导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇远程监控技术论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
中图分类号:TM764
文献标识码:A
随着计算机技术、控制技术、通信技术、网络技术等的快速发展,逐渐形成了工业控制的数字化、智能化与网络化,使计算机控制系统逐步从集散控制系统(DistributedControlSystem,DCS)走向以现场总线为基础的分布式现场总线控制系统(FieldbusControlSystem,FCS)。FCS是集当今计算机技术、网络通信技术和自动控制技术为一体的当代最先进的数字化网络计算机控制技术,是一种全分散、全数字、全开放的控制系统,是自动控制技术发展的焦点和热点,被誉为工业自动化领域具有革命性的新技术。
一、基于CSS架构的远程监控系统设计
(一)系统的架构模式选择
按照系统终端情况的不同,可将该数据采集监控系统的开发模式总的分为B/S(浏览器/服务器)和C/S(客户端/服务器)两种结构模式。B/S结构的系统以服务器为核心,程序处理和数据存储基本上都在服务器端完成,用户使用IE浏览器就可以进行事务处理。C/S结构的系统以服务器作为数据处理和存储平台,用户在终端安装特定的程序来进行事务处理,然后再将数据传递到服务器端。
结合上述分析,本论文采用C/S/S模式结构。C/S/S模式也叫客户/应用服务器/数据库服务器结构Client/ApplicationServer/DatabaseServer(C/S/S)模式,是从C/S模式发展而来的。这种模式中的三层架构“分工”明确。客户端负责程序的应用和数据的读取、分析等前台操作,应用服务器存放并运行信息系统的业务逻辑,数据库服务器存放并管理信息系统的数据。由于在客户端和数据库服务器之间使用了应用服务器来处理业务逻辑,大大减轻了数据库服务器的压力,极大地提高了系统的并发处理能力;另外,由于用户的请求是发向应用服务器而不是数据库服务器,使得数据的安全性大大提高,数据库服务器的主要职责由应付客户端的数据请求,也为了实现数据的网络共享,故这种结构非常适合实时响应性、安全性、数据吞吐率等性能要求较高的系统,同时它也继承了C/S结构的优点,目前这种方式是最可靠、最能完美体现电厂大范围内的远程监控系统的控制特点及要求。
(二)系统层次结构设计
1.上位机系统层次分析。电厂安全生产远程监控系统采用三层C/S/S体系结构,使得用户只需要通过客户端即可轻松完成和实现丰富的信息管理等多种功能,整个上位机系统由客户端应用程序、应用程序服务器和数据库服务器三个层次构成,其中客户端应用程序主要完成对电厂远程监控系统的信息管理及控制等操作;应用程序服务器主要集成对全电厂安全生产管理系统的控制、管理程序;数据库服务器主要是用于存储电厂安全监控系统的生产、监测监控数据,以备查用。
2.下位机系统层次分析。既然要实现全电厂安全生产的远程监控,就必须要借助网络层实现对底层电厂生产设备、生产过程的远程监测监控,如对锅炉设备、水轮发电机组等生产设备的远程监测及监控,因此对于下位机系统的层次构成,主要是由传感采集设备(即传感器)完成对生产设备的特征数据的采集,通过数据采集卡加载网络通信模块完成数据的网络远程传输,传输到上位机系统的数据库服务器,并由用户通过客户端应用程序,通过调用应用程序服务器中的远程管理控制程序,实现对底层设备的远程监测与监控。
(三)远程监控系统的控制实现方式
二、电厂安全生产远程监控系统的实现
(一)远程视频监视系统设计
1.视频信号传输方式。工业电视系统的信号传输有两种方式:电缆传输和光纤网络传输。这里选定光纤作为电厂远程视频监控系统的传输介质,结合目前现场总线发展的新技术,依靠最先进的工业以太网通信技术实现电视监控系统的联网传输。
(二)远程数据传输通信协议设计
通信应用服务程序和监控终端间的通信方式是基于TCP/IP网络的WindowsSocket通信,因为这种通信协议是目前现场总线中最为主流和应用最为广泛的通信协议之一,用来传送各种监控数据、信息和控制命令等,具体的通信协议如下:
帧组成字段的意义:
1.IP地址用来标识发送者的网络地址,用long表示。
2.类型表示通信类型,共分为2种,即:查询和应答,用byte表示,其中0x01表示查询,0x02表示应答。
4.数据长度用来表示后跟数据的总长(字节,不包括长度本身及以前数据),用long表示。
5.数据是指具体的数据,其组成及解释随类型不同而变化。只要在需要实现远程监控的设备或机房内布置了采用该通信协议的现场总线,那么该生产设备或生产过程就可以被集成到全电厂安全生产监控系统的平台上,实现安全生产的远程监测与监控。
(三)远程监控系统的接口设计
接口是指通信服务器和底层的远程监控终端之间的通信接口。
通信服务器和监控终端之间的通信接口,采用基于TCP/IP网络的WindowsSocket通信方式,包括以下部分:
2.查询一个机房运行状态。
3.查询一个班组:当监控终端主机监控一个班组时,定时向通信服务器发查询本班组所有机房运行状态的命令。对获得的机房数据进行处理。
4.查询所有机房:当监控终端主机监控所有机房时,定时向通信服务器发查询所有机房运行状态的命令。对获得的机房数据进行处理。
5.查询通信状态:监控终端主机定时发送查询交换机当前通信是否正常的命令。
6.接收报警:监控终端主机接受通信服务器发送的报警信息并进行处理、显示。
三、结语
参考文献
[1]刘桂芝.智能社区网络视频监控报警联动系统的设计[J].微计算机信息,2005,(28).
