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1、(10)申请公布号 CN 102520690 A (43)申请公布日 2012.06.27 CN 102520690 A *CN102520690A* (21)申请号 201110422056.2 (22)申请日 2011.12.16 G05B 19/418(2006.01) (71)申请人 湖南一特电子医用工程股份有限公 司 地址 410000 湖南省长沙市长沙高新开发区 火炬城 M5 组团 1 栋 (72)发明人 汪鲁才 杨家红 尹建国 刘秋华 张意龙 凌建钢 (54) 发明名称 中心制氧远程监控系统 (57) 摘要 本发明公开了一种中心制氧远程监控系统， 其特征是 ： 本系统由制氧机远程。
2、监控控制中心、 制氧机监控控制器、 监控客户端和制氧机组组成 ； 监控控制中心通过网络连接制氧机监控控制器， 制氧机监控控制器通过网络连接制氧机组 ； 本发 明的目的还包括制氧机能够实现对制氧机现场环 境的监控及对制氧机工作状态的监控， 并且在远 程能够强制干预制氧机的工作状态。从而为制氧 机组的稳定运行提供良好的保障， 并且帮助公司 实现所有制氧机的集中管理， 如制氧机组出现故 障， 在远端就能作出及时正确的处理。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 6。
3、 页 1/1 页 2 1. 一种中心制氧远程监控系统， 其特征是 ： 本系统由制氧机远程监控控制中心、 制氧 机监控控制器、 监控客户端和制氧机组组成 ； 监控控制中心通过网络连接制氧机监控控制 器， 制氧机监控控制器的主控器通过 CANBUS 连接信号采集与控制输出模块， 信号采集与控 制输出模块通过多个电流环连接制氧机组 ； 所述的制氧机远程监控控制中心采用 1U 服务器， 双线固定 IP 接入， 宽带要求 5Mbps 以 上， 设置有 DDOS 硬件防火墙 ； 所述的制氧机监控控制器由一个主控制器和多个信号采集与控制输出模块组成， 它们 之间采现场工业控制总线进行数据通信， 其中主控制为。
4、一嵌入式控制终端， 硬件部份的 CPU 采用 NXP 专为工控产品设计 CORTEX-M3 核心的处理器， 该处理器运行频率为 120MHZ， 内部 自带 32KB RAM 和 512KB ROM、 ETHERNET 网络控制器， 网络接口芯片采用 KSZ8041NL、 DC24V 转 DC5V 型隔离型电源模块、 内部多电压电源管理电路、 10/100M 网络控制器、 7 寸 16:9 带触 摸的液晶显示屏、 1 路隔离型 CAN 总线接口、 蜂鸣器、 GPRS 模块 ( 备选 ) 等组成 ； 所述的客户端实为一软件， 可以安装在任意一台具 WINDOWS 操作系统的计算机上， 要 求通连上。
5、 Internet 网络， 仅只要提供帐号及密码即可登入控制中心， 并监控及管理各个制 氧机的运行状态。 2. 根据权利要求 1 所述的一种中心制氧远程监控系统， 其特征是 ： 所述的信号采集与 控制输出模块硬件部分的 CPU 采 NXP 专为工控产品设的 CORTEX-M0 核心的处理器， 配以高 精度 16bit 低温漂的 AD 转换器， 含两路电流环形式的传感器输入接口、 一路脉冲式的传感 器输入接口、 4 路隔离式开关量控制输出及一路 CANBUS 通信接口。 3. 根据权利要求 1 所述的一种中心制氧远程监控系统， 其特征是 ： 所述的主控制器接 多个信号采集与控制输出模块， 之间采。
6、用 CANBUS 通信。 权 利 要 求 书 CN 102520690 A 2 1/3 页 3 中心制氧远程监控系统 技术领域 0001 本发明涉及远程控制领域， 尤其涉及一种中心制氧远程监控系统。 背景技术 0002 在医疗领域， 没有实现制氧机现场环境的监控及制氧机工作状态的监控， 很难远 程强制干预制氧机的工作状态。从而不能为制氧机组的稳定运行提供良好的保障， 不能帮 助公司实现所有制氧机的集中管理， 如制氧机组出现故障， 不能在远端就能作出及时正确 的处理。 0003 传统的制氧机远程监控系统不能实时监制并记录制氧机氧气流速、 氧气浓度、 管 道压力， 远程控制氧机组的开启与停止， 不。
7、能保存及查看制氧机的历史运行状态记录。 发明内容 0004 本发明的目的是发明中心制氧远程监控系统 ； 其功能包含实时监控并记录制氧机 氧气流速、 氧气浓度、 管道压力， 远程控制氧机组的开启与停止， 查看制氧机的历史运行状 态记录， 带权限管理的多远程客户端操作与管理等功能。 0005 本发明的目的还包括制氧机能够实现对制氧机现场环境的监控及对制氧机工作 状态的监控， 并且在远程能够强制干预制氧机的工作状态。从而为制氧机组的稳定运行提 供良好的保障， 并且帮助公司实现所有制氧机的集中管理， 如制氧机组出现故障， 在远端就 能作出及时正确的处理。 0006 为实现以上目的， 本发明采用的技术方。
