專利名稱：自動(dòng)化應(yīng)變測(cè)量和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)變測(cè)量和監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其管 理方法。
背景技術(shù)：
應(yīng)變測(cè)量技術(shù)廣泛應(yīng)用于橋梁、大壩等結(jié)構(gòu)狀態(tài)測(cè)量。
現(xiàn)有的應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)多為手動(dòng)檢測(cè)，如對(duì)橋梁的應(yīng)變監(jiān)測(cè)，目前的方法是 將振弦應(yīng)變傳感器安裝于橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)，監(jiān)控人員每天在溫度穩(wěn)定時(shí)，攜帶讀數(shù) 儀爬上橋去采集應(yīng)變數(shù)據(jù)，對(duì)于具有多個(gè)截面的橋梁，還需要在很短的時(shí)間內(nèi) 通過(guò)腳手架爬上和爬下所有截面，工作強(qiáng)度大，危險(xiǎn)性高，同時(shí)由于難以在同 一溫度穩(wěn)定時(shí)間內(nèi)測(cè)量多個(gè)截面的應(yīng)變測(cè)量點(diǎn)，監(jiān)控質(zhì)量難以保證。此外，多 數(shù)情況下一個(gè)監(jiān)控技術(shù)人員每天只需去上橋一次，其它時(shí)間自由安排。但又不 能離開(kāi)橋梁工地。所以一個(gè)橋的施工監(jiān)控就要一個(gè)技術(shù)人員待上幾年時(shí)間。形 成嚴(yán)重人力資源浪費(fèi)。
一些公司已經(jīng)計(jì)劃放棄施工監(jiān)控行業(yè)。
而一些自動(dòng)應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，應(yīng)變數(shù)據(jù)采集裝置長(zhǎng)期處于工作狀態(tài)，耗電量 大，故障率高，而應(yīng)變監(jiān)測(cè)對(duì)象通常處于野外沒(méi)有安裝市電之處，供電與維護(hù)
均極為不〗更，嚴(yán)重影響了應(yīng)變監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用；其應(yīng)變數(shù)據(jù)采集裝置與管理裝 置也通常采用有線連接，給應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安裝和使用帶來(lái)困難。
如公開(kāi)號(hào)為CN1901418A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公布說(shuō)明書，其中公開(kāi)了一 種土質(zhì)邊坡分布式光纖應(yīng)變監(jiān)測(cè)方法和系統(tǒng)，其中分布式光纖通過(guò)本地計(jì)算機(jī) 和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)相聯(lián)，其監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的本地計(jì)算機(jī)即需要市電供應(yīng)才能 工作，本地計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接對(duì)于野外監(jiān)測(cè)對(duì)象也難以實(shí) 現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種自動(dòng)化應(yīng)變測(cè)量和監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)，能對(duì)應(yīng)變計(jì)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集工作。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括應(yīng)變計(jì)，其特征在于 包括采集器、管理器和上位機(jī)，其中
采集器，采集應(yīng)變計(jì)的應(yīng)變lt據(jù)并傳輸?shù)焦芾砥鳎?br> 管理器，接收采集器傳輸?shù)膽?yīng)變數(shù)據(jù)并傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，管理器包括一采集 器管理模塊，管理器接收上位機(jī)的控制信號(hào)，對(duì)釆集器進(jìn)行控制、管理； 上位機(jī)，向管理器發(fā)送控制信號(hào)，并接收管理器傳輸?shù)膽?yīng)變數(shù)據(jù)； 所述管理器與上位機(jī)之間通過(guò)無(wú)線方式進(jìn)行通訊。 進(jìn)一步，所述采集器還包括 應(yīng)變計(jì)驅(qū)動(dòng)模塊，對(duì)應(yīng)變計(jì)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制； 數(shù)據(jù)采集控制模塊，激勵(lì)應(yīng)變計(jì)采集數(shù)據(jù)并接收應(yīng)變數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)采集控制模塊接收的應(yīng)變計(jì)釆集的應(yīng)變數(shù)據(jù)；以
