[发明专利]一种野外测量仪器控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量仪器控制领域，特别涉及一种能实现长时间定点无人值守的野外测量仪器控制系统，本发明还涉及该控制系统的控制方法。 

背景技术

随着低功耗电子器件和集成电路发展，自动控制系统广泛应用和普及，无需干预的控制和管理电路系统越来越多在野外被应用。 

控制系统是依据控制的对象和过程来实现设备自动运行。不同控制功能和应用环境需要不同控制系统。野外或海上长期无人值守观测设备，其运行环境条件与实验室不同。其特点有：电源能量有限；工作环境恶劣；需要长期稳定定时工作保障；具备自动处理故障能力。在实验室里计算机死机或程序跑飞的问题是常见故障。这种问题一旦出现在野外或海上系统中，就会导致整套系统工作失败，在野外或海上的现场维护、修改是非常困难，成本很高，甚至是不可能。因此海上观测的管理和控制电路系统需要实现在无人、长期、定时、实时全天候工作，控制系统的可靠稳定性是最为重要。 

现有的测量控制系统中，系统的可靠性问题并没有得到充分的重视和解决，在防范系统死机，数据备份，数据通讯，以及多个外部设备同时工作状态下如何避免设备电源间相互干扰等技术问题，尚没有能同时解决。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，设计一种可靠稳定，能实现无人、长期、定时、实时全天候工作的野外测量仪器控制系统，本发明还设计到该控制系统的控制方法。 

为了实现上述技术目的，本发明包括如下技术特征：一种野外测量仪器控制系统，包括设有第一看门狗计数器的计算机、多路分电源开关模块、定时器总开关模块、外部电源和外部设备；

所述定时器总开关模块为定时控制系统电源端是否接入外部电源的总开关，定时器总开关模块的控制端与计算机连接； 

所述多路分电源开关模块为控制多个外部设备是否接入系统电源端的开关，其控制端与计算机连接。 

更进一步的，所述计算机为嵌入式工控计算机，其设有打印机并行口、电源口、串口和第一看门狗计数器，电源口连接系统电源端； 

所述定时器总开关模块包括电压变换器、设有第二看门狗计数器的单片机、电池、日历定时器和总电源开关；电池与日历定时器的电源端连接；串口通过电压变换器与单片机连接，单片机与日历定时器连接；日历定时器的定时中断口与总电源开关的控制端连接，总电源开关的开关端分别与外部电源和系统电源端连接，实现系统电源端是否接入外部电源的控制； 

所述多路分电源开关模块包括多路电子开关和锁存器，锁存器的信号输入端与打印机并行口连接，锁存器的信号输出端与多路电子开关的控制端连接，多路电子开关的开关端分别与外部设备和系统电源端连接，实现外部设备是否接入系统电源端的控制。 

更进一步的，所述嵌入式工控计算机为PC104主板；所述锁存器为sn741s373锁存器；所述电子开关为AQV25X光藕电子开关； 

sn741s373锁存器的输入端分别与PC104主板的打印机并行口连接；sn741s373的输出端分别连接各个AQV25X光藕电子开关的控制端，各个AQV25X光藕电子开关的开关端分别连接外部设备和系统电源端，实现外部设备是否接入系统电源端的控制； 

更进一步的，所述电压变换器为MAX232电压变换器、单片机为89C2051单片机、日历定时器为PCF8563日历定时器、总电源开关为AQV251电子开关； 

串口通过MAX232电压变换器与89C2051单片机连接，89C2051单片机与PCF8563日历定时器的SCL、SDA脚相接，PCF8563日历定时器的中断脚INT与AQV251电子开关控制端连接，AQV251电子开关的开关端分别连接系统电源端和外部电源。 

本发明还包括一种野外测量仪器控制系统的控制方法，其包括如下步骤： 

a、日历定时器计得的定时时间到，日历定时器启动总电源开关使得系统电源端接入外部电源，整个系统上电； 

b、计算机启动第一看门狗计数器计时，单片机启动第二看门狗计数器计时； 

c、计算机初始化计算机参数，初始化串口，初始化多路电子开关关闭所有外部设备的电源； 

d、计算机进入外部设备检查程序； 

e、计算机进入同步采数程序，同步采集外部设备的数据；单片机与计算机的串口进行通讯，接收计算机命令； 

f、当计算机的第一看门狗计数器计数到时，计算机关闭所有外部设备的电源；并发送关机信号给单片机；