[5]SmartRFCC2420PRELIMINARYDatasheet[S].ASChipconOslo,Norway,2004.
[6]董挺挺,沙超,王汝传.基于CC2420的无线传感器网络节点的设计[J].电子工程师,2007,33(4):67-70.
[7]刘建.基于ZigBee技术的远程医疗监护节点的设计与研究.西安.西安科技大学硕士论文.西安科技大学,2011:39.
[8]杨顺,章毅,陶康.基于ZigBee和以太网的无线网关设计[J].计算机系统应用.2010(19).
基金项目:广西机电职业技术学院2012年院级科研项目(【2012】KY004)。
0引言
城市照明的迅速发展在改善城市环境、完善城市功能、提高市民的生活素质发挥重要作用的同时也加大了对能源的需求和消耗,加剧了城市供用电紧张。据中国照明学会统计,由于线路损耗、夜间超负荷运行等原因,城市道路照明的电能利用率不到65%,耗电总量占中国发电总量的2%左右,节能潜力巨大[1]。除此之外普通城市照明还存在监控管理方式落后,安全性能较低等问题。
我国提出的建设资源节约型社会的目标和发展循环经济的任务为上述问题的解决提供了很多思路。其中风力与太阳能互补路灯采用风能与太阳能为能源,无需开沟埋线,具有不受供电影响,不消耗常规电网能源,安装简便,绿色环保,无安全隐患等优点,是解决上述问题的一种重要解决方案,具有极高的社会效益、经济效益和环境效益。
为了保证路灯的正常使用,使路灯始终工作在最优状态,管理机构需要对路灯的实时工作状态进行监控管理。但是在目前通常风光互补路灯的设计中,为了简化布线,每个路灯均为一个独立的光伏系统[2]。图1所示,每套路灯均由太阳能电池板、风力发电机、路灯控制器、蓄电池组、路灯灯头以及架杆组成,各灯之间相互独立,没有线路连接,无法以传统布线的方式对风光互补路灯的进行监控和管理。
针对上述问题,论文引入物联网技术构建了一种基于ZigBee无线传感网络的风光互补路灯照明智能控制系统,通过在每一盏路灯的控制器安装ZigBee节点构建ZigBee无线传感网络,并在管理机构搭建路灯智能监控管理平台,将管理机构与每一杆路灯连接起来,最终实现管理机构(监管平台)对每一盏路灯的工作状况全方位的分布式自动/人工监视和控制,进而实现风光互补路灯照明工作状态的最优化管理。
图1传统风光互补路灯系统结构
1系统总体方案设计
图2道路照明智能控制系统组成结构
辅助决策系统主要由光照度采集传感器、GPS模块、温湿度传感器、风速风向传感器、雨雪传感器和网络摄像机组成,主要用作对相应区域内道路照明设施控制的决策依据。该系统可以实时的通过数据通信网络将辅助决策数据发送至数据监控中心,数据监控中心根据当前的气象状态数据向相应区域内的ZigBee无线监控网络发送控制命令,从而完成对路灯工作状态的控制。
2智能控制系统硬件设计
2.1智能路灯控制器
智能路灯控制器作完成了照明系统的发电控制、蓄电池供放电控制、路灯照明开闭及亮度控制等,是道路照明智能控制系统的核心部件,对道路照明系统的工作效率和稳定性起到决定性作用。考虑到论文设计的道路照明智能控制系统的光伏及风力发电的原理、蓄电池充放电工作原理、ZigBee无线传感网络工作方式和道路照明的实际需求,论文设计了如图3所示的风光互补路灯控制系统,包括了微处理器模块、发电设备发电/充电控制管理模块、蓄电池状态数据采集模块、电源控制管理模块、负载状态采集模块和负载输出驱动控制模块等,除此之外风力发电机、太阳能电池板、蓄电池组、LED路灯灯头和无线通信模块与控制器相连,最终与灯杆、灯架等设备组装后安装于道路两侧实现道路照明功能。
图3道路照明智能控制系统功能结构
其中控制器微处理器采用德州仪器推出的ZigBee新一代SOC芯片CC2530,支持IEEE802.15.4标准/ZigBee/ZigBeeRF4CE和能源的应用,芯片内集成了ZigBee无线模块,结合了一个完全集成的,高性能的RF收发器与一个业界标准增强型8051MCU,8KB的RAM,32/64/128/256KB闪存[3]。主要控制完成各个检测数据的采集、太阳跟踪算法的实现、步进电机的驱动以及相应的状态数据的发送和控制命令的接收等路灯控制器功能。
电力拖动模块采用的步进电机控制电池板在高度角和方位角上进行变化,并通过限位传感器判断电机的转动停止位置。并配置合适的蜗轮蜗杆减速机,由于蜗杆轴向力较大,机构具有自锁性,可实现反向自锁,即只能由蜗杆带动蜗轮,而不能由蜗轮带动蜗杆,防止电池板在大风天气下反向拖动步进电机。
2.2ZigBee/GPRS网关
ZigBee/GPRS网关集成了ZigBee汇聚节点与GPRS网关模块(或直接接入有线Internet网络),主要作为ZigBee无线监控网络与远程监控中心的通信枢纽完成监控中心控制命令的下传和各路灯状态数据的上传等工作,其结构如图4所示。
图4ZigBee/GPRS网关结构设计框图
其中MCU+ZigBee模块同样采用新一代SOC芯片CC2530,E2PROM采用EEPROM24C系列存储芯片,按键与显示模块完成人机交互。GPRS模块采用HC-GPRS/232/T,该模块是GPRS透明传输终端,内置工业级GPRS模块,具有RS232接口的工业设备无需更改任何软件即可通过GPRS无线联网,支持点对点、点对多通信。
3智能控制系统功能设计
3.1太阳自动追踪策略