及
采集器通訊模塊，與管理器和其他采集器進(jìn)行通訊，接收管理器發(fā)出的控 制信號(hào)，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的應(yīng)變數(shù)據(jù)發(fā)送到管理器；
進(jìn)一步，所述采集器還包括采集器狀態(tài)控制模塊，控制采集器的狀態(tài)； 電源管理模塊，根據(jù)采集器狀態(tài)控制模塊設(shè)置的工作狀態(tài)，對(duì)釆集器的電 源進(jìn)行管理；
通訊方式管理模塊，轉(zhuǎn)換采集器的通訊方式；以及
釆集器的交互存儲(chǔ)模塊，通過(guò)采集器通訊模塊與其他釆集器進(jìn)行通訊，保 存其它采集器的應(yīng)變數(shù)據(jù)；
進(jìn)一步，所述采集器的狀態(tài)包括淺休眠狀態(tài)、深休眠狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)和采集狀態(tài)；
進(jìn)一步，所述管理器還包括
管理器通訊模塊，與采集器和上位機(jī)進(jìn)行通訊，接收上位機(jī)發(fā)送的控制信 號(hào)，向采集器發(fā)送控制信號(hào)，并接收采集器發(fā)送的應(yīng)變數(shù)據(jù)；以及 多數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，存儲(chǔ)管理器通訊模塊接收的應(yīng)變數(shù)據(jù)； 進(jìn)一步，所述管理器還包括
同步休眠控制模塊，設(shè)置深休眠時(shí)間并通過(guò)管理器通訊模塊更新采集器深 休眠時(shí)間、發(fā)送深休眠命令和喚醒命令；
采集器狀態(tài)維護(hù)模塊，通過(guò)管理器通訊模塊向采集器發(fā)送問(wèn)答命令，通過(guò) 采集器的反饋，獲取采集器的數(shù)量、工作狀態(tài)和ID;
進(jìn)一步，所述采集器和管理器的處理裝置采用單片機(jī)。
本發(fā)明還提供一種自動(dòng)化應(yīng)變測(cè)量和監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟
1) 采集器上電后進(jìn)行初始化，然后進(jìn)入淺休眠狀態(tài)； 管理器上電后進(jìn)^f于初始化；
2) 休眠時(shí)間到后，采集器進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，等待管理器的命令；
3) 管理器向采集器發(fā)送喚醒命令，喚醒采集器；
4) 管理器根據(jù)上位機(jī)的命令向采集器發(fā)送采集命令，采集器對(duì)應(yīng)變計(jì)進(jìn)行 數(shù)據(jù)采集并儲(chǔ)存；
5 )管理器根據(jù)上位機(jī)的命令向采集器發(fā)送傳輸命令，采集器接收到傳輸命 令后將儲(chǔ)存的應(yīng)變計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)送到管理器；
6) 管理器接收到采集器發(fā)送的應(yīng)變數(shù)據(jù)后進(jìn)行儲(chǔ)存，并發(fā)送到上位機(jī)。 進(jìn)一步，步驟6)之后還包括以下步驟
7) 管理器設(shè)置深休眠時(shí)間并發(fā)送到采集器，更新采集器的深休眠時(shí)間；
8) 管理器向采集器發(fā)送深休眠深休眠命令，采集器接收深休眠命令后進(jìn)入 深休眠狀態(tài)。
進(jìn)一步，所述應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)管理方法還包括采集器并相互備份其他采集器中的應(yīng)變數(shù)據(jù)的步驟。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)同時(shí)本發(fā)明的應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用 GPRS等無(wú)線通訊手段，^使管理者可方便得遠(yuǎn)程對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行管理，無(wú)需現(xiàn) 場(chǎng)對(duì)應(yīng)變計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，能同時(shí)測(cè)量多個(gè)點(diǎn)，甚至多個(gè)橋梁的所有應(yīng)變點(diǎn)， 保證監(jiān)測(cè)質(zhì)量，提高數(shù)據(jù)采集效率和準(zhǔn)確率，也無(wú)需派人職守監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)，能極 