一種基于can總線的水質監(jiān)測儀器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于CAN總線的水質監(jiān)測儀器，由主控模塊和若干子模塊組成；主控模塊與子模塊通過CAN總線通信連接；主控模塊與子模塊之間的通信通過任務指令、狀態(tài)指令、特征參數(shù)設置和查詢指令三類指令完成。該水質監(jiān)測儀器一改現(xiàn)有水質監(jiān)測儀器系統(tǒng)構架式設計架構，采用CAN總線實現(xiàn)主控模塊與各個獨立功能子模塊之間的指令通信，各個模塊采用統(tǒng)一的總線協(xié)議進行通信設計。這樣，為水質監(jiān)測儀器的設計提供了一種統(tǒng)一的、開放式的平臺，從而提高儀器設計的靈活性，方便對儀器進行維修升級，從而得以適應市場對水質監(jiān)測儀器的需求越來越趨向于定制化和柔性化的趨勢。
【專利說明】—種基于CAN總線的水質監(jiān)測儀器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及水質監(jiān)測【技術領域】，特別是一種基于CAN總線的水質監(jiān)測儀器。
【背景技術】
[0002]我國自改革開放以來，經(jīng)濟高速、穩(wěn)步、持續(xù)增長，取得了舉世矚目的成就。與之相伴，環(huán)境保護的壓力也逐年加大，污染總體仍處于一個較高的水平。以水環(huán)境為例，目前，中國的水資源面臨著嚴重污染的威脅，工業(yè)廢水和城鄉(xiāng)生活污水向江河湖海以及土壤中大量排放，使得地面水和地下水水質日趨惡化，更加劇了水資源的緊張狀況，嚴重的制約了經(jīng)濟的發(fā)展，危害了人類的健康。因此，目前對環(huán)境在線監(jiān)測儀器和設備也提出了一系列新的要求，這些要求主要表現(xiàn)為:
[0003]1.對儀器精度和功能的要求越來越高，在保證在線儀器穩(wěn)定運行的前提下，要求不斷降低成本和小型化，以滿足有關部門大量布設的需要。
[0004]2.用戶對環(huán)境在線監(jiān)測儀器在數(shù)據(jù)處理、顯示及通訊傳輸上也有了新要求:不僅要求具有強大的數(shù)據(jù)存儲和處理能力，更要滿足“遠程反控”、“遠程維護”和“一點多傳”等各種網(wǎng)絡通信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅瑫r，還必須具有更為美觀、友好的用戶操作界面。
[0005]3.市場對水質監(jiān)測儀器的需求越來越趨向于定制化和柔性化:中國水質的多樣性(泥沙、鹽堿、藻類)決定了水質監(jiān)測儀器原理的多樣性，針對不同的水質特點和監(jiān)測指標，需要采用針對性的預處理和分析檢測方法。例如，在對水質COD的檢測中，對于藻類生物或泥沙含量大的水樣，采用滴定法可靠性好；對于較清潔的水樣，采用光度法檢測精度較高；對于COD值低于10的清潔地表水，應采用CODfc (高錳酸鹽指數(shù))檢測方法；當用戶要求實時監(jiān)測，且對準確性要求不高時，則可以采用基于UV法的在線分析儀器。
[0006]傳統(tǒng)的環(huán)境在線監(jiān)測儀器通常采用非模塊化的系統(tǒng)構架設計，即一臺設備通常只有一個控制單元，該單元負責直接控制所有子模塊的流程操作，以及隨后的數(shù)據(jù)處理、顯示和傳輸。
[0007]這種集成式的儀器架構使得控制單元既要進行儀器的信號采集和流程控制，又要負責數(shù)據(jù)處理、顯示和傳輸?shù)戎T多功能，因此，儀器的軟件、硬件開發(fā)成本高，且不易實現(xiàn)復雜的操作和功能。
