礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

蔣 凡，郝文杰，張曉飛(1.國(guó)土資源部地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，河北 保定 071051；2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心，河北 保定 071051)

礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

蔣 凡1,2，郝文杰1,2，張曉飛1,2
(1.國(guó)土資源部地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，河北 保定 071051；2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心，河北 保定 071051)

設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一套基于LabVIEW平臺(tái)的礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備遠(yuǎn)程控制與數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)。系統(tǒng)通過(guò)制定數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同監(jiān)測(cè)設(shè)備的兼容與統(tǒng)一管理。系統(tǒng)內(nèi)部采用數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)思路，實(shí)現(xiàn)對(duì)每一臺(tái)監(jiān)測(cè)儀器的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程控制與數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)入庫(kù)，并分析監(jiān)測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)，適時(shí)改變礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備基于數(shù)據(jù)變化的智能化控制。文中詳細(xì)闡述了數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)的編制及遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)關(guān)鍵模塊的設(shè)計(jì)方法，最后總結(jié)了系統(tǒng)測(cè)試運(yùn)行的優(yōu)缺點(diǎn)。

礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè); 數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn); LabVIEW;遠(yuǎn)程控制

0 引言

我國(guó)礦山數(shù)量多，礦業(yè)開(kāi)采引發(fā)的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題日益凸顯，礦山地質(zhì)災(zāi)害、礦山水環(huán)境污染等地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題頻發(fā)[1]。礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作受到了行業(yè)和公眾的重視與關(guān)注，開(kāi)展了大量監(jiān)測(cè)預(yù)警等工作[2]。但目前國(guó)內(nèi)各研究機(jī)構(gòu)、公司的礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備大多采用專用數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及通信傳輸協(xié)議，自成體系，難于相互兼容，造成監(jiān)測(cè)系統(tǒng)維護(hù)和管理困難，且隨著各種新的監(jiān)測(cè)設(shè)備的投入，儀器設(shè)備的有效管理問(wèn)題成為制約礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要問(wèn)題。

針對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套基于LabVIEW平臺(tái)開(kāi)發(fā)的礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備遠(yuǎn)程控制與數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)。制定“礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)”，統(tǒng)一基礎(chǔ)的通訊數(shù)據(jù)格式、傳輸流程及操作。開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)備管理軟件，實(shí)現(xiàn)礦山地質(zhì)環(huán)境各監(jiān)測(cè)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制與數(shù)據(jù)綜合管理，提高控制系統(tǒng)的智能化與兼容性。

1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架設(shè)計(jì)

礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)以數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，采用公眾網(wǎng)GPRS方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)做為數(shù)據(jù)的接收端，完成數(shù)據(jù)圖形顯示等實(shí)時(shí)功能，并將接收的數(shù)據(jù)分類存入數(shù)據(jù)庫(kù)；同時(shí)做為監(jiān)測(cè)設(shè)備的上位機(jī)，根據(jù)接收監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化變化趨勢(shì)，如監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的速度與加速度變化趨勢(shì)，發(fā)送對(duì)礦區(qū)地下水、地形變監(jiān)測(cè)設(shè)備的控制指令，進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)備智能化管理。控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架見(jiàn)圖1。

圖1 礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備控制系統(tǒng)框圖Fig.1 Mine geological environment monitoring equipment control system block diagram

其中地下水自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備主要含兩類監(jiān)測(cè)儀器，重金屬污染監(jiān)測(cè)儀器，主要監(jiān)測(cè)銻(Sb)、砷(As)、鉛(Pb)、鋅(Zn)等重金屬元素，水位水溫做地下水常規(guī)監(jiān)測(cè)；地形變自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備主要包括光纖光柵裂縫位移監(jiān)測(cè)(FBG監(jiān)測(cè)儀器)、時(shí)域反射形變監(jiān)測(cè)儀器(TDR監(jiān)測(cè)儀器)和拉桿位移監(jiān)測(cè)儀器等類型。其中FBG監(jiān)測(cè)儀器和拉桿位移監(jiān)測(cè)儀器主要做地表裂縫等形變監(jiān)測(cè)，TDR監(jiān)測(cè)儀器主要做鉆孔內(nèi)深部形變監(jiān)測(cè)。通過(guò)礦區(qū)地下水和地形變等監(jiān)測(cè)構(gòu)建礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境關(guān)鍵要素立體綜合監(jiān)測(cè)。

