分析大型儀器設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

王鑫波，董海明，胡 潔天津英利新能源有限公司

分析大型儀器設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

王鑫波，董海明，胡 潔
天津英利新能源有限公司

目前我國許多行業(yè)對大型儀器設(shè)備的使用效率相對低下，購置也較為頻繁，面對這一狀況，提出了相應(yīng)的運行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過工作電流、SD卡以及以太網(wǎng)等將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行模倮肳ED對儀器的使用情況進行分析與查詢，目前該系統(tǒng)在上海、浙江等地進行使用，取得了良好效果。

大型儀器；運行狀態(tài)；監(jiān)控系統(tǒng)

我國目前對科研工作越來越重視，對大型儀器設(shè)備的投入也在逐年提高，各個行業(yè)均對大型儀器設(shè)備進行了配置，品質(zhì)也與以往有了很大的提高，但是當(dāng)前總體而言對大型儀器設(shè)備的使用率較低，共享能力與有所不足，對大型儀器設(shè)備運行監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與分析應(yīng)該成為目前工作的中心內(nèi)容，通過對大型儀器設(shè)備進行實時、有效的監(jiān)控，并對這一系統(tǒng)進行分析，讓大型儀器設(shè)備的工作效率得到提高。

一、大型儀器設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀

我國許多行業(yè)對大型儀器設(shè)備的使用記錄仍舊采取紙質(zhì)記錄的方式，這樣的方式實效性差，隨意性強，管理與查詢有很大的不便，只有少部分大型儀器設(shè)備自身帶有裝置進行記錄，但是其中沒有連接網(wǎng)絡(luò)的接口，資料無法進行上傳，部分行業(yè)利用人工手段將其錄入計算機，再進行檢測以及分析，這樣雖然對使用信息實現(xiàn)了信息化管理，但是主觀性較強，并且缺乏實時監(jiān)測。在近幾年，我國對儀器設(shè)備使用的自動獲取進行了研究，一些學(xué)者利用軟件對設(shè)備接口的數(shù)據(jù)進行攔截與分析，這樣實現(xiàn)了對大型儀器設(shè)備的自動監(jiān)控，但是許多設(shè)備是不存在接口信號的，也無法與計算機進行連接，因此這一方法只適用于一部分儀器設(shè)備，部分專家對儀器設(shè)備的電壓、電流進行檢測，也能夠?qū)x器設(shè)備進行監(jiān)控，但是這種方法手段過于單一，不能對數(shù)據(jù)進行及時的采集與有效的分析。

二、大型儀器設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

大型儀器設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)由中心數(shù)據(jù)交換模塊、儀器設(shè)備狀態(tài)采集盒以及查詢分析等部分構(gòu)成，中心數(shù)據(jù)交換模塊用于對儀器設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)進行接收并對采集盒進行控制；儀器設(shè)備狀態(tài)采集盒對儀器設(shè)備的使用狀態(tài)進行檢測，并將數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器上，服務(wù)器應(yīng)裝有中心數(shù)據(jù)交換模塊；查詢分析系統(tǒng)負責(zé)對儀器設(shè)備的狀態(tài)信息予以顯示，并且提供統(tǒng)計、查詢以及分析功能，讓管理者可以對每一臺儀器設(shè)備的使用情況一目了然。

系統(tǒng)的整個構(gòu)造十分靈活多變，使用分布式模塊進行設(shè)計，并且擁有多種數(shù)據(jù)傳輸方式，例如SD卡手動傳輸、以太網(wǎng)傳輸以及GPRS傳輸?shù)龋诂F(xiàn)場情況較為復(fù)雜的情況下可以快速得將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器之中，采集盒具有數(shù)據(jù)緩存的功能，可以對數(shù)據(jù)進行儲存，在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時對網(wǎng)絡(luò)進行儲存，不會讓數(shù)據(jù)流失，待到網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)連接后再進行傳輸。數(shù)據(jù)交換模式被部署在應(yīng)用服務(wù)器上，其中包含了端口選擇技術(shù)，允許千余采集盒同時進行數(shù)據(jù)傳輸與控制，這一技術(shù)采用智能技術(shù)，并不需要人工進行干預(yù)；查詢分析系統(tǒng)使用的是以WED作為基礎(chǔ)的B-S系統(tǒng)，由于WED自身的特性，用戶只要在可以聯(lián)網(wǎng)的情況下就可以對數(shù)據(jù)進行實時查詢與分析。