[0008]另一方面，由于客戶不斷變化的需求使得市場對環(huán)境在線監(jiān)測儀器的需求越來越趨向于定制化、柔性化，企業(yè)必須開發(fā)一套齊全的產品系列來滿足客戶不斷變化的差異性需求。同時，由于環(huán)境在線監(jiān)測儀器本身批量一般較小，無法通過規(guī)模量產來分攤過高的研發(fā)費用，因此傳統(tǒng)的儀器架構已經(jīng)不能滿足這種定制化、柔性化的要求。
[0009]如美國哈希的CODmax鉻法在線監(jiān)測儀，該儀器網(wǎng)絡采用標準的MODBUS協(xié)議的RTU工作模式，而且需要加一個網(wǎng)卡與現(xiàn)場總線進行銜接、通訊和控制，增加了通訊傳輸結構的復雜程度和成本；該分析儀與現(xiàn)場總線的連接是通過RS485接口完成，采用RS485四線制運行模式，實現(xiàn)了雙向通訊和遠程控制，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣龋窃黾恿送ㄓ嶋娎|的成本，并且不能兼容多種通訊協(xié)議，不能滿足“一點多傳”的各種網(wǎng)絡通信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆0010]目前，市場迫切需要一種既具有高性能，高擴展性，又能夠通過批量化、標準化和通用化來降低產品成本、提高產品質量、并對客戶需求迅速做出響應的新的環(huán)境在線檢測儀器構架體系。
【發(fā)明內容】
[0011]本發(fā)明的主要目的在于解決現(xiàn)有技術中存在的問題，提供一種基于CAN總線的水質監(jiān)測儀器。
[0012]本發(fā)明的目的是通過下述技術方案予以實現(xiàn)的:
[0013]一種基于CAN總線的水質監(jiān)測儀器，其特征在于:由主控模塊和若干子模塊組成；所述主控模塊與子模塊通過CAN總線通信連接；
[0014]所述主控模塊，用于控制各個子模塊進行工作；
[0015]所述子模塊，用于實現(xiàn)對水樣的監(jiān)測功能；
[0016]所述主控模塊與子模塊之間的通信通過任務指令、狀態(tài)指令、特征參數(shù)設置和查詢指令三類指令完成；
[0017]所述任務指令，用于由主控模塊向子模塊下達任務控制指令，以控制子模塊完成相應工作；
[0018]所述狀態(tài)指令，用于獲取子模塊當前狀態(tài)信息；
[0019]所述特征參數(shù)設置和查詢指令，用于設置或查詢子模塊的特征參數(shù)。
[0020]所述若干子模塊包括:采樣留樣模塊、進樣計量模塊、消解控制模塊和/或標定測量模塊；
[0021]所述采樣留樣模塊，用于采集水源，并保存水樣；
[0022]所述進樣計量模塊，用于定量量取水樣；
[0023]所述消解控制模塊，用于對水樣進行消解處理；
[0024]所述標定測量模塊，用于對水樣進行指標性測試。
[0025]所述任務指令包括有返回數(shù)據(jù)任務指令；所述有返回數(shù)據(jù)任務指令通信過程包括:
[0026]主控模塊向子模塊發(fā)送任務控制指令；
[0027]子模塊向主控模塊返回任務應答指令；所述任務應答指令中包括:任務控制指令確收信息和任務控制指令校驗信息；
[0028]子模塊響應任務控制指令進行相應任務作業(yè)，并向主控模塊返回監(jiān)測數(shù)據(jù)；
[0029]主控模塊接收所述返回的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并向子模塊返回數(shù)據(jù)接收應答指令。
[0030]所述任務指令包括無返回數(shù)據(jù)任務指令；所述無返回數(shù)據(jù)任務指令通信過程包括:
