系统，包括现场智能监控单元、远程接收及监控平台模块，其特征在于，智能监控单元采集移动装备的各种运行数据，并将采集到的信息进行频谱分析后对装备运行状态作出初步判断，而后把判断结果、相关移动装备原始运行数据以及未能作出确定判断的处理结果数据通过GPRS/GSM无线网络以及Internet传送到远程监控中心平台；远程监控中心平台综合所有群智能监控单元传回的数据后，进而对各移动装备性能状态进行高级诊断，同时完成对移动装备的管理以及数据存储，并以网页的形式对结果数据进行显示和发布。
2.根据权利要求1所述的移动装备无线智能监控系统，其特征是，所述的现场智能监控单元包括模/数输入模块、模/数输出模块、CAN现场总线收发模块、RS232收发模块、DSP、GPRS/GSM无线模块、GPS模块、数据存储模块、GSM天线、GPS天线、SIM卡，GPRS/GSM无线模块通过同轴电缆与GSM天线相连来接入无线网络，通过信号线与SIM卡连接以标识自己，DSP通过信号线分别与模/数输入模块、CAN现场总线收发模块、RS232收发模块相连，接收移动装备的各种运行数据，GPS模块通过与之相连的GPS天线接受全球定位系统的信息以确定移动装备的工作位置，经由信号线传递给DSP，DSP负责对接收到的所有数据进行分析处理，来作出初步判断，而后把判断结果和部分移动装备原始运行数据通过GPRS/GSM无线模块发送到远程监控中心，同时，DSP还与数据存储模块相连，对现场数据进行存储，模/数输出模块与DSP通过信号线直接相连，当DSP从GPRS/GSM无线模块接收到监控中心的命令和诊断结果时，利用模/数输出模块进行相应的响应。
3.根据权利要求1所述的移动装备无线智能监控系统，其特征是，所述的远程接收及监控中心平台包括远程监控中心平台计算机、GSM接收模块、GSM天线、网卡、SIM卡，计算机内装有网络数据接收程序、GSM短信息数据接收程序、基于ASP.NET的网页管理程序、移动装备性能分析和群设备故障诊断处理程序，当无线数据网络传输模块以GPRS方式工作时，中心计算机拥有一个固定的IP地址，利用相连的网卡由网络数据接收程序直接从Internet网络上监听所有群智能监控单元发送来的数据，再经移动装备性能分析和群设备故障诊断处理程序通过比较、综合后给出各移动装备性能状态的最终评价，同时，在基于ASP.NET的网页管理程序指导下以网页形式进行结果数据显示和发布，并把需要及时处理的诊断结果传送回现场移动装备，当无线数据网络传输模块以GSM方式工作时，中心计算机的通过SIM卡来标识自己，在GSM短信息数据接收程序的管理下利用GSM接收模块和与之通过同轴电缆相连的GSM天线来接收所有群智能监控单元发送来的数据。
4.根据权利要求1或者2所述的移动装备无线智能监控系统，其特征是，所述的现场智能监控单元设置在移动设备上。
5.根据权利要求1所述的移动装备无线智能监控系统，其特征是，远程监控平台与多个现场智能监控单元连接，通过比较、综合它们发回的数据进行高级故障诊断。
全文摘要
一种信息技术领域的移动装备无线智能监控系统。本发明中，智能监控单元采集移动装备的各种运行数据，并将采集到的信息进行频谱分析后对装备运行状态作出初步判断，而后把判断结果、相关移动装备原始运行数据以及未能作出确定判断的处理结果数据通过GPRS/GSM无线网络以及Internet传送到远程监控中心平台；远程监控中心平台综合所有群智能监控单元传回的数据后，进而对各移动装备性能状态进行高级诊断，同时完成对移动装备的管理以及数据存储，并以网页的形式对结果数据进行显示和发布。本发明降低了对现场智能监控单元以及网络的数据传输要求，且不受空间地域环境影响，实现了单设备故障诊断向群设备故障诊断过渡，提高了对设备性能状态的判断能力。
文档编号H04L12/00GK1779585SQ20051002989
公开日2006年5月31日 申请日期2005年9月22日 优先权日2005年9月22日
发明者周俊, 李彦明, 刘成良 申请人:上海交通大学