8、案为 ： 一种中心制氧远程监控系统， 其特征 是 ： 本系统由制氧机远程监控控制中心、 制氧机监控控制器、 监控客户端和制氧机组组成 ； 监控控制中心通过网络连接制氧机监控控制器， 制氧机监控控制器的主控器通过 CANBUS 连接信号采集与控制输出模块， 信号采集与控制输出模块通过多个电流环连接制氧机组 ； 所述的制氧机远程监控控制中心采用 1U 服务器， 双线固定 IP 接入， 宽带要求 5Mbps 以 上， 设置有 DDOS 硬件防火墙 ； 所述的制氧机监控控制器由一个主控制器和多个信号采集与控制输出模块组成， 它们 之间采现场工业控制总线进行数据通信， 其中主控制为一嵌入式控制终端， 硬。
9、件部份的 CPU 采用 NXP 专为工控产品设计 CORTEX-M3 核心的处理器， 该处理器运行频率为 120MHZ， 内部 自带 32KB RAM 和 512KB ROM、 ETHERNET 网络控制器， 网络接口芯片采用 KSZ8041NL、 DC24V 转 DC5V 型隔离型电源模块、 内部多电压电源管理电路、 10/100M 网络控制器、 7 寸 16:9 带触 摸的液晶显示屏、 1 路隔离型 CAN 总线接口、 蜂鸣器、 GPRS 模块 ( 备选 ) 等组成 ； 所述的客户端实为一软件， 可以安装在任意一台具 WINDOWS 操作系统的计算机上， 要 求通连上 Internet 网。
10、络， 仅只要提供帐号及密码即可登入控制中心， 并监控及管理各个制 氧机的运行状态。 0007 所述的信号采集与控制输出模块硬件部分的 CPU 采 NXP 专为工控产品设的 CORTEX-M0核心的处理器， 配以高精度16bit低温漂的AD转换器， 含两路电流环形式的传感 说 明 书 CN 102520690 A 3 2/3 页 4 器输入接口、 一路脉冲式的传感器输入接口、 4 路隔离式开关量控制输出及一路 CANBUS 通 信接口。 0008 所述的主控制器接多个信号采集与控制输出模块， 之间采用 CANBUS 通信。 0009 本发明的有益效果 ： 本发明的功能包含实时监制并记录氧机氧气流。
11、速、 氧气浓度、 管道压力， 远程控制氧机组的开启与停止， 查看制氧机的历史运行状态记录， 带权限管理的 多远程客户端操作与管理等功能 ； 从而提高了对数据的控制的精确度。 0010 本中心制氧远程监控系统能够实现制氧机现场环境的监控及制氧机工作状态的 监控， 并且在远程能够强制干预制氧机的工作状态。从而为公司制氧机组的稳定运行提供 良好的保障， 并且帮助公司实现所有制氧机的集中管理， 如制氧机组出现故障， 在远端就能 作出及时正确的处理。 附图说明 0011 图 1 为本中心制氧远程监控系统的示意图 ； 图 2 为制氧机远程监控控制中心第一种方案的组网示意图 ； 图 3 为制氧机远程监控控制。
12、中心第二种方案的组网示意图 ； 图 4 为制氧机远程监控控制中心软件层构架示意图 ； 图 5 为主控制器接多个信号采集与控制输出模块连接示意图 ； 图 6 为制氧机控制器硬件示意图 ； 图 7 为制氧机控制器软件层构架。 具体实施方式 0012 下面结合一个较佳实施例和附图对本发明作进一步说明， 以助于理解本发明内 容。 0013 如图 1 所示， 本中心制氧远程监控系统的组成关系 ： 本系统由制氧机远程监控控 制中心、 制氧机监控控制器、 监控客户端和制氧机组组成 ； 监控控制中心通过网络连接制氧 机监控控制器， 制氧机监控控制器的主控器通过 CANBUS 连接信号采集与控制输出模块， 信 。
13、号采集与控制输出模块通过多个电流环连接制氧机组 ； 所述的制氧机远程监控控制中心采 用 1U 服务器， 双线固定 IP 接入， 宽带要求 5Mbps 以上， 设置有 DDOS 硬件防火墙。 0014 所述的客户端实为一软件， 可以安装在任意一台具 WINDOWS 操作系统的计算机 上， 要求通连上 Internet 网络， 仅只要提供帐号及密码即可登入控制中心， 并监控及管理 各个制氧机的运行状态。 0015 如图 2-4 所示为制氧机远程监控控制中心的接入方式和工作原理 ： 制氧机监控控 制中心采用1U服务器， 双线固定IP接入， 宽带要求5Mbps以上， 要求有DDOS硬件防火墙 ； 接 。
14、入方案有两种， 如图 2 所示为第一种接入方案， 第一种接入方案是在公司架设双线服务器 优点是安全性高， 但网络接入费比较高， 费用包括 DDOS 硬件防火墙的购置费、 双线接入费 等 ； 如图 3 所示为第二种接入方案， 第二种接入方案是将服务器托管于双线机房， 其优点是 价格便宜， 每年的托管费用为50008000元左右， 但安全性及稳定性不可由自已完全掌控。 0016 监控控制中心通信构架采用 C/S 模式， 所有设备及监控客户端连接服务器都要求 安全的身份验证登入， 连接后的数据都要求进行数据加密后再进行数据传输。允许连接要 说 明 书 CN 102520690 A 4 3/3 页 5。
