時(shí)間：2022-10-15 05:57:08
導(dǎo)語(yǔ)：在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：樓宇;自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng);應(yīng)用
建筑技術(shù)的發(fā)展，使得人們對(duì)自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)有了深入的了解，可以說此系統(tǒng)的應(yīng)用，是智能建筑發(fā)展最為典型的表現(xiàn)。該系統(tǒng)主要是由三部分組成，分別為管理層網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)層網(wǎng)絡(luò)、樓層級(jí)網(wǎng)絡(luò)等，這三個(gè)層次各自負(fù)責(zé)不同的任務(wù)，相互連接，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的傳輸與共享，其中樓層級(jí)網(wǎng)絡(luò)將所采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦芾韺泳W(wǎng)絡(luò)中，由管理層進(jìn)行統(tǒng)一管理，而自動(dòng)層網(wǎng)絡(luò)與樓層級(jí)網(wǎng)絡(luò)相互連接，以此達(dá)到信息共享。
1 樓宇自動(dòng)化的定義
樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)是指通過計(jì)算機(jī)集散控制，對(duì)樓宇設(shè)備進(jìn)行分散控制集中管理?，F(xiàn)代化辦公大樓、多功能大廈要對(duì)各種設(shè)備以及各種子系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和能源管理。這樣的智能化大樓的自動(dòng)化目前采用3A技術(shù)，即：樓宇自動(dòng)化（BUILDING AUTOMATION）、辦公自動(dòng)化（OFFICE AUTOMATION）及通訊自動(dòng)化（COMMUNICATION AUTOMATION），通過結(jié)構(gòu)化的布線和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)這些自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行集中統(tǒng)一管理，適應(yīng)現(xiàn)代樓宇安全、高效、靈活、舒適和便捷的特點(diǎn)。
樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括：照明監(jiān)控系統(tǒng)、電力供應(yīng)監(jiān)控系統(tǒng)、電梯運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)、給排水監(jiān)控系統(tǒng)、空調(diào)與通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)、消防監(jiān)控系統(tǒng)、綜合保安系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)。樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)最重要的特征就在于它的自動(dòng)化和智能化。
通過監(jiān)控、管理、多遠(yuǎn)信息運(yùn)輸、一體化集成等先進(jìn)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)資源、信息和任務(wù)的共享。樓宇自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)典型地體現(xiàn)了智能樓宇集成的特點(diǎn)，對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)測(cè)量，并通過自動(dòng)控制來實(shí)現(xiàn)其智能化，確保整個(gè)樓宇系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)行。
2 樓宇自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
樓宇自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的技術(shù)主要是計(jì)算機(jī)集散式控制技術(shù)，此種控制技術(shù)，能夠?qū)怯钪械母黜?xiàng)設(shè)備及其子系統(tǒng)進(jìn)行分散控制，還可以實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控，以此來實(shí)現(xiàn)有效管理。
如果系統(tǒng)中，某一節(jié)點(diǎn)發(fā)生異常情況，自動(dòng)化遠(yuǎn)程系統(tǒng)依然會(huì)正常運(yùn)行，不會(huì)間斷信號(hào)傳輸，這主要是由于每個(gè)子系統(tǒng)并不是相互連接，而是獨(dú)立控制，這些子系統(tǒng)只有在終端服務(wù)機(jī)上，通過相應(yīng)的程序進(jìn)行集中管理，另外，每個(gè)子系統(tǒng)可以按照需要隨時(shí)進(jìn)行互通、互聯(lián)、也可以進(jìn)行聯(lián)動(dòng)操作，以此保證整個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要有分為三層：最高層、中間層以及最底層。
最高層主要是負(fù)責(zé)各方面的管理工作，因此被稱之為管理層網(wǎng)絡(luò)，而中間層主要負(fù)責(zé)自動(dòng)化運(yùn)作，因此被稱之為自動(dòng)層網(wǎng)絡(luò);最底層主要是負(fù)責(zé)樓層信息傳輸?shù)?，因此被稱之為樓層級(jí)網(wǎng)絡(luò)。中間層與最底層連接緊密，兩者主要是利用以太網(wǎng)終端來達(dá)到數(shù)據(jù)共享的目的，同時(shí)完成數(shù)據(jù)信息處理工作，中間層總線，既有自己廠家生產(chǎn)的接口，也有其他廠家生產(chǎn)的接口，以此其他廠家生產(chǎn)的設(shè)備也可以連接到中間自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。最低層主要是由控制器以及傳感器組成，通過總線的連接，最底層可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行信息監(jiān)控，同時(shí)將監(jiān)控到的信息全部傳輸?shù)阶罡邔?，由最高層進(jìn)行管理。
管理層網(wǎng)絡(luò)，也就是樓宇自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的最高層，也被稱之為控制平臺(tái)，在這一平臺(tái)之上，管理人員可以完成監(jiān)控、監(jiān)視、管理、調(diào)度等各項(xiàng)任務(wù)，與此同時(shí)還需要隨時(shí)應(yīng)對(duì)來自外界的突況。最高層運(yùn)用的是總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其主干線主要是以太網(wǎng)，此種主干線便于信息管理以及安全傳輸。樓宇自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)最顯著的優(yōu)勢(shì)就是用戶應(yīng)用軟件功能強(qiáng)大、性能優(yōu)良、同時(shí)界面友好。最高層與中間層主要是依靠通信程序組件來完成信息傳輸?shù)娜蝿?wù)，通信程序組件將客戶端與服務(wù)器有效連接起來，這樣監(jiān)控系統(tǒng)中Web服務(wù)器可以滿足用戶的需求，用戶利用瀏覽器即可訪問頁(yè)面，查看自己所需要的數(shù)據(jù)，利用遠(yuǎn)程監(jiān)控，可以幫助用戶隨時(shí)隨地的掌握樓宇信息。
3 樓宇自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的組成
樓宇自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要由數(shù)字系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、對(duì)講系統(tǒng)和調(diào)控系統(tǒng)四個(gè)部分組成，具體如下：
3.1 數(shù)字系統(tǒng)
數(shù)字系統(tǒng)是樓宇自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，把圖像處理后轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)信號(hào)的傳輸。管理層需要及時(shí)了解樓宇的運(yùn)行狀況，通過數(shù)字系統(tǒng)就能夠把樓宇的實(shí)際情況轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)在系統(tǒng)中進(jìn)行傳輸。
3.2 報(bào)警系統(tǒng)
報(bào)警系統(tǒng)的作用就是將系統(tǒng)監(jiān)控到的異常信號(hào)及時(shí)反饋給管理層，并提醒相關(guān)的保安人員或者技術(shù)人員采取相應(yīng)的處理措施。報(bào)警系統(tǒng)要安裝在監(jiān)控中心，各個(gè)子系統(tǒng)也應(yīng)該配備有報(bào)警信號(hào)燈，當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)控到異常情況時(shí)，監(jiān)控中心就能夠及時(shí)安排人員處理，消除禍患。
3.3 對(duì)講系統(tǒng)
對(duì)講系統(tǒng)的主要作用就是便于工作人員之間的溝通交流，樓宇自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)引入對(duì)講系統(tǒng)的目的就是為了實(shí)施更加方便快捷的管理。例如，當(dāng)樓宇內(nèi)發(fā)生火災(zāi)險(xiǎn)情時(shí)，監(jiān)控中心監(jiān)測(cè)到火災(zāi)信號(hào)時(shí)，就能夠及時(shí)通過對(duì)講系統(tǒng)通知相關(guān)人員處理火災(zāi)險(xiǎn)情。
3.4 調(diào)控系統(tǒng)
調(diào)控系統(tǒng)是樓宇自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中非常重要的一環(huán)。樓宇自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的作用不僅僅是對(duì)樓宇進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，還需要對(duì)相關(guān)設(shè)備和子系統(tǒng)進(jìn)行控制和調(diào)控，以實(shí)現(xiàn)樓宇的正常安全運(yùn)行。調(diào)控系統(tǒng)的作用就是調(diào)控設(shè)備和子系統(tǒng)完成各項(xiàng)操作，及時(shí)對(duì)監(jiān)控到的異常信號(hào)采取處理措施，防止造成不良影響。
4 樓宇自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控軟件及主要模塊
樓宇自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控軟件需要實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)功能，例如，數(shù)據(jù)收集、圖形化的實(shí)時(shí)監(jiān)控和遠(yuǎn)程管理、自動(dòng)報(bào)警、科學(xué)決策和管理等。監(jiān)控軟件主要包含用戶權(quán)限管理、報(bào)警管理、系統(tǒng)操作記錄追蹤、監(jiān)控點(diǎn)資料構(gòu)建、監(jiān)控圖像圖形管理、報(bào)表管理、遠(yuǎn)程登錄管理等模塊。
用戶權(quán)限管理主要是對(duì)不同級(jí)別的用戶設(shè)定不同的權(quán)限;報(bào)警管理主要是對(duì)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行傳遞，為各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)定義不同等級(jí)的報(bào)警，便于監(jiān)控中心及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常并判斷異常的具體情況;系統(tǒng)操作記錄追蹤主要是便于對(duì)系統(tǒng)發(fā)生的各項(xiàng)事件進(jìn)行追蹤記錄;監(jiān)控點(diǎn)資料構(gòu)建主要是便于對(duì)各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行控制和管理，對(duì)各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行命名和初始化，并輸入報(bào)警說明;監(jiān)控圖像圖形管理主要是將各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)和相關(guān)設(shè)備的結(jié)構(gòu)整合成為動(dòng)態(tài)的圖形，從而監(jiān)控中心可以根據(jù)監(jiān)控點(diǎn)和設(shè)備的各類動(dòng)態(tài)圖形判斷異常，提高監(jiān)控中心的管理效率;報(bào)表管理主要是對(duì)各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)收集到的信息進(jìn)行科學(xué)分析之后，形成具體的報(bào)表，將相關(guān)的信號(hào)變化繪制成為曲線，便于監(jiān)控中心對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析;遠(yuǎn)程登錄管理主要是便于用戶遠(yuǎn)程登錄查看系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，及時(shí)了解樓宇的運(yùn)行狀況。
結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，可知自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在未來勢(shì)必會(huì)在樓宇中廣泛的應(yīng)用，為樓宇的安全與舒適提供條件。此系統(tǒng)融合了各項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)，比如計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)以及通信技術(shù)等。作為新型系統(tǒng)，自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)還有很多地方需要完善，因此相關(guān)人員還需要不斷的鉆研，使得該系統(tǒng)運(yùn)行更加的安全可靠，不會(huì)出現(xiàn)任何的差池，影響樓宇中人們的生活。
參考文獻(xiàn)
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一、需求分析
