[發明專利]煤炭產量監測專網防爆型嵌入式前端控制器

有效

• 申請號: 201210006830.6
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN102541051A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 李麗宏;張劍勇;趙娜;邱玉霞
• 申請（專利權）人: 山西萬立科技有限公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 吳立

技術領域

本發明煤炭產量監測專網防爆型嵌入式前端控制器，屬于煤炭產量監控裝置技術領域。

背景技術

目前產量遠程監測控制在運輸、制造、交通、化工等行業應用比較廣泛，但大多數監測系統對數據及信息的傳輸和應用有些缺陷，不能直接應用在煤礦的煤炭產量監控系統中，其不足之處是：第一：前端控制器不能對產量的監測結果完全進行無作弊式保護，處理與傳輸的信息安全存在隱患；第二：系統不能對監測信息進行實時的信息集成，不能對信息進行網絡化管理；第三：傳統的檢測系統不含自診斷功能。

發明內容

本發明克服現有技術存在的不足，所要解決的技術問題是：提供一種實現對煤炭產量數據進行實時監測并可以通過監測專網將煤炭產量數據安全、可靠發送的監測裝置。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：煤炭產量監測專網防爆型嵌入式前端控制器，包括：PLC、AD采集模塊、頻率量采集模塊、開關量采集模塊、電源模塊、液晶顯示屏、RS485通信接口、以太網傳輸模塊、紅外線接收裝置和與紅外線接收裝置配合使用的紅外遙控器，所述PLC分別與AD采集模塊、頻率量采集模塊、開關量采集模塊、電源模塊、液晶顯示屏、RS485通信接口、以太網傳輸模塊和紅外線接收裝置相連；

所述AD采集模塊的輸入端分別與稱重傳感器和速度傳感器相連；

所述PLC采用基于完全二叉樹結構的加密進程調度算法PSCBT進行數據加密，PLC融入了M2M式互感自診斷程序；

所述煤炭產量監測專網防爆型嵌入式前端控制器的外殼采用防爆外殼，所述外殼的開關采用門式開合結構。

所述M2M式互感自診斷程序的流程是：當傳感單元的傳感器收集到環境的參數經過AD/DA轉換器將模擬信號轉成數字信號提供給PLC中的處理器單元進行處理時，處理器單元分為微控制單元和存儲單元，采集相同參數數據的傳感器之間彼此會相互協調處理數據，處理器單元具有與其他傳感器合作處理數據的能力，處理后的數據將由收發控制單元和通信單元負責間接或直接傳送到診斷儲存單元，再由診斷儲存單元發送至容錯處理單元；M2M自診斷系統采用統一的時間基準，集聚時間同步單元和定位單元來實現系統的自檢與自測，同時M2M自診斷系統利用編碼理論的概念設計數據融合規則，并結合檢測理論設計傳感器的探測功能，當控制器發生故障時，報警并記錄故障時間和故障設備，具有容錯能力的數據融合規則依然可將正確的結果送回處理器單元。

所述基于完全二叉樹結構的加密進程調度算法PSCBT處理流程如下：

第一步，開始，獲得完全二叉樹的深度值m；PSCBT首先從PLC中獲得異常進程的數目n，以此決定完全二叉樹的深度m；平臺中的異常進程數目n與樹的深度m之間的對應關系可以根據下面的式子得到：

根據從一中得到的m值，構造一個深度為m的完全二叉樹；然后進入第二步；

第二步，起第一個跟加密進程，使用第一對密匙加密；從根節點進程開始進行加密，從根節點進程到葉子節點進程之間所有的加密進程都使用同一個密鑰對煤炭產量數據信息進行加密；然后進入第三步；

第三步，對個葉子節點進程使用不同的密鑰對進行加密；在個葉子節點進程中，隨機選擇一個葉節點緊密進程Pi，使用第二隊密匙加密，這個節點所對應的加密進程執行完成之后得到的密鑰，作為要加密的I/O數據文件的密鑰；將該節點信息碼發送給根進程節點，然后進入第四步；

第四步，結束；

采用基于完全二叉樹結構的加密進程調度算法PSCBT對煤炭產量數據文件進行加密時，首先要起一個根加密進程執行第一次加密，然后由根進程通過fork()啟動兩個子進程，接著用同一個對稱密鑰對進行加密，執行完之后，子進程將節點編號i進行取對數運算，進而得到j值，將j值加1后與m進行比較，如果(j+1)小于m，就說明該進程并非葉子進程，需要繼續起兩個新的進程，直到(j+1)的值等于m，這時對應的進程就是葉子進程，不需要再起新的進程，在所有個葉子進程當中，隨機選擇一個進程真正執行第二次加密的加密進程，最后被選中的這個進程要將自己的路徑信息通過信息碼發送給根進程節點。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：本發明通過對煤炭產量終端采集裝置進行加密、無作弊保護以及融入M2M式互感自診斷程序，達到了安全可靠采集煤炭產量數據信息的功能，并且通過設置的以太網接口和RS485通信接口使整個裝置容易實現網絡化的信息管理，提供一種實現對煤炭產量實時、安全、可靠、網絡化監控的監測裝置，方便控制煤礦的計劃開采、安全生產。