本文重點(diǎn)為開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)設(shè)備遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，前端監(jiān)測(cè)設(shè)備只做基本功能介紹，以下分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩大部分進(jìn)行詳細(xì)闡述。

2 數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)

礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器研制的種類眾多，且不斷有新的設(shè)備投入使用，由于監(jiān)測(cè)方式和監(jiān)測(cè)內(nèi)容的不同，各種設(shè)備的工作接口，通訊接口兼容性差，操作程序不統(tǒng)一。重復(fù)的工作既增加了工作量，又使得礦山監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備操作變得繁雜。

基于GPRS公眾網(wǎng)制定了“礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)”，應(yīng)用于系統(tǒng)內(nèi)各監(jiān)測(cè)設(shè)備，使各類自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備統(tǒng)一基礎(chǔ)的通訊數(shù)據(jù)格式、傳輸流程及操作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)各類監(jiān)測(cè)設(shè)備的兼容，數(shù)據(jù)與指令實(shí)現(xiàn)互通。數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)流程與操作見(jiàn)圖2。

數(shù)據(jù)傳輸幀格式統(tǒng)一規(guī)定ASCLL碼字符串組成，以起始頭字符串、時(shí)間、監(jiān)測(cè)地區(qū)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)、數(shù)據(jù)段、結(jié)束符組成。數(shù)據(jù)段的內(nèi)容及長(zhǎng)度靈活規(guī)劃設(shè)計(jì)，根據(jù)不同監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備，視各自實(shí)際情況而定。例如光纖光柵裂縫位移監(jiān)測(cè)儀，其完整數(shù)據(jù)幀格式如下：

FBGSTART

FBGWL 2015-8-20 10∶20∶30 cq1 1 1523.123 1545.456 -0.22 -30.12 CR/LF

……

FBGWL 2015-8-20 10∶20∶50 cq1 1 1523.123 1545.456 -0.22 -30.12 CR/LF

FBGEND

圖2 數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)流程Fig.2 Data transmission standard process

其中，建立握手是標(biāo)識(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備與遠(yuǎn)程控制中心建立的TCP/IP鏈路數(shù)據(jù)流傳輸鏈路的一種手段，其作用是根據(jù)鏈接的ID號(hào)等信息把未知的TCP/IP鏈接標(biāo)記為已知的自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器傳輸設(shè)備，并同時(shí)甄別無(wú)效鏈接。

3 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)

控制系統(tǒng)以LabVIEW圖形開(kāi)發(fā)平臺(tái)開(kāi)發(fā)，主要完成監(jiān)測(cè)設(shè)備遠(yuǎn)程控制與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的綜合管理，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)儀器遠(yuǎn)程更新數(shù)據(jù)采集時(shí)間、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)圖形顯示、自動(dòng)保存與分類入數(shù)據(jù)庫(kù)。

系統(tǒng)內(nèi)部采用數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)思路，對(duì)每一臺(tái)接入控制系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程控制，分析監(jiān)測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)的速度與加速度變化趨勢(shì)，適時(shí)改變其監(jiān)測(cè)狀態(tài)，如監(jiān)測(cè)位移數(shù)據(jù)的速度變化變緩，則遠(yuǎn)程發(fā)送數(shù)據(jù)采集時(shí)間間隔增大的指令，減緩數(shù)據(jù)采集的頻次，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備基于數(shù)據(jù)變化的智能化控制。采用數(shù)據(jù)庫(kù)連接工具將遠(yuǎn)程傳輸?shù)谋O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)整理、分類入數(shù)據(jù)庫(kù)[4]。內(nèi)部各模塊之間的數(shù)據(jù)傳遞采用消息廣播的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享[3]。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)運(yùn)行見(jiàn)圖3。

圖3 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)連通調(diào)試運(yùn)行圖Fig.3 Remote control communication system commissioning

3.1 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要分為7個(gè)核心模塊：TCP/IP多連接偵聽(tīng)模塊(TCP/IP多連接服務(wù)器)、狀態(tài)檢測(cè)控制模塊、數(shù)據(jù)分析處理模塊、遠(yuǎn)程雙向控制模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊、原始數(shù)據(jù)保存等模塊，超限預(yù)警模塊，各模塊邏輯框圖見(jiàn)圖4。