三、大型儀器設(shè)備運行狀體檢測系統(tǒng)工作原理

（一）檢測數(shù)據(jù)交換模塊

在服務(wù)器上運行的數(shù)據(jù)交換模塊負責(zé)和狀態(tài)采集盒進行通訊，對采集盒采集到的設(shè)備狀態(tài)進行接收，并且根據(jù)用戶自身的設(shè)置將數(shù)據(jù)向中心服務(wù)器進行轉(zhuǎn)發(fā)或者直接儲存到本地服務(wù)器中，數(shù)據(jù)交換模塊使用的是VC++2005，符合選擇端口的使用，使用服務(wù)器資源較少，性能較高，能夠允許1000臺以上的采集盒在同一時間內(nèi)進行數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)交換模塊自身可以對設(shè)備采集盒的采集頻率、狀態(tài)以及時間等進行控制，支持斷點續(xù)傳、SD卡傳輸，對用戶的使用給予了極大的方便。

（二）儀器設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測原理

為了能夠較為準(zhǔn)確地對各種儀器的使用狀態(tài)進行檢測，并且與常用儀器進行兼容，系統(tǒng)將以各類儀器的使用電量作為檢測的基礎(chǔ)，將儀器設(shè)備的工作電流引入互感線圈，對電壓、電流強度等數(shù)據(jù)進行檢測，再進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，待到電流量化為數(shù)字信號后，將進入單片機進行傳輸，對電流值的大小進行分析，分別對儀器處于關(guān)機、開機以及待機時的狀態(tài)進行檢測，將儀器設(shè)備的使用記錄進行儲存或者通過以太網(wǎng)以及GPRS向中心服務(wù)接口進行傳輸。這種測量方式不會儀器設(shè)備本身進行植入或干預(yù)，可實施性強，安全系數(shù)較高，通用性較強，檢測精度較高。

（三）儀器設(shè)備狀態(tài)的實時顯現(xiàn)

平臺以WED作為基礎(chǔ)進行架構(gòu)，但是將儀器運行狀態(tài)在WED中進行顯現(xiàn)較為困難，需要經(jīng)常對頁面進行刷新，為數(shù)據(jù)的顯現(xiàn)以及用戶的使用帶來了許多不良影響，面對這一問題，對儀器設(shè)備處于運行狀態(tài)時的實時顯現(xiàn)采用AJAX技術(shù)，這一技術(shù)是多種技術(shù)的結(jié)合體，它由CSS與XHTML進行呈現(xiàn)，利用DOM對動態(tài)的現(xiàn)實與交互進行實現(xiàn)，利用XSTL與XML對數(shù)據(jù)進行交換與管理，利用XMLHttp Request對異常數(shù)據(jù)進行讀取，利用JavaScript對數(shù)據(jù)進行處理與綁定，對WED交互性差缺點進行了克服，用戶可以通過網(wǎng)頁直接對實時信息進行過獲取。

（四）儀器設(shè)備狀態(tài)統(tǒng)計分析模塊

該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能極為強大，可以對儀器設(shè)備進行管委會、單位、分類和單臺設(shè)備這四個層面進行管理與統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果可以制作成圖表。設(shè)備儀器類別使用狀態(tài)比較分析統(tǒng)計、各單位使用情況統(tǒng)計、可以對時間段進行選擇、可以對統(tǒng)計圖表進行選擇是統(tǒng)計模塊具有的功能，也是它能夠提供給用戶的有效的服務(wù)。

綜上所述，近年來，大型儀器在各行各業(yè)中發(fā)揮的作用越來越重要，但是當(dāng)前總體而言對大型儀器設(shè)備的使用與管理方面還存在一些問題，比如使用率較低，共享能力與有所不足等，值得引起我們足夠的重視。這需要廣大相關(guān)工作者尤其是技術(shù)人員加大對大型儀器設(shè)備的管理力度，通過對大型儀器設(shè)備進行實時、有效的監(jiān)控，使大型儀器設(shè)備更好地為我們服務(wù)。

[1]過元華,章國寶.大型儀器設(shè)備遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計[J].2011,（12）：171-172

[2]付清林,杜玉杰,劉浩,張勉,田秀兵.大型儀器設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J].實驗室研究與探索,2016,（3）：139-140

[3]鄧曉東,黃雪霜.科學(xué)管理大型實驗設(shè)備——記中國醫(yī)科大學(xué)儀器設(shè)備使用狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控系統(tǒng)[J].中國發(fā)明與專利,2011,（12）：152-153