[發明專利]基于CAN網絡的土木工程受力監測系統及方法

無效

• 申請號: 200810042481.7
• 申請日: 2008-09-04
• 公開（公告）號: CN101355575A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: 孫偉;孟國香;謝文華;王先鋒;宋海芝
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L12/40;H04L12/26;G01B7/16
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

1.一種基于CAN網絡的土木工程受力監測系統，其特征在于：包括主控計算機、PC_CAN接口模塊、CAN總線的拓撲網絡、帶有CAN通信模塊的多路振弦傳感器采集單元，其中：

所述的PC_CAN接口模塊連接主控計算機和CAN總線的拓撲網絡，主控計算機發送指令，PC_CAN接口模塊將指令打包成有效CAN數據包并發送到CAN總線的拓撲網絡，PC_CAN接口模塊捕獲CAN總線的拓撲網絡上的有效數據包，提取有效數據并發送到主控計算機；

所述的CAN總線的拓撲網絡連接PC_CAN接口模塊和分布的各個帶有CAN通信模塊的多路振弦傳感器采集單元，采集單元接收主控計算機的指令，完成多路振弦傳感器數據的采集，并將數據按照標準格式打包，上傳至CAN網絡；

所述帶有CAN通信模塊的多路振弦傳感器采集單元，包括：采集單元微處理器、CAN模塊、CAN標識設置模塊、日期時間設置模塊、存儲器擴展模塊、集線箱、激振及拾振電路、模擬通道切換開關和電源管理模塊，其中：

所述的CAN模塊連接CAN總線的拓撲網絡和采集單元微處理器，采集單元微處理器通過CAN模塊接收來自網絡上的數據包，并將采集到的數據按照標準格式打包上傳到CAN總線的拓撲網絡上；

所述的CAN標識設置模塊直接與采集單元微處理器連接，提供該采集單元的身份標識；

所述的日期時間設置模塊直接與采集單元微處理器連接，用于給實時采集的數據提供時間標識；

所述的存儲器擴展模塊，為掉電數據不丟失的數據存儲芯片，與采集單元微處理器通過I2C總線連接，用于存儲采集單元可配置的參數，以及在與主控計算機中斷聯系的情況下，存儲采集到的數據；

所述的集線箱為振弦傳感器和模擬通道切換開關提供物理連接；

所述的模擬通道切換開關和采集單元微處理器、激振拾振電路、集線箱相連，采集單元微處理器發出指令控制模擬通道切換開關，使選定的振弦傳感器和激振拾振電路建立起電氣連接；

所述的激振及拾振電路，采集單元微處理器控制激振電路為振弦傳感器提供連續的激勵信號并通過拾振電路獲取振弦傳感器的反饋數據，該激振及拾振電路直接與采集單元的采集單元微處理器連接；

所述的電源管理模塊，與采集單元的其它各模塊均有連接，為其它各模塊提供所需要的工作電壓。

2.如權利要求1所述的基于CAN網絡的土木工程受力監測系統，其特征是，所述的PC_CAN接口模塊是RS232_CAN接口模塊、PCI_CAN接口模塊、ISA_CAN接口模塊或是USB_CAN接口模塊。

3.如權利要求2所述的基于CAN網絡的土木工程受力監測系統，其特征是，所述PC_CAN接口模塊為USB_CAN接口模塊，USB_CAN接口模塊包括：微處理器、USB控制器CAN控制器、光電隔離、CAN收發器和DC-DC電源隔離模塊，USB控制器連接主控計算機的USB端口和微處理器，微處理器連接CAN控制器，光電隔離連接CAN收發器和CAN控制器，將CAN網絡與PC_CAN接口模塊電氣隔離，降低PC_CAN接口模塊受到的干擾，CAN收發器實現到CAN網絡的物理連接，USB_CAN接口模塊的各個部分由主控計算機的USB端口提供電源，DC-DC電源隔離模塊為光電隔離和CAN收發器提供經過隔離后的電源。

4.如權利要求1所述的基于CAN網絡的土木工程受力監測系統，其特征是，所述的日期時間設置模塊能自動計時，并能提供包括年、月、日、小時、分鐘、秒、星期時間信息，用于給實時采集的數據提供時間標識，微處理器可設置該模塊的定時間隔，在定時結束時，該模塊以中斷的形式通知微處理器，該模塊內部配有鋰離子電池，在電源管理停止供電的情況下，對日期時間內容沒有任何影響。