一种隧道环境检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术揭示了一种基于物联网和LABVIEW技术的隧道环境检测装置，包括信息采集和传输模块、主控制模块、监控和信息发布模块，所述信息采集和传输模块包括多个无线传感器节点，用于采集隧道内部的温度、湿度、CO浓度以及车流量等信息，主控制模块将搜集到隧道信息传送给监控中心，在出现异常情况下通过已有的短信平台，向管理用户发送响应的路况信息，达到智能交通的目的。本实用新型专利技术不但降低了传统隧道环境检测设备使用和维护成本，而且适用了工厂向工业化，规模化，智能化的方向发展。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及环境检测装置，更具体的说，涉及一种基于物联网和LABVIEW技术的隧道环境检测装置。
技术介绍
公路隧道属公路特殊构造物，是公路交通的咽喉路段，其运行环境直接影响着隧道所在路段的整体交通状况，关系着交通服务水平的高低。目前，大部分环境监测通常在通用传感器控制模块上面通过有线串口方式得到环境数据，布线困难、价格较高、不能实时监控。对公路隧道环境因素的检测自动化程度很低，大多通过采用特定的检测仪定点、定时检测来实现。这种方法一方面具有时间上的约束性，不能对公路隧道环境进行24小时的检测；另一方面，需要人工操作，在恶劣环境中则很难完成。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是实现一种用于隧道环境系统监测的装置，提供一种能从数据的本地进行采集，到远程进行实时、准确的数据监测和分析，并通过主控单元根据实际情况合理控制采集时间间隔，从而提高监测效率、监测质量，延长监测网络的使用寿命。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为一种隧道环境检测装置，包括信息采集和传输模块、主控制模块、监控和信息发布模块；所述的信息采集和传输模块的包括设置于隧道内采集环境数据的环境采集传感器，处理环境数据的MCU处理单元，以及将环境数据发送至主控制模块的发送单元；所述的主控制模块包括接收环境数据的接收单元，处理总环境数据的主MCU单元，与主MCU单元连接的电源单元、时钟单元、存储单元、显示模块和报警单元，以及将环境数据发送至监控和信息发布模块的GPRS模块单元。所述的监控和信息发布模块包括移动移动通信网络，Internet网络和手机终端以及监控中心。所述的GPRS模块单元和监控中心在出现异常情况下自动将隧道环境数据发送至手机终。所述的信息采集和传输模块沿隧道设有多个，每个信息采集和传输模块的环境采集传感器包括用于检测温度、湿度、CO浓度以及车流量的传感器。所述的MCU处理单元为单片机PIC16F883，发送单元由基于2530的DRF1605H模块以及传感器和电源管理模块组成；所述的主MCU单元的处理器与GPRS模块单元采用串口RS232实现数据传输，GPRS模块单元与上位机采用GPRS无线网络实现数据传输，所述的上位机界面由基于LABVIEW的可视化界面构成。所述的主控制模块中的GPRS模块单元由北京天同诚业科技有限公司提供的WG-8010 GPRS DTU芯片。主控制模块中主MCU单元包括单片机MSP430F149和GPRS — DTU模块，且均设置有通信接口 RS232，通信接口 RS232之间通过RS232串口线连接。所述的信息采集和传输模块的电源管理模块采用电池供电，所用电压转换芯片为MAX756。所述的存储单元(6)为SDK卡存储单元，所述的时钟单元(8)为美国DALLAS公司的DS12887芯片。本技术的优点在于1、能准确实时显示温度、湿度、CO浓度以及车流量等环境信息，并根据需要合理控制信息采集的周期和发送频率，保证监控质量的同时提高了检测效率，减小了能量损耗，延长了网络的生命周期；2、大容量的存储单元当系统的供电出现问题或者网络发生拥塞时，它能够保存外部采集数据以及用户的设置信息。本技术采用基于SD卡读写存储模块，通过主控MCU进行采集数据的存储，使得存储更加方便、存储时间更长、容量更大。3、隧道内的信息采集网络使用的WSN网络，具有很强的自组织自愈功能，特别适合复杂的交通环境中，增加或者删除节点，节点的位置发生变化，节点发生故障等，网络能够进行自我修复，并对网络的拓扑结构进行相应的调整，无需进行人工干预，保证整个系统仍然能够正常工作。4、本主控模块采用LED点阵进行显示，通过主控MCU——MSP430向LED控制卡发送显示信息和信息显示配置信息，LED控制卡上的STM32芯片通过译码器和移位寄存器控制LED的显示。5、多种模式并存，本系统采用支持GPRS/GSM的WG-8010 GPRS DTU模块该方案的优点是当需要进行正常的采集数据传输时通过GPRS/Internet传输至上位机，当检测到异常情况时还必须通过GSM的SMS进行传送，采用GPRS/ GSM混合通讯可以保证数据传输的完整性与实时性同时节省通信成本、提高了监控的效率和质量。