(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210824785.9 (22)申请日 2022.07.14 (71)申请人 中船勘察设计 研究院有限公司 地址 200063 上海市普陀区中山北路215 0 号6楼 (72)发明人 崔然　彭伟　朱云峰　吴丰收　 (74)专利代理 机构 上海蓝迪专利商标事务所 (普通合伙) 31215 专利代理师 徐筱梅 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) H04L 12/40(2006.01) (54)发明名称 一种边坡地质环 境CAN总线动态检测系统及 其检测方法 (57)摘要 本发明公开了一种边坡地质环 境CAN总线动 态检测系统及其检测方法， 其特点是采用CAN总 线和电源总线连接的检测仪本体和传感器构建 的CAN总线动态检测系统， 对边坡的地质环境进 行实时的动态检测并进行预警， 所述检测仪本体 上设有CAN收发器电路、 CAN控制器电路、 处理器、 显示装置、 报警模块和通信单元； 所述传感器组 包括： 雨量计、 位移传感器、 孔隙水压计、 锚索计 和土压传感器。 本发明与现有 技术相比具有系统 搭建方便并拥有很好的开放性， 结合边坡实际地 质环境， 可方便地在CAN总线电缆上直接增设传 感器， 不需要单独牵拉电缆， 从而节省了电缆的 使用量， 极大地降低了成本， 系统结构简单， 使用 方便， 实施效果 好， 具有一定的应用前 景。 权利要求书2页 说明书6页 附图5页 CN 115164989 A 2022.10.11 CN 115164989 A 1.一种边坡地质环境CAN总线动态检测系统， 包括用于检测边坡地质环境的检测仪本 体和传感器组， 其特征在于采用CAN总线电缆和电源总线电缆连接的检测仪本体和传感器 组构建的CA N总线动态检测系统， 对边坡的地质环境进 行实时的动态检测和预警， 所述检测 仪本体上设有CA N收发器电路、 CAN控制器电路、 处理器、 显示装置、 报警模块、 通信单元和电 源模块； 所述传感器组包括： 雨量计、 位移传感器、 孔隙水压计、 锚索计和 土压传感器； 所述 雨量计、 位移传感器、 孔隙水压计、 锚索计和土压传感器分别与CAN总线电缆和电源总线电 缆连接； 所述CAN收发器电路与CA N总线电缆连接； 所述电源模块与电源总线电缆连接； 所述 处理器分别与显示装置、 报警模块、 通信单元和电源模块连接； 所述CAN控制器电路分别与 CAN收发器电路和处 理器连接； 所述CAN采用串行通行协议。 2.根据权利要求1所述的边坡地质环境CAN总 线动态检测系统， 其特征在于所述雨量计 设置于边坡顶部； 所述位移传感器和孔隙水压计设置于边坡上； 所述锚索计设置于边坡的 岩石下方； 所述土 压传感器设置 于边坡的土壤内。 3.根据权利要求1所述的边坡地质环境CAN总线动态检测系统， 其特征在于所述CAN收 发器电路为TJA1050的CAN收发器芯片U1， 其TXD和RXD引脚与CAN控制器电路连接， 所述CAN 收发器芯片U1的Vcc引脚与5V电源和接地的电容C1并接； 所述CAN收发器芯片U1的CANH和 CANL两引脚并接电阻R1后与CAN总线电缆连接； 所述CAN收发器芯片U1的S引脚串接电阻R1 后接地； 所述CAN收发器芯片U1的GND引脚接地。 4. 根据权利 要1所述的边坡地质环境CAN总线动态检测系统， 其特征在于所述CAN控制 器电路为SJA1000的CAN控制器芯片U2， 其  XTAL1和 XTAL2两引脚并接晶振X1后分别 与接地 的电容C2和C3连接； 所述CAN控制器芯片 U2的RX1、 VSS1、 VSS2和VSS3引脚接地； 所述CAN控制 器芯片U2的MODE、 VDD1、 VDD2和VDD3引脚与电源VDD连接； 所述CAN控制器芯片 U2的RST/引脚 用作复位信号输入端； 所述CAN控制器芯片 U2的AD0～AD7、 CS/、 ALE、 RD/、 WR/、 INT/和CLKOUT 引脚均与处理器连接 。 