专利名称：分布式数据采集与管理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对多个或多种传感器进行数据采集管理的综合系统，属于天然地震监测、灾害监测、资源勘查等领域。
背景技术：
为了减少地震、滑坡、泥石流、海啸、火灾等自然灾害造成的损失巨大，做到提前预警或监控，往往需要布设不同类型的、多个传感器进行实时监测，才能得到准确、真实的探测信息；同样，在地质资源勘测中，如石油、矿产等资源的勘探，也需要通过大面积布设各种传感器进行实地探测才能得到准确、可靠的探测数据，以确定下一步的行动目标，指导勘探过程顺利进行。其过程主要包括数据管理和数据采集器对各个传感器的数据采集。目前，市场上存在的数据采集器包括用于勘探的多通道数据采集器和普通的、通道数少于4个的数据采集器。多通道数据采集器由于对采集过程采取集中控制方式进行管理，缺乏灵活性；普通的数据采集器性能高，但结构复杂、价格高，维护成本和使用要求较高，不适合大规模的监测使用。而采用的数据管理分析系统，其分布式节点自成系统，既可以当主节点，也可以当从节点，因此对数据采集器本身要求很高，特别是对大规模的监测， 往往因为数据采集器的性能不能满足管理需要，从而影响系统的监测效能。如何实时、精确的采集这些传感器的数据，高效的进行管理，并及时为用户服务， 对了解这些灾害的发生和发展，较为准确的分析、确定自然资源的分布和储量，具有十分重要的意义。
发明内容鉴于上述现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种结构简单、性能高、数据采集和管理高效的分布式数据采集与管理系统。本实用新型是通过以下技术方案来实现的分布式数据采集与管理系统，包括分布式数据采集系统和管理控制器，分布式数据采集系统包括一个或一个以上的数据采集器，以及与数据采集器对应连接的传感器，传感器分布在待测点上，数据采集器用于采集传感器的探测信息，并通过网络传输的方式与管理控制器进行数据传输，管理控制器对接收到的信息进行管理和再分析处理。分布式数据采集与管理系统，还包括远程终端，远程终端通过网络与管理控制器连接，负责对整个观测系统运行状态的监控、接收管理控制器处理后的数据信息。所述数据采集器包括数据采集板和主机板，数据采集板包括数据缓存器、控制时钟和一个以上的数模转换模块，主机板包括CPU、主机网口、主机串口、存储器、传感器接口和主机USB接口，主机板上的的传感器接口与传感器对应连接，CPU通过控制时钟、数据缓存器和存储器控制数模转换模块、主机网口、主机串口、传感器接口及主机USB接口工作。所述管理控制器为一个嵌入式计算机，嵌入式计算机上设有外接的串口、网口和 USB接口，嵌入式计算机上的网口与数据采集器上的主机网口连通。[0011 ] 本实用新型所述的分布式数据采集与管理系统，采用网络授时方式对各节点数据采集器进行授时，并通过传感器进行信息采集，提高了各节点授时精度，保证了数据间的同步；管理控制器利用嵌入式计算机和数据库对各节点采集数据进行管理和再分析处理，并通过远程登录该系统进行设备的监控、数据下载等操作，极大地提高了操作的方便性和监控的灵活性，保证了系统使用性能。每个节点既可以采用单个数据采集器进行数据探测、 采集，也可采用多个数据采集器进行组合探测、采集，组合方式灵活、形式多样，可满足大范围、多节点的固定或流动观测需求，特别适合在野外进行地质或各种自然灾害的监测使用。

图1为本实用新型的结构示意框图；图2为本实用新型中数据采集器的结构示意框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的描述如图1所示，本实用新型所述的分布式数据采集与管理系统，包括分布式数据采集系统2和管理控制器1，分布式数据采集系统2用于对待测点信息的采集和传送，管理控制器1用于对采集信息进行分析、处理，完成监控、授时、网络响应、数据入库与导出以及 web服务等。其中，分布式数据采集系统2包括三个数据采集器4，以及与数据采集器4对应连接的三个传感器3。传感器3分别固定在不同的待测点上，产生不同位置的探测信息并传送到对应数据采集器4中。传感器3可以为三个相同的传感器，也可以为不同种类的三个传感器。数据采集器4用于采集传感器3的探测信息，并通过网络传输的方式与管理控制器1进行数据传输。