礦政管理需要一套從根本上來有效制止和杜絕超層開采的全新監(jiān)控和管理手段。另外，國(guó)土部門對(duì)礦業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)控，需要對(duì)轄區(qū)內(nèi)礦業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行集中監(jiān)控，這就要求各監(jiān)控點(diǎn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)集中傳輸?shù)絿?guó)土中心機(jī)房，需要一個(gè)既能滿足分布式監(jiān)控又能滿足數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)姆桨?，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)足不出戶便可巡檢的目的。
二、概要設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)融合了數(shù)字礦山技術(shù)，為“物聯(lián)網(wǎng)”（Internet of things，IoT）在礦產(chǎn)資源開發(fā)上的應(yīng)用，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)設(shè)計(jì)為生產(chǎn)人員配備RFID卡、在采礦設(shè)備上安裝RFID卡、在運(yùn)輸軌道上安裝車輛傳感器、在關(guān)鍵生產(chǎn)區(qū)部署被動(dòng)式紅外傳感器，采集這些移動(dòng)目標(biāo)的位置信息，通過有線或者GPRS/CDMA同互聯(lián)網(wǎng)連接起來，形成了各種移動(dòng)設(shè)備之間的物聯(lián)網(wǎng)。然后通過數(shù)字礦山技術(shù)，把井下GIS地圖同物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系起來，通過WEBGIS技術(shù)表現(xiàn)出來，實(shí)現(xiàn)對(duì)這些設(shè)備的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)礦山資源開發(fā)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
三、詳細(xì)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)主要包括監(jiān)控查詢系統(tǒng)、電子地圖系統(tǒng)、后臺(tái)管理系統(tǒng)、短信報(bào)警系統(tǒng)、射頻卡定位系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)六部分。
（一）監(jiān)控查詢系統(tǒng)，完成屬性數(shù)據(jù)監(jiān)控及查詢功能，主要功能如下。
1.實(shí)時(shí)監(jiān)控。該模塊為軟件的主界面，用于監(jiān)控井下設(shè)備數(shù)量、設(shè)備實(shí)時(shí)位置、設(shè)備運(yùn)行軌跡和告警狀態(tài)
2.歷史軌跡。該模塊可以按照設(shè)定的時(shí)間段顯示設(shè)備的歷史運(yùn)行軌跡
3.迎頭跟進(jìn)。顯示需要前移的迎頭定位分站
4.越界報(bào)警。顯示越界開采的礦井及越界的定位信息
5.路由信息。顯示設(shè)備經(jīng)由定位分站的詳細(xì)信息
6.故障分站。顯示發(fā)生故障的定位分站
（二）電子地圖系統(tǒng)由“電子地圖顯示管理單元”、“ 電子地圖后臺(tái)管理單元”和“CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換入庫(kù)單元”三部分組成，其核心部分是“電子地圖顯示管理單元”。系統(tǒng)構(gòu)建所需要的相關(guān)軟件是SQL Server 2000 + SP4、Visual Studio 2008 ，ArcGIS Desktop 9.3、ArcGIS Server 9.3、ArcGIS Engine 9.3、ArcSDE 9.3 for SQL Server和AutoCAD 2008。各單元的開發(fā)語(yǔ)言均為C#。
電子地圖顯示管理單元硬件設(shè)備為塔式服務(wù)器，光盤驅(qū)動(dòng)器為一般的IDE CD-ROM。處理器類型Intel Pentium 4主頻（MHz）3000以上，內(nèi)存類型ECC DDR內(nèi)存容量要1G之上。硬盤類型SATA150支持熱插拔硬盤，容量在160G之上，網(wǎng)卡類型10/100/1000M自適應(yīng)以太網(wǎng)卡，額定電壓（V） 220V /50Hz，110V-264V，額定功率（W） 300。
網(wǎng)絡(luò)要求10Mbps光纖以上帶寬，網(wǎng)絡(luò)喚醒支持ACPI標(biāo)準(zhǔn)及“Magic Packet”標(biāo)準(zhǔn)。
（三）后臺(tái)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理和進(jìn)行數(shù)據(jù)初始化，功能設(shè)計(jì)如下。
1.監(jiān)控點(diǎn)管理。添加和修改監(jiān)控點(diǎn)
2.定位分站管理。通過電子地圖界面為每一個(gè)監(jiān)控點(diǎn)添加定位分站，并且設(shè)置定位分站的位置和屬性
3.電子地圖管理。把各監(jiān)控點(diǎn)CAD圖導(dǎo)入為GIS電子地圖，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電子地圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理
（四）短信報(bào)警采用短信Modem實(shí)現(xiàn)，設(shè)備通過串口安裝在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，報(bào)警軟件由數(shù)據(jù)中心集成。
（五）射頻定位系統(tǒng)由射頻卡和射頻識(shí)別設(shè)備組成，射頻識(shí)別設(shè)備在本系統(tǒng)中稱為射頻定位分站。射頻識(shí)別設(shè)備為了能同時(shí)快速識(shí)別多個(gè)快速移動(dòng)標(biāo)識(shí)卡，且相互不干擾，采用技術(shù)如下：
1.加密計(jì)算與認(rèn)證，確保數(shù)據(jù)安全，防止鏈路竊聽與數(shù)據(jù)破解；
2.使用頻道隔離技術(shù)，多個(gè)設(shè)備互不干擾；
3.先進(jìn)的防碰撞技術(shù)，支持多標(biāo)簽讀寫。
（六）數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)通訊采用485工業(yè)總線方式，通訊距離最大可達(dá)1219M，信號(hào)衰減嚴(yán)重或距離過長(zhǎng)科采取假裝485中繼器方案。
監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心采用互聯(lián)網(wǎng)TCP/IP傳輸方案，傳輸線路可以使用無線GPRS，傳輸模塊采用GPRS或CDMA無線DTU；也可以使用互聯(lián)網(wǎng)有線傳輸方式，傳輸模塊使用串口服務(wù)器。
四、系統(tǒng)測(cè)試
該項(xiàng)目首次在礦山資源開發(fā)管理中把物聯(lián)網(wǎng)同WEBGIS系統(tǒng)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)礦山資源開發(fā)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、超層告警。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：本項(xiàng)目采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和GIS技術(shù)相結(jié)合的技術(shù)對(duì)礦山資源開發(fā)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控的方案，在國(guó)內(nèi)屬于首先研究和應(yīng)用，通過在蒼山市17個(gè)礦井進(jìn)行實(shí)踐驗(yàn)證，達(dá)到以下設(shè)計(jì)目的：
（一）監(jiān)控自動(dòng)化，無人值守；
（二）監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)準(zhǔn)確，告警準(zhǔn)確；
（三）用戶使用成本低，便于推廣；
（四）查詢監(jiān)控界面簡(jiǎn)單。
五、小結(jié)
通過遠(yuǎn)程監(jiān)控，能夠?qū)崟r(shí)了解掌握礦山產(chǎn)量數(shù)據(jù)和采礦活動(dòng)信息，大幅提高資源收益，促進(jìn)礦業(yè)秩序好轉(zhuǎn)，穩(wěn)定礦山生產(chǎn)安全形勢(shì)。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)正式運(yùn)行后，產(chǎn)生了很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。礦政管理員通過監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)礦山生產(chǎn)實(shí)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控，使轄區(qū)內(nèi)遠(yuǎn)在數(shù)十千米之外的各個(gè)礦井口的動(dòng)態(tài)生產(chǎn)圖像和自動(dòng)稱重?cái)?shù)據(jù)盡收眼底，極大地降低了管理成本，提高了工作效率；在技術(shù)上保證了執(zhí)法和管理的客觀公正。
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關(guān)鍵詞:電廠安全生產(chǎn);遠(yuǎn)程監(jiān)控;自動(dòng)控制;遠(yuǎn)程監(jiān)控
中圖分類號(hào):TM764
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1009-2374(2009)19-0033-02
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的快速發(fā)展,逐漸形成了工業(yè)控制的數(shù)字化、智能化與網(wǎng)絡(luò)化,使計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)逐步從集散控制系統(tǒng)(Distributed Control System,DCS)走向以現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)的分布式現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(Fieldbus Control System,FCS)。FCS是集當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)為一體的當(dāng)代最先進(jìn)的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)控制技術(shù),是一種全分散、全數(shù)字、全開放的控制系統(tǒng),是自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展的焦點(diǎn)和熱點(diǎn),被譽(yù)為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域具有革命性的新技術(shù)。
目前全國(guó)很多電廠都在實(shí)施生產(chǎn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制改造,采用FCS技術(shù)構(gòu)建環(huán)繞全電廠的安全生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是必然趨勢(shì),因此,本論文將主要針對(duì)電廠內(nèi)安全生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建進(jìn)行分析,以期和同行共同討論。
一、基于CSS架構(gòu)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
(一)系統(tǒng)的架構(gòu)模式選擇
按照系統(tǒng)終端情況的不同,可將該數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)模式總的分為B/S(瀏覽器/服務(wù)器)和C/S(客戶端/服務(wù)器)兩種結(jié)構(gòu)模式。B/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)以服務(wù)器為核心,程序處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)基本上都在服務(wù)器端完成,用戶使用IE瀏覽器就可以進(jìn)行事務(wù)處理。C/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)以服務(wù)器作為數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)平臺(tái),用戶在終端安裝特定的程序來進(jìn)行事務(wù)處理,然后再將數(shù)據(jù)傳遞到服務(wù)器端。
結(jié)合上述分析,本論文采用C/S/S模式結(jié)構(gòu)。C/S/S模式也叫客戶/應(yīng)用服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器結(jié)構(gòu)Client/Application Server/Database Server(C/S/S)模式,是從C/S模式發(fā)展而來的。這種模式中的三層架構(gòu)“分工”明確。客戶端負(fù)責(zé)程序的應(yīng)用和數(shù)據(jù)的讀取、分析等前臺(tái)操作,應(yīng)用服務(wù)器存放并運(yùn)行信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯,數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器存放并管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。由于在客戶端和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器之間使用了應(yīng)用服務(wù)器來處理業(yè)務(wù)邏輯,大大減輕了數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的壓力,極大地提高了系統(tǒng)的并發(fā)處理能力;另外,由于用戶的請(qǐng)求是發(fā)向應(yīng)用服務(wù)器而不是數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器,使得數(shù)據(jù)的安全性大大提高,數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的主要職責(zé)由應(yīng)付客戶端的數(shù)據(jù)請(qǐng)求,也為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)共享,故這種結(jié)構(gòu)非常適合實(shí)時(shí)響應(yīng)性、安全性、數(shù)據(jù)吞吐率等性能要求較高的系統(tǒng),同時(shí)它也繼承了C/S結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),目前這種方式是最可靠、最能完美體現(xiàn)電廠大范圍內(nèi)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的控制特點(diǎn)及要求。