5.根据权利要求1所述的一种边坡地质环境CAN总 线动态检测系统， 其特征在于所述显 示装置包括： 实时数据显示区、 预设数据显示区和操作控制区。 6.根据权利要求1或权利要求3所述的边坡地质环境CAN总线动态检测系统， 其特征在 于所述CA N收发器电路设有抗干扰单元电路， 所述抗干扰单元电路由电阻R3、 R4和接地的电 容C4、 C5组成， 所述电阻R3的一端与CAN收发器芯片U1 的CANH引脚连接， 电阻R3的另一端与 接地的电容C4和  CAN总线电缆连接； 所述电阻R4的一端与CAN收发器芯片U1 的CANL引脚连 接， 电阻R4的另一端与接地的电容C 5和 CAN总线电缆连接 。 7.根据权利要1或权利要求4所述的边坡地质环境CAN总线动态检测系统， 其特征在于 所述CAN控制器电路设有第一隔离单元电路和第二隔离单元电路， 所述第一隔离单元电路 为CY6N137的光耦隔离芯片U3， 其ANODE引脚串接电阻R5后与电源VCC1连接； 所述光耦隔离 芯片U3的VCC引脚与接地的电容C6和电阻R6的一端与电源VCC2并接； 所述电阻R6的另一端 与接地的电容C7和光耦隔离芯片U3的VO引脚并接； 所述光耦隔离芯片U3的CATHODE引脚用 于连接CAN控制器芯片U2的TX0引脚； 所述光耦隔离芯片U3的VO引脚用于连接CAN收发器芯 片U1的TXD引脚； 所述光耦隔离芯片U3的GND引脚接地； 所述第二隔离单元电路为CY6N137的 光耦隔离芯片U4， 其ANODE引脚串接电阻R7后与电源VCC1连接， 所述光耦隔离芯片U4的VCC 引脚与接地的电容C8和电阻R8的一端与电源VCC2并接； 所述电阻R8的另一端与接地的电容权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115164989 A 2C9和光耦隔离芯片U4的VO引脚并接； 所述光耦隔离芯片U4的CATHODE引脚用于连接CAN控制 器芯片U2的RX0引脚； 所述 光耦隔离芯片U4的VO引脚用于连接 CAN收发器芯片U1的RXD引脚。 8.一种权利要求1所述边坡地质环境CAN总 线动态检测系统 的检测方法， 其特征在于该 检测方法具体包括以下步骤： S1： 根据边坡的环境实际情况， 对位移传感器和土压传感器预设相应的检测参数第一 阈值和检测参数第二阈值， 所述检测参数第二阈值大于检测参数第一阈值； S2： 将上述预设的阈值通过显示装置上的操作控制区进行输入， 并通过预设数据显示 区进行直观显示； S3： 传感器组将实时检测的测量值通过CAN总线电缆传输至CAN收发器电路， 经CAN控制 器电路和处 理器后由实时数据显示区进行直观显示； S4： 处理器对检测参数实时测量值与各预设阈值进行比较， 并将比较结果通过通信单 元传送至信息终端， 以及通过报警模块进行 预警处理。 9.根据权利要求8所述的一种边坡地质环境CAN总 线动态检测系统的检测方法， 其特征 在于所述步骤S4中的预警处理为： 对小于检测参数第一阈值的检测参数实时测量值在实时 数据显示区中呈绿色显示， 报警模块不进行预警处理； 对大于检测参数第一阈值且小于检 测参数第二阈值的检测参数实时测量值在实时数据显示区中呈黄色显示， 报警模块进 行预 警处理； 对大于检测参数第二阈值的检测参数实时测量值在实时数据显示区中呈红色显 示， 报警模块进行 预警处理。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115164989 A 3