[0031]主控模塊向子模塊發(fā)送任務控制指令；
[0032]子模塊向主控模塊返回任務應答指令；所述任務應答指令中包括:任務控制指令確收信息和任務控制指令校驗信息；
[0033]子模塊響應任務控制指令進行相應任務作業(yè)。
[0034]所述狀態(tài)指令包括主控模塊查詢子模塊狀態(tài)指令；所述主控模塊查詢子模塊狀態(tài)指令通信過程包括:[0035]主控模塊向子模塊發(fā)送狀態(tài)查詢指令；所述狀態(tài)查詢應答指令中包括有所要查詢的狀態(tài)信息；
[0036]子模塊向主控模塊返回狀態(tài)查詢應答指令；所述狀態(tài)查詢應答指令中包括:狀態(tài)查詢應答指令確收信息和狀態(tài)查詢應答指令校驗信息；
[0037]子模塊響應狀態(tài)查詢應答指令向主控模塊返回相關狀態(tài)參數(shù)信息；
[0038]主控模塊接收所述返回的狀態(tài)參數(shù)信息，并向子模塊返回狀態(tài)信息接收應答指令。
[0039]所述狀態(tài)指令包括子模塊主動上傳狀態(tài)指令；所述子模塊主動上傳狀態(tài)指令通信過程包括:
[0040]當子模塊檢測到異常狀態(tài)時，子模塊向主控模塊上傳異常狀態(tài)信息指令；所述異常狀態(tài)信息指令中至少包括:該子模塊的模塊ID信息和異常狀態(tài)信息；
[0041]主控模塊接收所述異常狀態(tài)信息指令，并向子模塊返回狀態(tài)信息接收應答指令。
[0042]所述特征參數(shù)設置和查詢指令包括特征參數(shù)設置指令；所述特征參數(shù)設置指令通信過程包括:
[0043]主控模塊向子模塊發(fā)送特征參數(shù)設置指令；所述特征參數(shù)設置指令中包括有所要設置的特征參數(shù)信息；
[0044]子模塊響應特征參數(shù)設置指令進行特征參數(shù)設置；
[0045]子模塊向主控模塊返回參數(shù)設置應答指令；所述參數(shù)設置應答指令中包括:特征參數(shù)設置結果信息。
[0046]所述特征參數(shù)設置和查詢指令包括特征參數(shù)查詢指令；所述特征參數(shù)查詢指令通信過程包括:
[0047]主控模塊向子模塊發(fā)送特征參數(shù)查詢指令；所述特征參數(shù)查詢指令中包括有所要查詢的特征參數(shù)信息；
[0048]子模塊響應特征參數(shù)查詢指令向主控模塊返回相關特征參數(shù)信息；
[0049]主控模塊接收所述返回的特征參數(shù)信息，并向子模塊返回特征參數(shù)信息接收應答指令。
[0050]所述水質監(jiān)測儀器設置有初始化過程，包括:
[0051]主控模塊向所有子模塊發(fā)出特征參數(shù)查詢指令，以查詢各個子模塊的設備號；
[0052]每個子模塊響應該特征參數(shù)查詢指令，向主控模塊返回其各自的設備號；
[0053]主控模塊接收所述子模塊返回的設備號，并判斷是否有新的子模塊插入；如果有新的子模塊被插入，則主控模塊分配給該子模塊一個模塊ID ；
[0054]主控模塊向該子模塊發(fā)送特征參數(shù)設置指令；所述特征參數(shù)設置指令中包括有該子模塊的模塊ID信息；
[0055]子模塊響應特征參數(shù)設置指令，將該模塊ID信息設置于本地源地址；
[0056]子模塊向主控模塊返回參數(shù)設置應答指令。
[0057]通過本發(fā)明實施例，該水質監(jiān)測儀器采用CAN總線實現(xiàn)主控模塊與各個獨立功能子模塊之間的指令通信，各個模塊采用統(tǒng)一的總線協(xié)議進行通信設計，提供了一種統(tǒng)一的、開放式的平臺，從而提高儀器設計的靈活性，方便對儀器進行維修升級。【專利附圖】