(二)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1.上位機(jī)系統(tǒng)層次分析。電廠安全生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)采用三層C/S/S體系結(jié)構(gòu),使得用戶只需要通過客戶端即可輕松完成和實(shí)現(xiàn)豐富的信息管理等多種功能,整個(gè)上位機(jī)系統(tǒng)由客戶端應(yīng)用程序、應(yīng)用程序服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器三個(gè)層次構(gòu)成,其中客戶端應(yīng)用程序主要完成對(duì)電廠遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的信息管理及控制等操作;應(yīng)用程序服務(wù)器主要集成對(duì)全電廠安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)的控制、管理程序;數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器主要是用于存儲(chǔ)電廠安全監(jiān)控系統(tǒng)的生產(chǎn)、監(jiān)測(cè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),以備查用。
2.下位機(jī)系統(tǒng)層次分析。既然要實(shí)現(xiàn)全電廠安全生產(chǎn)的遠(yuǎn)程監(jiān)控,就必須要借助網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)對(duì)底層電廠生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)過程的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)監(jiān)控,如對(duì)鍋爐設(shè)備、水輪發(fā)電機(jī)組等生產(chǎn)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及監(jiān)控,因此對(duì)于下位機(jī)系統(tǒng)的層次構(gòu)成,主要是由傳感采集設(shè)備(即傳感器)完成對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的特征數(shù)據(jù)的采集,通過數(shù)據(jù)采集卡加載網(wǎng)絡(luò)通信模塊完成數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳輸,傳輸?shù)缴衔粰C(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器,并由用戶通過客戶端應(yīng)用程序,通過調(diào)用應(yīng)用程序服務(wù)器中的遠(yuǎn)程管理控制程序,實(shí)現(xiàn)對(duì)底層設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與監(jiān)控。
3.網(wǎng)絡(luò)傳輸層分析。根據(jù)電廠生產(chǎn)設(shè)備分布式的特點(diǎn),以及對(duì)電廠生產(chǎn)過程遠(yuǎn)程監(jiān)控的要求,本論文采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù),同時(shí)借鑒工業(yè)以太網(wǎng)的統(tǒng)一通信協(xié)議的特點(diǎn),對(duì)面向全電廠布置的分布式安全生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控。遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)布置要合理,這是在網(wǎng)絡(luò)傳輸層布置時(shí)必須遵守的。
(三)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的控制實(shí)現(xiàn)方式
電廠的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的控制方式采用遠(yuǎn)程控制與現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制相結(jié)合的方式。首先要實(shí)現(xiàn)相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)過程的遠(yuǎn)程控制功能,這主要依賴于對(duì)底層設(shè)備的控制數(shù)據(jù)的組態(tài)而實(shí)現(xiàn),通過上位機(jī)的客戶端程序,實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠安全生產(chǎn)的遠(yuǎn)程控制功能;其次,是要在相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程現(xiàn)場(chǎng)配備手動(dòng)控制開關(guān),以滿足不同的優(yōu)先級(jí)控制需求,也有利于對(duì)相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)檢修、維護(hù)和系統(tǒng)改造升級(jí)等。
二、電廠安全生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
(一) 遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.視頻信號(hào)傳輸方式。工業(yè)電視系統(tǒng)的信號(hào)傳輸有兩種方式:電纜傳輸和光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸。這里選定光纖作為電廠遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸介質(zhì),結(jié)合目前現(xiàn)場(chǎng)總線發(fā)展的新技術(shù),依靠最先進(jìn)的工業(yè)以太網(wǎng)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)電視監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)傳輸。
2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)。電廠生產(chǎn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端攝像設(shè)備、視頻控制設(shè)備、光纖數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和視頻輸出設(shè)備等部分組成。(1)前端攝像設(shè)備。前端攝像設(shè)備即為安裝在社區(qū)內(nèi)的各個(gè)布點(diǎn)場(chǎng)所的攝像機(jī)。地面使用的攝像機(jī)由于監(jiān)控范圍較大,大部分使用的是云臺(tái)攝像機(jī),云臺(tái)是一個(gè)能進(jìn)行水平和垂直兩個(gè)方面運(yùn)動(dòng)的裝置,安裝于其上的攝像頭能夠?qū)崿F(xiàn)水平350°,垂直90°全方位攝像,因此選用彩色全方位攝像儀。(2)視頻控制設(shè)備。視頻控制設(shè)備是監(jiān)控系統(tǒng)的心臟,可以分前向設(shè)備與后向設(shè)備,前向設(shè)備主要包括視頻服務(wù)器,主要功能是實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)的聯(lián)網(wǎng);后向設(shè)備主要由光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)、視頻分配器、視頻矩陣控制切換系統(tǒng)、處理器、云臺(tái)控制器等組成,一般安裝在總調(diào)度室,完成視頻圖像的接收與處理,遙控云臺(tái)的全方位移動(dòng),調(diào)節(jié)鏡頭焦距的變化以及各種輸出信號(hào)的控制。(3)光纖數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備主要采用光纖進(jìn)行傳輸,同時(shí)需要為整個(gè)傳輸系統(tǒng)配備交換機(jī)及流媒體服務(wù)器等設(shè)備,實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)的全數(shù)字化傳輸。采用光纖的最大優(yōu)勢(shì)就在于可以遠(yuǎn)距離而無失真的傳輸視頻數(shù)據(jù)信號(hào)。(4)視頻輸出設(shè)備。視頻輸出設(shè)備主要包括監(jiān)視器、DLP大屏幕和硬盤錄像機(jī),調(diào)度室的工作人員可以通過監(jiān)視器、DLP大屏幕對(duì)控點(diǎn)進(jìn)行24h監(jiān)控,也可通過硬盤錄像機(jī)將攝像機(jī)圖像保存下來,為電廠安全生產(chǎn)提供必要的數(shù)據(jù)信息。
(二)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸通信協(xié)議設(shè)計(jì)
通信應(yīng)用服務(wù)程序和監(jiān)控終端間的通信方式是基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的Windows Socket通信,因?yàn)檫@種通信協(xié)議是目前現(xiàn)場(chǎng)總線中最為主流和應(yīng)用最為廣泛的通信協(xié)議之一,用來傳送各種監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、信息和控制命令等,具體的通信協(xié)議如下:
幀組成字段的意義:
1.IP地址用來標(biāo)識(shí)發(fā)送者的網(wǎng)絡(luò)地址,用long表示。
2.類型表示通信類型,共分為2種,即:查詢和應(yīng)答,用byte表示,其中0x01表示查詢,0x02表示應(yīng)答。
3.時(shí)間指當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間,表示幀發(fā)出時(shí)的本機(jī)系統(tǒng)時(shí)間,在中心服務(wù)器發(fā)向端局監(jiān)控機(jī)的查詢幀中用于校對(duì)監(jiān)控機(jī)的系統(tǒng)時(shí)間,用time_t表示,即精確到秒級(jí)。
4.數(shù)據(jù)長(zhǎng)度用來表示后跟數(shù)據(jù)的總長(zhǎng)(字節(jié),不包括長(zhǎng)度本身及以前數(shù)據(jù)),用long表示。
5.數(shù)據(jù)是指具體的數(shù)據(jù),其組成及解釋隨類型不同而變化。只要在需要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的設(shè)備或機(jī)房?jī)?nèi)布置了采用該通信協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)總線,那么該生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程就可以被集成到全電廠安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的平臺(tái)上,實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與監(jiān)控。
(三)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的接口設(shè)計(jì)
接口是指通信服務(wù)器和底層的遠(yuǎn)程監(jiān)控終端之間的通信接口。
通信服務(wù)器和監(jiān)控終端之間的通信接口,采用基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的Windows Socket通信方式,包括以下部分:
1.系統(tǒng)對(duì)時(shí):監(jiān)控終端定時(shí)向通信服務(wù)器查詢系統(tǒng)時(shí)間,把本機(jī)時(shí)間和通信服務(wù)器時(shí)間進(jìn)行同步。
2.查詢一個(gè)機(jī)房運(yùn)行狀態(tài)。
3.查詢一個(gè)班組:當(dāng)監(jiān)控終端主機(jī)監(jiān)控一個(gè)班組時(shí),定時(shí)向通信服務(wù)器發(fā)查詢本班組所有機(jī)房運(yùn)行狀態(tài)的命令。對(duì)獲得的機(jī)房數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
4.查詢所有機(jī)房:當(dāng)監(jiān)控終端主機(jī)監(jiān)控所有機(jī)房時(shí),定時(shí)向通信服務(wù)器發(fā)查詢所有機(jī)房運(yùn)行狀態(tài)的命令。對(duì)獲得的機(jī)房數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
5.查詢通信狀態(tài):監(jiān)控終端主機(jī)定時(shí)發(fā)送查詢交換機(jī)當(dāng)前通信是否正常的命令。
6.接收?qǐng)?bào)警:監(jiān)控終端主機(jī)接受通信服務(wù)器發(fā)送的報(bào)警信息并進(jìn)行處理、顯示。
三、結(jié)語(yǔ)
電廠是我國(guó)重要的電力能源輸出基地,對(duì)于全國(guó)數(shù)千個(gè)電廠而言,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制,是提高我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、智能化水平的重要要求,同時(shí)對(duì)于生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)過程的遠(yuǎn)程安全監(jiān)控,也是不可缺少的。本論文對(duì)電廠安全生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了分析設(shè)計(jì)和討論,給出了完整的遠(yuǎn)程控制方案和遠(yuǎn)程監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)手段,對(duì)于提高自動(dòng)化水平和計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制在電廠安全生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)和推廣意義。
參考文獻(xiàn)
[1]劉桂芝.智能社區(qū)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控報(bào)警聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].微計(jì)算機(jī)信息,2005,(28).