由于地球自转和公转的影响,太阳的高度角和方位角会在一年四季内按照固定的规律发生变化,而太阳光在与太阳能电池板成垂直角度照射时,电池板接收光照强度最高,发电效率最好,因此论文以路灯套件中的电力拖动模块为基础设计了电池板的太阳追踪策略,构建太阳追踪系统,保证太阳能板工作时始终处于较高的发电效率状态[4]。考虑到实际应用需求,论文将太阳追踪策略分为如流程图3种工作状态:
(1)自动回位
在日落时,风光互补路灯主要依靠风机发电,若风机发电不足则依靠蓄电池组供电照明。此时需要太阳能电池板以限位传感器为基准旋转到初始垂直位置,等待次日的继续运转。
(2)自动控制模式
当远程监控中心通过布置于某区域的辅助决策系统监测到该区域当前的气象条件适合电池板正常发电时,通过ZigBee无线传感网络向该区域各路灯控制器控制器发送控制命令,使其切换至自动控制模式。
(3)远程控制模式
当远程监控中心通过某区域的辅助决策系统监测到该区域当前的气象条件(如阴雨天气等)无需电池板进行视日追踪时,通过ZigBee无线传感网络向该区域各路灯控制器控制器发送控制命令,使其切换至远程控制模式。
此时路灯控制器根据远程监控中心管理系统或管理人员发出的控制命令,使电池板旋转至相应的位置,并在气象条件无法满足电池板发电条件时使其开路停止发电。
3.2ZigBee/GPRS网关的软件设计
图5ZigBee/GPRS网关的软件流程图
4结语
论文设计的基于ZigBee无线传感网络的风光互补路灯照明智能控制系统通过无线传感网络及相应的管理平台使城市照明管理机构对传统独立式安装的每一盏路灯的工作状况实现全方位的分布式自动/人工监视和控制,实现风光互补路灯照明工作状态的最优化管理,提高了道路照明的智能化程度。
[1]梁云,贺新军,孙美凤.新一代无线通信技术在城市照明智能监控网中的介绍[J].照明工程学报,2009(2):63-69.
[2]林闽,张艳红,修强,等.风光互补路灯控制系统的设计[J].可再生能源,2011(6):146-149.
制丝车间六千叶片线加料机主要由加料泵、料缸、加料管路、蒸汽管路等组成,是烟叶加工环节的关键过程,对产品的内在吸味影响很大。免费论文参考网。它的主要工艺任务是:将叶料按照配方的要求准确、均匀的施加到叶片中去。在每一批的烟叶的生产中。工艺要求是:叶片瞬时加料精度不能超过2%,总体加料精度不能超过1%。所有在生产中,如果出现加料不稳定的情况,对产品的内在质量影响极大。
1.存在问题
在正常的生产中,料液与雾化蒸汽在加料喷嘴处汇合,使香料成雾状均匀的喷到物料中。目前,所施加到物料中的香料的雾化效果如何,没有科学、有效的方法进行检测。
六千叶片线加料系统的简图如下所示:
2.问题原因分析
1)经过我们的观察,发现在改造前,六千叶片线加料的正常生产中,操作工仅凭手感调节雾化蒸汽管路截门,观察蒸汽压力表的读数,凭借经验值来调整加料雾化蒸汽的大小。免费论文参考网。此种操作方法,因为操作人员的差异、各自的经验值不同,加料的雾化效果也就不相同,会造成加料过程的不稳定,而此过程对产品的影响很大,就不能实现产品的“批次稳定”。
2)在六千叶片线的正常生产中,加料系统所需的蒸汽源是波动的,是否达到规定的要求,没有准确数据可供参考,也就没有可追溯性,致使六千加料料液雾化效果这一关键过程缺少可靠的保障。
3.解决办法
4.采用的关键技术及创造点
5.预期达到的技术指标与经济效益
一、基于Internet的远程机电控制系统的基础研究随着机电控制理论应用发展变化,传统机电控制系统的结构也变得越来越复杂
计算机价格的急剧下降和可靠性的明显改善,使得人们越来越多地选择计算机作为控制器。图1给出了一个传统的单回路机电控制框图。
根据传统的远程机电控制的理论和发展,本文给出基于Internet的RMCS的模型,如图2所示。从理论上分析,基于Internet的RMCS只是在传统机电控制的基础增加了一个网络环节,但实际的实现过程中需要解决很多难题。根据图2,我们可以将基于Internet的RMCS划分为3个部分:远程终端模块、网络模块、现场模块。这3个模块的分工和协作,共同实现对设备的远程控制任务。每个模块的功能如下。
(一)远程终端模块。
(二)网络模块。
网络模块是数据远距离传输的通道,是连接远程终端模块和现场设备监控模块的中间环节,包括Internet的一些传输协议、应用软件和硬件等。网络模块的目的有两个:
1.将现场设备的参数和状态信息通过Internet尽快地传输到远程监控端,使远程监控端的操作人员能够及时对现场设备的参数和状态进行了解,并决定如何进行下一步操作(比如通过传输系统发出控制命令等);
2.将远程监控端的控制信息传输到现场的控制主机,进行对设备的控制。
(三)现场模块。
现场模块实现接收远程监控端通过传输通道发出的控制信息和对现场设备的直接检测与控制。其工作流程是根据远程监控端的控制数据对设备进行控制,同时监测设备的状态,并作必要的分析,再将这些状态信息通过传输通道反馈到远程监控端。现场模块还必须有处理中断的能力。现场模块一般情况下和传统的机电控制系统一样,是一个现场计算机控制系统,功能可以划分为数据采集处理、直接数字控制、监督控制、集散型控制、分级控制和计算机控制网络。用户可以根据生产类型、生产规模、控制对象等选择适合的系统类型。
二、智能网络接口单元的基本结构
