一種車載信息數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種車載信息數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)，包括傳感器、監(jiān)控對象、開關(guān)量輸入模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、PLC控制器、電源模塊和上位機，所述監(jiān)控對象分別連接開關(guān)量輸入模塊、傳感器、執(zhí)行部件和信號調(diào)理模塊，傳感器還連接模擬量輸入模塊，執(zhí)行部件還分別連接開關(guān)量輸出模塊和模擬量輸出模塊。本實用新型車載信息數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)采用工控領(lǐng)域成熟的PLC技術(shù)和組態(tài)軟件技術(shù)，性能穩(wěn)定、人機界面友好、可操作性強，能及時為駕駛?cè)藛T提供告警信息和輔助決策信息，對于隨車人員及時掌握戰(zhàn)車運行狀態(tài)和車上電子設(shè)備狀態(tài)有重要意義。
【專利說明】
一種車載信息數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種監(jiān)控系統(tǒng)，具體是一種車載信息數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]應(yīng)急通訊指揮車分為:公安通訊指揮車、武警通訊指揮車、電信通訊指揮車、橋梁通訊指揮車、建委通訊指揮車、城管通訊指揮車、電力通訊指揮車、交通通訊指揮車、衛(wèi)生通訊指揮車、地震通訊指揮車、公路通訊指揮車、消防通訊指揮車、環(huán)境通訊指揮車、森林通訊指揮車等等。
[0003]地面指揮中心和應(yīng)急通信車分別配備獨立的調(diào)度系統(tǒng)，調(diào)度機和視頻服務(wù)器可作為主從關(guān)系存在，現(xiàn)場應(yīng)急通信車中的設(shè)備可以實時將現(xiàn)場數(shù)據(jù)上傳至指揮中心總服務(wù)器，作為二級調(diào)度系統(tǒng)或視頻會議系統(tǒng)的分會場;在衛(wèi)星鏈路有壓力或失效的情況下，現(xiàn)場應(yīng)急車調(diào)度系統(tǒng)自成體系，完全可以獨立對現(xiàn)場進行指揮調(diào)度，可通過現(xiàn)場應(yīng)急通信車的視頻服務(wù)器召開局部視頻會議、對本地視頻信息進行錄像和保存，很大程度可減少衛(wèi)星鏈路壓力。二級分布式調(diào)度系統(tǒng)，可協(xié)同工作，可互為備份，可分擔(dān)壓力，是整套系統(tǒng)的優(yōu)勢所在。
[0004]當今世界由于環(huán)境污染嚴重、能源緊張等種種原因，迫使人們尋找新的汽車能源，電動汽車憑借其能源獲得方式多樣化降低了對石油的依賴，并且使用時無廢氣排放污染等原因獲得人們的青睞。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中的電動車上的車載通訊系統(tǒng)架構(gòu)較為簡單，僅僅能提供一些簡單的數(shù)據(jù)(比如電池電量、車速等)的傳輸和顯示。因此，有必要提出一種改進的電動汽車車載通訊系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的在于提供一種車載信息數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:
[0008]—種車載信息數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)，包括傳感器、監(jiān)控對象、開關(guān)量輸入模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、PLC控制器、電源模塊和上位機，所述監(jiān)控對象分別連接開關(guān)量輸入模塊、傳感器、執(zhí)行部件和信號調(diào)理模塊，傳感器還連接模擬量輸入模塊，執(zhí)行部件還分別連接開關(guān)量輸出模塊和模擬量輸出模塊，所述PLC控制器分別連接開關(guān)量輸入模塊另一端、模擬量輸入模塊另一端、開關(guān)量輸出模塊另一端、模擬量輸出模塊另一端、信號調(diào)理模塊另一端和電源模塊，電源模塊還連接上位機，上位機還分別連接打印機和接口模塊。
[0009]作為本實用新型進一步的方案:所述上位機內(nèi)置軟件包括采集子系統(tǒng)和監(jiān)控子系統(tǒng)。
[0010]作為本實用新型進一步的方案:所述PLC控制器的編程選用了西門子step7 v5.4來進行。
[0011]作為本實用新型再進一步的方案:所述信號調(diào)理模塊包括電容C2、二極管VD1、電阻Rl和芯片Ul，芯片Ul由UlA和UlB兩部分組成，所述監(jiān)控對象分別連接電容C4和電阻R7，電阻R7另一端分別連接電容C4另一端、電阻R3和UlA引腳2，電阻R3另一端分別連接電阻R4和UlA引腳I，U1A引腳4接地，UlA引腳8分別連接電源VCC和電阻Rl，電阻Rl另一端分別連接UlA引腳3、UAB引腳5、電阻R2、電容C2和二極管VD2正極，二極管VD2負極分別連接電容C2另一端和電阻R2另一端并接地，所述UlB引腳6分別連接電阻R4另一端和電阻R5，電阻R5另一端分別連接UlB引腳7和二極管VDl正極，二極管VDl負極分別連接電阻R6、電容C3和單片機，電阻R6另一端連接電容C3另一端并接地，所述芯片Ul型號為MAX4451。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型車載信息數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)采用工控領(lǐng)域成熟的PLC技術(shù)，性能穩(wěn)定、人機界面友好、可操作性強，能及時為駕駛?cè)藛T提供告警信息和輔助決策信息，對于隨車人員及時掌握戰(zhàn)車運行狀態(tài)和車上電子設(shè)備狀態(tài)有重要意義。