[2]倪海燕,馬常旺,胡超.基于多線程技術(shù)的智能小區(qū)管理服務(wù)系統(tǒng)構(gòu)建[J].寧波大學(xué)學(xué)報(bào)(理工版),2006,19(1).
【關(guān)鍵詞】；塔吊監(jiān)控；AJAX
0 引言
塔吊使用過程中，塔吊的相關(guān)管理人員，如塔吊租賃用戶、安監(jiān)站管理員、塔吊產(chǎn)權(quán)單位需要了解塔吊的使用與運(yùn)行情況，因此需要開發(fā)一個(gè)B/S模式的塔吊遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能實(shí)獲取遠(yuǎn)程塔吊的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)與報(bào)警信息，在WEB網(wǎng)頁(yè)上實(shí)時(shí)顯示，實(shí)現(xiàn)了塔吊的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
1 系統(tǒng)分析
1.1 系統(tǒng)功能
塔吊遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的功能框圖如圖1所示。
圖1 塔吊遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖
1.2 技術(shù)架構(gòu)
本系統(tǒng)采用了技術(shù)，數(shù)據(jù)庫(kù)選用SQLSERVER2005，為了實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)，采用了Ajax進(jìn)行局部刷新；為了模擬塔吊運(yùn)行情況，采用SilverLight技術(shù)。
1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)使用了工地信息表、監(jiān)管部門表、監(jiān)理單位表、角色表、即時(shí)數(shù)據(jù)表、報(bào)警表等十多個(gè)表；其中即時(shí)數(shù)據(jù)表、報(bào)警表的設(shè)計(jì)如圖2、圖3所示。
圖2 報(bào)警表
圖3 即時(shí)數(shù)據(jù)表
2 關(guān)鍵技術(shù)
2.1 基于角色的權(quán)限管理
在本系統(tǒng)中，采用基于角色的訪問控制（ Role Based Access Control ， RBAC），它可以減少授權(quán)管理的復(fù)雜性，降低管理開銷。RBAC在用戶和權(quán)限之間引入了角色的概念，根據(jù)實(shí)際需要定義各種角色，并設(shè)置和角色相對(duì)應(yīng)的訪問權(quán)限，而用戶根據(jù)其職責(zé)被指派為不同的角色。這樣，訪問權(quán)限和角色相關(guān)聯(lián)，角色再與用戶關(guān)聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)了用戶與訪問權(quán)限的邏輯分離。RBAC的基本思想如圖4所示。
本系統(tǒng)的角色有系統(tǒng)管理員、區(qū)域、工地、租賃公司＼建設(shè)單位、監(jiān)管部門、施工單位、監(jiān)理單位；權(quán)限為系統(tǒng)的各功能模塊，如備案管理模塊的增加、刪除、修改等。
圖4 RBAC的基本思想
2.2 Ajax局部刷新
系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)顯示遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)，如總共臺(tái)數(shù)、在線臺(tái)數(shù)、今日?qǐng)?bào)警等（如圖5所示），采用Ajax進(jìn)行局部刷新。
圖5 實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)信息
部分實(shí)現(xiàn)代碼如下：
3 結(jié)束語(yǔ)
B/S塔吊遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)獲取GPRS系統(tǒng)傳輸?shù)倪h(yuǎn)程塔吊的運(yùn)行數(shù)據(jù)與報(bào)警信息，在WEB網(wǎng)頁(yè)上實(shí)時(shí)顯示，實(shí)現(xiàn)了塔吊的遠(yuǎn)程監(jiān)控。目前該系統(tǒng)已投入使用，運(yùn)行穩(wěn)定，滿足了管理員、區(qū)域、工地、租賃公司、建設(shè)單位、監(jiān)管部門、施工單位、監(jiān)理單位等多種類型用戶對(duì)塔吊監(jiān)控的需要。
【參考文獻(xiàn)】
[1]馬軍.精通2.0網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)[M].北京：人民郵電出版社，2007.
[關(guān)鍵詞]數(shù)字視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控視頻壓縮
中圖分類號(hào):TN92文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2009)1210036-01
一、概述
遠(yuǎn)程監(jiān)控是工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的關(guān)鍵。利用視頻會(huì)議系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控,可以全面監(jiān)視生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),迅速及時(shí)地對(duì)各種情況作出相應(yīng)的反應(yīng),同時(shí)具有價(jià)格低廉、性能優(yōu)越的特點(diǎn)。比如,如果在家里安裝一臺(tái)桌面型視頻會(huì)議電視系統(tǒng),就可以實(shí)現(xiàn)家庭辦公、購(gòu)物等,使工作和學(xué)習(xí)變得更加方便輕松。
數(shù)字視頻監(jiān)控以其直觀、方便、信息內(nèi)容豐富而被廣泛應(yīng)用于許多場(chǎng)合。在電子技術(shù)與通信技術(shù)的發(fā)展過程中,數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)水平直接反映了不同階段電子與通訊的技術(shù)狀況,而計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展將數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)提到了一個(gè)新的高度。
網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致了基于IP技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)視頻瀏覽應(yīng)運(yùn)而生。從模擬監(jiān)控到數(shù)字監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)了數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)的一次飛躍,目前最先進(jìn)的技術(shù)就是通過專用視頻服務(wù)器(瘦服務(wù)器)把模擬圖像信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像信號(hào)后上網(wǎng),同時(shí)通過管理程序?qū)Χ鄠€(gè)視頻流進(jìn)行統(tǒng)一管理,獲得授權(quán)的用戶便可以通過網(wǎng)絡(luò)看到任何一個(gè)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)圖像,并且可以控制監(jiān)視器的視角和焦距。
二、數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)
(一)以平臺(tái)為核心,以網(wǎng)絡(luò)為紐帶。我們現(xiàn)在的安防系統(tǒng)以及工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控崗位,靠人力已經(jīng)不能解決大規(guī)模監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)的管理問題了,所以打造一個(gè)管理平臺(tái)的需求就顯得非常迫切。一個(gè)好的管理平臺(tái)可以將所有的攝像頭納入管理,將所有的報(bào)警點(diǎn)納入管理,將所有的編解碼設(shè)備納入管理,將所有的后臺(tái)服務(wù)器納入管理,從而使得整套系統(tǒng)能夠順暢運(yùn)行。
(二)接入多個(gè)不同的設(shè)備,實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。由于安防系統(tǒng)過去以獨(dú)立的小規(guī)模應(yīng)用為主,造成了設(shè)備的生產(chǎn)廠家非常眾多,而且各個(gè)廠家都有自己的一套編解碼和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)淖龇ā＿@要求大型監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)能夠接入多家廠商的設(shè)備。一者保護(hù)用戶原有的投資,充分利用現(xiàn)有資源,避免資源浪費(fèi);二者在用戶在新系統(tǒng)建設(shè)時(shí)減少投入提供解決辦法。
三、數(shù)字視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)
數(shù)字化視頻可以在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(局域網(wǎng)或廣域網(wǎng))上傳輸圖像數(shù)據(jù),基本上不受距離限制,信號(hào)不易受干擾,可大幅度提高圖像品質(zhì)和穩(wěn)定性;數(shù)字視頻可利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)帶寬可復(fù)用,無須重復(fù)布線。
(一)組播技術(shù)。在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸中,大都采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸方式,這種方式比較可靠,但對(duì)于一點(diǎn)向多點(diǎn)傳輸相同的數(shù)據(jù)的情況下,這種方式就不能充分利用帶寬,使傳輸?shù)穆窋?shù)有限。以確保需要數(shù)據(jù)的用戶能夠得到所需的數(shù)據(jù);采用IP組播就是為了解決這個(gè)棘手問題而開發(fā)出來的。IP組播采用了組地址的概念,把需要視頻流數(shù)據(jù)的用戶編入用戶組,并利用一些高級(jí)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來確保最經(jīng)濟(jì)地利用帶寬,把數(shù)據(jù)通過用戶組傳遞給真正需要的用戶。
目前,IP Multicast是使用最廣泛的傳輸技術(shù)。IP Multicast組播是一種合理利用網(wǎng)絡(luò)資源和頻譜帶寬的技術(shù),它是標(biāo)準(zhǔn)IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議技術(shù)的一個(gè)擴(kuò)展。IP組播的核心思想是:通過一個(gè)IP地址(組播地址)向一組主機(jī)發(fā)送同一個(gè)數(shù)據(jù)包(UDP包),即一對(duì)多的工作方式。發(fā)送方僅僅需要向一個(gè)組播地址發(fā)送一份信息,就能保證所有的接收方(前提是必須加入到同一組播)能夠收到相同的信息。組中的成員是動(dòng)態(tài)的,可以根據(jù)自己的意愿隨時(shí)加入、離開,并且,每臺(tái)主機(jī)可以同時(shí)加入到多個(gè)組中去。IP組播技術(shù)可以有效地避免由于重復(fù)發(fā)送造成的發(fā)送方負(fù)擔(dān)過重以及廣播風(fēng)暴,組播數(shù)據(jù)可以突破路由器的限制,將數(shù)據(jù)包發(fā)送到不同的物理網(wǎng)段。
(二)視頻數(shù)據(jù)的壓縮\解壓縮技術(shù)。數(shù)字視頻圖像數(shù)據(jù)巨大,傳輸極其不便。視頻圖像播放的關(guān)鍵是做到平滑顯示,幀率一般應(yīng)為22～30幀/s。低于20幀/s,就會(huì)感到視頻跳動(dòng)。因此要實(shí)時(shí)顯示,其關(guān)鍵在于保證圖像更新的幀速率不小于20幀/s。但是,假設(shè)1幅640*480中分辨度的彩色圖像(24bit/像素),則其數(shù)據(jù)量為0.92MB,如果以每秒30幀的速度播放,則視頻信號(hào)的數(shù)碼率就高達(dá)27.6Mbps。顯然,視頻壓縮技術(shù)數(shù)字化是壓縮技術(shù)的關(guān)鍵。目前,適用于遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)有H.261,MPEG-1。兩者的核心技術(shù)都是離散余弦變換及運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償算法,它的主要思想是通過減少每幀圖像間時(shí)間上和空間上的冗余性和相關(guān)性信息來減少數(shù)據(jù)量。H.261適合在64-384Kbps的低帶寬下傳輸實(shí)時(shí)視頻圖像、但圖像質(zhì)量不理想;MPEG-l在800KbPs-2Mbps的傳輸速率下圖像清晰度能達(dá)到較好的圖像效果。用戶可根據(jù)不同的場(chǎng)合和需求選用不同的壓縮標(biāo)準(zhǔn)。
