基于GPRS的沥青路面结构层温度监测装置及其控制方法

说 明 书基于GPRS的沥青路面结构层温度监测装置及其控制方法技术领域本发明涉及交通路面检测领域，特别涉及一种基于GPRS的沥青路面结构层温度监测装置及其控制方法。背景技术沥青混合料是一种典型的黏弹性材料，材料强度和特性会随温度的改变而变化，从而造成路面结构的实际承载能力也会随温度的变化而改变。路面使用实践证明：路面温度状况对路面结构的承载强度和使用性能有重要的影响；沥青路面的各种常见损坏，也直接或间接与路面温度相联系。所以准确把握沥青路面结构层温度的分布特性和变化规律，对指导路面结构设计和道路养护具有重要的理论和现实意义。目前，路面结构层温度记录仪种类较少、针对性不强，通常由传感器探头和简单的处理器组成，处理、传输信息能力弱，测量方式周期长、实时性差、成本高，不便于分布式应用；并且一般多由人员到现场调取数据，无法实现远距离采集，增加人员工作量和交通量；对现场设备监控能力差，无法及时发现处理故障，影响数据完整性。发明内容为克服现有技术中的不足，本发明提供一种成本低、安全可靠性高、实时性强、能远程控制的基于GPRS的沥青路面结构层温度监测装置及其控制方法。按照本发明所提供的设计方案，一种基于GPRS的沥青路面结构层温度监测装置，包含主控制器和监控中心，所述主控制器和监控中心通过GPRS网络和Internet网络相互通信，所述主控制器包含温度信号输入模块、电源模块、微处理器、EEPROM、GPRS模块，所述温度传感器的输出信号通过温度信号输入模块与微处理器信号输入端相连接，所述微处理器和EEPROM电连接，所述微处理器和GPRS模块相电连接，电源模块分别与温度信号输入模块、微处理器、GPRS模块相电连接，所述监控中心包含计算机服务器、客户查询终端 。所述温度信号输入模块包含信号滤波模块、A/D模数转换模块及光电隔离模块，所述温度传感器输出信号与信号滤波模块输入端电连接，所述信号滤波模块输出端与A/D模数转换模块输入端电连接，所述A/D模数转换模块输出端与光电隔离模块输入端电连接，所述光电隔离模块输出端与微处理器信号输入端电连接。所述GPRS模块包含具有GPRS功能的GPRS芯片、用于GPRS网络对GPRS模块身份识别的SIM卡、增强无线设备发射和接收的GPRS天线。所述电源模块连接电源控制器，所述电源控制器分别与太阳能电池板、蓄电池相连接。所述监控中心的计算机服务器由静态口接入Internet网络。一种基于GPRS的沥青路面结构层温度监测装置的控制方法，采用通过GPRS网络和Internet网络通信的主控制器和监控中心来实现，监控中心为由静态口接入Internet网络的计算机主机或服务器组成，主控制器通过GPRS网络接入Internet网络，控制方法包含如下步骤：步骤1：置于沥青路面结构层的各个面层中的温度传感器的输出信号通过信号输入模块进入主控制器中的微处理器； 步骤2：微处理器上电复位后，将接收到的温度信号按照数据帧格式打包，通过串口传输至主控制器中的GPRS模块；步骤3：GPRS模块将接收到的数据包封装成TCP/IP数据包；步骤4：监控中心通过GPRS网络和Internet网络实时接收管理GPRS模块发出的TCP/IP数据包；步骤5：客户查询终端接收监控中心发送的数据，并进行解析、还原，并对接收到的数据进行相关处理。所述步骤2微处理器上电复位时，还进行如下操作：步骤2.1：进行串口工作参数配置；步骤2.2：通过串口设置对GPRS模块进行初始化，激活并连接监控中心，建立GPRS数据通信链路；步骤2.3：检测邮箱信号量，当检测到邮箱信号量为“1”时，则表示有温度数据传送，则GPRS模块将接收到的数据包封装成TCP/IP数据包。所述GPRS模块采用按需在线的工作模式，当串口无数据传送时不在线，当串口有数据传送时触发拨号并上线。