15、 求可同时连接 1000 个以上， 监控参数包括氧气流速、 氧氧浓度、 气体压力等参数， 控制功能 包含强制关机、 强制开关、 主机组及备用机组启用停止等功能。监控软件具有用户管理、 用 户权根管理、 历史数据维护管理、 设备端实时运行状态显示、 设备故障告警及处理等功能。 0017 如图 4 所示， 表示制氧机远程监控控制中心包括 WEB 应用程序、 系统应用程序、 操 作系统、 底部驱动和物理连接 ； 在没有开设浏览器管理功能时， 不需要开发 WEB 应用程序。 0018 如图 56 所示为制氧机监控控制器的组成方式和工作原理 ： 控制器由一个主控 制器和多个信号采集与控制输出模块组成， 。
16、它们之间采现场工业控制总线进行数据通信， 其中主控制为一嵌入式控制终端， 硬件部份的 CPU 采用 NXP 专为工控产品设计 CORTEX-M3 核心的处理器， 该处理器运行频率为 120MHZ， 内部自带 32KB RAM 和 512KB ROM、 ETHERNET 网络控制器， 网络接口芯片采用 KSZ8041NL、 DC24V 转 DC5V 型隔离型电源模块、 内部多电压 电源管理电路、 10/100M网络控制器、 7寸16:9带触摸的液晶显示屏、 1路隔离型CAN总线接 口、 蜂鸣器、 GPRS 模块 ( 备选 ) 等组成。 0019 所述的信号采集与控制输出模块硬件部分的 CPU 采。
17、 NXP 专为工控产品设的 CORTEX-M0核心的处理器， 配以高精度16bit低温漂的AD转换器， 含两路电流环形式的传感 器输入接口、 一路脉冲式的传感器输入接口、 4 路隔离式开关量控制输出及一路 CANBUS 通 信接口。 0020 如图5所示， 主控制器接多个信号采集与控制输出模块， 之间采用CANBUS通信， 这 样就可以很灵活的扩展信号采集节点及控制输出节点。 0021 如图 56 所示， 各部分硬件在实际工作过程中的作用 ： a. 电源部分 ： 电源以 DC24V 3A 输入， 接口采用 5.08mm 的 PCB 插拔式连接器， 并为 3PIN 输入 , 第一脚为电源 24V。
18、 正端、 第二脚为公共接地、 三脚为电源 24V 负端。电源具有防 反接保护， 超压检测， 核心元件采用隔离供电方式， 以保证系统的超稳定工作。 0022 b 传感输入及AD采集部分 ： 此部份安置在信号采集与控制输出模块上， 本机可接 一路脉冲信号及2路电流环形式的信号输入， 每一路接口提供24V 200mA电源功率输出， 并 具有短保护功能及ESD保护， AD采用高精度模数转换器， 以保证信号采集的精度， AD信号采 集的数据通过 CAN 总线传输到主控制器上。 0023 C控制输出部份 ： 此部份安置在信号采集与控制输出模块上， 控制输出部份具有 4 路继电器隔离输出， 每路单独具有短路。
19、保护功能， 直接驱动外部控制继电器， 驱动电压为 24V 200mA。 0024 d 主控制器部分 ： 主控部份采用CONTEX-M3处理器， 专用于工控环境， 具有100MHZ 的主处理频率， 通过 16 BIT 8080 总线与 TFT 控制器连接， 以实现触摸输入及 7 寸 TFT 液晶 屏的显示 ； 同时通过CAN总线隔离连接信号采集与控制输出模块 ； 并通过外接支持RMII接口协议 的 10M/100M 物理层接口芯片外加带网络变压器的 RJ45 接口实现与外部数据的传输 ； 并预 留一个 GPRS 模块接口以供特殊应用及扩展。 0025 如图 7 所示为制氧机控制器软件层构架， 本。
20、构架主要包括应用程序、 图形单元接 口 （GUI） 、 IP 核、 操作系统 （ucos） 、 底层驱动、 启动程序和物理层。 说 明 书 CN 102520690 A 5 1/6 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 102520690 A 6 2/6 页 7 图 2 说 明 书 附 图 CN 102520690 A 7 3/6 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 102520690 A 8 4/6 页 9 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 102520690 A 9 5/6 页 10 图 6 说 明 书 附 图 CN 102520690 A 10 6/6 页 11 图 7 说 明 书 附 图 CN 102520690 A 11 。