圖4 遠(yuǎn)程控制中心內(nèi)部程序設(shè)計(jì)框圖Fig.4 Remote control center design diagram internal procedures

TCP/IP多連接偵聽(tīng)模塊以自動(dòng)儀器數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)完成礦山地下水與地形變等自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器遠(yuǎn)程通訊連接控制；狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)處理模塊接收上傳數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議解譯數(shù)據(jù)內(nèi)容，解讀在線儀器類別、判讀數(shù)據(jù)幀，根據(jù)幀內(nèi)容做出分析判斷；遠(yuǎn)程雙向控制邏輯模塊實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制功能，通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)流的趨勢(shì)，下發(fā)按數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議中規(guī)定指令實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程更改監(jiān)測(cè)儀器數(shù)據(jù)采集時(shí)間等功能。通過(guò)監(jiān)測(cè)儀器上傳的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)狀態(tài)檢測(cè)等邏輯控制后，狀態(tài)監(jiān)測(cè)控制模塊根據(jù)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)際情況，實(shí)時(shí)調(diào)整控制命令，監(jiān)測(cè)在線設(shè)備的工作狀態(tài)，整理出有效數(shù)據(jù)后，遠(yuǎn)程控制中心通過(guò)消息廣播的方式把相關(guān)數(shù)據(jù)群發(fā)給相應(yīng)功能模塊，數(shù)據(jù)圖形實(shí)時(shí)顯示模塊接收到消息后完成繪圖顯示功能；原始數(shù)據(jù)自動(dòng)保存模塊接收到消息后完成數(shù)據(jù)保存；數(shù)據(jù)分類入庫(kù)模塊完成控制中心與數(shù)據(jù)庫(kù)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的入庫(kù)工作；同時(shí)超限預(yù)警模塊根據(jù)預(yù)先設(shè)定的閥值對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，超臨界值后發(fā)出預(yù)警提示。

3.2 TCP/IP多連接偵聽(tīng)模塊

TCP/IP多連接偵聽(tīng)模塊為遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的關(guān)鍵模塊，其設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接影響到自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備連接控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用雙循環(huán)冗余設(shè)計(jì)，利用隊(duì)列消息傳遞的方式保證GPRS連接點(diǎn)的真實(shí)性與數(shù)據(jù)鏈路的穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)最大同時(shí)通訊100臺(tái)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器同時(shí)在線，并能甄別出無(wú)效連接，數(shù)據(jù)無(wú)丟失，程序設(shè)計(jì)見(jiàn)圖5。

3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)連接管理模塊

控制系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫(kù)連接使用的是LabVIEW 中的自帶的數(shù)據(jù)庫(kù)連接工具包(Database Connectivity Toolkit)，其主要的特點(diǎn)是經(jīng)過(guò)優(yōu)化并且訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的速度快。

數(shù)據(jù)庫(kù)管理連接建立分三步，首先建立數(shù)據(jù)庫(kù)，在控制系統(tǒng)安裝的服務(wù)器程序中運(yùn)行SQL Server的企業(yè)管理器，在控制臺(tái)根目錄下建立礦山監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，設(shè)置相應(yīng)的數(shù)據(jù)表內(nèi)容[5]。第二步創(chuàng)建數(shù)據(jù)源，打開(kāi)服務(wù)器控制面板里面的管理工具，在里面找到數(shù)據(jù)源ODBC，打開(kāi)在里面添加數(shù)據(jù)庫(kù)連接名即可，注意服務(wù)器的選擇為之前建立SQL Server的礦山監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)。第三步在Database Connectivity Toolkit中建立一個(gè)UDL文件，使用的數(shù)據(jù)源名稱就是之前建立的數(shù)據(jù)源，測(cè)試連接，檢查是否成功連接，完成后它就是訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)的路徑，采用數(shù)據(jù)庫(kù)通用連接讀寫(xiě)VI實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互通[6]。數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫(xiě)連接VI程序設(shè)計(jì)見(jiàn)圖6，實(shí)現(xiàn)了礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)設(shè)備與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接。

圖5 TCP/IP多連接偵聽(tīng)模塊的關(guān)鍵程序設(shè)計(jì)Fig.5 TCP/IP connection to listen to the key programming module