(三)多線程技術(shù)在視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。在數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸中,發(fā)送方和接收方工作步驟如下:
1.啟動(dòng)視頻壓縮卡;
2.取出復(fù)合數(shù)據(jù)流(視頻流和音頻流的復(fù)合流);
3.復(fù)合數(shù)據(jù)流的打包、傳輸;數(shù)據(jù)流的接收;
4.對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼、播放。
因此,如果采用單線程工作方式,發(fā)送和接收播放就不能同時(shí)進(jìn)行。采用系統(tǒng)的搶先式多線程任務(wù)機(jī)制,采用線程這個(gè)最小執(zhí)行體作為CPC分配時(shí)間的實(shí)體,同時(shí)運(yùn)行多個(gè)線程,并且按線程的優(yōu)先級(jí)別調(diào)度多個(gè)線程。這樣在發(fā)送方“取流”和“傳輸”共享與同一內(nèi)存區(qū)域,采用多個(gè)線程同時(shí)進(jìn)行“取流”和“傳輸”等幾個(gè)過程,提高了CPC的利用率,保證了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。接收方“接收”和“播放”同時(shí)進(jìn)行,保證了畫面的連續(xù)性。
四、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用
在監(jiān)控領(lǐng)域中、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化是一種趨勢(shì),可廠泛應(yīng)用在電信、電力、交通、銀行等領(lǐng)域。利用各種數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)如:DDN、ISDN、E1、xDSL,把經(jīng)過數(shù)字化壓縮、編碼的視頻、音頻、報(bào)警感應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸置監(jiān)控中心,中心的計(jì)算機(jī)對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮、解編碼同時(shí)回放視頻、音頻,對(duì)報(bào)警事件進(jìn)行告警處理。
隨著TCP/IP技術(shù)與視頻編碼技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域都得到發(fā)展和應(yīng)用,基于IP技術(shù)與圖像編碼技術(shù)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)必將電信、電力、交通、銀行等領(lǐng)域的安全及生產(chǎn)監(jiān)控上得到更廣泛的應(yīng)用,超媒體的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在不久的將來將會(huì)成為主流。在現(xiàn)今的社會(huì),數(shù)字視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展也將標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家、一個(gè)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步程度,它的發(fā)展對(duì)世界工業(yè)的發(fā)展進(jìn)程來說起著舉足輕重的作用。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞：控制系統(tǒng)；技術(shù)；核心；遠(yuǎn)程；監(jiān)控系統(tǒng)
1.前言
隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)外各大鋁廠對(duì)鋁電解控制的需求也不斷的變化。鑒于鋁電解自動(dòng)控制系統(tǒng)是電解鋁生產(chǎn)過程中最重要的自控系統(tǒng)之一，其運(yùn)行效果的好壞直接影響到電解生產(chǎn)能否穩(wěn)定運(yùn)行。
2.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及功能
2.1 數(shù)據(jù)傳遞模式
鋁電解遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)傳遞模式是：槽控機(jī)通過光纖向接口機(jī)傳遞數(shù)據(jù)信息，接口機(jī)將數(shù)據(jù)存入后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，完成數(shù)據(jù)的“寫”操作;管理機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)接口，將數(shù)據(jù)庫(kù)中的相關(guān)數(shù)據(jù)取出，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、匯總，從而完成數(shù)據(jù)的“讀”操作。作為系統(tǒng)的終端，要具備管理機(jī)功能，即完成將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)時(shí)的讀出。
2.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成包括局域網(wǎng)和CAN通訊網(wǎng)。CAN通訊總線協(xié)議，是德國(guó)奔馳汽車公司自行研制開發(fā)的通訊處理方式，現(xiàn)已廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)控制。CAN卡的主要作用是完成工控機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備的通訊處理與輸送，是工業(yè)控制過程中不可或缺的通訊設(shè)備。
2.3 軟件結(jié)構(gòu)及功能描述
現(xiàn)階段，鋁電解鋁電解遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由三大部分組成，分別是后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)、接口機(jī)子系統(tǒng)、管理機(jī)子系統(tǒng)。
1)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和部分應(yīng)用邏輯的實(shí)現(xiàn)，根據(jù)行業(yè)需要，能滿足生產(chǎn)需要的大型數(shù)據(jù)庫(kù)主要是ORACLE與SQL SERVER兩種，我公司在實(shí)踐過程用所應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫(kù)是SQL SERVER。
2)接口機(jī)子系統(tǒng)
接口機(jī)子系統(tǒng)處于后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)和CAN總線之間，重點(diǎn)完成下位機(jī)數(shù)據(jù)的及時(shí)反饋和設(shè)定參數(shù)的準(zhǔn)確下發(fā)。如果在數(shù)據(jù)庫(kù)無法正常工作的狀況下，接口機(jī)能夠獨(dú)立完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與下發(fā)功能，保證了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。
圖2-3 接口機(jī)子系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖
3)管理機(jī)子系統(tǒng)
管理機(jī)子系統(tǒng)是鋁電解遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的最高層，負(fù)責(zé)綜合監(jiān)控、語(yǔ)音報(bào)警、報(bào)表打印等功能的實(shí)現(xiàn)，特別是對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的各項(xiàng)匯總與計(jì)算以及歷史數(shù)據(jù)查詢與分析。
2.4參數(shù)管理
參數(shù)管理模塊的功能是實(shí)現(xiàn)所有的與生產(chǎn)密切相關(guān)的各種參數(shù)的查詢、修改和存儲(chǔ)。參數(shù)設(shè)置的好壞，直接關(guān)系到槽子的運(yùn)行情況與控制效果。
2.5系統(tǒng)設(shè)置
系統(tǒng)設(shè)置模塊主要對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的一些必要配置信息進(jìn)行設(shè)置，確保上位機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，以及語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)的正常工作。
2.6系統(tǒng)操作
系統(tǒng)操作模塊完成各種監(jiān)控界面的切換，以及槽控機(jī)的控制面板的仿真顯示。
2.7報(bào)表管理
報(bào)表管理模塊以組態(tài)的方式向用戶提供了單槽和系列槽的各種報(bào)表，方便用戶進(jìn)行各種考核和分析，并進(jìn)行生產(chǎn)成本的有效控制；同時(shí)，通過故障報(bào)表，用戶可以詳細(xì)了解電解槽的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)各類故障進(jìn)行有效的防范，減少風(fēng)險(xiǎn)。
2.8權(quán)限管理
主要是為了加強(qiáng)上位機(jī)系統(tǒng)的安全和管理而設(shè)置。
2.9實(shí)用工具
是為了定期對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行清理，保障系統(tǒng)通訊的穩(wěn)定；通訊測(cè)試是幫助維修人員及時(shí)解決通訊故障。
3.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
鋁電解監(jiān)控系統(tǒng)以局域網(wǎng)和CAN網(wǎng)作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)環(huán)境，引入了大型的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)SQL SERVER；同時(shí)采用了數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的思想，實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和查詢。
3.1 運(yùn)行環(huán)境
服務(wù)器操作系統(tǒng)：Microsoft Windows 2000 Server 中文標(biāo)準(zhǔn)版。客戶端操作系統(tǒng)：Microsoft Windows 2000中文版。后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)：SQL SERVER。
3.2 監(jiān)控表的建立
監(jiān)控表是鋁電解廠生產(chǎn)過程中所需要的各種監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，電解槽生產(chǎn)情況的好壞、監(jiān)控系統(tǒng)的控制效果的好壞，直接來源于監(jiān)控表的信息采集。
在鋁電解生產(chǎn)中，每個(gè)系列的生產(chǎn)情況各異，其電解槽的臺(tái)數(shù)和槽號(hào)分布各不相同，監(jiān)控表的建立也千差萬別?；谶@種實(shí)際情況，采用了動(dòng)態(tài)建表的方式，每個(gè)系列可以根據(jù)自己的實(shí)際情況完成監(jiān)控表的建立過程。這種動(dòng)態(tài)建表的應(yīng)用邏輯，主要由后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)來完成。
3.3 數(shù)據(jù)的采集與提取
