一、廠區(qū)廠房監(jiān)測(cè)需求

在工廠的廠區(qū)和廠房里，由于存在大量運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器，導(dǎo)致在廠區(qū)廠房內(nèi)溫度較高，且會(huì)產(chǎn)品一些危險(xiǎn)的氣體，因此需要對(duì)廠區(qū)廠房內(nèi)的溫濕度，氣體等進(jìn)行實(shí)時(shí)的在線檢測(cè)，可以避免重大人員傷亡事件的發(fā)生，為工廠人員生命安全和安全生產(chǎn)保駕護(hù)航。本產(chǎn)品采用集睿無線遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控，無需布線，安裝方便，低成本，易維護(hù)。

二、無線檢測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

檢測(cè)系統(tǒng)由溫濕度傳感器、氣體傳感器、無線通信設(shè)備、監(jiān)控中心軟件三部分組成。溫濕度傳感器和氣體傳感器主要測(cè)量廠房內(nèi)的溫濕度和氣體濃度。無線通信設(shè)備是把檢測(cè)到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送監(jiān)控中心。由于無線傳輸不受距離的限制，因此一個(gè)監(jiān)控中心可以檢測(cè)多個(gè)廠房的狀況。監(jiān)控中心軟件主要負(fù)責(zé)處理每個(gè)廠區(qū)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，并在電腦上實(shí)時(shí)顯示。監(jiān)控中心可以作為服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程登陸。監(jiān)控中心對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。同時(shí)、監(jiān)控中心還可對(duì)可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行短信報(bào)警。

無線檢測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖如下：

2.1 數(shù)據(jù)中心及WEB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

數(shù)據(jù)中心主要完成接收廠區(qū)廠房內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理、保存、顯示、遠(yuǎn)程登陸等功能，數(shù)據(jù)中心及WEB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下

2.2數(shù)據(jù)中心功能介紹

設(shè)備管理模塊

該模塊主要功能：添加，刪除設(shè)備；配置設(shè)備信息，如配置DTU號(hào)，配置設(shè)備地址信息，配置設(shè)備類型，配置其他說明信息等。

組織設(shè)備，管理設(shè)備。當(dāng)設(shè)備較多時(shí)，該功能特別重要，可方便客戶管理設(shè)備，使組織清晰。如：

設(shè)備通訊管理模塊

通訊管理模塊負(fù)責(zé)程序與DTU的通訊管理。通訊管理模塊，采用異步socket方式同DTU進(jìn)行通訊。該模塊會(huì)定期清除死連接，當(dāng)有新DTU請(qǐng)求建立連接時(shí)會(huì)及時(shí)通知程序。

系統(tǒng)配置模塊

該模塊負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)配置，如系統(tǒng)端口，采樣周期，是否保存數(shù)據(jù)等系統(tǒng)配置信息。

通訊協(xié)議解碼編碼模塊

該模塊根據(jù)設(shè)備的通訊協(xié)議，將設(shè)備發(fā)送給數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)根據(jù)協(xié)議解碼，然后將解碼后的數(shù)據(jù)提供給軟件中心，或顯示或保存。

該模塊還負(fù)責(zé)將查詢命令，設(shè)置參數(shù)或控制命令，編碼為設(shè)備通信協(xié)議格式，通過“通訊管理模塊"發(fā)送給設(shè)備。

該部分隨設(shè)備或通訊協(xié)議不同而不同。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示模塊

該部分將通訊協(xié)議解碼后的數(shù)據(jù)顯示。該部分可單獨(dú)顯示一個(gè)設(shè)備如：

也可按站點(diǎn)顯示全部設(shè)備信息如：

數(shù)據(jù)保存模塊

可根據(jù)客戶需要，將數(shù)據(jù)保存到excel文件或數(shù)據(jù)庫。

歷史數(shù)據(jù)程序模塊

查詢保存的歷史數(shù)據(jù)，可顯示曲線或表格數(shù)據(jù)。對(duì)曲線，可選擇顯示的曲線，具有曲線放大縮小功能。

參數(shù)設(shè)置模塊

該模塊可運(yùn)行用戶通過DTU遠(yuǎn)程修改設(shè)置設(shè)備參數(shù)。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊

根據(jù)客戶需要，生成統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

故障報(bào)警模塊

根據(jù)設(shè)備報(bào)警條件，等發(fā)生報(bào)警時(shí)，給出報(bào)警信息。并記錄報(bào)警信息。

2.3 GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸

2.2.1 GPRS無線通信技術(shù)

使用GPRS無線通信技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸具有一下優(yōu)點(diǎn)：

1）網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣、接入范圍大，系統(tǒng)構(gòu)建便捷、運(yùn)行成本較低等特點(diǎn)。

2）傳輸速率較高，理論數(shù)據(jù)傳輸速率可高達(dá)171Ｋbps。

3）登錄和接入等待時(shí)間短，可快速建立連接。

4）提供實(shí)時(shí)在線功能，用戶將處于“永遠(yuǎn)在線"狀態(tài)，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸。

5）計(jì)費(fèi)合理，即使用戶可以一直在線，但只按數(shù)據(jù)流量收取費(fèi)用。

GPRS上述優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)非常適用于實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)、不易布線、設(shè)備分散的工程中使用。