圖6 數(shù)據(jù)庫(kù)連接VIFig.6 The database connection VI

3.4 大數(shù)據(jù)內(nèi)部共享機(jī)制

同步技術(shù)為遠(yuǎn)程控制中心內(nèi)部大數(shù)據(jù)共享機(jī)制的核心，其用于多個(gè)并行任務(wù)之間的同步和通信。LabVIEW包含的同步技術(shù)有通知、隊(duì)列、集合等子VI，在本設(shè)計(jì)中遠(yuǎn)程控制中心采用“通知器”實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，通過(guò)通知器操作函數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)一段程序框圖在收到來(lái)自于其他程序框圖或VI的通知消息前保持等待狀態(tài)，而通知消息可以是任何類型的數(shù)據(jù)，因此通過(guò)通知器可以實(shí)現(xiàn)不同程序框圖或VI之間的數(shù)據(jù)傳遞，同時(shí)也避免了無(wú)休止的循環(huán)檢測(cè)和檢測(cè)周期過(guò)快或過(guò)慢導(dǎo)致的數(shù)據(jù)重復(fù)或丟失，減少服務(wù)器資源的浪費(fèi)，其設(shè)計(jì)原理示意圖見(jiàn)圖7。

圖7 采用同步技術(shù)的通知器子VI原理示意圖Fig.7 Notify sub VI principle of synchronous technology schematic

遠(yuǎn)程控制中心監(jiān)控儀器設(shè)備的核心為T(mén)CP/IP多連接偵聽(tīng)，同時(shí)服務(wù)器內(nèi)部TCP/IP多連接偵聽(tīng)模塊始終占據(jù)資源，處于時(shí)刻待命狀態(tài)，同時(shí)等待各監(jiān)測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸，一旦有監(jiān)測(cè)設(shè)備發(fā)出建立TCP/IP鏈接申請(qǐng)，通道建立成功后，資源緊張，程序處于連續(xù)無(wú)休止的循環(huán)檢測(cè)狀態(tài)，如果不采用并發(fā)等模式的設(shè)計(jì)方法，勢(shì)必影響數(shù)據(jù)的高效接收，而這時(shí)利用LabVIEW開(kāi)發(fā)平臺(tái)特有的同步技術(shù)，利用“通知器”等操作函數(shù)即可建立類似消息廣播的大數(shù)據(jù)內(nèi)部共享機(jī)制，例如，某個(gè)監(jiān)測(cè)儀器與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)建立了TCP/IP通訊鏈路，按照傳輸協(xié)議發(fā)出了數(shù)據(jù)，此時(shí)“通知器”即刻啟動(dòng)，將鏈路中的數(shù)據(jù)同時(shí)通知廣播到數(shù)據(jù)識(shí)別、監(jiān)測(cè)儀器識(shí)別、數(shù)據(jù)保存、數(shù)據(jù)入庫(kù)、指令控制等模塊，各模塊共享數(shù)據(jù)，獨(dú)立運(yùn)行，這樣在合理利用服務(wù)器資源的情況下，最大限度保證TCP/IP偵聽(tīng)模塊連續(xù)工作，進(jìn)而保證多臺(tái)監(jiān)測(cè)設(shè)備同時(shí)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)傳輸通訊。

3.5 自動(dòng)傳輸設(shè)備遠(yuǎn)程雙向控制

本控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了一種基于自動(dòng)傳輸儀器設(shè)備的遠(yuǎn)程雙向控制，由遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成，集數(shù)據(jù)獲取，數(shù)據(jù)處理，遠(yuǎn)程控制等功能于一體，只需通過(guò)操作遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)相應(yīng)的儀器類別及ID，即可以同時(shí)遠(yuǎn)程更改監(jiān)測(cè)儀器，并處理儀器的數(shù)據(jù)，為監(jiān)測(cè)用戶的使用提供了很大的便利。

其遠(yuǎn)程雙向控制設(shè)計(jì)分為三個(gè)部分：用戶控制模塊，傳輸協(xié)議下發(fā)，儀器執(zhí)行。目前用戶控制模塊設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)三個(gè)選項(xiàng)，監(jiān)測(cè)儀器類別ID，監(jiān)測(cè)采集頻率，執(zhí)行狀態(tài)按鈕，通過(guò)用戶自主設(shè)定某臺(tái)監(jiān)測(cè)設(shè)備以某個(gè)采樣周期執(zhí)行采集，遠(yuǎn)程控制中心識(shí)別命令，按照傳輸協(xié)議在監(jiān)測(cè)設(shè)備與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)建立通訊鏈接時(shí)下發(fā)用戶設(shè)定的對(duì)應(yīng)設(shè)備的采樣周期，并返回設(shè)置成果與否標(biāo)志，如無(wú)錯(cuò)誤發(fā)生，在儀器下次監(jiān)測(cè)時(shí)執(zhí)行用戶下發(fā)命令，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備的遠(yuǎn)程雙向控制。