依据基于Internet的远程控制系统理论和智能网络接口单元的功能,完备的远程控制系统结构。智能网络接口单元由CPU、RAM、ROM等组成的微处理器系统是智能网络接口单元的核心,它的主要作用是根据接收的有关信息,按选定的方法进行处理并产生必要的控制指令作用与被控对象。网络控制器是中央处理器和远端主机之间通过网络双向通信的通道,是系统网络环节的关键,设备如何上网就是由它来完成的,同样要受到中央处理机的控制。
三、软件设计原则
在上面的讨论中已经将基于Internet的远程控制系统分为了3个模块:远程终端模块、网络模块和现场模块。远程终端模块的作用是远程监控,一般是与Internet相连的远离现场设备的微型计算机,其目的是对现场设备进行远端的控制与监测;网络模块是数据远距离传输的通道,是连接远程终端监控模块和现场设备监控模块的中间环节;现场模块实现接收远程监控端通过传输通道发出的控制信息以及直接检测与控制现场设备,并将现场设备的状态信息及时的反馈给远端控制机。为了提高整个系统的实时性、准确性、安全性和通用性,在软件设计时我们应遵循以下几条程序设计原则:
RemoteMonitoringApplicationResearchandImplementationMeasuresintheCampusWebServer
ZhanganFeng
(CenturyCollegeofBeijingUniversityofPosts&Telecommunications,Beijing102613,China)
Abstract:Thecampusnetworkhasbecomeacampusbuildinganimportantpart,especiallyininstitutionsofhigherlearning,itsimportancehasbecomeincreasinglyprominent,notonlycanimprovethelevelofschoolinformation,andtotheworkofteachersandstudentslearnabighelp.However,somerisksuniquetothenetworkneedtobeconcerned,whichrequiresschoolstostrengthenschoolmanagementandsupervisionofthenetworkserver.Wayofusingremotemonitoringsystemtomonitorthenetworkhasbecomeanimportantmeasureofnetworksecuritymanagement,howtoremotecontrolusedinthemanagementofcampuswebserver,isthispaper'smainfocus.
Keywords:Remotemonitoring;Campusnetwork;Server;Measures
一、校园网络远程监控的必要性分析
随着整个社会网络信息工程的更加普及,高校对校园网络建设的工作也日益重视,在众多的校园中,校园网络的建设工作已经初具规模,网络结构的构建也更加复杂,服务器的数量也越来越多,特别是我国有一些高校校园结构特殊,有下级学院或者分校,对这种情况的校园网络进行管理,就需要一个更加科学更加灵活的管理方式。利用远程监控对校园网络进行监控管理,是当前比较常见的一种监控方式。那么,为什么要对校园网络进行监控,我们从以下几个方面来分析:
(一)网络正常运行的管理需要
(二)信息安全的管理需要
(三)这是校园网络群体特征的要求
二、校园网络远程监控的内容分析
校园网络的远程监控,无论是从内容上还是功效上来看,都是一项极为复杂的工作。按照对校园网络进行监控的目的来对远程监控的内容进行分析,主要有以下几个方面:
(二)对校园网络进行流量监管
流量监管是对网络运行进行监管的一个比较常用的手段,流量是考察一个网络是否稳定运行的一个重要方面。在校园网络中,对流量的监管就更为重要。网络作为一种校园的公共资源,同样必须遵循的合理均衡的原则,但是在现实生活中,有很多行为非常占用流量的使用,例如利用软件进行一些高强度的下载,玩大型网游,一些视频播放的加速器等,这些都是非常占用流量资源的。一个网络服务器能够提供的能量和资源始终有限,如果这些有限的资源被某一个体高强度的占用,那么就意味着其他个体只能少用或者不用,当然,这种情况通常表现的就是网络无法正常运行。这种资源的分配不均匀,会给他人的工作和学习带来阻碍和困扰。当然对这种行为的规制需要靠自觉,但是我们也可以通过对流量的监控对这种现象予以应对。对于IP地址流量不正常或者说流量过于大的,管理人员可以通过技术手段对其进行限制和规制,以此来保证整个网络的有序进行,不因某个体的行为对整个网络的运行工作带来困扰。
(三)对校园网络的信息安全进行监管
三、校园网络远程监控的措施分析
(一)基于软件的方式
这种方式既有属于操作系统自带的功能,如:Windows2000Server所支持的终端服务以及Win-dowsXP和Windows2003所支持的远程桌面等,也有一些商业软件或第三方免费软件,可供选择的软件种类繁多。但是这些功能或软件的应用无一例外都是与操作系统本身的状态有关,当操作系统由于种种原因停止响应,甚至崩溃死机的时候,远程管理也就无从谈起,因此这种方式更适合作为监控系统状态、性能以及日常系统维护之用,实施常规性预防性的管理,而对于较为严重的系统故障和问题则无能为力。
