[发明专利]基于单片机的远程测控系统

说明书

技术领域

本发明涉及测控领域，具体涉及基于单片机的远程测控系统。

背景技术

现有的测控系统普遍存在以下缺陷：

1、目标数据的获取具有很大的局限性，基本采用人为输入以及有线连接的方式实现；

2、所获取的数据均为现有的数据，无法实现数据后期情况的分析；

3、一旦信号较差便无法实现数据以及控制命令的传输；

4、所有的控制命令均采用直接实施的方式，一旦命令出错便容易造成损失；

5、报警的方式单一的为声光报警器，再发出报警声后需要人为进行故障点的查询，费时费力。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于单片机的远程测控系统，通过多种模式进行目标数据的获取，方便使用，适用范围广；数据的传输可应急采用北斗模块通过短报文通讯的方式实现，避免了数据传输的中断；通过动力学模型以及动力学模型仿真分析模块的设置，大大方便了相关数据的分析；所有的控制命令均采用预览后再确认的模式进行实施，提高了整个系统的安全性。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为；

基于单片机的远程测控系统，包括

人机操作模块，用于控制命令的输入；

目标数据采集模块，通过传感器组以及多端口进行目标数据的采集，并将采集到的数据发送到服务器进行储存，并发送到单片机控制器、预测分析模块和专家评估模块；

单片机控制器，用于接收目标数据采集模块所发送的数据，并将接收到数据转换成动力学模型构建模块所能识别的数据发送到动力学模型构建模块，用于接收人机操作模块所输入的控制命令，并将输入的控制命令发送到控制命令预览模块；用于接收控制命令预览模块输入的数据，将确认的控制命令发送到相应的模块；用于根据目标数据采集模块所采集到的数据进行报警模块的启闭；还用于用户的注册、权限的管理以及密码的修改；

动力学模型构建模块，通过ADAMS建立待分析数据的动力学模型；

动力学模型分析模块，用于通过Simulink模块搭建系统模型对所建立的动力学模型进行仿真分析；

控制命令预览模块，用于接收中央处理器所发送的控制命令进行控制命令的模拟展示，并将展示的过程发送到显示屏进行显示，同时用于控制命令的确认或取消；

预测分析模块，利用大型软件MATLAB编制相应程序，得到采用PID控制算法不同比例系数、积分时间常数和微分时间常数时的仿真对比曲线；

专家评估模块，用于储存各类典型的数据以及其所可能带来的安全隐患情况，用于将接收到的数据采集模块所采集到的数据与所存储的数据进行类似度对比，并将比对结果按照相似度进行升序或降序排序后，发送给显示屏；

虚拟作动器，用于与动力学模型构建模块中的各元素建立关系后，在指定的范围内对参数进行变动，从而驱动各种仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；并用于改变转移节点的位置、方向设置，使数学模型运动；还用于根据接收的控制命令进行物理模型的分解、切割、放大和缩小；

虚拟传感器，为在所建立的数学模型中插入能达到直接获取相应的结果或信息目标的逻辑单元；

仿真分析模块，用于输入可以分解为设计变量、设计目标以及设计约束的参数，所有的设计变量、设计目标以及设计约束均与仿真分析模块中相关元素有着直接或间接的对应关系；

所述虚拟作动器通过循环执行仿真分析模块，将结果反馈给仿真分析模块，仿真分析模块提取结果，并将结果发送到所述虚拟传感器，所述虚拟传感器接收结果并自动显示结果数据。

优选地，所述目标数据采集模块包括

多端口接口模块，用于与可采集数据的各硬件采集设备相连；

传感器组，用于进行各种目标数据的采集；

计算分析模块，内设算法编辑模块，用于通过各种算法进行多端口接口模块以及传感器组的控制，从而实现目标数据的获取。

优选地，所述多端口接口模块通过有线或无线的方式与单片机控制器实现通讯，且每个多端口接口模块内均设有北斗模块。

优选地，还包括两个显示屏，其中一个显示屏用于进行目标数据的播放，还用于显示人机操作模块输入的各种数据以及整个测控过程中需要显示的数据；另一个显示屏用于进行动力学模型的显示和整个仿真分析过程的显示。

优选地，所述传感器组由若干传感器构成，且每个传感器内均设有北斗模块，用于在信号较差时，进行数据的应急传输。