CN102102661A - 具有无线传感功能的船用水泵控制装置及控制和调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种具有无线传感功能的船用水泵控制装置及控制和调整方法，所述装置包括由n个无线传感控制节点构成的无线传感控制模块、通信控制中心和管理终端。所述方法如下：无线传感控制节点完成船用水泵进口压力、出口压力、出口流量、水质信息的采集，控制水泵工作电流或电压，且具有无线通信功能；通信控制中心负责与无线传感控制节点进行通信，同时负责接收主机发送的采集和调整命令，并将命令转发给相应无线传感控制节点；管理终端通过通信控制中心对无线传感控制节点进行管理和控制。本发明具有灵活性高、操作简单、***简洁、节约成本、维修方便，提高了效率，增加了可操作性，很好地解决了传统船用水泵控制装的缺陷和不足。

Description

具有无线传感功能的船用水泵控制装置及控制和调整方法

技术领域

本发明属于无线传感网应用领域，涉及一种具有无线传感功能的船用水泵控制装置及控制和调整方法。

背景技术

传统的船用水泵控制装置，大都采用专用电缆电线连接各个设备，***庞大，接口复杂，灵活性低，连线众多，计算机通信接口资源紧张，而且电缆易受腐蚀，降低了安全性，除此之外，每次对水泵进行移动维修时，电缆需要用滑环垂挂，这些机械装置的引入增加了***复杂性和维修成本。在自动化和传感网络迅速发展的今天，传统的有线连接，繁琐的布线规则严重制约了船用水泵控制装置的灵活性，节约性及工作效率，因此这种装置显然已经不能满足一个现代化船舶工业的需求，本发明说述的具有无线传感功能的船用水泵控制装置能够为控制装置提供水泵的实时运行状况，灵活性高、操作简单、***简洁、节约成本、维修方便，提高了效率，增加了可操作性，很好地解决了传统船用水泵控制装置的缺陷和不足。

发明内容

本发明的目的在于，发明一种具有无线传感功能的船用水泵控制装置及控制和调整方法，以解决上述传统船用水泵控制装置存在的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明具有无线传感功能的船用水泵控制装置，包括：由n个无线传感控制节点构成的无线传感控制模块、通信控制中心和管理终端，其中无线传感控制节点分别与通信控制中心双向通信，通信控制中心与管理终端双向通信，n为自然数。

所述的无线传感控制节点包括一个压力传感器、一个流量传感器、一个水质传感器、一个ZigBee通信节点、一个控制器、一个控制接口和一个串行通信接口，其中压力传感器、流量传感器、水质传感器、ZigBee通信节点、控制接口和串行通信接口分别与控制器双向通信，ZigBee通信节点与通信控制中心无线连接。

所述的通信控制中心包括以CC2430为核心的最小***、天线和USB主机接口，天线的输入端与无线传感控制节点无线连接，天线）的输出端接以CC2430为核心的最小***的输入端，以CC2430为核心的最小***的输出端通过USB主机接口与管理终端连接。

所述的具有无线传感功能的船用水泵控制装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤一：采用管理终端设定采集周期，管理终端向通信控制中心发送采集命令；

步骤二：通信控制中心接收到管理终端的采集命令后，根据设定的采集周期，进行数据采集，通信控制中心将采集命令转发给相应的无线传感控制节点；

步骤三：无线传感控制节点通过ZigBee通信节点接收通信控制中心发来的采集命令后通过控制器控制压力传感器、流量传感器及水质传感器进行数据采集，并且将采集到的水泵进口压力、出口压力、出口流量、水质信息数据由ZigBee通信节点发送至通信控制中心；

步骤四：通信控制中心收到采集到的采集到的水泵进口压力、出口压力、出口流量、水质信息数据后发送至管理终端；

步骤五：管理终端实时显示船用水泵运行状况。

所述的具有无线传感功能的船用水泵控制装置的调整方法，包括以下步骤：

步骤1：管理终端设定船用水泵进口压力、出口压力、出口流量及水质的正常范围；

步骤2：当采集到的水泵进口压力、出口压力和出口流量不在预设的正常范围内，管理终端自动向通信控制中心发送调整命令；

步骤3：通信控制中心收到调整命令后，将此命令转发给无线传感控制节点；

步骤4：无线传感控制节点通过ZigBee通信节点接收通信控制中心发来的调整命令并传送至控制接口；控制器通过控制接口调整水泵工作电流或电压，从而控制水泵转速及出口流量，调整结束后，返回结束标志；由ZigBee通信节点将结束标志发送到通信控制中心；