大地節(jié)約人力資源；在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，釆集器包括一采集器狀態(tài)控制模 塊，能控制采集器的工作狀態(tài)，管理器包括一采集器管理^t塊，能對(duì)采集器進(jìn) 行控制、管理；采集器根據(jù)預(yù)先設(shè)置或?qū)崟r(shí)命令，在淺休眠狀態(tài)、深休眠狀態(tài)、 運(yùn)行狀態(tài)和采集狀態(tài)中切換工作狀態(tài)，有效降低耗電量，在更進(jìn)一步的技術(shù)方 案中，采集器和管理器的控制部分都采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，能極大減小體積，減少 耗電量，方便安裝和使用；多個(gè)采集器和管理器可構(gòu)成一個(gè)備份網(wǎng)絡(luò)，相互保 存數(shù)據(jù)，以確保數(shù)據(jù)安全。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)，和特征在某種程度上將在隨后的說(shuō)明書中進(jìn)行闡 述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯 而易見(jiàn)的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可 以通過(guò)下面的說(shuō)明書，權(quán)利要求書，以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲
^曰付。


為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本 發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述
圖1示出了本發(fā)明應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2示出了采集器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3示出了管理器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下將對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。參見(jiàn)圖1,本實(shí)施例的自動(dòng)化應(yīng)變測(cè)量和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括采集器l、管理器
2和上位機(jī)3，其中采集器l，用于采集監(jiān)測(cè)對(duì)象的應(yīng)變數(shù)據(jù)并傳輸?shù)焦芾砥?; 管理器2用于接收采集器1傳輸?shù)膽?yīng)變數(shù)據(jù)并傳輸?shù)缴衔粰C(jī)3,并對(duì)采集器1 進(jìn)行控制、管理；上位機(jī)3用于向管理器2發(fā)送控制信號(hào)，并接收管理器2傳 輸?shù)膽?yīng)變數(shù)據(jù)。
參見(jiàn)圖2,采集器1包括應(yīng)變計(jì)驅(qū)動(dòng)模塊11、數(shù)據(jù)采集控制模塊12、數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)模塊13、采集器通訊模塊14、采集器狀態(tài)控制模塊15、電源管理模塊16 和通訊方式管理模塊17，應(yīng)變計(jì)驅(qū)動(dòng)模塊11用于對(duì)應(yīng)變計(jì)進(jìn)行上電、掉電和 初始化等操作，數(shù)據(jù)采集控制模塊12用于采集應(yīng)變計(jì)的應(yīng)變數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)模塊13;采集器通訊模塊14,與管理器2進(jìn)行通訊，接收管理器2發(fā)出的 控制信號(hào)，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊12的應(yīng)變數(shù)據(jù)發(fā)送到管理器2，采集器通訊模塊 14還可與其他采集器進(jìn)行通訊，互相傳輸應(yīng)急數(shù)據(jù)，相互進(jìn)行備份；采集器通 訊模塊14采用IEEE802.11、藍(lán)牙、串口等現(xiàn)有的有線或無(wú)線通訊方式與管理 器2及其他采集器進(jìn)行通訊，通訊方式管理模塊17用于對(duì)采集器通訊模塊14 的通訊方式進(jìn)行切換；采集器狀態(tài)控制模塊15通過(guò)電源管理模塊16控制采集 器的狀態(tài)；所述采集器的狀態(tài)包括淺休眠狀態(tài)、深休眠狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)和采集 狀態(tài)，深休眠是以設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行的休眠， 一般時(shí)間較長(zhǎng)，如1小時(shí)，淺休眠 是以約定的時(shí)間進(jìn)行的休眠， 一般時(shí)間較短，如5秒。