(二)基于硬件的方式
基于硬件的远程管理技术是通过服务器内置的硬件模块或特殊远程管理卡来实现,它是由专用的存储控制器、以太网控制器以及使用单独指令集和数据缓存的管理芯片等组成的自主管理子系统,完全独立于服务器的操作系统,相对更为底层。这样,无论服务器是否开机,是否安装有操作系统或者系统是否正常运行,都可以使用标准的WEB浏览器通过网络对其进行全面的控制操作,实施远距离管理。硬件方案只需连接线材,无需逐一安装及设定,如通常所用的KVM具备OSD工具,支持多种多计算机管理功能,再如KN9116具备画面切割显示的功能(PanelArray),所以硬件方案在集群式服务器远程控制管理上有着绝佳的优势。
(三)iLO技术
参考文献:
[1]张荣明.基于Internet的远程监控系统研究与设计[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库,2007,2
[2]HP.RemoteManagementStrategy[Z]USA:HPDevelopmentCompany,L.P.,2004
1前言
2现代化中药农场管理系统基本框架
整个物联网应用可以分为三层,见表1。
本系统由各种特征传感器构成一个微型监护网络,传感器节点上使用中央控制器对所需要监测的植物生命指标、环境指标等传感器进行控制来采集数据。通过SIM900无线接发模块和ArduinoYun模块二种联网方式将数据发送至终端设备,并由该设备将数据传输至网络上,通过网络可将数据传输至远程监控中心,由专业人员对数据进行分析统计,提供必要的咨询服务,实现远程管理。
3系统技术关键
3.1远程监控技术
3.1.1远程监控控制端介绍本系统的一大优点就是在于其便利的远程监控,共有两种方式。
一种是基于"ArduinoYun模块"联网方式的监控(简称"网页端"),该方式的好处就在于可以很方便的查看和控制。我们采用的ArduinoYun主板,自带路由器(即无线传输功能),将传感器采集到的信息传输到互联网,同时移动电子设备(包括笔记本电脑、ipad、手机等一切可上网的设备)连接到互联网网络。就可以实现远程监控管理操作。
该方法非常便捷使用,不限制于所使用的设备,对比手机App或PC端软件的好处是:免去了下载安装,避免换设备时因没有安装而不能使用的情况;同时网页端的操作不受电子设备本身操作系统的影响(无论是安卓或IOS平台都可以使用),省去了开发App时需要兼顾系统平台的问题。
另外,考虑到系统的安全性,我们在使用网页端时,设置了用户名和密码进行加密保护,避免有其他人员的使用。
目前已经可以完成:自动灌溉、实时温湿度获取、实时图像获取、检测入侵、系统自动报警等。
操作界面,见图1。
图1"网页端"在电脑操作界面示意图
在"网页端"的电脑操作界面上,还可切换数据视图,如:折线图、柱状图、文本数据。同时设计有图片保存功能,可将所需要的数据以图片格式保存。
同时,将这些采集到的数据建立数据库,为后期研究作准备(详见技术关键信息整合部分)。
目前已完成的有:短信接收温湿度、光照度、有无人员闯入等信息,见图2。
图2"手机端"系统工作流程图
图3自动报警示意图(红色字为报警提示)
3.2硬件平台选择在硬件选择上,我们采用当今比较流行的开源硬件-Arduino。Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台,包含硬件(各种型号的Arduino板)和软件(ArduinoIDE)。
Arduino是一个基于开放原始码的软硬件平台,构建于开放原始码simpleI/O介面版,并且具有使用类似Java、C语言的Processing/Wiring开发环境。
3.3传感器的选择传感器采集中药植物各种生长参数,这些参数将通过下位机进行数据处理及融合,通过无线数据传输将数据发送到终端节点并由Internet发送到远程监控中心,为管理人员提供各种重要的生长参数变化,帮助他们实时监测远端中药植物的生长状况,并可以及时地采取相应措施。无线传感器网络节点的点框图和处理器单元如下图所示:
图4点框图和处理器单元示意图
对于该系统,我们将采用如下的传感器:①光强度-BH1750;②温湿度-SHT1x和SHT11;③生长情况-东芝MJPGUVC720P高清摄像头;④人体红外感应模块--HC-SR501;⑤有源蜂鸣器--AC-S701。
在设备唤醒上,我们优先采用WDT看门狗进行唤醒。
3.5数据获取--建立数据库对于由分布在农场中的各个传感器装置采集到的数据资料,通过电脑将这些数据存储到数据库中。另外,作为备份,采用在软件中建立数据库和在ArduinoYUN硬件中放置储存芯片记录实时检测数据。
4总结与展望
在传统人工逐渐被代替的今天,中药材生产必须彻底打破小农经济的模式,走规模化规范化的改革道路,引进高科技先进的管理模式和技术。故我们所设计的"现代化农场远程监控管理系统"是符合当下改革潮流趋势的,本系统有助于推动中药种植的发展、质量控制与普及提高,并朝着客观化、标准化、规范化方向迈上新台阶,对推动中医药事业实现数字化、现代化具有深远的意义。
[1]陈吕洲.Arduino程序设计基础[M].北京航空航天大学出版社,2010.
[2]徐小龙.无线传感器网络技术与应用[R].南京邮电大学.
