嵌入式系统技术在雷电监测物品中的应用

嵌入式系统技术在雷电监测物品中的应用

近年来,雷灾频发,这主要是因为高大建筑的兴起,如高层智能大厦、微波站和天线塔等吸引落雷,从而导致建筑及其周边遭受破坏。增设的架空长导线反而引雷入室,使避雷装置失效。此外,由于微电子技术的高度发展和广泛应用,雷害对象发生了转移,从对建筑物本身的损害转移到室内电器、电子设备的损害,以至人身伤亡事故。雷电产生的电磁感应成为主要危害,因此对雷电进行监测是预防灾害的手段之一。

原有方案使用电脑连接雷电探测器(记录空气中电荷量),当电脑读取数据后,对其进行分析以判断是否有发生雷电可能。这个系统采用ADSL拨号模式让设备连接在一个网络上,但如果现场没有ADSL条件,则系统无法使用,一旦网络断开,现场实时数据将丢失。

应用需求:嵌入式计算机需将Modbus协议转换成Modbus TCP协议,以便与后台通讯。嵌入式计算机可以实时主动采集数据,并按需保存历史数据,同时实现智能主动上传数据,为用户提供有线和无线两种方案。一旦现场不具备上网条件,可以采用无线通讯方式。

Moxa解决方案:为客户提供了两种不同的解决方案——有线和无线,以适应不同环境需求。

(1)有线解决方案:客户采用了Moxa UC-7101嵌入式计算机替代原有的Modbus网关。UC-7101配备MOXA ART ARM9 192 MHz RISC CPU,有强大的计算和通信能力且发热量小;内建8MB NOR FLASH ROM和16MB SDRAM,为用户提供足够储存空间;同时,SD卡可存储各种应用程序。在有线解决方案中,UC-7101作为前置通讯网关,与雷电探测器通过Modbus RTU协议通讯,将数据保存在实时数据库中并记录到SD卡中,对实时数据进行分析,可以在雨前向监控室发送报警信息。

(2)无线解决方案:在没有ADSL拨号条件下,客户采用了W315无線嵌入式計算機。这款基于RISC架構、配備GSM/GPRS通信模块的工业计算机。在这个方案中,用Moxa W315代替有線解決方案中的UC-7101與ADSL直接通過GPRS與網絡進行連接。作為前端通訊網關,W315能夠主動拨號到GPRS網絡與後台連接。而通過軟件編程,W315能夠利用Modbus RTU協議與電光探測器通訊,並將數據保存於實時數據庫並記錄於SD卡內對實時數據進行分析,在雨來之前向監控室發送報警信息。