发明名称 一种嵌入式巡检仪器控制平台
摘要 一种嵌入式巡检仪器控制平台,所述控制平台的工具链包括可裁剪的嵌入式实时操作系统、嵌入式数据库管理系统EDMS和数据采集/通信与处理系统,所述控制平台包括为嵌入式数据采集模块和嵌入式分析处理模块,所述的嵌入式数据采集模块采集目标设备的多路实时数据,进行预处理操作后,上传至嵌入式分析处理模块,所述的嵌入式分析处理模块是面向巡回目标监控的精简专家系统,用以对监控目标的数据处理、状态判断、置信评估、报表生成、即时处理措施建议。本发明提供一种通用性良好、具有可配置性的面向巡回监测智能仪器的嵌入式巡检仪器控制平台。
申请公布号 CN102436205B 申请公布日期 2013.11.13
申请号 CN201110411467.1 申请日期 2011.12.12
申请人 浙江工业大学 发明人 谭大鹏;张立彬;张洪涛
分类号 G05B19/048(2006.01)I 主分类号 G05B19/048(2006.01)I
代理机构 杭州天正专利事务所有限公司 33201 代理人 王兵;王利强
主权项 一种嵌入式巡检仪器控制平台,其特征在于,所述控制平台的工具链包括可裁剪的嵌入式实时操作系统、嵌入式数据库管理系统EDMS和数据采集/通信与处理系统,所述的可裁剪的实时嵌入式操作系统为基于RT‑Linux内核、面向设备巡检配置的实时操作系统,所述的嵌入式数据库管理系统EDMS为基于MySQL的注采设备历史数据库,所述的数据采集/通信与处理系统根据注采设备的不同功能硬件配套需求支持多种图形接口模块与数据处理模块,提供可裁减、配置的通信协议栈;所述控制平台包括为嵌入式数据采集模块和嵌入式分析处理模块,所述的嵌入式数据采集模块采集目标设备的多路实时数据,进行预处理操作后,上传至嵌入式分析处理模块,所述的嵌入式分析处理模块是面向巡回目标监控的精简专家系统,用以对监控目标的数据处理、状态判断、置信评估、报表生成、即时处理措施建议;所述的多路实时数据分为3类:一是目标设备的机械振动信号,变化频度高,数据量接近音频,将其定义为高频度信号;二是流量、压力、温度信号,变化频度与数据量均较低,将其定义为低频度信号;三是目标设备主机及其相关配套设备的工作执行状态,将其定义为开关量信号;所述的预处理操作利用最小二乘法消除多项式趋势项,再利用五点三次平滑法对采集到的注采设备振动信号进行平滑处理,最后利用自回归方法进行信号插值与填补;所述的精简专家系统通过多目标信息融合技术构建符合嵌入式系统环境要求的目标设备运行状态知识框架,对目标设备的工作状态进行在线判断与识别;所述嵌入式数据采集模块中,通过系统底层软件设置接口,读写嵌入式处理器的系列寄存器与程序存储器,进而控制其有关引脚或功能模块的输入和输出;所述的系统底层软件利用定时器配合模数转换模块来完成采样、转换和数据存储;利用硬件通用异步接收/发送装置模块来完成串口的初始化,实现通用串行接口通讯;按照功能任务要求将系统底层软件分为AD采样模块、数据存储模块、通用串行通讯模块、数据分组封装模块和数据分组发送模块;系统底层软件采用软件看门狗技术,即利用中断程序监视另一中断程序以及主程序的运行状况,而完成监视功能的中断程序则由硬件看门狗来监控;所述嵌入式分析处理模块包括外围设备驱动接口、嵌入式中文支持环境、数据处理与管理构件、状态监测构件簇、历史数据分析构件和智能诊断构件;其中,所述的外围设备驱动接口提供了控制平台与其挂载外部设备的驱动程序与通讯接口;所述的外部设备包括移动存储器、主/从通用串行接口、九针串口、内部集成电路接口、音频信号接口、脉宽调制输出接口、液晶显示驱动接口、矩阵键盘驱动接口、以太网接口和联合测试行动小组接口;所述的嵌入式中文支持环境是利用Unicode导入汉字国标代码,生成汉字标签构件,并在此基础上提供汉字全拼输入法接口,为中文监控日志文件提供数据元素;所述的数据处理与管理构件根据权多路实时数据分类,实现数据的接收、拆解、分类、存储和分发,为用户提供统一的数据读写、访问与查询接口;所述的状态监测构件簇提供设备运行时技术参数的时域图、频域图、轴心轨迹图、低频度数据趋势图、静态数据的趋势图、开关量棒状图的实时显示支持;状态监测构件簇通过数据处理与管理构件的应用程序接口从底层得到需要显示的数据,同时也提供与用户界面进行交互的程序调用接口;所述的历史数据分析构件读取数据缓存中的监控数据进行数据回放与离线分析,并根据用户监控需求完成同一设备不同时段的状态比较分析、邻近设备的耦 合干扰分析和不同设备的同时段比较分析对比分析任务;所述的智能诊断构件具有开放架构的设备过程状态监控知识库,对目标设备当前的运行状态进行自我判断与识别,给出故障发生时故障的可能原因和置信度;对与复杂故障问题,智能诊断构件提供人工对话诊断接口,并给出诊断结果的解释及特定故障处理意见。
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