一、項目需求

在鐵路的橋梁、隧道等的入口處一般都有限高的鐵架來保障橋梁和隧道的安全。這些限高鐵架為通行過往的車輛提供預(yù)警功能。如果有車輛超過鐵架的高度，則會為司機(jī)提供提醒，有效避免車輛對橋梁和隧道的損壞。但是在限高鐵架被車輛損壞之后需要及時對鐵架進(jìn)行恢復(fù)，這樣就需要及時知道鐵架的損毀情況。由于限高鐵架在鐵路沿線分布廣，數(shù)量大，如果使用人員巡檢則耗時耗力。本公司開發(fā)的限高鐵架的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能可實時監(jiān)控鐵架的狀態(tài)，在有鐵架損壞的情況下能迅速報警，并把鐵架的現(xiàn)場圖片傳送到監(jiān)控中心，起到及時報警的作用。

二、無線檢測系統(tǒng)總體設(shè)計

限高鐵架被其他車輛撞擊時會發(fā)生強(qiáng)烈的震動，并且如果撞擊力巨大會發(fā)生傾斜，因此在鐵架上安裝振動傳感器和水平傳感器。傳感器連接到數(shù)據(jù)采集模塊，分析傳感器的數(shù)據(jù)，分析出的數(shù)據(jù)可以指示震動和傾斜的程度。采集模塊和GPRS模塊連接，通過GPRS設(shè)備把傳感器的數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心。系統(tǒng)架構(gòu)圖如下：

2.1 數(shù)據(jù)中心及WEB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

數(shù)據(jù)中心主要完成接收現(xiàn)場限高鐵架數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理、保存、顯示、遠(yuǎn)程登陸等功能，數(shù)據(jù)中心及WEB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下

2.2數(shù)據(jù)中心功能介紹

設(shè)備管理模塊

該模塊主要功能：添加，刪除設(shè)備；配置設(shè)備信息，如配置DTU號，配置設(shè)備地址信息，配置設(shè)備類型，配置其他說明信息等。

組織設(shè)備，管理設(shè)備。當(dāng)設(shè)備較多時，該功能特別重要，可方便客戶管理設(shè)備，使組織清晰。如：

設(shè)備通訊管理模塊

通訊管理模塊負(fù)責(zé)程序與DTU的通訊管理。通訊管理模塊，采用異步socket方式同DTU進(jìn)行通訊。該模塊會定期清除死連接，當(dāng)有新DTU請求建立連接時會及時通知程序。

系統(tǒng)配置模塊

該模塊負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)配置，如系統(tǒng)端口，采樣周期，是否保存數(shù)據(jù)等系統(tǒng)配置信息。

通訊協(xié)議解碼編碼模塊

該模塊根據(jù)設(shè)備的通訊協(xié)議，將設(shè)備發(fā)送給數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)根據(jù)協(xié)議解碼，然后將解碼后的數(shù)據(jù)提供給軟件中心，或顯示或保存。

該模塊還負(fù)責(zé)將查詢命令，設(shè)置參數(shù)或控制命令，編碼為設(shè)備通信協(xié)議格式，通過“通訊管理模塊”發(fā)送給設(shè)備。

該部分隨設(shè)備或通訊協(xié)議不同而不同。

實時數(shù)據(jù)顯示模塊

該部分將通訊協(xié)議解碼后的數(shù)據(jù)顯示。該部分可單獨顯示一個設(shè)備如：

也可按站點顯示全部設(shè)備信息如：

數(shù)據(jù)保存模塊

可根據(jù)客戶需要，將數(shù)據(jù)保存到excel文件或數(shù)據(jù)庫。

歷史數(shù)據(jù)程序模塊

查詢保存的歷史數(shù)據(jù)，可顯示曲線或表格數(shù)據(jù)。對曲線，可選擇顯示的曲線，具有曲線放大縮小功能。

參數(shù)設(shè)置模塊

該模塊可運行用戶通過DTU遠(yuǎn)程修改設(shè)置設(shè)備參數(shù)。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊

根據(jù)客戶需要，生成統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

故障報警模塊

根據(jù)設(shè)備報警條件，等發(fā)生報警時，給出報警信息。并記錄報警信息。

2.3 GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸

2.2.1 GPRS無線通信技術(shù)

使用GPRS無線通信技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸具有一下優(yōu)點：

1）網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣、接入范圍大，系統(tǒng)構(gòu)建便捷、運行成本較低等特點。

2）傳輸速率較高，理論數(shù)據(jù)傳輸速率可高達(dá)171Ｋbps。

3）登錄和接入等待時間短，可快速建立連接。

4）提供實時在線功能，用戶將處于“永遠(yuǎn)在線”狀態(tài)，數(shù)據(jù)實時傳輸。

5）計費合理，即使用戶可以一直在線，但只按數(shù)據(jù)流量收取費用。

GPRS上述優(yōu)勢特點非常適用于實時采集數(shù)據(jù)、不易布線、設(shè)備分散的工程中使用。

2.2.2 GPRS D800無線傳輸產(chǎn)品

GPRS D800使用GPRS無線通信技術(shù)開發(fā)的一款實現(xiàn)數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)漠a(chǎn)品。D800通過RS232/RS485接口相連。當(dāng)客戶的設(shè)備把數(shù)據(jù)輸出給D800，D800則把收到的數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給中國移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)，之后數(shù)據(jù)到達(dá)移動的機(jī)房，通過機(jī)房中的設(shè)備數(shù)據(jù)被傳送到因特網(wǎng)。然后通過因特網(wǎng)數(shù)據(jù)到達(dá)數(shù)據(jù)處理中心。同樣，數(shù)據(jù)處理中心也可以通過這套系統(tǒng)吧數(shù)據(jù)傳給遠(yuǎn)端的設(shè)備。這樣通過D800這個無線通道，數(shù)據(jù)中心就可以和遠(yuǎn)端的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。

GPRS D800產(chǎn)品采用工業(yè)級模塊和芯片，以及穩(wěn)定、方便、易用的軟件，多年已經(jīng)廣泛應(yīng)用電力、水文、氣象、環(huán)保、物流等領(lǐng)域。產(chǎn)品外型如下：

2.2.3 D800產(chǎn)品性能指標(biāo)

1、基本功能：

同時支持GPRS和短信的雙通道數(shù)據(jù)傳輸

支持透明傳輸和協(xié)議傳輸

支持單中心和多中心的工作方式

多種數(shù)傳方式，可以電話、數(shù)據(jù)喚醒等

支持?jǐn)?shù)據(jù)中心使用域名或IP地址

支持短信的遠(yuǎn)程配置

遠(yuǎn)程升級，方便后續(xù)的功能增加和程序升級

2、硬件平臺：

軟硬件看門狗設(shè)計，保證產(chǎn)品長期穩(wěn)定運行

使用凌特工業(yè)電源芯片

WAVECOM高性能工業(yè)級GPRS模塊

5V-30V寬電壓輸入

抗干擾、防靜電設(shè)計，適合電磁環(huán)境惡劣的應(yīng)用需求

3、技術(shù)參數(shù)：

輸入電壓：5V至30V寬電壓輸入

接口：RS232，RS485，TTL

串口波特率：110～115200bits/s

工作溫度：-20~+70oC

尺寸：95x66x26mm