【附圖說明】
[0013]圖1為車載信息數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為車載信息數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)中信號調(diào)理模塊的電路圖。
【具體實施方式】
[0015]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0016]請參閱圖1?2，本實用新型實施例中，一種車載信息數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)，包括傳感器、監(jiān)控對象、開關(guān)量輸入模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、PLC控制器、電源模塊和上位機，所述監(jiān)控對象分別連接開關(guān)量輸入模塊、傳感器、執(zhí)行部件和信號調(diào)理模塊，傳感器還連接模擬量輸入模塊，執(zhí)行部件還分別連接開關(guān)量輸出模塊和模擬量輸出模塊，所述PLC控制器分別連接開關(guān)量輸入模塊另一端、模擬量輸入模塊另一端、開關(guān)量輸出模塊另一端、模擬量輸出模塊另一端、信號調(diào)理模塊另一端和電源模塊，電源模塊還連接上位機，上位機還分別連接打印機和接口模塊;所述上位機內(nèi)置軟件包括采集子系統(tǒng)和監(jiān)控子系統(tǒng)；所述PLC控制器的編程選用了西門子step 7 v5.4來進行；所述編程的步驟包括創(chuàng)建新項目、添加s7-300站、添加導(dǎo)軌、添加電源、添加cpu、添加I/0模塊以及保存并編譯組態(tài)。
[0017]本實用新型的工作原理是:本實用新型車載系統(tǒng)選用tpcl05作為上位機，tpcl05是一套以嵌入式低功耗cpu arm-2440為核心(主頻400m hz)的高性能嵌入式一體化工控機，該產(chǎn)品采用了液晶觸摸屏技術(shù)，同時預(yù)裝了window xp操作系統(tǒng)和嵌入版組態(tài)軟件hmibui Ider，負責(zé)提供系統(tǒng)全部監(jiān)控界面、報警機制與數(shù)據(jù)記錄分析的功能。
[0018]PLC控制器選用了西門子公司S7-300PLC。S7-300PLC具有簡單實用的分散式結(jié)構(gòu)和多界面網(wǎng)絡(luò)能力，并且當監(jiān)控任務(wù)增加時可以自由擴展，應(yīng)用靈活。上位機與PLC控制器通過MPI協(xié)議進行通信。
[0019]硬件還選用了大量的傳感器和執(zhí)行部件作為現(xiàn)場數(shù)據(jù)采樣和控制執(zhí)行，主要包括溫度傳感器、速度傳感器、液壓伺服機構(gòu)等。
[0020]PLC的編程選用了西門子step 7 ν5.4來進行，硬件組態(tài)在step 7的硬件配置編輯器中按照一定的順序進行的，主要包括以下七個步驟:創(chuàng)建新項目、添加S7-300站、添加導(dǎo)軌、添加電源、添加cpu、添加I/O模塊以及保存并編譯組態(tài)等。
[0021]基于hmibuiIder的軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件體系可分為采集子系統(tǒng)和監(jiān)控子系統(tǒng)兩大部分。
[0022](I)采集子系統(tǒng)即由step 7編寫的梯形圖程序，它被下載至PLC控制器中運行。
[0023]監(jiān)控子系統(tǒng)即由組態(tài)軟件編寫的監(jiān)控程序，監(jiān)控程序的編寫是對采集到的數(shù)據(jù)以及控制參數(shù)進行組態(tài)的過程。
[0024](2)車載系統(tǒng)選用hmibuilder v2.1組態(tài)軟件開發(fā)。作為一套國產(chǎn)工業(yè)組態(tài)軟件，hmibui Ider具有界面友好、操作方便、功能強大，并且結(jié)構(gòu)容易擴充等特點。
[0025]為了能及時準確地掌握通訊車運行狀態(tài)，監(jiān)控軟件中建立了通訊車運行總貌、動力系統(tǒng)監(jiān)控、衛(wèi)星通信指揮網(wǎng)監(jiān)控、電子偵察設(shè)備監(jiān)控四大監(jiān)控畫面以及相應(yīng)若干子監(jiān)控畫面?；诎踩矫娴目紤]，系統(tǒng)開機后首先是用戶登陸界面，在經(jīng)過安全認證后方能進入系統(tǒng)，并且用戶分為一般用戶和管理員用戶兩種。
[0026]監(jiān)控畫面分為三個區(qū)，最頂端是按鈕區(qū)，實現(xiàn)不同監(jiān)視界面與功能的切換；中間是主畫面區(qū)，顯示控制參數(shù)和通訊車運行狀態(tài)，包括各種儀表顯示、指示燈、數(shù)據(jù)曲線、歷史報警信息以及控制開關(guān)等;底端為信息欄，顯示最新的報警信息和提示信息。當tpcl05觸摸屏上位機與PLC通信中斷時，所有監(jiān)控參數(shù)模擬量顯示灰色，開關(guān)量閃爍不定，即指示通信故障。為了進一步提高系統(tǒng)安全性，PLC運行控制時完全獨立于上位機，這樣即使上位機出現(xiàn)故障或斷電，PLC仍然可以繼續(xù)完成對通訊車的控制。