2.2.2 GPRS D800無線傳輸產(chǎn)品

GPRS D800使用GPRS無線通信技術(shù)開發(fā)的一款實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)漠a(chǎn)品。D800通過RS232/RS485接口相連。當(dāng)客戶的設(shè)備把數(shù)據(jù)輸出給D800，D800則把收到的數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給中國移動(dòng)的GPRS網(wǎng)絡(luò)，之后數(shù)據(jù)到達(dá)移動(dòng)的機(jī)房，通過機(jī)房中的設(shè)備數(shù)據(jù)被傳送到因特網(wǎng)。然后通過因特網(wǎng)數(shù)據(jù)到達(dá)數(shù)據(jù)處理中心。同樣，數(shù)據(jù)處理中心也可以通過這套系統(tǒng)吧數(shù)據(jù)傳給遠(yuǎn)端的設(shè)備。這樣通過D800這個(gè)無線通道，數(shù)據(jù)中心就可以和遠(yuǎn)端的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。

GPRS D800產(chǎn)品采用工業(yè)級(jí)模塊和芯片，以及穩(wěn)定、方便、易用的軟件，多年已經(jīng)廣泛應(yīng)用電力、水文、氣象、環(huán)保、物流等領(lǐng)域。產(chǎn)品外型如下：

2.2.3D800產(chǎn)品性能指標(biāo)

1、基本功能：

同時(shí)支持GPRS和短信的雙通道數(shù)據(jù)傳輸

支持透明傳輸和協(xié)議傳輸

支持單中心和多中心的工作方式

多種數(shù)傳方式，可以電話、數(shù)據(jù)喚醒等

支持?jǐn)?shù)據(jù)中心使用域名或IP地址

支持短信的遠(yuǎn)程配置

遠(yuǎn)程升級(jí)，方便后續(xù)的功能增加和程序升級(jí)

2、硬件平臺(tái)：

軟硬件看門狗設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品長期穩(wěn)定運(yùn)行

使用凌特工業(yè)電源芯片

WAVECOM高性能工業(yè)級(jí)GPRS模塊

5V-30V寬電壓輸入

抗干擾、防靜電設(shè)計(jì)，適合電磁環(huán)境惡劣的應(yīng)用需求

3、技術(shù)參數(shù)：

輸入電壓：5V至30V寬電壓輸入

接口：RS232，RS485，TTL

串口波特率：110～115200bits/s

工作溫度：-20~+70oC

尺寸：95x66x26mm

三、系統(tǒng)配置和調(diào)試

3.1連接DTU

參照DTU的接口定義，用串口線把DTU和電腦連接起來，如下圖所示：

接口定義

按上圖所示：

? 把天線通過天線接口和DTU相連。

? 在SIM卡接口處取出SIM卡座，放入開通GPRS功能，接入點(diǎn)是CMNET的SIM卡。

? 用串口線把DTU和電腦連接起來。串口線連接電腦的一端使用標(biāo)準(zhǔn)的9針接口，接線方法如下表：另一端連接到DTU的1（地），2（RX），3（TX）口。

? 用220V轉(zhuǎn)12V的電源適配器給DTU供電。正極接10口，負(fù)極接9口，請(qǐng)勿接反。

3.2配置DTU

1、打開配置工具，如下圖所示。

2、點(diǎn)擊幫助按鈕可以了解連接DTU的順序。

3、連接DTU成功后，配置“主數(shù)據(jù)中心IP地址"。此地址是電腦連接到因特網(wǎng)的公網(wǎng)IP地址?？傻顷?，獲得電腦的IP地址。

4、把傳輸方式配置成“透明傳輸"，連接方式配置成“TCP連接"，調(diào)試狀態(tài)設(shè)置成“1"。注意把DTU和設(shè)備連接時(shí)要把調(diào)試狀態(tài)設(shè)置成“0"。

3.3連接到數(shù)據(jù)中心

1、打開超級(jí)終端，把波特率設(shè)置成57600，8N1。

2、打開數(shù)據(jù)中心軟件，把端口設(shè)置成5001，點(diǎn)“偵聽"，等待DTU連接，如果DTU連接上來后如下圖顯示：

3、DTU和數(shù)據(jù)中心建立連接后，就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的無線傳輸。通過超級(jí)終端發(fā)數(shù)據(jù)給DTU,DTU收到數(shù)據(jù)后通過無線的方式發(fā)送給數(shù)據(jù)中心軟件并顯示。數(shù)據(jù)中心也可以發(fā)送數(shù)據(jù)給DTU,DTU收到后通過串口輸出并在超級(jí)終端上顯示。

3.4其他問題

設(shè)置路由器轉(zhuǎn)發(fā)

要建立DTU的測(cè)試系統(tǒng)，首先要保證運(yùn)行數(shù)據(jù)中心軟件的電腦是能夠上因特網(wǎng)的。如果電腦是直接撥號(hào)上網(wǎng)的則不用進(jìn)行路由器的轉(zhuǎn)發(fā)，如果是通過路由器上網(wǎng)的，則需要在路由器上進(jìn)行端口的轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)置。

獲得電腦的本地IP地址。此地址和電腦的公網(wǎng)IP地址不是同一個(gè)地址。點(diǎn)左下角的“開始"-》“運(yùn)行"菜單。然后輸入cmd后點(diǎn)確定。

在彈出的對(duì)話框中輸入ipconfig，如下圖所示：

其中：IP Address。。。后面對(duì)應(yīng)的“192.168.1.170"就是電腦的本地IP地址。

登陸路由器，以TP-LINK的路由器為例，每個(gè)品牌的設(shè)置界面有所不同，請(qǐng)參考其說明書。TP-LINK的如下圖所示：

進(jìn)入“轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則-》虛擬服務(wù)器"，點(diǎn)擊添加新條目。如下圖所示。在服務(wù)端口號(hào)中填入5001。IP地址中填入電腦的運(yùn)行數(shù)據(jù)中心軟件的電腦的本地IP地址。點(diǎn)擊保存。

其他注意事項(xiàng)：

把運(yùn)行數(shù)據(jù)中心軟件的電腦中的殺毒軟件暫時(shí)關(guān)閉，有些殺毒軟件截獲網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包。