基于云服務(wù)器的無線溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

【摘 要】論文敘述了一種以騰訊云平臺作為服務(wù)器后臺，手機(jī)APP和微信關(guān)注作為數(shù)據(jù)監(jiān)控的客戶端，現(xiàn)場設(shè)備采用超低功耗的單片機(jī)進(jìn)行溫度采集，并將溫度數(shù)據(jù)以無線的方式發(fā)送給溫度集中采集設(shè)備，溫度集中采集設(shè)備再通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)津v訊云平臺的數(shù)據(jù)庫中，客戶端通過手機(jī)訪問云平臺服務(wù)器，服務(wù)器后臺軟件可以隨時獲取數(shù)據(jù)庫內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)，真正意義上的實(shí)現(xiàn)軟件B/S架構(gòu)，該系統(tǒng)是一套應(yīng)用在電力系統(tǒng)開關(guān)柜內(nèi)母排溫度監(jiān)控的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其中主要分為傳感層溫度采集技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，云平臺服務(wù)器數(shù)據(jù)存儲和服務(wù)技術(shù)，前端手機(jī)APP和微信關(guān)注技術(shù)。

【Abstract】This article describes a clients which use Tencent cloud platform as server background， use APP mobile phones and WeChat attention as data monitoring. The field equipment uses the ultra low power monolithic integrated circuit to carry on the temperature collection， and sends the temperature data by the wireless way to the temperature central gathering equipment. The temperature acquisition device then transmits the data to the Tencent cloud platform database through the network， the client access server through the mobile phone cloud platform， server software can obtain the temperature data in the database at any time， to realize the real meaning of the software architecture of B/S. The system is a networking system application in power system bus switch cabinet the temperature monitoring， which mainly consists of sensing layer temperature acquisition technology， network layer data transmission technology， cloud platform server data storage and service technology， the front-end mobile phone APP and WeChat on technology.

【關(guān)鍵詞】云服務(wù)器；溫度采集；手機(jī)APP；軟件B/S架構(gòu)

【Keywords】cloud server； temperature collection； mobile phone APP； software B/S framework

【中圖分類號】TP277 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）08-0195-02

1 引言

在目前電力系統(tǒng)的高壓變電站中，對開關(guān)柜內(nèi)進(jìn)線，出線，母排的溫度監(jiān)控設(shè)備還處于柜內(nèi)單機(jī)監(jiān)控或者站內(nèi)組網(wǎng)監(jiān)控的水平，雖然這樣的溫度監(jiān)控設(shè)備有一定的監(jiān)控效果，但是需要工作人員實(shí)時監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備，耗時費(fèi)力，而且站內(nèi)數(shù)據(jù)相對獨(dú)立，數(shù)據(jù)只能存儲在站內(nèi)的監(jiān)控電腦內(nèi)，一旦電腦故障，數(shù)據(jù)很難恢復(fù)，很難滿足電力系統(tǒng)大數(shù)據(jù)智能化的要求。

因此本文提出了一種基于云平臺服務(wù)器的軟件B/S架構(gòu)，數(shù)據(jù)監(jiān)控和數(shù)據(jù)存儲在云端實(shí)現(xiàn)的溫度監(jiān)控系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)基本原理

如上圖1所示，在變電站現(xiàn)場安裝無線溫度傳感器，該傳感器采用耐高溫硅膠表帶作為封裝，直接捆綁在高壓進(jìn)線和出線的梅花頭上或母排上，安裝簡單方便。內(nèi)部采用在低功耗領(lǐng)域知名的MSP430單片機(jī)作為主芯片，芯片自帶10位AD，采集NTC溫度傳感器的電壓值，換算成溫度后，通過射頻芯片CC2520將溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給無線溫度集中檢測器，溫度集中采集設(shè)備將所有節(jié)點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)通過MODBUS-RTU協(xié)議打包封裝后，再進(jìn)一步網(wǎng)絡(luò)協(xié)議打包封裝，通過因特網(wǎng)將在服務(wù)器控制臺軟件的幫助下將數(shù)據(jù)上傳到云平臺的數(shù)據(jù)庫內(nèi)。

各種終端設(shè)備包括臺式PC，手機(jī)和筆記本，通過因特網(wǎng)可以直接訪問服務(wù)器后臺軟件，并獲取云數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)。