數(shù)據(jù)的采集與提取，主要負(fù)責(zé)兩個(gè)功能：接收CAN網(wǎng)來的實(shí)時(shí)采樣信息，并進(jìn)行解析；將需要下發(fā)的各種參數(shù)和控制信息進(jìn)行反向解析，轉(zhuǎn)換成符合CAN標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)，發(fā)送至CAN總線。
3.4 數(shù)據(jù)的組織與存儲(chǔ)
數(shù)據(jù)的組織與存儲(chǔ)是系統(tǒng)另一個(gè)核心問題，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞、數(shù)據(jù)庫(kù)性能的優(yōu)化與否，將直接對(duì)網(wǎng)絡(luò)客戶產(chǎn)生影響，因此我們采用了大型的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)SQL SERVER。對(duì)于歷史數(shù)據(jù)，則采用數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行處理。
3.5 信息的顯示
信息的顯示，是系統(tǒng)與用戶交互的主要部分。信息顯示主要由顯示面板、動(dòng)態(tài)曲線、歷史曲線和報(bào)表輸出四部分組成。
3.6 基于網(wǎng)絡(luò)的信息的傳輸
基于網(wǎng)絡(luò)的鋁電解監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，需要考慮網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸，這主要包括動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)。
4.結(jié)論
鋁電解監(jiān)控系統(tǒng)作為鋁電解生產(chǎn)過程中不可缺少的一部分，它的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到生產(chǎn)的好壞。本文討論了基于網(wǎng)絡(luò)、大型數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)思想的鋁電解監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)技術(shù)。鋁電解遠(yuǎn)程系統(tǒng)運(yùn)行安全、穩(wěn)定、可靠，節(jié)約了成本，提高了管理水平，可以為電解鋁工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)帶來豐厚經(jīng)濟(jì)效益。
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關(guān)鍵詞:雨污水泵站；監(jiān)視；控制；系統(tǒng)
城鎮(zhèn)雨水管網(wǎng)、污水管網(wǎng)及雨污水泵站對(duì)保障城市的正常運(yùn)作起到關(guān)鍵作用，此排污原理是將城區(qū)范圍內(nèi)的雨污水通過地下管網(wǎng)到提升泵站，然后污水經(jīng)過處理排入江河，雨水直接排入江河。泵站控制系統(tǒng)的自動(dòng)化監(jiān)控和管理具有重要意義，能達(dá)到增效和提高管理水平的目的，實(shí)現(xiàn)了對(duì)雨水泵房和污水泵房的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)和控制。利用計(jì)算機(jī)及通信技術(shù),提高泵站的自動(dòng)化水平,通過公共網(wǎng)絡(luò)資源,實(shí)現(xiàn)整個(gè)城市雨污水泵站的集中監(jiān)控。
1系統(tǒng)總體方案
根據(jù)城市雨污水泵站的分布情況、運(yùn)行狀況及現(xiàn)有資源,結(jié)合當(dāng)前技術(shù)的發(fā)展,在城市一點(diǎn)設(shè)立遠(yuǎn)程監(jiān)控站,操作人員能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、診斷以及優(yōu)化調(diào)度,管理人員可在任何時(shí)間通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)利用標(biāo)準(zhǔn)化的、統(tǒng)一的圖形界面了解各泵站的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)的人員管理、統(tǒng)一報(bào)表。系統(tǒng)以公用網(wǎng)為載體,實(shí)現(xiàn)整個(gè)城市泵站的視頻監(jiān)控和自動(dòng)控制。圖1為系統(tǒng)主節(jié)點(diǎn)配置圖。整個(gè)系統(tǒng)可以分為自動(dòng)化系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)3部分。
圖1系統(tǒng)主節(jié)點(diǎn)配置圖
1.1自動(dòng)化系統(tǒng)
整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)采用分層分布式體系結(jié)構(gòu),縱向分為管理層、控制層、設(shè)備層3個(gè)部分。管理層由管理計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)服務(wù)器等組成,以WEB服務(wù)器為中心，各管理計(jì)算機(jī)可通過網(wǎng)頁(yè)界面輕松瀏覽各泵站的運(yùn)行情況。
控制層由主控站及現(xiàn)場(chǎng)控制單元組成。主控站設(shè)置在中心控制室,包括監(jiān)控計(jì)算機(jī)、監(jiān)控軟件和網(wǎng)絡(luò)互通設(shè)備,主要完成現(xiàn)場(chǎng)控制單元及通信的檢測(cè)、數(shù)據(jù)采集、設(shè)備的啟?？刂?、故障報(bào)警及系統(tǒng)管理?？刂茊卧杉F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)并接收主控站的指令,通過分析判斷,完成相應(yīng)的控制任務(wù),并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺卣撅@示。
設(shè)備層主要由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、儀表及電量采集模塊等組成,提供設(shè)備的狀態(tài)信號(hào)及工藝參數(shù)及電量參數(shù)到現(xiàn)場(chǎng)控制單元。
1.2視頻監(jiān)控系統(tǒng)
它由現(xiàn)場(chǎng)控制站及中心控制站組成,完成視頻信號(hào)的采集、編碼、傳輸、解碼和顯示?，F(xiàn)場(chǎng)控制站由攝像頭、視頻服務(wù)器、交換機(jī)等組成,主要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)重點(diǎn)區(qū)域和重點(diǎn)工藝段工況進(jìn)行監(jiān)視,將采集的視頻信號(hào)數(shù)字化,并采用最新的視頻壓縮技術(shù)壓縮后發(fā)送到主站。中心控制站由視頻控制計(jì)算機(jī)、解碼器、硬盤錄像機(jī)、電視機(jī)等組成,它將現(xiàn)場(chǎng)視頻服務(wù)器傳輸來的信號(hào)解碼后顯示和錄像保存。
1.3網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以公共網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為傳輸平臺(tái),即以網(wǎng)通程控交換系統(tǒng)為載體,進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和通訊。各泵站基本都有電話線,以此為基礎(chǔ)的上傳傳輸速率可以達(dá)到1Mb/s,它為視頻等大數(shù)據(jù)的傳輸和城市各泵站的互聯(lián)監(jiān)控提供了可能。中控室數(shù)據(jù)量大,各泵站的數(shù)據(jù)需通過網(wǎng)通中心發(fā)往中控室,通過往中控室鋪設(shè)一條光纖,下行傳輸速率可以達(dá)到10Mb/s。
2系統(tǒng)的配置
2.1中央控制室配置
中央控制室配置包括操作臺(tái)、監(jiān)控計(jì)算機(jī)、視頻計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)服務(wù)器、UPS電源、電視、打印機(jī)、模擬屏、交換機(jī)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
監(jiān)控計(jì)算機(jī)主要完成城市各泵站工藝參數(shù)的監(jiān)視、控制和管理,計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)記錄各泵站的設(shè)備運(yùn)行情況,供管理人員進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢、歷史趨勢(shì)顯示,同時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)形成各種報(bào)表打印。模擬屏以單片機(jī)或PLC為控制中心,以LED燈和數(shù)顯儀為節(jié)點(diǎn),馬賽克形式顯示泵站在城市的分布位置、泵站的設(shè)備運(yùn)行狀況和流量等工業(yè)參數(shù)。視頻計(jì)算機(jī)收集各泵站的視頻信號(hào),供計(jì)算機(jī)和電視顯示。數(shù)據(jù)服務(wù)器作為WEB服務(wù)器,供管理計(jì)算機(jī)登錄瀏覽,查看監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行情況。服務(wù)器配用大容量硬盤,一方面存儲(chǔ)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),另一方面存儲(chǔ)視頻信息,供管理人員查詢播放。在線UPS電源為系統(tǒng)提供高質(zhì)量的供電和緊急備用電源。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為靜態(tài)IP局域網(wǎng),各泵站的控制信息和數(shù)字視頻信息通過網(wǎng)通程控交換中心上傳到泵站控制中心進(jìn)行顯示。
2.2現(xiàn)場(chǎng)控制站配置
現(xiàn)場(chǎng)控制站包括PLC監(jiān)控柜和視頻控制箱。PLC監(jiān)控柜以施耐德小型PLC為中心,將采集到的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)信息和工藝參數(shù)送到PLC并經(jīng)分析運(yùn)算后,經(jīng)ADSL以太網(wǎng)通訊送中控室顯示。監(jiān)視攝像機(jī)安裝在現(xiàn)場(chǎng)各主要工藝段和泵站,監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)的工藝運(yùn)轉(zhuǎn)情況。視頻服務(wù)器將攝像機(jī)采集的視頻信號(hào)進(jìn)行專業(yè)處理和壓縮并數(shù)字化后送中控室視頻計(jì)算機(jī)顯示。
3控制系統(tǒng)功能
3.1監(jiān)控軟件的功能
中央控制室監(jiān)控計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件采用力控6.0,可實(shí)現(xiàn)如下功能。
(1)數(shù)據(jù)采集:力控的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信息鏈接,數(shù)據(jù)點(diǎn)的采集時(shí)間為1s,可實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的狀態(tài)信息、故障信息、操作信息和工藝參數(shù)。所有這些信息將被保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。
(2)工藝監(jiān)視:操作員可通過工藝畫面實(shí)時(shí)監(jiān)視城市各泵站的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況及工藝參數(shù)。其畫面包括:①以城市地圖為背景,標(biāo)注各泵站所在位置的城市泵站運(yùn)轉(zhuǎn)總圖,泵站運(yùn)行與否用不同的顏色表示,能直觀地了解整個(gè)城市泵站的投運(yùn)情況；②各泵站的工藝流程圖,畫面采用系統(tǒng)內(nèi)嵌泵、閥門、管道的圖庫(kù),形象地表現(xiàn)了雨污水現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)工藝,現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)及參數(shù)以文字、圖符、顏色、數(shù)字、棒圖、動(dòng)畫等很直觀地表現(xiàn)出來,讓操作人員隨時(shí)了解各泵站的設(shè)備運(yùn)行情況。
