風(fēng)機(jī)油液平臺(tái)系統(tǒng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)應(yīng)用

葉峰

摘 要：本文闡述了風(fēng)機(jī)油液平臺(tái)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集模塊的內(nèi)容、構(gòu)成及相關(guān)功能，同時(shí)提出了其運(yùn)行過程及部署實(shí)現(xiàn)方法。

關(guān)鍵詞：油液檢測(cè)；變送器；RS485

1 背景

新疆維吾爾自治區(qū)風(fēng)能研究所承擔(dān)了2012年度自治區(qū)科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目《風(fēng)機(jī)油液檢測(cè)數(shù)據(jù)分析管理平臺(tái)系統(tǒng)》，本項(xiàng)目研究的系統(tǒng)采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)，基于B/S網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)搭建，系統(tǒng)軟件主要由數(shù)據(jù)采集導(dǎo)入模塊，數(shù)據(jù)管理模塊，檢測(cè)報(bào)告設(shè)置模塊，分析模塊，參數(shù)設(shè)置模塊，報(bào)告輸出模塊等構(gòu)成，系統(tǒng)硬件主要由數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、WEB應(yīng)用服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備等構(gòu)成。

本系統(tǒng)是一套軟硬件集成系統(tǒng)，通過互聯(lián)網(wǎng)WEB瀏覽的方式提供給廣大用戶共享油液檢測(cè)信息，系統(tǒng)面向新疆風(fēng)電場(chǎng)用戶，采用“抽樣免費(fèi)，信息共享，專業(yè)分析，科學(xué)決策”的原則，本著服務(wù)大眾，科學(xué)第一、質(zhì)量第一的宗旨為廣大風(fēng)電用戶提供高技術(shù)支持。

在系統(tǒng)的建設(shè)實(shí)施過程中，油液分析實(shí)驗(yàn)室的溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)需要進(jìn)行遠(yuǎn)程無線傳輸，最終上傳至服務(wù)器，并提供一般用戶遠(yuǎn)程訪問。同時(shí)要求數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)現(xiàn)成本低廉，便于擴(kuò)展。為實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊的各項(xiàng)組成部分只要求實(shí)現(xiàn)通用功能，而不要求實(shí)現(xiàn)特殊需要，如此設(shè)計(jì)將為以后模塊升級(jí)和增加監(jiān)測(cè)點(diǎn)等一般應(yīng)用變化預(yù)留空間。

2 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊構(gòu)成及主要功能

該模塊主要由開關(guān)電源，數(shù)據(jù)采集變送器，串口服務(wù)器，無線路由等模塊構(gòu)成。

開關(guān)電源：主要負(fù)責(zé)給變送器和串口服務(wù)器提供12v和5v的穩(wěn)定電源，我們采用200w雙輸出開關(guān)電源，DC V1：12V/4A；V2：5V/2A。具有過壓，過流及短路保護(hù)，輸出過壓保護(hù)：115%-135%，輸出過載保護(hù)：105%-150%。自然風(fēng)冷。工作環(huán)境：-10℃-+60℃，20%-90%RH，無冷凝。

數(shù)據(jù)采集變送器：主要負(fù)責(zé)采集參數(shù)數(shù)據(jù)，如溫度、濕度、電壓、電流等，本系統(tǒng)選用設(shè)備主要采集溫濕度信號(hào)，輸入電壓5V，溫度測(cè)量范圍-30℃～50℃，精度為±0.5℃。濕度測(cè)量范圍20%C～90%RH，精度為 ±5%RH。輸出為遵循MODBUS協(xié)議的RS485信號(hào)。該組成部分可以進(jìn)行擴(kuò)展，還可接電壓、電流、速度、壓力等其它模擬或數(shù)字信號(hào)參數(shù)采集。

串口服務(wù)器：主要實(shí)現(xiàn)將RS485串口信號(hào)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，并提供外部設(shè)備通過IP地址進(jìn)行訪問，本系統(tǒng)采用NP-5230設(shè)備，工作環(huán)境：0～550C（32～1310F），5～95%RH。提供1口RS-232，和1口RS-422/485輸入，能夠提供TCP Server、TCP Client和UDP等多種socket操作模式。支持自動(dòng)IP設(shè)定協(xié)議（DHCP，BootP），以及通過Web Browser console手動(dòng)設(shè)置。模塊提供1KV突破保護(hù) （EFT）和0.5KV浪涌保護(hù)。

無線路由：主要負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)通過無線WIFI網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)椒?wù)器。我們采用的設(shè)備無線傳輸速度為300Mbps，有線傳輸率100Mbps，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)：802.11b、802.11g、802.11a等，支持AP模式和WDS無線橋接模式，支持DHCP設(shè)置、端口映射轉(zhuǎn)發(fā)等功能。

3 數(shù)據(jù)采集模塊的實(shí)現(xiàn)和部署

遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊部署示意圖參見圖1。

數(shù)據(jù)采集模塊的運(yùn)行過程是：數(shù)據(jù)采集變送器負(fù)責(zé)采集環(huán)境參數(shù)，包括溫度、濕度等信號(hào)，并將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的RS485信號(hào)，串口服務(wù)器負(fù)責(zé)將這些485信號(hào)轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，并通過無線路由和外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，從而可以提供外部網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)訪問，服務(wù)器上部署的應(yīng)用程序通過TCP/IP協(xié)議，訪問串口服務(wù)器對(duì)應(yīng)IP所提供的服務(wù)，獲取對(duì)應(yīng)的環(huán)境參數(shù)轉(zhuǎn)換的socket數(shù)據(jù)包，從而獲取對(duì)應(yīng)溫濕度等信號(hào)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

本模塊部署完成后，將實(shí)現(xiàn)以下功能：

⑴實(shí)時(shí)獲取油液實(shí)驗(yàn)室溫度、濕度環(huán)境參數(shù)。

⑵自動(dòng)填充實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的溫度、濕度數(shù)據(jù)，方便報(bào)告生成。

4 展望

本模塊在技術(shù)上采用了當(dāng)前最新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，同時(shí)面向油液檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室實(shí)際應(yīng)用，選取了較普通的設(shè)備，成本低廉，且便于后期擴(kuò)展應(yīng)用，具有較廣闊的應(yīng)用前景。

[參考文獻(xiàn)]

[1]新疆維吾爾自治區(qū)風(fēng)能研究所.風(fēng)機(jī)油液檢測(cè)數(shù)據(jù)分析管理平臺(tái)系統(tǒng)需求分析報(bào)告[Z].需求分析報(bào)告，2013（3）.