【附圖說明】
[0058]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發(fā)明的限定。在附圖中:
[0059]圖1為基于CAN總線的水質監(jiān)測儀器的基本結構圖；
[0060]圖2為有返回數(shù)據(jù)任務指令流程圖；
[0061]圖3為無返回數(shù)據(jù)任務指令流程圖；
[0062]圖4為主控模塊查詢子模塊狀態(tài)指令流程圖；
[0063]圖5為子模塊主動上傳狀態(tài)指令流程圖；
[0064]圖6為特征參數(shù)設置指令流程圖；
[0065]圖7為特征參數(shù)查詢指令流程圖。
【具體實施方式】
[0066]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實施方式和附圖，對本發(fā)明做進一步詳細說明。在此，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。
[0067]針對上述現(xiàn)有水質檢測儀器所存在的問題，本發(fā)明設計基于CAN總線構建一種基于統(tǒng)一的總線協(xié)議進行通信的水質監(jiān)測儀器平臺，各種功能模塊通過統(tǒng)一的總線連接進行數(shù)據(jù)交互，使得儀器的組成更為靈活、方便。
[0068]圖1為基于CAN總線的水質監(jiān)測儀器的基本結構圖。如圖所示，所述基于CAN總線的水質監(jiān)測儀器由主控模塊和若干子模塊組成。該主控模塊與子模塊通過CAN總線通信連接。
[0069]所述主控模塊，用于控制各個子模塊進行工作。
[0070]所述子模塊，用于實現(xiàn)對水樣的監(jiān)測功能。各個子模塊分別用于實現(xiàn)特定功能的水質監(jiān)測工作。通常，該子模塊可以包括:采樣留樣模塊、進樣計量模塊、消解控制模塊和標定測量等模塊。所述采樣留樣模塊，用于采集水源，并保存水樣。所述進樣計量模塊，用于定量量取水樣。所述消解控制模塊，用于對水樣進行消解處理。所述標定測量等模塊，用于對水樣進行指標性測試，獲得測試指標結果。通過上述各個子模塊分別完成水質監(jiān)測中的各個環(huán)節(jié)，最終實現(xiàn)對水質的監(jiān)測。
[0071]所述主控模塊與子模塊之間的通信通過任務指令、狀態(tài)指令、特征參數(shù)設置和查詢指令三類指令完成。
[0072]所述任務指令，用于由主控模塊向子模塊下達任務控制指令，以控制子模塊完成相應工作。
[0073]所述狀態(tài)指令，用于獲取子模塊當前狀態(tài)信息。
[0074]所述特征參數(shù)設置和查詢指令，用于設置或查詢子模塊的特征參數(shù)。
[0075]由于，CAN總線中各個節(jié)點具有平等的地位，均可接收總線上傳輸?shù)闹噶?。為減少軟件復雜度，避免指令誤傳，該水質監(jiān)測儀器所傳輸指令中包含有模塊ID信息。各個模塊(包括主控模塊和子模塊)進接收與本模塊ID信息相符的指令信息。
[0076]通過上述設計，本發(fā)明提供了一種基于CAN總線的水質監(jiān)測儀器，該水質監(jiān)測儀器一改現(xiàn)有水質監(jiān)測儀器系統(tǒng)構架式設計架構，采用CAN總線實現(xiàn)主控模塊與各個獨立功能子模塊之間的指令通信，各個模塊采用統(tǒng)一的總線協(xié)議進行通信設計。這樣，為水質監(jiān)測儀器的設計提供了一種統(tǒng)一的、開放式的平臺，從而提高儀器設計的靈活性，方便對儀器進行維修升級，從而得以適應市場對水質監(jiān)測儀器的需求越來越趨向于定制化和柔性化的趨勢。