(3)工藝控制:系統(tǒng)設(shè)置有設(shè)備控制畫面和工藝調(diào)整畫面。在泵站工藝流程圖或工藝監(jiān)視畫面上,將鼠標(biāo)移到相應(yīng)的泵或閥圖符上,將有操作框提示,點(diǎn)擊鼠標(biāo),將彈出相應(yīng)畫面,可進(jìn)行設(shè)備控制和調(diào)整。
(4)趨勢(shì)顯示:實(shí)時(shí)趨勢(shì)一般供操作員實(shí)時(shí)監(jiān)視工藝參數(shù),歷史趨勢(shì)供管理人員查詢一些重要的工藝參數(shù)的變化趨勢(shì)和設(shè)備操作及工藝調(diào)整記錄,作為事故分析、工藝調(diào)整和管理手段。
(5)用戶登錄:系統(tǒng)初始進(jìn)入運(yùn)行,將以公用賬戶登錄并注冊(cè)。在公用賬戶平臺(tái),操作人員或其他人員只能監(jiān)視和瀏覽畫面,無法進(jìn)行設(shè)備操作,操作人員用授權(quán)的賬號(hào)登錄后才能進(jìn)行操作。賬戶分為管理員級(jí)別、管理者級(jí)別、操作員級(jí)別和普通級(jí)別。管理員級(jí)別有最大權(quán)限,可進(jìn)行系統(tǒng)的維護(hù)和組態(tài)；管理者級(jí)別可進(jìn)行歷史趨勢(shì)的查詢、報(bào)表數(shù)據(jù)的查詢及打印、操作員操作記錄的查詢、關(guān)鍵工藝事件記錄查詢等；操作員級(jí)別可進(jìn)行工藝監(jiān)視、設(shè)備控制和實(shí)時(shí)趨勢(shì)的查看、報(bào)警的確認(rèn)和抑制等；普通級(jí)別只能瀏覽畫面。
(6)事件記錄:包括操作員記錄和重要事件記錄。操作員記錄是操作員對(duì)設(shè)備的操作和工藝調(diào)整的記錄,包括操作員用戶名、操作的數(shù)據(jù)、操作的設(shè)備或調(diào)整參數(shù)的設(shè)定值等。重要事件記錄包括重要設(shè)備的啟停、重要設(shè)備的停運(yùn)、設(shè)備的異常停止、設(shè)備的故障、重要工藝參數(shù)的越限報(bào)警、傳感器故障等。
(7)報(bào)表:系統(tǒng)自動(dòng)生成報(bào)表,包括設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間和液位等模擬量的變化、設(shè)備的運(yùn)行次數(shù),并以最小值、平均值、最大值的方式形成不同的報(bào)表。
(8)報(bào)警:在工藝畫面和報(bào)警欄顯示報(bào)警信息。
3.2模擬屏
通過OPC方式,各泵站的實(shí)時(shí)信息被傳送到模擬屏,模擬屏同步顯示閥門、泵等設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況,同時(shí)直觀顯示各泵站集水池液位、泵站的出水流量、總的出水流量等信息。
3.3 PLC控制站的功能
系統(tǒng)設(shè)為遠(yuǎn)控、自動(dòng)、手動(dòng)3種工作方式。遠(yuǎn)控方式時(shí),由中控室指令進(jìn)行控制；手動(dòng)方式時(shí),通過電氣操作柜手動(dòng)啟停設(shè)備操作；自動(dòng)方式時(shí),PLC系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行,根據(jù)設(shè)定的工藝參數(shù)自動(dòng)啟停設(shè)備。其主要功能如下。
①數(shù)據(jù)采集
實(shí)時(shí)采集設(shè)備的狀態(tài)信息和工藝參數(shù),送上位機(jī)顯示。
②數(shù)據(jù)處理和控制
(1)啟停控制:根據(jù)上位機(jī)指令和工藝參數(shù)分析判斷后,自動(dòng)啟動(dòng)相應(yīng)的設(shè)備。
(2)連鎖控制:泵閥啟停的連鎖,可有效保護(hù)泵和系統(tǒng)安全,根據(jù)集水池的液位自動(dòng)連鎖啟停泵,泵的啟停控制按最優(yōu)控制原理運(yùn)行。液位高時(shí),運(yùn)行時(shí)間短的泵先啟動(dòng)；液位降低時(shí),運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)的泵先停。
(3)調(diào)節(jié)控制:根據(jù)集水池的液位自動(dòng)調(diào)節(jié)變頻器的輸出,控制水位在給定值。
(4)通訊:與電量數(shù)據(jù)模塊、電度表進(jìn)行通訊,實(shí)現(xiàn)電量的數(shù)據(jù)采集；完成與ADSL寬帶的互聯(lián),實(shí)現(xiàn)通訊控制與數(shù)據(jù)交換。
3.4視頻監(jiān)視功能
在泵站現(xiàn)場(chǎng)安裝攝像機(jī),實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)的視頻信號(hào)送控制室。各泵站的ADSL時(shí)刻保持暢通,現(xiàn)場(chǎng)采集的視頻信號(hào)經(jīng)以太網(wǎng)發(fā)送到上位機(jī)顯示。
在中控室視頻計(jì)算機(jī)裝有視頻監(jiān)視軟件,現(xiàn)場(chǎng)來的視頻信號(hào)經(jīng)解碼后送計(jì)算機(jī)和電視機(jī)顯示,可實(shí)現(xiàn)多畫面顯示,也可以是單站單屏某個(gè)泵站重點(diǎn)區(qū)域的單畫面顯示,還可實(shí)現(xiàn)多個(gè)畫面定時(shí)輪詢顯示。系統(tǒng)配置大容量硬盤,可供數(shù)據(jù)的長(zhǎng)時(shí)間保存,以便將來查詢。
4結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，該系統(tǒng)具有完善的泵站監(jiān)測(cè)和控制功能，滿足安全監(jiān)視、控制調(diào)節(jié)及生產(chǎn)管理等多方面的要求，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠、經(jīng)濟(jì)節(jié)能，它提高了公用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的利用率,也提高了城市給排水的自動(dòng)化和管理水平,更大大減輕了泵站運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
關(guān)鍵詞：集中供熱；遠(yuǎn)程監(jiān)控；軟硬件設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007-9599 (2010) 09-0000-02
Remote Monitoring System of District Heating
Chen Lunqin
(Anhui Huaibei Mining Group Railway Transport Department)
Abstract:This paper describes the status of district heating control, analysis of problems,designed a district heating remote monitoring system,and gave details of the system software and hardware.
Keywords:District heating;Remote monitoring;Software and hardware design
一、集中供熱控制的現(xiàn)狀
集中供熱可以有效的減少二氧化碳排放，提高能源利用率。但由于在技術(shù)方面仍然存在各種瓶頸，影響集中供熱優(yōu)越性的充分發(fā)揮。主要有以下方面：供熱參數(shù)未能在最佳工況下運(yùn)行，供熱量與需熱量不匹配；系統(tǒng)運(yùn)行工況失調(diào)難以消除，導(dǎo)致供暖用戶冷熱不均；運(yùn)行數(shù)據(jù)不全，難以實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理。
目前，集中供熱系統(tǒng)的溫度和壓力等工藝參數(shù)，依然是供暖工程中控制難題。當(dāng)前大多數(shù)供暖設(shè)備是基于普通的PID以及魯棒性很強(qiáng)的內(nèi)模PID設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)這些工藝參數(shù)的閉環(huán)控制；同時(shí)，在現(xiàn)代化的監(jiān)控系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)上充分考慮了企業(yè)管控一體化的必然發(fā)展趨勢(shì)，多數(shù)采用了先進(jìn)B／S架構(gòu)的研華WebAccess監(jiān)控軟件。該監(jiān)控方案可以通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器訪問生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，遠(yuǎn)程指揮調(diào)度，遠(yuǎn)程設(shè)備管理和故障診斷，等。最終實(shí)現(xiàn)對(duì)熱力系統(tǒng)的良好控制與監(jiān)測(cè)。
二、系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)主要有四部分，分別為PC（電腦）機(jī)、RS－485通信、中央控制板、采集變換、驅(qū)動(dòng)變換等部分。PC采用工控機(jī)，負(fù)責(zé)人機(jī)交互，顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和對(duì)熱交換站進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。PC機(jī)和中央控制板之間使用差分方式的RS-485通訊，并采用軟件校驗(yàn)（CRC-8），大大提高了抗干擾能力。以下為系統(tǒng)控制原理圖：
（一）系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
1.系統(tǒng)通信接口
該系統(tǒng)以PC機(jī)作為上位主機(jī)，下位機(jī)由ATmega16單片機(jī)完成，從實(shí)際出發(fā)，要求信息傳輸距離遠(yuǎn)，成本低。所以，PC與中央控制板之間的通訊使用RS-485通訊方式。
由于微機(jī)串行接口通常采用RS-232方式，而單片機(jī)串口是TTL電平，二者不兼容。并且二者都不利于遠(yuǎn)程傳輸。所以，接口必須做電平轉(zhuǎn)換處理。單片機(jī)串行口的TXD、RXD經(jīng)MAX232電平轉(zhuǎn)換為RS-232電平再經(jīng)過MAX485轉(zhuǎn)換為485數(shù)據(jù)接口，再與微機(jī)的RxD、TxD和相連。
2.中央控制板中央控制芯片（ATmega16L）
AVR系列單片機(jī)在吸收PIC及8051單片機(jī)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，做出了重大的改進(jìn)。解決了速度和功耗之間的矛盾。
ATmega16是AVR系列單片機(jī)中的高端產(chǎn)品。采用了大型快速存取寄存器文件和快速單周期指令，數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)1MIPS/MHz。其快速存取RISC寄存器由32個(gè)通用工作寄存器組成。通用寄存器代替累加器，避免了傳統(tǒng)的累加器與存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)傳送，實(shí)現(xiàn)一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行一條指令來訪問兩個(gè)獨(dú)立的寄存器，代碼效率比常規(guī)CISC微控制器快十倍。
使用Atmel公司的高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)生產(chǎn)。可通過芯片的SPI串行接口或?qū)Ｓ镁幊唐鬟M(jìn)行程序升級(jí)和更新，給新產(chǎn)品的開發(fā)、老產(chǎn)品升級(jí)級(jí)和維護(hù)帶來極大的方便。
ATmega16單片機(jī)速度快、功耗低、片上資源豐富、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)、工作電源范圍寬、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。為許多嵌入式控制應(yīng)用提供了靈活而低成本的解決方案。
3.驅(qū)動(dòng)變換電路
為實(shí)現(xiàn)弱電控制強(qiáng)電，并使工頻交流電與單片機(jī)隔離使用小型繼電器實(shí)現(xiàn)，原理圖如下：
D7用于指示繼電器的吸合狀態(tài)，D5用于保護(hù)三極管，在繼電器斷電瞬間產(chǎn)生二倍供電電壓的浪涌電流，可經(jīng)d5釋放，起到保護(hù)三極管的作用。DJ1與單片機(jī)相連，當(dāng)單片機(jī)端口輸出‘1’時(shí)繼電器就吸合。
4.采集變換電路