井下皮带运输机监控系统是集皮带保护监测、电机监测、远程控制、通信于一体的皮带监控系统。目前,煤矿行业已经进入信息化、数字化、自动化时代,井下皮带机岗点的无人值守和井下皮带的远程控制是原煤运输系统的发展方向,井下皮带运输机监控系统的建立有效的提高了矿井现场生产的安全系数,用数据对井下皮带设备的运转状况进行科学分析,使井下皮带的管理和控制更加科学化、高效化。
东滩煤矿井下皮带运输机的电控系统有PLC控制系统和KTC101控制系统两种,利用智能分站、串口服务器分别将两种皮带运输机电控系统接入工业以太环网交换机,地面监控中心的计算机通过工业以太环网对井下胶带运输机进行监控。
1系统结构及工作原理
井下皮带运输机监控系统主要监测井下皮带运输机运行状况,在地面控制室实现井下皮带运输机生产过程的监测和控制。皮带运输机监控系统分为三层:现场控制层、通信层、信息管理层。
现场控制层主要是皮带运输机电控系统,皮带运输机电控系统负责就地开停胶带运输机,采集胶带运输机各种运行参数,显示在胶带运输机操控台及液晶屏幕上,并通过PLC通讯接口、KTC101通讯串口向地面控制计算机实时传输数据。通信层主要由智能分站、串口服务器、工业以太环网组成,智能分站负责采集各种开关量和模拟量信号,并将其转换成数字信号传输至工业以太环网。串口服务器将KTC101控制系统的RS-485信号转换成数字信号传输至工业以太环网。信息管理层主要起到集成监控管理作用,工作站通过工业以太环网接收井下各条皮带运输机电控系统上传的信息,完成数据采集、传输、远程集中控制功能。
2通信数据链接方式
数据传输;采集数据的准确性、高效性、时效性取决于通信质量。根据皮带运输机电控系统提供的通信接口、通信距离,主要采用了以下通信连接方式;
KTC101控制系统提供的是RS485通信接口,RS485信号质量取决于数据传输距离的长短,通信距离500m,采用光纤通信线路,使用串口服务器和光纤收发器接入工业交换机。
PLC控制系统采用光纤通信线路,使用智能分站、光纤收发器接入工业交换机。(如图1)
3软件集成
井下皮带运输机集成软件系统采用FactorySuiteA2。通过对皮带运输机远程监控系统的数据采集,将监测信息集成,存储于统一设计的工业数据库中。
利用OPCServer软件与I/OServer进行通讯,实现数据采集,通过IAS模版和测点实例开发,以及Intouch实时组态画面,实现在地面控制中心进行实施监控。
4主要技术指标
(1)通讯协议接口:包括RS485、TCP/IP。(2)胶带运输机监控系统的控制方式,主要有集控方式、就地控制方式,正常生产采用集控方式、检修期间采用就地控制方式,符合现场实际生产要求。(3)皮带控制系统集成软件平台采用FactorySuiteA2。(4)数据传输以1000M工业以太光纤网、现场总线为基础。
5井下皮带运输机远程监控系统主要特点
(1)完成井下所有主要胶带运输机生产全过程的实时监测、远程集中控制,对胶带运输机的开停、各种保护状态、带速进行监测。(2)地面控制室监控计算机界面友好、功能齐全、逼真的动态画面和全中文显示,实时显示井下胶带运输机运行状态,安全确认机制,操作严谨且简单,易于对操作人员培训。(3)生产数据存入数据硬盘,可由信息管理系统按需调用。(4)网络诊断,监控计算机工控软件监测通讯是否正常,提高故障排查效率。(5)通讯网络速度快,距离远,可靠性高。
6结语
井下皮带运输机远程监控系统的建立,大大促进了矿井信息自动化的建设步伐,使井下胶带运输机岗点达到无人值守水平,提高了现场人身安全系数。通过现场监测监控设备对胶带运输机的实时监控,用科学数据显示其运行状态,提高了井下现场设备的安全系数。地面监控室的建立,大大提升了矿井安全管理,生产管理水平。同时,该系统的建立,打破了以往的工作模式,不仅提高了工作效率,提升了工作质量,增强矿井原煤运输系统的安全性、稳定性,为矿井的高产高效做出应有的贡献。
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ConstructionandimplementationoftheintelligentcommunityofnetworkmonitoringandcontrolsystemplatformbasedonLonWorks
LiYun
(DepartmentofUrbanConstruction;HunanCityUniversity;YiyangHunan413000)
Keywords:LonWorks;IntelligentCommunity;Uppercomputermonitor;remotemonitoring;Monitoringplatform
智能小区是现代城市住宅的发展趋势,代表着城市住宅的发展未来,利用现代4C技术(计算机、自动控制、通讯与网络、IC卡),通过有效的传输网络,建立的一个由安全防范、综合信息服务、物业管理中心、家庭智能化系统组成的,集服务与管理于一体的集成系统。小区智能化系统涉及到的内容较多,本研究构建出一套智能小区的测控系统,人机统一进行监控。应用开发好的节点,实现对现场三个模块――安全防范模块、自动抄表模块、智能控制模块的测控,并能将网络变量的更新实时上传,实现节点对数字、开关量信号的数据采集,还有数字量、开关量及脉冲信号的输出[1~4]。
1监控系统结构及原理
1.1上位机监控系统结构及原理
基于LNSDDE服务器的监控系统结构如图1所示。
1.2远程监控系统结构及原理
基于Internet的远程实时监控系统构成了Internet网――企业网――现场总线三级模式不,仅可以实现异地控制,也可以实现大范围的资源共享[5]。实现远程监控系统结构有三个层次:LonWorks底层测控网络;上位机中Excel应用程序与LonWorks的接口以及与数据库的接口:Web网与数据库的接口、底层网络信息的。远程监控系统结构如图2所示[6,7]。
上图中所示,LonWorks网络位于底层,包括智能节点及设备;中间层包括信息数据库、组态软机MCGS、Excel应用程序和LNSDDE服务器;Web层包括Web服务器、Internet互联网和远程主机。测控系统使用i.LON1000的嵌入式Web服务器实现远程监控,远端通过Web浏览器可以直接访问LonWorks测控网络上的每个节点。