[0077]另外，由于該水質監(jiān)測儀器采用CAN總線進行通信連接，借助CAN總線本身的較強的抗干擾能力等特點，可以實現(xiàn)硬件濾波功能，從而減少了軟件濾波的設計成本。
[0078]其中，所述任務指令又可以分為有返回數(shù)據(jù)任務指令和無返回數(shù)據(jù)任務指令。
[0079]圖2為有返回數(shù)據(jù)任務指令流程圖。如圖所示，該有返回數(shù)據(jù)任務指令通信過程包括:
[0080]主控模塊向子模塊發(fā)送任務控制指令；
[0081]子模塊向主控模塊返回任務應答指令；所述任務應答指令中可以包括:任務控制指令確收信息和任務控制指令校驗信息。所述任務控制指令確收信息，用于確認所述任務控制指令已被接收。所述任務控制指令校驗信息，用于校驗該任務控制指令是否正常，如該指令是否正確，是否能被執(zhí)行等。
[0082]子模塊響應任務控制指令進行相應任務作業(yè)，并向主控模塊返回監(jiān)測數(shù)據(jù)；
[0083]主控模塊接收所述返回的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并向子模塊返回數(shù)據(jù)接收應答指令，以確認監(jiān)測數(shù)據(jù)已被正確接收。
[0084]上述有返回數(shù)據(jù)任務指令主要針對水質監(jiān)測儀器中，水樣指標性數(shù)據(jù)測試等作業(yè)任務所設計，以控制子模塊完成對水樣指標性數(shù)據(jù)進行測量。
[0085]圖3為無返回數(shù)據(jù)任務指令流程圖。如圖所示，該無返回數(shù)據(jù)任務指令通信過程包括:
[0086]主控模塊向子模塊發(fā)送任務控制指令；
[0087]子模塊向主控模塊返回任務應答指令；所述任務應答指令中可以包括:任務控制指令確收信息和任務控制指令校驗信息。
[0088]子模塊響應任務控制指令進行相應任務作業(yè)。
[0089]該無返回數(shù)據(jù)任務指令相較于前述有返回數(shù)據(jù)任務指令主要少了數(shù)據(jù)返回步驟。該無返回數(shù)據(jù)任務指令主要針對子模塊一些無需獲取數(shù)據(jù)的作業(yè)任務所設計，如開閥、關閥、開泵、關泵等。
[0090]其中，所述狀態(tài)指令又可以分為主控模塊查詢子模塊狀態(tài)指令和子模塊主動上傳狀態(tài)指令。
[0091]圖4為主控模塊查詢子模塊狀態(tài)指令流程圖。如圖所示，該主控模塊查詢子模塊狀態(tài)指令通信過程包括:
[0092]主控模塊向子模塊發(fā)送狀態(tài)查詢指令；所述狀態(tài)查詢應答指令中包括有所要查詢的狀態(tài)信息。
[0093]子模塊向主控模塊返回狀態(tài)查詢應答指令；所述狀態(tài)查詢應答指令中可以包括:狀態(tài)查詢應答指令確收信息和狀態(tài)查詢應答指令校驗信息。所述狀態(tài)查詢應答指令確收信息，用于確認所述狀態(tài)查詢應答指令已被接收。所述狀態(tài)查詢應答指令校驗信息，用于校驗該狀態(tài)查詢應答指令是否正常，如該指令是否正確，是否能被執(zhí)行等。
[0094]子模塊響應狀態(tài)查詢應答指令向主控模塊返回相關狀態(tài)參數(shù)信息；[0095]主控模塊接收所述返回的狀態(tài)參數(shù)信息，并向子模塊返回狀態(tài)信息接收應答指令，以確認狀態(tài)參數(shù)信息已被正確接收。
[0096]上述主控模塊查詢子模塊狀態(tài)指令主要針對水質監(jiān)測儀器中，主控模塊需要獲取子模塊的當前狀態(tài)的任務，通過該獲取的狀態(tài)參數(shù)信息以決定下一步如何操作。