參見(jiàn)圖3，所述管理器2包括采集器管理模塊21、管理器通訊模塊22、多 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊23、同步休眠控制模塊24、采集器狀態(tài)維護(hù)模塊25;其中管理 器通訊模塊22用于與采集器和上位機(jī)進(jìn)行通訊，其與上位機(jī)之間采用GPRS進(jìn) 行通訊，采集器管理模塊21通過(guò)管理器通訊模塊22接收上位機(jī)的控制信號(hào)、 向采集器發(fā)送控制信號(hào)；多數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊23用于存儲(chǔ)管理器通訊模塊22接收 的應(yīng)變數(shù)據(jù)；同步休眠控制模塊24，用于設(shè)置深休眠時(shí)間并通過(guò)管理器通訊模 塊22更新采集器1深休眠時(shí)間、發(fā)送深休眠命令；采集器狀態(tài)維護(hù)模塊25通 過(guò)管理器通訊模塊22向采集器1發(fā)送問(wèn)答命令，通過(guò)采集器1的反饋，獲取采集器1的數(shù)量、工作狀態(tài)和ID;管理器2也可包括一狀態(tài)控制模塊和電源管理 模塊，來(lái)管理自身的工作狀態(tài)。
所述采集器和管理器的處理裝置釆用單片機(jī)，通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)上述模塊功能；
其中采集器還可具體設(shè)置以下軟件模塊 1.1初始^ft應(yīng)變計(jì)
功能確認(rèn)應(yīng)變計(jì)的個(gè)lt及每一個(gè)應(yīng)變計(jì)的ID、初始讀凄t 輸入無(wú)
輸出應(yīng)變計(jì)的ID，初始讀凄史
流程向應(yīng)變計(jì)發(fā)送激振信號(hào)，讀取回復(fù)信息，確認(rèn)應(yīng)變計(jì)ID及讀數(shù)。 1.2進(jìn)入淺^f木眠 功能進(jìn)入淺休眠 輸入淺《木眠時(shí)間(5s) 輸出無(wú)
流程關(guān)閉電源(無(wú)線、采集)，清除喚醒標(biāo)志位，向外部定時(shí)器設(shè)定"淺休眠 時(shí)間"，設(shè)置〗木眠標(biāo)志位進(jìn)7vf木眠。 1.3蘇醒
功能被中斷信號(hào)從4木眠狀態(tài)喚醒 輸入喚醒信號(hào) 輸出無(wú)
流程開(kāi)啟無(wú)線通信電源，設(shè)置下一次休眠時(shí)間，等待無(wú)線電源穩(wěn)定后，進(jìn)入
接收命令。
1.4接收命令
功能接收喚醒命令
輸入無(wú)
輸出無(wú)
流程等待串口輸入信息，如果為喚醒信號(hào)，則設(shè)置喚醒標(biāo)志位，更新下一次 休眠時(shí)間；如果下一次休眠時(shí)間到，則轉(zhuǎn)入1.2進(jìn)入淺休眠。1.5等待管理器命令 功能接收管理器命令 輸入無(wú) 4t出無(wú)
流程接收完整命令，如果不是給自己的則拋棄，轉(zhuǎn)入1.5等待管理器命令；
如果是自己的則重置下一次休眠時(shí)間，解析命令并進(jìn)入相應(yīng)模塊。如果下一次
休眠時(shí)間到，則轉(zhuǎn)入1.2進(jìn)入淺^木眠。
1.6進(jìn)入深休眠
功能進(jìn)入深休眠
輸入深休眠時(shí)間
輸出無(wú)
流程關(guān)閉電源(無(wú)線、采集)，清除喚醒標(biāo)志位，清除^f木眠時(shí)間更新標(biāo)志，向
外部定時(shí)器設(shè)定"深休眠時(shí)間"，設(shè)置休眠標(biāo)志位進(jìn)入休眠。
1.7接收問(wèn)答信號(hào)
功能向管理器回復(fù)問(wèn)答信號(hào)。
輸入無(wú)
輸出無(wú)
流程使用串口想管理器回復(fù)問(wèn)答響應(yīng)。 1.8接收喚醒信號(hào)
功能在接受命令中接受到喚醒信號(hào)，更新其Timeout時(shí)間 輸入無(wú) 輸出無(wú)
流程4妄收喚醒4言號(hào)，更新timeout時(shí)間。 1.9接收采集命令
功能接收到采集命令，轉(zhuǎn)入采集功能。 輸入無(wú) 輸出無(wú)流程接收到采集命令，向管理器回復(fù)命令，進(jìn)入采集狀態(tài)。 1.10數(shù)據(jù)傳送
功能接收到數(shù)據(jù)傳送命令，將采集到的應(yīng)變數(shù)據(jù)傳回管理器。 輸入無(wú) 輸出無(wú)
流程接收到數(shù)據(jù)傳送命令，判斷數(shù)據(jù)是否采集好，如果采集好，則向管理器
傳送數(shù)據(jù)。
1.11更新〗木眠時(shí)間
功能更新〗木眠時(shí)間
輸入新的<水眠時(shí)間
輸出無(wú)
流程將接收到的l木眠時(shí)間更新為新的^木眠時(shí)間，i殳置休眠時(shí)間已更新標(biāo)志。
1.12釆集數(shù)據(jù)
功能采集應(yīng)變計(jì)數(shù)據(jù)。
輸入無(wú)
輸出無(wú)
流程清除應(yīng)變計(jì)lt據(jù)更新標(biāo)志，針對(duì)采集器管理的所有應(yīng)變計(jì)采集其應(yīng)變數(shù) 據(jù)。設(shè)置數(shù)據(jù)更新標(biāo)志。
管理器還可具體設(shè)置以下軟件模塊 2.0上電初始4t:
功能單片機(jī)上電后的自身初始化工作，主要是對(duì)變量的初值。 輸入無(wú) 輸入無(wú) 流程略
2.1輸入并確認(rèn)時(shí)間
功能要求用戶輸入時(shí)間，并讓用戶對(duì)輸入的時(shí)間進(jìn)行確認(rèn) 輸入無(wú)輸出無(wú)
流程
1. 讀取默認(rèn)時(shí)間(0);
2. 調(diào)用顯示函數(shù)顯示信息；
3. 設(shè)置Timeout時(shí)間，等待用戶輸入；
4. 用戶 一旦使用鍵盤，取消Timeout設(shè)置；
5. 設(shè)置用戶輸入的時(shí)間，提示用戶是否保存剛才輸入的時(shí)間，如否，則轉(zhuǎn)入 2重新豐#入時(shí)間；
6. 將用戶輸入的時(shí)間保存到EPROM中；
7. Timeout時(shí)間到，直接跳出。 2.2輸入并確認(rèn)電話
功能要求用戶輸入上位機(jī)GPRS通訊模塊的電話號(hào)碼，并讓用戶對(duì)輸入的電
話進(jìn)行確認(rèn)。
輸入無(wú)
輸出無(wú)
流程同2.1。
2.3輸入并確iU木眠時(shí)間
功能要求用戶輸入〗木眠時(shí)間并確認(rèn)。
輸入無(wú)
輸出無(wú)
流程同2.1
注設(shè)置一個(gè)有效的電話號(hào)碼。 2.4確認(rèn)采集器
功能喚醒采集器，并確認(rèn)喚醒的采集器。 輸入無(wú)
輸出有效采集器ID 流程1. 確認(rèn)并記錄有回復(fù)的釆集器ID;
2. 重復(fù)以上操作3次。 2.5采集器采集
功能向采集器發(fā)送采集命令。 輸入有效的采集器ID 輸出無(wú)
流程依次向有效的釆集器發(fā)送采集命令，并等待其回復(fù)；記錄未回復(fù)的釆集 器ID。
2.6收集數(shù)據(jù)
功能向采集器發(fā)送收集命令收集數(shù)據(jù) 輸入有效的采集器ID 輸出無(wú)
流程依次向有效的采集器發(fā)送數(shù)據(jù)收集命令，并接收數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)、顯示數(shù)據(jù)， 記錄未回復(fù)的采集器ID并顯示；
如果有未回復(fù)ID,發(fā)送喚醒命令，對(duì)未回復(fù)ID重復(fù)2.6收集數(shù)據(jù)，重復(fù)3
次；
進(jìn)入2.7發(fā)送數(shù)據(jù)。 2.7發(fā)送數(shù)據(jù)
功能將最新數(shù)據(jù)利用GPRS將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器。 輸入無(wú) 輸出無(wú)
流程判斷釆用GPRS或者其他通訊設(shè)備，初始化通信系統(tǒng)，定位最新數(shù)據(jù)， 發(fā)送數(shù)據(jù)。
2.8是否進(jìn)入工作狀態(tài)
功能由用戶判斷是否進(jìn)入工作狀態(tài)。
輸入無(wú)
輸出無(wú)流程設(shè)定默認(rèn)值(Y)和Timeout,顯示提示信息，等待用戶輸入。如果用戶 輸入Y，則進(jìn)入設(shè)置工作狀態(tài)位，轉(zhuǎn)入2.9,否則轉(zhuǎn)入2.4。 2.9確保采集器處于就緒態(tài)
功能確保所有的采集器都處于"等待管理器命令"的狀態(tài)。 輸入無(wú) 輸出無(wú)
流程依次向所有有效采集器發(fā)送問(wèn)答命令，記錄未響應(yīng)的釆集器ID;
如果有未響應(yīng)的采集器，則發(fā)送喚醒命令，并再次確認(rèn)。最多重復(fù)5次。 2.10休眠采集器
功能更新所有采集器的深休眠時(shí)間并使之休眠。 輸入^木眠時(shí)間 輸出無(wú)
流程依次向所有有效采集器發(fā)送更新休眠時(shí)間命令，記錄未響應(yīng)的釆集器ID 發(fā)送統(tǒng)一休眠指令；
一定時(shí)間后發(fā)送問(wèn)答命令以確認(rèn)所有采集器都已經(jīng)休眠。 2.11深〗木眠
功能將管理器進(jìn)入到深^^眠狀態(tài)。
輸入休眠時(shí)間
輸出無(wú)
流程同1.6。
2.12蘇醒
同模塊1.3。
2.13喚醒采集器
功能喚醒所有采集器
輸入無(wú)
輸出無(wú)
流程發(fā)送一定時(shí)長(zhǎng)的喚醒命令；發(fā)送有效的采集器ID，記錄未回復(fù)的采集器ID; 如有未回復(fù)的采集器，重復(fù)以上#喿作3次。 本實(shí)施例的應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用如下步驟進(jìn)行數(shù)據(jù)采集管理
1) 采集器上電后進(jìn)行初始化，然后進(jìn)入淺休眠狀態(tài)； 管理器上電后進(jìn)行初始化；
2) 休眠時(shí)間到后，采集器進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，等待管理器的命令； 3 )管理器向采集器發(fā)送喚醒命令，喚醒采集器；
4) 管理器根據(jù)上位機(jī)的命令向采集器發(fā)送釆集命令，采集器對(duì)應(yīng)變計(jì)進(jìn)行 數(shù)據(jù)采集并儲(chǔ)存；