系统的功能包括:远程主机(客户)可以通过浏览器在线监视底层网络设备的网络变量;远程主机可以通过用户界面向底层设备命令,实现远程控制。通过Web网页远程监测现场节点,主要完成一个任务:应用Asp程序编制动态网页,并实现对数据库的打开、连接、关闭和查询。
2Web数据库的处理
ASP(ActiveServerPages服务器文件或数据库的存取以及各方面数据的运算)以通过ADO对象(ActiveXDataObject)与SQL语法(StructuredQueryLanguage结构化查询语言)做到存取服务器数据库的数据。ADO主要提供~个存取数据库的方法。ADO是ASP重要的内建对象之一,凡是由ODBC驱动程序所能提取的数据库,都可以通过ADO对象来存取里面的数据,对这些数据做增新、修改数据的操作。ADO由ADODB对象库与7个子对象:Connection、Command、Parameter、RecordSet、Fields、Properties、Error以及4个数据集合:parameter、fields、Properties、Error所构成,对数据库实现简单的打开、读取、查询等功能。
2.1数据库的建立、打开与关闭连接
存取服务器端数据库的数据时,首先要做的第一件事,就是与服务器端的数据库建立连接,要和数据库建立连接就要使用ADO对象中的Connection对象,其步骤如下:
第一步:产生连接对象变量:
Setnewconn=Server.CreateObject(“ADODB.Connection”)
ADODB是ADO对象的对象库,而Connection是ADO对象中的一个子对象,因此可写成ADODB.Conncention。Connection对象可以使用Server对象的CreateObject方法来产生一个名称为newcorln连接对象。
第二步:取得目前数据真实路径并指定给DBPa也变量:
DBPath=Server.MapPath(“dbname”)
通过Server对象的MapPath方法取得连接数据库所在的真实路径,并将取得的真实路径指定给DBPath字符串变量,其中dbname为数据库文件的路径名称。
第三步:开启指定的连接数据库:
newconn.Open“driver={dbdrvname};dbq=”&DBPath
newconn参数是第一步延续过来的连接对象。Dbdrvname参数指所使用数据库的驱动程序名称必须和第二步的“dbname”相同类型。其对照表如表1所示。
2.2数据库的数据取得
Recordset对象也是ADO对象的子对象,当数据库的连接打丌后,就可以使用Recordset对象来选取储存在数据库内的数据。Recordset对象也可以是执行一个SQL命令中的Select语句来传回符合条件的数据集合。在Connection对象中提供了Execute方法,让我们可以对目前所连接的数据库做查询以及执行SQL命令等动作,并将查询结果放入所指定的Recordset对象变量中,其语法如下:
SetRS=newconn.Excecute(SQLcol|tblname)
Newconn参数为Connection对象变量,由上面Server.CreateObject得到;RS参数为Recordset所需,以此当Recordset对象变量的可读性较高;SQLcomd命令会根据Select的条件式寻找出符合条件的数据放入RS对象变量内;tbName参数代表数据表名称,则通过Execute方法取得该数据表的所有记录,放入RS对象变量中,同时产生了一个记录指针指到该数据表的第一笔记录;数据输出完成后,可以使用Close方法将Recordset对象关闭。
2.3数据查询
上面使用的Execute方法来取得数据表中的数据,以便将数据表的数据输出,但是无法做到查询等功能,通过使用SQL中的Select命令可以完成查询所要数据的功能。其语法如下:
Selectfieldname,fieldname2,fieldnameNFromtbhame
WhereconditionOrderByfieldnameDesc
Select后面所连接的fieldname,fieldname2,…fieldnameN是指定哪些字段的数据要做输出,字段名称之问必须以逗号隔开;From后面所连接的tblIlame是欲查询数据的数据表名称;若查询的数据是由条件的筛选,就必须加上Where子句。Where子句后面的condition参数是一个条件式,它会将符合条件的所有记录输出;OrderBy后面所连接的字段名字是以此字段数据来作排序,若省略Desc参数则数据由小排到大,若加上则数据由大排到小,。
3测控系统的网络监控平台
3.1上位机监控平台
上位机监控平台对测控系统的安防模块和自动抄表模块进行监控。步骤如下:
第一步:使用LonMaker对测控网络进行组网,并生成LNS网络数据库。
第二步:用Excel接收网络变量更新[8]。
(1)在LNSDDE服务器环境中的文件夹页,查找网络变量;
(2)右击要监视的网络变量并且在工具栏中选择“CopyLink”;
(3)在Excel中,右击Excel表格中的一个单元格,从工具栏中选择“paste”。这将复制与下列格式相同的一个公式:=application|topic!Item。此时Excel将接收来自LNSDDE服务器的变量更新。例如:
=LNSDDE’Networkl.subsysteml.LMNV.’!’N-1.nviFire’
这样可以实现excel单元格与应用程序LNSDDE,网络Networkl子系统subsysteml的LonMark类型,设备名为N-1,网络变量为nviFire的动态连接。
第三步:MCGS通过DDE与Excel的交互MCGS和Excel以DDE方式建立数据交换的过程。将Excel表单内网络变量的数据输送到MCGS数据对象中。