当然，数据采集器4的数量也可为更多个，具体数量根据实际使用需要而定。如图2所示，数据采集器包括数据采集板和主机板，数据采集板包括数据缓存器 17、控制时钟16和六个数模转换模块18组成的采集通道，采集通道采用高精度M位数模转换方式。主机板包括CPUll、主机网口 13、主机串口 14、存储器15、传感器接口 19和主机 USB接口 12。主机板采用低功耗、高性能的ARM CPU系统，操作系统通过裁剪的LINUX系统得到，应用软件具有采集、数据管理、时间校准、网络响应等操作模块。传感器对应连接在主机传感器接口 19上，CPUll通过控制时钟16、数据缓存器17和存储器15控制数模转换模块18、主机网口 13、主机串口 14、传感器接口 19及主机USB接口 12协调工作。管理控制器用于对数据采集器传送的信息进行管理和再分析处理。管理控制器为一个嵌入式计算机，嵌入式计算机主频可达2. 33GHz，具有8GB的存储空间，嵌入式计算机上设有外接的串口、网口和USB接口，以支持各类外接设备，网口与数据采集器上的主机网口连通，用以实现数据传送。嵌入式计算机上的操作系统采用裁剪的LINUX系统，数据库系统采用嵌入式derby数据库，应用软件包括了监控、授时、网络响应、数据入库与导出以及web服务等模块，使管理控制器操作更方便、使用更灵活。当然，为实现远程控制和信息传送，管理控制器还可通过远程协议与远端的远程终端进行连通，以对整个系统运作状态进行加框和数据信息共享。远程终端可以为一个远端的服务器，也可为一个远端的PC监视
ο[0019] 如图1、图2所示，当进行探测时，首先将三个传感器3分别放置在不同的探测点上，主机板上的CPUll依靠控制时钟16以及数据缓存器17和存储器15的协调存储，控制数模转换模块18和传感器接口 19协调工作，将采集到的模拟信号转换成数字信号后发送到管理控制器1的嵌入式计算机中。嵌入式计算机中的应用软件可以对接收到的数据信息进行分析、处理，从而实现了探测过程的实时管理和监控，保证了探测过程顺利、有序进行。 采用网络传输的方式，使管理控制器1与分布式数据采集系统2能保持较远距离，方便了操作和控制。
权利要求1.分布式数据采集与管理系统，其特征在于，包括分布式数据采集系统和管理控制器， 所述分布式数据采集系统包括一个或一个以上的数据采集器，以及与数据采集器对应连接的传感器，所述传感器分布在待测点上；所述数据采集器用于采集传感器的探测信息，并通过网络传输的方式与管理控制器进行数据传输；所述管理控制器对接收到的信息进行管理和再分析处理。
2.根据权利要求1所述的分布式数据采集与管理系统，其特征在于，还包括远程终端， 所述远程终端通过网络与管理控制器连接，负责对整个观测系统运行状态的监控、接收管理控制器处理后的数据信息。
3.根据权利要求1或2所述的分布式数据采集与管理系统，其特征在于，所述数据采集器包括数据采集板和主机板，所述数据采集板包括数据缓存器、控制时钟和一个以上的数模转换模块；所述主机板包括CPU、主机网口、主机串口、存储器、传感器接口和主机USB接口，主机板上的的传感器接口与传感器对应连接，CPU通过控制时钟、数据缓存器和存储器控制数模转换模块、主机网口、主机串口、传感器接口及主机USB接口工作。
4.根据权利要求1或2所述的分布式数据采集与管理系统，其特征在于，所述管理控制器为一个嵌入式计算机，嵌入式计算机上设有外接的串口、网口和USB接口，嵌入式计算机上的网口与数据采集器上的主机网口连通。
专利摘要本实用新型公开了一种分布式数据采集与管理系统，包括分布式数据采集系统和管理控制器，分布式数据采集系统包括一个或一个以上的数据采集器，以及与数据采集器对应连接的传感器。数据采集系统采用网络授时方式对各节点数据采集器进行授时，提高了各节点授时精度，保证了数据间的同步。管理控制器负责对采集信息进行管理和再分析处理，实现对采集器节点和数据的实时监控，极大地提高了操作的方便性和监控的准确性，保证了系统使用性能。多节点或单节点组合方式灵活、多样，可满足大范围的固定或流动观测需求，特别适合在野外进行地质或各种自然灾害的监测使用。
文档编号G01V9/00GK202057810SQ20112007036
公开日2011年11月30日 申请日期2011年3月17日 优先权日2011年3月17日
发明者卜淑彦, 张旸, 张炼, 滕云田, 王喜珍, 胡星星, 黄经国 申请人:中国地震局地球物理研究所