5) 采集器并相互備^f分其他采集器中的應(yīng)變數(shù)據(jù)；
6) 管理器根據(jù)上位機(jī)的命令向采集器發(fā)送傳輸命令，采集器接收到傳輸命 令后將儲(chǔ)存的應(yīng)變計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)送到管理器；
7) 管理器接收到采集器發(fā)送的應(yīng)變數(shù)據(jù)后進(jìn)行儲(chǔ)存，并發(fā)送到上位機(jī)；
8) 管理器設(shè)置深休眠時(shí)間并發(fā)送到采集器，更新采集器的深休眠時(shí)間；
9) 管理器向采集器發(fā)送深休眠深休B民命令，采集器接收深休眠命令后進(jìn)入 深休眠狀態(tài)。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng) 域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和 范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技 術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 自動(dòng)化應(yīng)變測(cè)量和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括應(yīng)變計(jì)，其特征在于包括采集器、管理器和上位機(jī)，其中采集器，采集應(yīng)變計(jì)的應(yīng)變數(shù)據(jù)并傳輸?shù)焦芾砥?；管理器，接收采集器傳輸?shù)膽?yīng)變數(shù)據(jù)并傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，管理器包括一采集器管理模塊，管理器接收上位機(jī)的控制信號(hào)，對(duì)采集器進(jìn)行控制、管理；上位機(jī)，向管理器發(fā)送控制信號(hào)，并接收管理器傳輸?shù)膽?yīng)變數(shù)據(jù)；所述管理器與上位機(jī)之間通過(guò)無(wú)線方式進(jìn)行通訊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化應(yīng)變測(cè)量和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述 采集器還包括應(yīng)變計(jì)驅(qū)動(dòng)纟莫塊，對(duì)應(yīng)變計(jì)進(jìn)^f于驅(qū)動(dòng)控制；數(shù)據(jù)采集控制模塊，激勵(lì)應(yīng)變計(jì)采集數(shù)據(jù)并接收應(yīng)變數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)采集控制模塊接收的應(yīng)變計(jì)采集的應(yīng)變數(shù)據(jù)；以及采集器通訊模塊，與管理器和其他采集器進(jìn)行通訊，接收管理器發(fā)出的控 制信號(hào)，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的應(yīng)變數(shù)據(jù)發(fā)送到管理器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)化應(yīng)變測(cè)量和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述 采集器還包括采集器狀態(tài)控制才莫塊，控制采集器的狀態(tài)；電源管理模塊，根據(jù)采集器狀態(tài)控制模塊設(shè)置的工作狀態(tài)，對(duì)采集器的電 源進(jìn)行管理；通訊方式管理模塊，轉(zhuǎn)換采集器的通訊方式；以及采集器的交互存儲(chǔ)模塊，通過(guò)采集器通訊模塊與其他采集器進(jìn)行通訊，保 存其它采集器的應(yīng)變lt據(jù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)化應(yīng)變測(cè)量和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述 采集器的狀態(tài)包括淺休眠狀態(tài)、深休眠狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)和采集狀態(tài)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化應(yīng)變測(cè)量和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述 管理器還包括管理器通訊模塊，與采集器和上位機(jī)進(jìn)行通訊，接收上位機(jī)發(fā)送的控制信 號(hào)，向采集器發(fā)送控制信號(hào)，并接收采集器發(fā)送的應(yīng)變數(shù)據(jù)；以及 多數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，存儲(chǔ)管理器通訊模塊接收的應(yīng)變數(shù)據(jù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動(dòng)化應(yīng)變測(cè)量和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述 管理器還包括同步休眠控制模塊，設(shè)置深休眠時(shí)間并通過(guò)管理器通訊模塊更新采集器深 休眠時(shí)間、發(fā)送深休眠命令和喚醒命令；采集器狀態(tài)維護(hù)模塊，通過(guò)管理器通訊模塊向采集器發(fā)送問(wèn)答命令，通過(guò) 采集器的反饋，獲取采集器的數(shù)量、工作狀態(tài)和ID。