[0097]圖5為子模塊主動上傳狀態(tài)指令流程圖。如圖所示，該子模塊主動上傳狀態(tài)指令通信過程包括:
[0098]當子模塊檢測到異常狀態(tài)時，子模塊向主控模塊上傳異常狀態(tài)信息指令；所述異常狀態(tài)信息指令中至少包括:該子模塊的模塊ID信息和異常狀態(tài)信息；
[0099]主控模塊接收所述異常狀態(tài)信息指令，并向子模塊返回狀態(tài)信息接收應答指令，以確認狀態(tài)參數(shù)信息已被正確接收。
[0100]上述子模塊主動上傳狀態(tài)指令主要針對水質監(jiān)測儀器中，當子模塊運行過程中出現(xiàn)異常狀況時(如取試劑時試劑瓶空，計算時參數(shù)錯誤等)，及時上傳這些異常狀態(tài)，或者報警，通知主控模塊，為主控模塊的下一步操作提供依據(jù)。
[0101]其中，所述特征參數(shù)設置和查詢指令又可以分為特征參數(shù)設置指令和特征參數(shù)查詢指令。
[0102]圖6為特征參數(shù)設置指令流程圖。如圖所示，該特征參數(shù)設置指令通信過程包括:
[0103]主控模塊向子模塊發(fā)送特征參數(shù)設置指令；所述特征參數(shù)設置指令中包括有所要設置的特征參數(shù)信息；
[0104]子模塊響應特征參數(shù)設置指令進行特征參數(shù)設置；
[0105]子模塊向主控模塊返回參數(shù)設置應答指令；所述參數(shù)設置應答指令中可以包括:特征參數(shù)設置結果信息(如參數(shù)正確設置成功，參數(shù)錯誤丟棄等)。
[0106]上述特征參數(shù)設置指令主要針對水質監(jiān)測儀器中，主控模塊需要對子模塊的特征參數(shù)進行主動控制、設置的情況。
[0107]圖7為特征參數(shù)查詢指令流程圖。如圖所示，該特征參數(shù)查詢指令通信過程包括:
[0108]主控模塊向子模塊發(fā)送特征參數(shù)查詢指令；所述特征參數(shù)查詢指令中包括有所要查詢的特征參數(shù)信息；
[0109]子模塊響應特征參數(shù)查詢指令向主控模塊返回相關特征參數(shù)信息；
[0110]主控模塊接收所述返回的特征參數(shù)信息，并向子模塊返回特征參數(shù)信息接收應答指令，以確認特征參數(shù)信息已被正確接收。
[0111]上述特征參數(shù)查詢指令主要針對水質監(jiān)測儀器中，主控模塊需要對子模塊本身的特征參數(shù)(如子模塊的設備號)進行查詢的情況。
[0112]基于上述CAN總線協(xié)議下的水質監(jiān)測儀器模塊結構，以及相應的指令集設計，該水質監(jiān)測儀器可以實現(xiàn)很多現(xiàn)有水質監(jiān)測儀器所無法實現(xiàn)的功能。下面僅以一個實施例進行舉例，以說明本發(fā)明所設計水質監(jiān)測儀器在實用中與現(xiàn)有技術的區(qū)別。
[0113]每個子模塊在出廠時都有一個唯一的設備號，在水質監(jiān)測儀器上電啟動后的初始化過程中，包括如下流程:
[0114]主控模塊向所有子模塊發(fā)出特征參數(shù)查詢指令，以查詢各個子模塊的設備號；所述設備號為子模塊的一種特征參數(shù)；
[0115]每個子模塊響應該特征參數(shù)查詢指令，向主控模塊返回其各自的設備號；[0116]主控模塊接收所述子模塊返回的設備號，并與已有的設備號列表進行比較，判斷是否有新的子模塊插入；如果有新的子模塊被插入，則主控模塊根據(jù)該子模塊的種類及插入模塊的先后順序動態(tài)的分配給該子模塊一個模塊ID ；
[0117]主控模塊向該子模塊發(fā)送特征參數(shù)設置指令；所述特征參數(shù)設置指令中包括有該子模塊的模塊ID信息；