4 結(jié)語(yǔ)

礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)完成了遠(yuǎn)程傳輸?shù)谋O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收、整理、分類入數(shù)據(jù)庫(kù)等數(shù)據(jù)管理[7]，內(nèi)部大數(shù)據(jù)采用消息廣播的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，運(yùn)行效率高，同時(shí)通過(guò)LabVIEW遠(yuǎn)程桌面VI等功能實(shí)現(xiàn)特定管理用戶的在線遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)指定監(jiān)測(cè)設(shè)備采集時(shí)間更改等遠(yuǎn)程管理。具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)建立了基于TCP/IP連接方式的實(shí)時(shí)唯一的通訊鏈路，接收數(shù)據(jù)及指令，便于與儀器設(shè)備尋址與控制；

(2)實(shí)現(xiàn)了多自動(dòng)傳輸設(shè)備的數(shù)據(jù)管理與設(shè)備管理；

(3)建立數(shù)據(jù)高效入庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)直接入庫(kù)功能；

(4)內(nèi)部采用特有的消息廣播機(jī)制，保證內(nèi)部運(yùn)行的獨(dú)立與高效，避免多設(shè)備同時(shí)傳輸時(shí)數(shù)據(jù)堵塞情況的發(fā)生。

缺點(diǎn)：由于LabVIEW的最小運(yùn)行時(shí)間間隔為毫秒，并且多線程并行運(yùn)行，其時(shí)間效應(yīng)比較差，存在并行數(shù)據(jù)量大時(shí)接收數(shù)據(jù)延遲與漏項(xiàng)。下一步尋求進(jìn)一步優(yōu)化程序設(shè)計(jì)，盡可能的少占有系統(tǒng)資源，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的時(shí)效性。

遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)已在重慶南桐煤礦區(qū)、甘肅重要礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中連續(xù)測(cè)試運(yùn)行，測(cè)試表明，該設(shè)計(jì)方案建立起了遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)與監(jiān)測(cè)設(shè)備的有序連接與遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)了多種監(jiān)測(cè)設(shè)備的統(tǒng)一管理，監(jiān)測(cè)采集時(shí)間間隔根據(jù)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)實(shí)現(xiàn)靈活控制，加強(qiáng)和改進(jìn)礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備的智能化管理，提高了系統(tǒng)對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備的兼容性，取得了較好的實(shí)際應(yīng)用效果。

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Design of remote control system of geological environment monitoring equipment in mining aneas

JIANG Fan1,2,HAO Wenjie1,2,ZHANG Xiaofei1,2
(1.KeyLaboratoryofGeologicalEnvironmentMonitoringTechnology,Baoding,Hebei071051,China; 2.CenterforHydrogeologyandEnvironmentalGeologySurvey,Baoding,Hebei071051,China)

In view of the mine geological environment monitoring instruments and equipment, and using special data standards and communication transmission protocol, incompatible with each other and mine geological environment caused by the overall monitoring and control system maintenance and management difficulties of the status quo, this paper puts forward the mine geological environment monitoring data transfer standard, solve a variety of mine geological environment monitoring equipment is compatible with management. Based on LabVIEW platform designed and developed a set of mine geological environment monitoring equipment remote control and data management information system, realize the real-time monitoring data warehousing, monitoring acquisition time interval of the remote control, strengthen the unified management of the intelligent mine geological environment monitoring equipment. This paper detailed expounds the compilation of data transmission and the design method of the remote control center. NaTong coal mining area in chongqing, gansu important mining area geological environment monitoring such as test run in the project, has a certain application effect.

mine geological environmental monitoring; data transfer standard;LabVIEW; remote control

2016-09-05;

2016-11-29

國(guó)家自然科學(xué)基金(41402322)

蔣 凡(1983-)，男，學(xué)士，工程師，主要研究方向?yàn)榈刭|(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)。E-mail:jfko@qq.com

10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2017.02.15

TD167

A

1003-8035(2017)02-0115-06