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的自動(dòng)化應(yīng)變測(cè)量和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特 征在于所述采集器和管理器的處理裝置采用單片^/L。
8. 自動(dòng)化應(yīng)變測(cè)量和監(jiān)測(cè)方法，其特征在于包括以下步驟1) 采集器上電后進(jìn)行初始化，然后進(jìn)入淺休眠狀態(tài)； 管理器上電后進(jìn)^f于初始化；2) 休眠時(shí)間到后，采集器進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，等待管理器的命令；3) 管理器向釆集器發(fā)送喚醒命令，喚醒采集器；4) 管理器根據(jù)上位機(jī)的命令向采集器發(fā)送采集命令，采集器對(duì)應(yīng)變計(jì)進(jìn)行 數(shù)據(jù)采集、儲(chǔ)存；5 )管理器根據(jù)上位機(jī)的命令向采集器發(fā)送傳輸命令，釆集器接收到傳輸命 令后將儲(chǔ)存的應(yīng)變計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)送到管理器；6)管理器接收到采集器發(fā)送的應(yīng)變數(shù)據(jù)后進(jìn)行儲(chǔ)存，并發(fā)送到上位機(jī)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)管理方法，其特征在于步驟6)之后還包括以下步驟7) 管理器設(shè)置深休眠時(shí)間并發(fā)送到釆集器，更新采集器的深休眠時(shí)間；8) 管理器向采集器發(fā)送深休眠命令，釆集器接收深休眠命令后進(jìn)入深休眠狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)管理方法，其特征在于所述 自動(dòng)化應(yīng)變測(cè)量和監(jiān)測(cè)方法還包括采集器相互備份其他采集器中的應(yīng)變數(shù)據(jù)的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種自動(dòng)化應(yīng)變測(cè)量和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其方法，所述應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括應(yīng)變計(jì)、采集器、管理器和上位機(jī)，采集器，采集應(yīng)變計(jì)的應(yīng)變數(shù)據(jù)并傳輸?shù)焦芾砥?；管理器，接收采集器傳輸?shù)膽?yīng)變數(shù)據(jù)并傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，管理器包括一采集器管理模塊，管理器接收上位機(jī)的控制信號(hào)，對(duì)采集器進(jìn)行控制、管理；上位機(jī)，向管理器發(fā)送控制信號(hào)，并接收管理器傳輸?shù)膽?yīng)變數(shù)據(jù)；所述管理器與上位機(jī)之間通過(guò)無(wú)線方式進(jìn)行通訊，管理者可方便的遠(yuǎn)程對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行管理，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)對(duì)應(yīng)變計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，能同時(shí)測(cè)量多個(gè)點(diǎn)，甚至多個(gè)橋梁的所有應(yīng)變點(diǎn)，無(wú)需派人值守監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)，節(jié)約人力資源；進(jìn)一步的技術(shù)方案中，采集器相互之間保存數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)交互數(shù)據(jù)備份，保證數(shù)據(jù)安全。
文檔編號(hào)G01B21/32GK101446488SQ200810233390
公開(kāi)日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月17日
發(fā)明者周志祥, 張奔牛, 曹建秋, 果 閆 申請(qǐng)人:重慶交通大學(xué)