[0118]子模塊響應特征參數(shù)設置指令，將該模塊ID信息設置于本地源地址；
[0119]子模塊向主控模塊返回參數(shù)設置應答指令，以確認參數(shù)設置成功。
[0120]通過上述方案，本發(fā)明所設計的水質監(jiān)測儀器實現(xiàn)了子模塊的即插即用功能，這在現(xiàn)有水質監(jiān)測儀器中是無法實現(xiàn)的。通過該即插即用功能，用戶可以根據(jù)現(xiàn)場的水質特點、檢測精度和成本要求，通過對這些模塊的選用和科學組合，定制出符合用戶需求、性價比最高的水質在線檢測儀器。用戶也可以通過更換軟件和組件來更改儀器的檢測指標和量程。可見，該水質監(jiān)測儀器提供給用戶極大地配置靈活性，具有很大的實用意義。
[0121]綜上所述，本發(fā)明提供了一種基于CAN總線的水質監(jiān)測儀器。該水質監(jiān)測儀器一改現(xiàn)有水質監(jiān)測儀器系統(tǒng)構架式設計架構，采用CAN總線實現(xiàn)主控模塊與各個獨立功能子模塊之間的指令通信，各個模塊采用統(tǒng)一的總線協(xié)議進行通信設計。這樣，為水質監(jiān)測儀器的設計提供了一種統(tǒng)一的、開放式的平臺，從而提高儀器設計的靈活性，方便對儀器進行維修升級，從而得以適應市場對水質監(jiān)測儀器的需求越來越趨向于定制化和柔性化的趨勢。本領域技術人員在此設計思想之下所做任何不具有創(chuàng)造性的改造，均應視為在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種基于CAN總線的水質監(jiān)測儀器，其特征在于:由主控模塊和若干子模塊組成；所述主控模塊與子模塊通過CAN總線通信連接； 所述主控模塊，用于控制各個子模塊進行工作； 所述子模塊，用于實現(xiàn)對水樣的監(jiān)測功能； 所述主控模塊與子模塊之間的通信通過任務指令、狀態(tài)指令、特征參數(shù)設置和查詢指令三類指令完成； 所述任務指令，用于由主控模塊向子模塊下達任務控制指令，以控制子模塊完成相應工作； 所述狀態(tài)指令，用于獲取子模塊當前狀態(tài)信息； 所述特征參數(shù)設置和查詢指令，用于設置或查詢子模塊的特征參數(shù)。
2.如權利要求1所述的基于CAN總線的水質監(jiān)測儀器，其特征在于:所述若干子模塊包括:采樣留樣模塊、進樣計量模塊、消解控制模塊和/或標定測量模塊； 所述采樣留樣模塊，用于采集水源，并保存水樣； 所述進樣計量模塊，用于定量量取水樣； 所述消解控制模塊，用于對水樣進行消解處理； 所述標定測量模塊，用于對水樣進行指標性測試。
3.如權利要求1所述的基于CAN總線的水質監(jiān)測儀器，其特征在于:所述任務指令包括有返回數(shù)據(jù)任務指令；所·述有返回數(shù)據(jù)任務指令通信過程包括: 主控模塊向子模塊發(fā)送任務控制指令； 子模塊向主控模塊返回任務應答指令；所述任務應答指令中包括:任務控制指令確收信息和任務控制指令校驗信息； 子模塊響應任務控制指令進行相應任務作業(yè)，并向主控模塊返回監(jiān)測數(shù)據(jù)； 主控模塊接收所述返回的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并向子模塊返回數(shù)據(jù)接收應答指令。
4.如權利要求1所述的基于CAN總線的水質監(jiān)測儀器，其特征在于:所述任務指令包括無返回數(shù)據(jù)任務指令；所述無返回數(shù)據(jù)任務指令通信過程包括: 主控模塊向子模塊發(fā)送任務控制指令； 子模塊向主控模塊返回任務應答指令；所述任務應答指令中包括:任務控制指令確收信息和任務控制指令校驗信息； 子模塊響應任務控制指令進行相應任務作業(yè)。