首先要在MCGS的“实时数据库”窗口内进行变量定义工作,然后在MCGS组态环境的“工具”菜单中选取“DDE连接管理”菜单项,把变量设置为DDE输入,同时对服务节点进行配置,这样,当进入MCGS运行环境后,MCGS数据对象的值就显示出Excel表单中网络变量的值了从,而通过MCGS的监控界面就能直接对现场的网络变量进行监控了。
上位机就是控制每一个节点的工作,它是构建LonWorks总线之上的,测控的重点放在住户家庭设施方面,以每个住户单元作为一个节点进行控制,并由小区物业统一监控管理。每户的测控节点进行了设计,主处理器使用的是美国德州仪器公司推出的16位单片机MSP430F149。测控对象主要由三个模块构成:安全防范模块,自动抄表模块,智能控制模块,测控系统的结构如图3所示。本文主要实现MSP430F149对三个模块的信号采集及控制。
3.2远程监控平台
对数据库的处理程序部分代码如下:
SetnewconD.=Server.CreateObject(“ADODB.Cormeetion,’、
DBPath=Server.MapPath(“xj.xls”)
Newconn.Open”driver={MicrosoftExcelDriver(*.xls)1dN=”&DBPaht
SQLcom=:Select*FromSTOCKWhereTtype=”’&name&””’
SetRS=.newconn.Execute(SQLcom)
IFRS.EOFThen
DOWhileNotRS.EOF
For1=0ToRS.Fields.Count_1
Response.WriteRS(i).Value
Next
RS.MoveNext
Loop
RS.close
Newconn.Close
EndIF
%>
4智能小区测控系统
构建出一套智能小区的测控系统,包括安全防范模块、自动抄表模块和智能控制模块。然后给出智能节点与各模块中设备的通信接口,并编制节点对各设备的信号采集及控制的流程图。实现了节点对数字、开关量信号的数据采集,还有数字量、开关量及脉冲信号的输出。对安全防范模块及自动抄表模块实现上位机监控,包括使用LonMakerforWindows进行组网,使用LNSDDEServer建立数据库,供Excel调用,应用MCGS组态软件建立一个用户界面并调用Excel内数据,完成现场实时监控。然后在上位机监控的基础上实现对自动抄表模块的远程监控,使用iLonl000内嵌的Web服务器,在网页上嵌入实时“三表”数据,供远程主机通过Internet进行访问,对测控系统实现网络监控[11-13]。智能小区测控系统的网络监控平台整体结构如下图3所示。
5结论
(1)构建了智能小区测控系统的网络监控平台,设计了监控系统,能够对现场设备进行现场监控和远程监控,智能小区管理计算机通过MCGS组态软件对各户的“三防”、“三表”系统进行监控;
(2)智能小区管理计算机通过Web服务器,提供远程主机对现场“三表”系统进行远程监控,实现了智能小区测控系统的网络监控平台的构建;
(3)基于LonWorks网络技术,可以向网上添加节点,不需改变整个网络结构,便于测控系统以后的扩展。
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1.引言
随着电梯大量地投入使用,电梯困人现象也随之增多,困人时若施救不及时或施救不适当,都将可能发生事故,为了确保电梯安全运行,迫切需要能够有个自动报警、及时响应、及时救助的系统。
为此,我们研制了《电梯故障停机集中报警系统》,本报警系统通过高可靠性的通讯协议、功能齐全的管理软件和人性化的界面,将电梯运行记录、档案管理、事故记录与统计分析等功能集于一体,系统还具有远程无线遥控、短信报警、维保人员调度、维保企业资质考评、电梯运行信息统计分析、查询、数据打印等功能。远程无线通信方式采用GPRS/GSM短信模式,并能在故障发生时,立即定点报警,以手机短信方式,及时把故障发生的状况通知电梯管理员和有关部门。
2、系统的工作原理
2.1故障信号的采集
由安装在电梯上的电梯故障监测仪收集分析接在电梯上的信号采集端口的数据信息,不间断的对电梯运行状况作出诊断,一旦采集到故障信号,就采用双重信道自动选择进行远程数据传输,将电梯故障上报给维保远程监控中心,直至得到系统主站确认并作出响应。
2.2、故障报警的处理
3、系统网络结构
该系统由前端数据采集装置、维保远程监控中心、特检监督中心组成。其中前端数据采集装置采用GPRS(GMS备用)通道与维保远程监控中心进行通讯。维保远程监控中心通过公网或专网定时将故障信息及处理结果数据上报至特检监督中心。系统网络结构如图1所示:
图1系统网络结构
本系统为大型软件系统,采用分布式计算,但考虑目前一些用户实际情况,仍支持单机运行方式。典型系统物理组成及网络结构:电梯、监控终端、通信通道(GPRS/GSM)、查询工作站软件、监控工作站软件、短信发射器(科能短信发射终端)、数据库服务器、WEB服务器。将来可扩充WEB服务器提供Internet查询方式等扩展服务器。
查询工作站具有基本信息档案维护功能及报表设计功能,同时可查询电梯历史运行情况及故障信息。
数据库服务器包含特检站信息、维保单位信息、维保人员信息、电梯档案信息、电梯参数信息、电梯故障及处理信息、电梯维保信息等等组成的数据库,同时运行数据库管理系统,目前采用SQLServer2000系统。为了达到数据安全目的,除了在数据库服务器运行自动备份程序外,最根本的解决方案是采用系统级的双机热备份方式,可达到故障自动转移,无须停机的目的,系统的可用性相当高。
4、系统具有的功能
4.1具有对电梯故障信号采集功能
通过15个信号采集端口接入,采用单片机技术、短距离无线通信技术、传感器技术、GPRS网络通信技术、射频卡通信技术、语音技术等技术的电梯故障监测仪实现。
4.2具有的故障信息短信通知功能及GIS地理信息显示功能
故障信号传输及故障信息统计,由前端数据采集装置(故障监测仪)采集电梯运行数据,通过GPRS网络或GSM网将这些事件上报给维保远程监控中心(系统主站平台),采用双重信道自动选择进行远程数据传输,直至得到系统主站确认。
4.3具有安全监察功能
4.4具有电梯故障停机集中报警系统可升级为电梯安全运行信息化管理系统功能