附图说明下面对本技术说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明图1为隧道环境检测装置结构框图；图2主控制模块的电路结构图；图3为图1中信息采集和传输模块的电路结构图；图4为图1中信息采集和传输模块的电源供给模块原理图；图5系统框架结构图；上述图中的标记均为1、环境采集传感器；2、MCU处理单元；3、发送单元；4、接收模块；5、主MCU单元；6、存储单元；7、显示模块和报警单元；8、时钟单元；9、电源单元；10、GPRS模块单元；11、移动通信网络；12、Internet网络；13、监控中心；14、手机终端；具体实施方式下面对照附图，通过对实施例的描述，本技术的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。本技术是一种基于物联网和LABVIEW技术的隧道环境检测装置，其对公路隧道环境可以进行全天候检测区域温度、湿度以及CO浓度、车流量等具有代表性的若干影响因素信息，使管理者可以采取一定的措施来减小隧道内交通事故的发生概率并积极应对各类突发事件，同时可通过Internet和移动网发布该隧道路况信息为智能交通提供信息支持。具体参见图1可知，隧道环境检测装置，包括信息采集和传输模块、主控制模块、监控和信息发布模块。信息采集和传输模块的包括环境采集传感器1、MCU处理单元2和发送单元3，隧道环境检测装置中的信息采集和传输模块沿隧道设有多个，实行点信号采集，每个信息采集和传输模块的环境采集传感器I包括用于检测温度、湿度、CO浓度以及车流量的传感器，环境采集传感器I将采集的信号输送至MCU处理单元2，经其处理后输送至发送单元3，由 发送单元3将隧道该点环境信息发送至主控制模块。主控制模块为总的信号处理装置，其收集隧道环境检测装置布置在隧道内各点的信息采集和传输模块的环境信息并加以分析。其包括接收单元4、主MCU单元5、电源单元9、时钟单元8、存储单元6、显示模块和报警单元7以及GPRS模块单元10。接收单元4用于接收各个信息采集和传输模块的发送单元3发出的隧道环境信息，再将采集信号输送至主MCU单元5进行处理；电源单元9、时钟单元8、存储单元6、显示模块和报警单元7以及GPRS模块单元10均与主MCU单元5连接。GPRS模块单元10是通过无线网络向外发出环境信号的。时钟单元8提供的精准时钟同时结合隧道实际的通行量对信息采集节点授权在不同的时间段(如白天和夜晚)自动切换不同的采集频率；存储单元6使用了基于SD卡读写大容量存储模块，当系统的供电出现问题或者网络发生拥塞时，它能够保存外部采集数据以及用户的设置信息；显示模块和报警单元7的显示模块用显示主控制模块采集到的信息；电源单元9为整个主控制模块供电。监控和信息发布模块的GPRS模块单元包括接收数据信号的移动通信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隧道环境检测装置，包括信息采集和传输模块、主控制模块、监控和信息发布模块；所述的信息采集和传输模块包括设置于隧道内采集环境数据的环境采集传感器（1），处理环境数据的MCU处理单元（2），以及将环境数据发送至主控制模块的发送单元（3）；所述的主控制模块包括接收环境数据的接收单元（4），处理总环境数据的主MCU单元（5），与主MCU单元（5）连接的电源单元（9）、时钟单元（8）、存储单元（6）、显示模块和报警单元（7），以及将环境数据发送至监控和信息发布模块的GPRS模块单元（10），所述的监控和信息发布模块包括移动移动通信网络（11），Internet网络（12）和手机终端（14）以及监控中心（13）。

【技术特征摘要】
1.一种隧道环境检测装置，包括信息采集和传输模块、主控制模块、监控和信息发布模块； 所述的信息采集和传输模块包括设置于隧道内采集环境数据的环境采集传感器(1)，处理环境数据的MCU处理单元(2)，以及将环境数据发送至主控制模块的发送单元(3)； 所述的主控制模块包括接收环境数据的接收单元(4)，处理总环境数据的主MCU单元(5)，与主MCU单元(5)连接的电源单元(9)、时钟单元(8)、存储单元(6)、显示模块和报警单元(7)，以及将环境数据发送至监控和信息发布模块的GPRS模块单元(10)， 所述的监控和信息发布模块包括移动移动通信网络(11)，Internet网络(12)和手机终端(14)以及监控中心(13)。2.根据权利要求1所述的隧道环境检测装置，其特征在于所述的GPRS模块单元(10)和监控中心(13)在出现异常情况下自动将隧道环境数据发送至手机终端(14)。3.根据权利要求1或2所述的隧道环境检测装置，其特征在于所述的信息采集和传输模块沿隧道设有多个，每个信息采集和传输模块的环境采集传感器(I)包括用于检测温度、湿度、CO浓度以及车流量的传感器。4.根据权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯友宏，曹喜珠，丁绪星，
申请(专利权)人：安徽师范大学，
类型：实用新型
国别省市：