[0027]車載系統(tǒng)的一個重要功能是及時向車上人員發(fā)出語音告警信息和提示信息。一般情況下，可在軟件的數(shù)據(jù)組態(tài)、模擬量參數(shù)設(shè)置中設(shè)置播放告警語音的條件，這些條件包括數(shù)據(jù)變化率過大、越上限(下限)、越上上限(下下限)等;而對于通道中斷這一類事項的語音告警，需要在hmibuilder的核心模塊中設(shè)置，然后選擇通道中斷事項即可。
[0028]電阻Rl和電阻R2分壓為芯片Ul提供輸入偏置電壓，適當調(diào)節(jié)電阻R2可改變放大器的輸入偏置電壓，可根據(jù)監(jiān)控對象輸出電壓的大小，適當選擇電阻R3改變第I級的放大倍數(shù)，從而使總增益滿足要求。電阻R7是為了降低第I級放大電路的直流增益，從而提高靜態(tài)工作點的穩(wěn)定性，但電阻R7的引入降低了第I級電路的交流放大能力，故接入電容C4實現(xiàn)交流旁路，二極管VD1、電阻R6和電容C3構(gòu)成幅度檢波電路，電容C3的容量越大，輸出到單片機A/D端的直流電壓中的20 kHz波紋越小，但電容C3的容量過大將導(dǎo)致電路響應(yīng)時間長，對監(jiān)控對象的偏離反應(yīng)遲鈍，所以電容C3的實際取值應(yīng)根據(jù)實際情況而定。
[0029 ]由于二極管VD1、電阻R6和電容C3構(gòu)成的是正半周峰值包絡(luò)檢波電路，監(jiān)控對象輸入的電壓越大，檢波電路輸出的直流電位越高，如前所述，線圈輸出的感應(yīng)電動勢受多種因素影響變化范圍較大，為增大此電路的輸出擺幅，根據(jù)實際情況，設(shè)置電阻Rl和電阻R2的值，使芯片Ul同相端的輸入偏置電壓降低到約1.8V，以降低檢波電路輸出端的初始直流電位，增大電路的動態(tài)范圍。
[0030]本實用新型系統(tǒng)通過檢測監(jiān)控對象輸出的電壓并經(jīng)過放大和必要的處理，最后提供給通訊車進行A/D轉(zhuǎn)換采樣，以獲取監(jiān)控對象的信息，采用多路如本實用新型這樣的電路，即可全方位了解各種監(jiān)控對象的信息，非?？旖莘€(wěn)定安全。
[0031]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
[0032]此外，應(yīng)當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。
【主權(quán)項】
1.一種車載信息數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)，包括傳感器、監(jiān)控對象、開關(guān)量輸入模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、PLC控制器、電源模塊和上位機，其特征在于，所述監(jiān)控對象分別連接開關(guān)量輸入模塊、傳感器、執(zhí)行部件和信號調(diào)理模塊，傳感器還連接模擬量輸入模塊，執(zhí)行部件還分別連接開關(guān)量輸出模塊和模擬量輸出模塊，所述PLC控制器分別連接開關(guān)量輸入模塊另一端、模擬量輸入模塊另一端、開關(guān)量輸出模塊另一端、模擬量輸出模塊另一端、信號調(diào)理模塊另一端和電源模塊，電源模塊還連接上位機，上位機還分別連接打印機和接口模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載信息數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機內(nèi)置軟件包括采集子系統(tǒng)和監(jiān)控子系統(tǒng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載信息數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述PLC控制器的編程選用了西門子step 7 ν5.4來進行。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載信息數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述信號調(diào)理模塊包括電容C2、二極管VDl、電阻Rl和芯片Ul，芯片Ul由UlA和UlB兩部分組成，所述監(jiān)控對象分別連接電容C4和電阻R7，電阻R7另一端分別連接電容C4另一端、電阻R3和UlA引腳2，電阻R3另一端分別連接電阻R4和UlA引腳I，U1A引腳4接地，UlA引腳8分別連接電源VCC和電阻Rl，電阻Rl另一端分別連接UlA引腳3、UAB引腳5、電阻R2、電容C2和二極管VD2正極，二極管VD2負極分別連接電容C2另一端和電阻R2另一端并接地，所述UlB引腳6分別連接電阻R4另一端和電阻R5，電阻R5另一端分別連接UlB引腳7和二極管VDl正極，二極管VDl負極分別連接電阻R6、電容C3和單片機，電阻R6另一端連接電容C3另一端并接地，所述芯片Ul型號為MAX4451。
【文檔編號】G05B19/05GK205450720SQ201620002954
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年1月5日
【發(fā)明人】范晶晶, 奚羽, 劉帥, 朱策策
【申請人】天津普正動力科技有限公司