本发明基于GPRS的沥青路面结构层温度监测装置及其控制方法的有益效果：1. 本发明采用GPRS网络和Internet网络实现无线远距离测量，解决了测量员必须到现场调取数据的问题，提高工作效率且方便管理。2. 本发明主控制器实时接收温度传感器的采集温度信号并进行处理反馈，实时性强，及时掌握路面结构层温度的变化规律。3. 本发明自动连续测量，操作简单，日常运行费用低。4. 本发明电源模块采用太阳能方式提供电源，可实现整机长期免维护。附图说明：图1为本发明基于GPRS的沥青路面结构层温度监测装置的系统结构示意图；图2为本发明的温度信号输入模块结构示意框图；图3为本发明的微处理器和GPRS模块的结构示意框图；图4为本发明的温度传感器接入端口电路示意图；图5为本发明的A/D模数转换模块电路示意图；图6为本发明的光电隔离模块电路示意图；图7为本发明的电源模块电路示意图；图8为本发明的GPRS模块SIM卡座电路示意图；图9为本发明的EEPROM电路示意图；图10为本发明的主控制器远程终端数据流程示意图；图11为本发明的监控中心主机服务器工作流程示意图。具体实施方式：实施例一：参见图111所示，一种基于GPRS的沥青路面结构层温度监测装置，包含主控制器和监控中心，所述主控制器和监控中心通过GPRS网络和Internet网络相互通信，所述主控制器包含温度信号输入模块、电源模块、微处理器、EEPROM、GPRS模块，所述温度传感器的输出信号通过温度信号输入模块与微处理器信号输入端相连接，所述微处理器和EEPROM电连接，所述微处理器和GPRS模块相电连接，电源模块分别与温度信号输入模块、微处理器、GPRS模块相电连接，所述监控中心包含计算机服务器、客户查询终端 。所述温度信号输入模块包含信号滤波模块、A/D模数转换模块及光电隔离模块，所述温度传感器输出信号与信号滤波模块输入端电连接，所述信号滤波模块输出端与A/D模数转换模块输入端电连接，所述A/D模数转换模块输出端与光电隔离模块输入端电连接，所述光电隔离模块输出端与微处理器信号输入端电连接。所述GPRS模块包含具有GPRS功能的GPRS芯片、用于GPRS网络对GPRS模块身份识别的SIM卡、增强无线设备发射和接收的GPRS天线。所述电源模块连接电源控制器，所述电源控制器分别与太阳能电池板、蓄电池相连接。所述监控中心的计算机服务器由静态口接入Internet网络。一种基于GPRS的沥青路面结构层温度监测装置的控制方法，采用通过GPRS网络和Internet网络通信的主控制器和监控中心来实现，监控中心为由静态口接入Internet网络的计算机主机或服务器组成，主控制器通过GPRS网络接入Internet网络，控制方法包含如下步骤：步骤1：置于沥青路面结构层的各个面层中的温度传感器的输出信号通过信号输入模块进入主控制器中的微处理器； 步骤2：微处理器上电复位后，将接收到的温度信号按照数据帧格式打包，通过串口传输至主控制器中的GPRS模块；步骤3：GPRS模块将接收到的数据包封装成TCP/IP数据包；步骤4：监控中心通过GPRS网络和Internet网络实时接收管理GPRS模块发出的TCP/IP数据包；步骤5：客户查询终端接收监控中心发送的数据，并进行解析、还原，并对接收到的数据进行相关处理。所述步骤2微处理器上电复位时，还进行如下操作：步骤2.1：进行串口工作参数配置；步骤2.2：通过串口设置对GPRS模块进行初始化，激活并连接监控中心，建立GPRS数据通信链路；步骤2.3：检测邮箱信号量，当检测到邮箱信号量为“1”时，表示有新的温度信号数据传送，GPRS模块将接收到的数据包封装成TCP/IP数据包，当邮箱信号量为“0”时，说明无新的温度信号数据传送。所述GPRS模块采用按需在线的工作模式，当串口无数据传送时不在线，当串口有数据传送时触发拨号并上线。本发明采