為調(diào)高電路的抗干擾能力，采用差動(dòng)輸入，有效抑制共模信號(hào)的干擾。電路中運(yùn)算放大器采用低零漂的高精度直流放大器OP07。
差動(dòng)放大把傳感信號(hào)采集回來后，為0-5V變化的電壓信號(hào)，由于單片機(jī)的AD所采集的范圍為0-2.56V。傳感器電壓超過了AD采集的采集范圍。使用減法器對(duì)采回的電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行除2計(jì)算?；瑒?dòng)電阻是為調(diào)節(jié)飄移而設(shè)置。
（二）系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
軟件主要有2部分組成：上位機(jī)軟件和下位機(jī)軟件，上位機(jī)軟件采用DELPHI7.0軟件編寫，下位機(jī)采用C語(yǔ)言編寫。
1.上位機(jī)軟件
采用Borland 公司開發(fā)的Delphi編寫，Delphi是一款可視化軟件開發(fā)工具。
項(xiàng)目中選擇串口為通信端口，主要考慮成本低，可靠性高，通信協(xié)議簡(jiǎn)單易于控制的優(yōu)點(diǎn)，在用DELphi中對(duì)串口進(jìn)行控制時(shí)，使用了MSComm 控件。
MSComm 控件通過串行端口傳輸和接收數(shù)據(jù)，為應(yīng)用程序提供串行通訊功能。MSComm控件在串口編程時(shí)非常方便，程序員不必去花時(shí)間去了解較為復(fù)雜的API函數(shù)，而且在VC、VB、Delphi等語(yǔ)言中均可使用。 Microsoft Communications Control（以下簡(jiǎn)稱MSComm）是Microsoft公司提供的簡(jiǎn)化Windows下串行通信編程的ActiveX控件，它為應(yīng)用程序提供了通過串行接口收發(fā)數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)便方法。
2.下位機(jī)軟件
采用C語(yǔ)言編程，編譯效率高，對(duì)底層硬件操作方便，代碼效率高，方便移植等特點(diǎn)。
為提高控制準(zhǔn)確精度，抗干擾能力，在程序代碼中加入，用于抗干擾的特殊軟件算法和打開硬件看門狗程序。使下位機(jī)軟件運(yùn)行更穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)控制的安全可靠。
三、結(jié)語(yǔ)
設(shè)備經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試用，系統(tǒng)整體運(yùn)行穩(wěn)定，提高了集中供熱的自動(dòng)化水平和供熱效率，改善了供熱質(zhì)量。同時(shí)人機(jī)界面友好，可適應(yīng)不同用戶的監(jiān)控需求。
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環(huán)境感應(yīng)節(jié)點(diǎn)的作用是采集孵化倉(cāng)的工作環(huán)境參數(shù)，并將數(shù)據(jù)按設(shè)定的周期通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)傳送給協(xié)調(diào)器。還可以通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)接收協(xié)調(diào)器的各項(xiàng)指令控制孵化器相應(yīng)子系統(tǒng)工作，使各項(xiàng)參數(shù)滿足孵化要求。環(huán)境感應(yīng)節(jié)點(diǎn)由傳感器模塊、數(shù)據(jù)處理傳輸模塊、控制模塊和電源模塊構(gòu)成，結(jié)構(gòu)見圖2。傳感器模塊的主要作用是收集孵化倉(cāng)內(nèi)工作環(huán)境參數(shù)，并傳送給數(shù)據(jù)處理傳輸模塊。傳感器模塊的核心部件是各類傳感器，主要包括溫度、濕度、微量氧等傳感器元件。數(shù)據(jù)處理傳輸模塊的主要作用是將傳感器模塊傳送來的模擬信號(hào)處理為數(shù)字信號(hào)，并通過內(nèi)置的射頻收發(fā)器將信號(hào)通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)傳送給協(xié)調(diào)器。還可以將協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)送過來的控制信號(hào)發(fā)送給控制器模塊。本系統(tǒng)選用CC2530為數(shù)據(jù)處理傳輸模塊的核心器件。CC2530內(nèi)置了一顆高性能8051微控制器內(nèi)核，擁有128kB的可編程閃存和8kBRAM，還集成了支持2．4GHzIEEE802．15．4的兼容無線收發(fā)器，以及12位分辨率ADC模塊。控制模塊的主要作用是接收數(shù)據(jù)處理傳輸模塊的指令，控制相關(guān)繼電器的導(dǎo)通與阻斷，產(chǎn)生控制信號(hào)。控制信號(hào)通過紅外傳輸?shù)姆绞?，控制孵化器加熱、加濕、通風(fēng)、翻蛋等子系統(tǒng)的工作。電源模塊使用孵化器電源，將交流電經(jīng)變壓、整流、濾波轉(zhuǎn)換為直流電后，直接供給環(huán)境感應(yīng)節(jié)點(diǎn)各部分。
2協(xié)調(diào)器
協(xié)調(diào)器的主要作用包括發(fā)起組建Zigbee網(wǎng)絡(luò)的命令，接受環(huán)境感應(yīng)節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò);接收各環(huán)境感應(yīng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)，通過RS232串行接口發(fā)送給嵌入式網(wǎng)關(guān);接收嵌入式網(wǎng)關(guān)發(fā)送過來的指令，通過Zig-bee網(wǎng)絡(luò)傳送給環(huán)境感應(yīng)節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)孵化器的控制。協(xié)調(diào)器的結(jié)構(gòu)與環(huán)境感應(yīng)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)相同，區(qū)別在于寫入CC2530內(nèi)的程序不同，但不具備環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)處理功能。
3嵌入式網(wǎng)關(guān)
嵌入式網(wǎng)關(guān)主要作用是接收傳感器網(wǎng)絡(luò)采集的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存入本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)備份;對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并根據(jù)預(yù)先的設(shè)定值相應(yīng)指令;接受遠(yuǎn)程控制端的訪問請(qǐng)求，響應(yīng)遠(yuǎn)程控制端配置指令和查詢指令，將處理結(jié)果反饋給遠(yuǎn)程控制端。嵌入式網(wǎng)關(guān)分硬件和軟件兩個(gè)部分，其中硬件部分由主控模塊、LCD顯示模塊、通信模塊等部分組成，結(jié)構(gòu)見圖3。
3．1主控模塊
主控模塊是嵌入式網(wǎng)關(guān)的核心部分。系統(tǒng)采用SAMSUNGS5PV210AH－A0作為處理器，該處理器集成了ARMCortexTM－A8內(nèi)核、1GHz主頻、64位內(nèi)部總線、32KB一級(jí)緩存、512KB二級(jí)緩存，擁有2000DMIPS的運(yùn)算能力。除處理器外，另行配備SA-MSUNG140K9K8G08U0B－PIB0可編程FLASH1片，SECK4T1G084QFSDRAM4片，保證了主控模塊的數(shù)據(jù)處理性能。
3．2通信模塊
通信模塊的主要作用是幫助嵌入式網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)與外部的通信，由USBOTG、RJ45、DB9三個(gè)接口組成，分別負(fù)責(zé)與上位機(jī)的通信、與Intener網(wǎng)絡(luò)的連接和與協(xié)調(diào)器間的信息交換。USBOTG模塊。與USB相比，USBOTG擴(kuò)充了原USB協(xié)議，電源管理功能更加嚴(yán)謹(jǐn)，減少了功耗，同時(shí)允許電子設(shè)備擔(dān)任主端或角色。USBOTG模塊在本系統(tǒng)的作用主要是與PC機(jī)通信，方便管理者根據(jù)實(shí)際情況更新主控模塊中的控制程序或修改參數(shù)范圍。RJ45以太網(wǎng)模塊。該模塊的作用主要是使嵌入式網(wǎng)關(guān)接入Internet網(wǎng)絡(luò)，保證管理者可以使用任何裝有客戶端的智能終端遠(yuǎn)程訪問嵌入式網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)時(shí)查詢孵化器溫度、濕度、含氧量等數(shù)據(jù)，并可以根據(jù)情況控制孵化器子系統(tǒng)工作。DB9串行接口模塊。該模塊的作用主要是完成嵌入式網(wǎng)關(guān)與協(xié)調(diào)器間的信息交換，接收由協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)發(fā)過來的孵化器環(huán)境參數(shù)，轉(zhuǎn)發(fā)由控制模塊發(fā)出的控制指令。
3．3嵌入式網(wǎng)關(guān)的軟件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)選用微軟嵌入式系統(tǒng)WindowsCE為操作系統(tǒng)，WindowsCE是微軟公司面向非PC領(lǐng)域推出的一款操作系統(tǒng)，具有高度模塊化的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)者可以根據(jù)實(shí)際具體要求選擇必要的模塊或必要的組件，減小系統(tǒng)體積，保證系統(tǒng)效率;選用MicrosoftVisualStu-dio為開發(fā)工具，MicrosoftVisualStudio是微軟公司推出的一款集成開發(fā)環(huán)境，支持ASP．NETWeb程序、XMLWebServices程序和一般性的桌面應(yīng)用程序開發(fā)，支持C#、C++、VB．NET、J#等多種開發(fā)語(yǔ)言，操作方便，兼容性強(qiáng)。本系統(tǒng)的嵌入式網(wǎng)關(guān)軟件主要分為本地控制和遠(yuǎn)程控制兩個(gè)部分。本地控制是指用戶通過網(wǎng)關(guān)上的鍵盤和顯示屏，在控制室內(nèi)完成對(duì)智能孵化系統(tǒng)的監(jiān)控。遠(yuǎn)程控制是指用戶通過任何可以介入Internet或GPRS網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，完成對(duì)智能孵化系統(tǒng)的監(jiān)控。監(jiān)控的數(shù)據(jù)主要包括溫度、濕度、含氧量等指標(biāo)，通過指標(biāo)的檢查，用戶可以控制加熱器、加濕器、換氣扇、翻蛋器等部件是否工作。主程序流程圖見圖4。嵌入式網(wǎng)關(guān)除接受用戶本地的控制指令外，還需將采集的數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程瀏覽器上，并接受監(jiān)控者的遠(yuǎn)程控制指令。
4遠(yuǎn)程控制端
遠(yuǎn)程控制端主要作用是訪問嵌入式網(wǎng)關(guān)、監(jiān)測(cè)孵化器工作數(shù)據(jù)和發(fā)送指令。遠(yuǎn)程控制有瀏覽器控制和短信控制兩種形式。瀏覽器控制可以用PC機(jī)操作，數(shù)據(jù)以表格和曲線的形式表現(xiàn)。將網(wǎng)關(guān)與GPRS模塊連接后，可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)短信控制，數(shù)據(jù)以文字的形式表現(xiàn)。使用瀏覽器監(jiān)控孵化倉(cāng)溫度數(shù)據(jù)見圖5，采樣頻率設(shè)定為1h/次。
5數(shù)據(jù)跟蹤
保持孵化倉(cāng)內(nèi)溫度、濕度以及含氧量在要求的范圍之內(nèi)是提高孵化率的關(guān)鍵。為測(cè)試智能孵化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的工作狀態(tài)，連續(xù)9d對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行人工跟蹤，實(shí)際跟蹤數(shù)值見表1，其中設(shè)定溫度為37．7℃，空氣濕度為50%～60%，含氧量為19%～21%。經(jīng)過對(duì)孵化倉(cāng)內(nèi)溫度、濕度、含氧量等參數(shù)的人工跟蹤，該系統(tǒng)能夠?yàn)榍莸胺趸峁┚_的孵化環(huán)境，保證孵化率。
6結(jié)論