步骤5：通信控制中心收到结束标志后，自动向无线传感控制节点发送采集命令，无线传感控制节点采集后，将数据发送给通信控制中心，管理终端将采集到的水泵进口压力、出口压力和出口流量及水质信息与预设范围进行比较，在预设范围内，则调整成功，否则，发送报警，管理人员收到报警后，进行手动调整。

本发明所述的具有无线传感功能的船用水泵控制装置及控制和调整方法，其无线传感控制节点与通信控制中心之间通过ZigBee协议进行通信；管理终端可以实时显示船用水泵进口压力、出口压力、出口流量及水质信息，为控制***提供水泵运行状况，并且可根据采集信息与预设正常范围比较，自动发送调整命令；通信控制中心控制终端主机进行数据的采集和汇总，同时负责接收主机发送的采集和调整命令，并将命令转发给相应无线传感控制节点；显然，本发明所述的船用水泵控制装置具有操作简单、***简洁、节约成本、维修方便的特点，提高了灵活性和可操作性，很好地解决了传统船用水泵控制装置的缺陷和不足。

附图说明

图1 为本发明总体架构图；

图2 为本发明无线传感控制节点结构图；

图3 为本发明通信控制中心结构图；

图4 为本发明采集信息内容流程图；

图5 为本发明自动调整内容流程图。

具体实施方式

本发明的一个具体实施例结合图例详述如下：

图1表达了本发明的整体架构。

如图1所示，具有无线传感功能的船用水泵控制装置包括：无线传感控制节点1、通信控制中心2和管理终端3，无线传感控制节点1能够完成船用水泵进口压力、出口压力、出口流量、水质信息的采集，还可以根据通信控制中心2发出的命令，调节水泵工作电流或电压，达到控制水泵转速及出口流量的目的，且具有无线通信功能；通信控制中心2负责与无线传感控制节点1进行通信，并且控制终端主机3进行数据的采集和汇总，同时可根据管理终端3设定的采集周期和预设范围，自动向无线传感控制节点1发送采集和调整命令；管理终端3通过通信控制中心2对无线传感控制节点1进行管理和控制，包括设定采集周期，设置采集信息正常范围，从而为控制***提供水泵的实时运行状况，同时具有节能作用。

图2表示本发明无线传感控制节点结构。

如图2所示，无线传感控制节点包括一个压力传感器、一个流量传感器、一个水质传感器、一个ZigBee通信节点、一个控制器、一个控制接口、一个串行通信接口，压力传感器主要用于测量船用水泵进口压力和出口压力，流量传感器用于测量水泵出口流量，水质传感器用于测量水的质量，ZigBee通信节点实现了无线传感控制节点的ZigBee通信功能，控制器为原有水泵控制器，负责调整水泵工作电流或电压，从而控制水泵转速及出口流量，控制接口与控制器连接，向控制器发送控制命令，串行通信接口用于对压力传感器、流量传感器和水质传感器进行初始化操作。

图3表示本发明通信控制中心结构。

如图3所示，通信控制中心包括天线101，以CC2430为核心的最小***102，USB主机接口103，天线101用来发送和接收电磁波，以CC2430为核心的最小***102，可以完成与无线传感控制节点的ZigBee通信，同时可以控制主机负责数据的收集和汇总，并且负责接收主机发送的采集和调整命令，并将命令转发给相应无线传感控制节点，USB主机接口103用于连接以CC2430为核心的最小***和终端主机。

图4表示本发明采集信息内容流程

如图4所示，在管理终端对采集周期进行设定，管理终端向通信控制中心发送采集命令；通信控制中心接收到管理终端的采集周期命令后，根据设定的采集周期，通信控制中心向相应的无线传感控制节点转发采集命令；无线传感控制节点通过ZigBee通信节点接收通信控制中心发来的采集命令，将此命令处理后，控制压力传感器、流量传感器及水质传感器进行数据采集，并且由ZigBee通信节点将采集到的水泵进口压力、出口压力、出口流量、水质信息数据回复至通信控制中心；通信控制中心收到采集到的数据后，转发给管理终端，并且控制终端主机进行数据的收集汇总；管理终端实时显示船用水泵运行状况。