3 云平臺基本工作原理

PC監(jiān)控軟件和手機(jī)APP終端設(shè)備通過Internet連接到云服務(wù)器，等效于一個TCP/UDP客戶端，對配置好的云服務(wù)器IP地址和端口進(jìn)行訪問，客戶端獲取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包后，解析出數(shù)據(jù)段，再根據(jù)MODBUS-RTU協(xié)議提取出每個柜子的傳感器溫度，最終顯示到終端設(shè)備上。

云服務(wù)器端分為控制臺，后臺服務(wù)，數(shù)據(jù)庫三部分，控制臺的功能相當(dāng)于云端與外界進(jìn)行溝通的橋梁，控制臺向下與溫度集中采集設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，溫度集中采集設(shè)備作為TCP的客戶端，控制臺等效于網(wǎng)絡(luò)TCP服務(wù)器，通過TCP/IP協(xié)議獲取現(xiàn)場的溫度數(shù)據(jù)，并存儲到數(shù)據(jù)庫內(nèi)；控制臺向上與各種終端APP軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，該部分功能涉及到手機(jī)系統(tǒng)，所以采用JAVA語言開發(fā)接口；后臺服務(wù)器主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的智能分析及各種應(yīng)用服務(wù)，比如各個省市地區(qū)，不同變電站的變壓器溫度的走勢，不同區(qū)域的電力系統(tǒng)的溫度正常范圍以及長時間的溫度變化走勢，這些大數(shù)據(jù)為智能電網(wǎng)提供了重要的數(shù)據(jù)依據(jù)；控制臺和后臺服務(wù)通過MySql語言及專用API接口對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問，數(shù)據(jù)格式嚴(yán)格按照國家智能電網(wǎng)協(xié)議定義。

現(xiàn)場無線溫度監(jiān)測器作為現(xiàn)場硬件的重要一環(huán)，最大的技術(shù)難點(diǎn)在于一個監(jiān)測器要求接收上百個無線傳感器傳輸過來的溫度數(shù)據(jù)，而開關(guān)柜的位置不同，這樣無線傳感器與監(jiān)測器的距離和干擾都不一樣，而且上百個傳感器往一個集中監(jiān)測器發(fā)數(shù)據(jù)，存在數(shù)據(jù)碰撞問題，因此要求射頻芯片無線傳輸距離遠(yuǎn)，穿透力強(qiáng)，同時具有無線自組網(wǎng)和糾錯的能力，從而解決數(shù)據(jù)碰撞的問題。TI公司的射頻芯片CC2530能夠滿足上面所有要求，同樣是TI公司設(shè)計(jì)的Zigbee協(xié)議可以很好的無縫兼容CC2530芯片，解決自組網(wǎng)的問題；433M的頻段具有很強(qiáng)的穿透能力；20DB的信號放大能力在理想環(huán)境下無線傳輸距離達(dá)到500米，這個距離完全滿足在變電站內(nèi)部無線數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸。

4 終端軟件

終端設(shè)備直接安裝APP軟件后進(jìn)入登錄界面，客戶會得到登錄賬號和密碼，錄入效果如圖2所示，監(jiān)控人員在終端上可以對所有溫度節(jié)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時溫度監(jiān)控，同時還具有溫度上下限設(shè)置，溫度過低/過高報警，溫度實(shí)時圖表顯示，報警歷史事件查詢，打開/關(guān)閉無源開關(guān)等功能。

5 結(jié)語

隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，電力系統(tǒng)必然向智能電網(wǎng)和大數(shù)據(jù)處理方向發(fā)展，云平臺的發(fā)展為智能電網(wǎng)提供了硬件平臺。本文將無線測溫技術(shù)與云平臺技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫云平臺化，在云平臺強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲的基礎(chǔ)上，可以將全國所有變電站的開關(guān)柜溫度全部集中到云平臺的數(shù)據(jù)庫上進(jìn)行集中監(jiān)控，同時在該軟件架構(gòu)上，可以擴(kuò)展其他智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)，比如電壓，電流等等，因此該系統(tǒng)技術(shù)前沿，應(yīng)用前景非常廣闊。

【參考文獻(xiàn)】

【1】余景華 蘭勝坤. 無線測溫系統(tǒng)的組網(wǎng)與研究[J].無線通信技，2015（3）：50-53.

【2】徐明，陽憲惠. 高壓開關(guān)觸頭溫度無線監(jiān)測系統(tǒng)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2009（4）：98-101.

【3】 余景華. 基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的無線測溫集中采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].中文信息，2017（6）：253-254.endprint