5.如權利要求1所述的基于CAN總線的水質監(jiān)測儀器，其特征在于:所述狀態(tài)指令包括主控模塊查詢子模塊狀態(tài)指令；所述主控模塊查詢子模塊狀態(tài)指令通信過程包括: 主控模塊向子模塊發(fā)送狀態(tài)查詢指令；所述狀態(tài)查詢應答指令中包括有所要查詢的狀態(tài)息; 子模塊向主控模塊返回狀態(tài)查詢應答指令；所述狀態(tài)查詢應答指令中包括:狀態(tài)查詢應答指令確收信息和狀態(tài)查詢應答指令校驗信息； 子模塊響應狀態(tài)查詢應答指令向主控模塊返回相關狀態(tài)參數(shù)信息； 主控模塊接收所述返回的狀態(tài)參數(shù)信息，并向子模塊返回狀態(tài)信息接收應答指令。
6.如權利要求1所述的基于CAN總線的水質監(jiān)測儀器，其特征在于:所述狀態(tài)指令包括子模塊主動上傳狀態(tài)指令；所述子模塊主動上傳狀態(tài)指令通信過程包括:當子模塊檢測到異常狀態(tài)時，子模塊向主控模塊上傳異常狀態(tài)信息指令；所述異常狀態(tài)信息指令中至少包括:該子模塊的模塊ID信息和異常狀態(tài)信息； 主控模塊接收所述異常狀態(tài)信息指令，并向子模塊返回狀態(tài)信息接收應答指令。
7.如權利要求1所述的基于CAN總線的水質監(jiān)測儀器，其特征在于:所述特征參數(shù)設置和查詢指令包括特征參數(shù)設置指令；所述特征參數(shù)設置指令通信過程包括: 主控模塊向子模塊發(fā)送特征參數(shù)設置指令；所述特征參數(shù)設置指令中包括有所要設置的特征參數(shù)信息； 子模塊響應特征參數(shù)設置指令進行特征參數(shù)設置； 子模塊向主控模塊返回參數(shù)設置應答指令；所述參數(shù)設置應答指令中包括:特征參數(shù)設置結果信息。
8.如權利要求1所述的基于CAN總線的水質監(jiān)測儀器，其特征在于:所述特征參數(shù)設置和查詢指令包括特征參數(shù)查詢指令；所述特征參數(shù)查詢指令通信過程包括: 主控模塊向子模塊發(fā)送特征參數(shù)查詢指令；所述特征參數(shù)查詢指令中包括有所要查詢的特征參數(shù)信息； 子模塊響應特征參數(shù)查詢指令向主控模塊返回相關特征參數(shù)信息； 主控模塊接收所述返回的特征參數(shù)信息，并向子模塊返回特征參數(shù)信息接收應答指令。
9.如權利要求1、7或8所述的基于CAN總線的水質監(jiān)測儀器，其特征在于:所述水質監(jiān)測儀器設置有初始化過程，包括: 主控模塊向所有子模塊發(fā)出特征參數(shù)查詢指令，以查詢各個子模塊的設備號； 每個子模塊響應該特征參數(shù)查詢指令，向主控模塊返回其各自的設備號； 主控模塊接收所述子模塊返回的設備號，并判斷是否有新的子模塊插入；如果有新的子模塊被插入，則主控模塊分配給該子模塊一個模塊ID ； 主控模塊向該子模塊發(fā)送特征參數(shù)設置指令；所述特征參數(shù)設置指令中包括有該子模塊的模塊ID信息； 子模塊響應特征參數(shù)設置指令，將該模塊ID信息設置于本地源地址； 子模塊向主控模塊返回參數(shù)設置應答指令。
【文檔編號】G01N33/18GK103543243SQ201210243825
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月13日 優(yōu)先權日:2012年7月13日
【發(fā)明者】劉宇兵, 徐劍飛 申請人:廣州市怡文環(huán)境科技股份有限公司