图5表示本发明自动调整内容流程。

如图5所示，管理终端设定船用水泵进口压力、出口压力、出口流量及水质的正常范围；当采集到的水泵进口压力、出口压力和出口流量不在预设的正常范围内，管理终端自动向通信控制中心发送调整命令；通信控制中心收到调整命令后，转发此调整命令到无线传感控制节点；无线传感控制节点通过ZigBee通信节点接收通信控制中心发来的调整命令，将此命令处理后，传送至控制接口，通过控制接口对控制器传送控制命令，控制器开始调整水泵工作电流或电压，从而控制水泵转速及出口流量，调整结束后，返回结束标志，由ZigBee通信节点发送结束标志到通信控制中心；通信控制中心收到结束标志后，自动向无线传感控制节点发送采集命令，无线传感控制节点采集后，发送采集数据给通信控制中心，通信控制中心转发此采集数据给管理终端，并且控制终端主机进行数据收集汇总，终端主机将采集到的水泵进口压力、出口压力和出口流量及水质信息与预设范围进行比较，在预设范围内，则调整成功，否则，发送报警，管理人员收到报警后，可进行手动调整。

以上是本发明的一个具体实施例，对本发明的基本原理和主要特征进行了详细的阐述，在不脱离本发明的范围和实质情况下，对本发明所作的改变和变化仍然属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种具有无线传感功能的船用水泵控制装置，其特征在于包括：由n个无线传感控制节点构成的无线传感控制模块（1）、通信控制中心（2）和管理终端（3），其中无线传感控制节点分别与通信控制中心（2）双向通信，通信控制中心（2）与管理终端（3）双向通信，n为自然数。

2.根据权利要求1所述的具有无线传感功能的船用水泵控制装置，其特征在于所述的无线传感控制节点包括一个压力传感器、一个流量传感器、一个水质传感器、一个ZigBee通信节点、一个控制器、一个控制接口和一个串行通信接口，其中压力传感器、流量传感器、水质传感器、ZigBee通信节点、控制接口和串行通信接口分别与控制器双向通信，ZigBee通信节点与通信控制中心（2）无线连接。

3.根据权利要求1所述的具有无线传感功能的船用水泵控制装置，其特征在于所述的通信控制中心（2）包括以CC2430为核心的最小***（102）、天线（101）和USB主机接口（103），天线（101）的输入端与无线传感控制节点无线连接，天线（101）的输出端接以CC2430为核心的最小***（102）的输入端，以CC2430为核心的最小***（102）的输出端通过USB主机接口（103）与管理终端（3）连接。

4.一种如权利要求1所述的具有无线传感功能的船用水泵控制装置的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

       步骤一：采用管理终端（3）设定采集周期，管理终端（3）向通信控制中心（2）发送采集命令；

       步骤二：通信控制中心（2）接收到管理终端（3）的采集命令后，根据设定的采集周期，进行数据采集，通信控制中心（2）将采集命令转发给相应的无线传感控制节点；

       步骤三：无线传感控制节点通过ZigBee通信节点接收通信控制中心（2）发来的采集命令后通过控制器控制压力传感器、流量传感器及水质传感器进行数据采集，并且将采集到的水泵进口压力、出口压力、出口流量、水质信息数据由ZigBee通信节点发送至通信控制中心（2）；

       步骤四：通信控制中心（2）收到采集到的采集到的水泵进口压力、出口压力、出口流量、水质信息数据后发送至管理终端（3）；

   步骤五：管理终端（3）实时显示船用水泵运行状况。

5.根据权利要求1所述的具有无线传感功能的船用水泵控制装置的调整方法，其特征在于所述包括以下步骤：

       步骤1：管理终端（3）设定船用水泵进口压力、出口压力、出口流量及水质的正常范围；

       步骤2：当采集到的水泵进口压力、出口压力和出口流量不在预设的正常范围内，管理终端（3）自动向通信控制中心（2）发送调整命令；

   步骤3：通信控制中心（2）收到调整命令后，将此命令转发给无线传感控制节点；

       步骤4：无线传感控制节点通过ZigBee通信节点接收通信控制中心发来的调整命令并传送至控制接口；控制器通过控制接口调整水泵工作电流或电压，从而控制水泵转速及出口流量，调整结束后，返回结束标志；由ZigBee通信节点将结束标志发送到通信控制中心（2）；

步骤5：通信控制中心（2）收到结束标志后，自动向无线传感控制节点发送采集命令，无线传感控制节点采集后，将数据发送给通信控制中心（2），管理终端（3）将采集到的水泵进口压力、出口压力和出口流量及水质信息与预设范围进行比较，在预设范围内，则调整成功，否则，发送报警，管理人员收到报警后，进行手动调整。

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