一種基於無線傳感器網絡的設備溫度監測系統的製作方法

2023-05-21 18:58:56 1

專利名稱：一種基於無線傳感器網絡的設備溫度監測系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種設備溫度在線監測系統，尤其涉及ー種基於無線傳感器網絡的設備溫度的在線監測系統。
背景技術：
煤礦選煤廠車間各種旋轉機械大型設備長期處於高溫、潮溼、煤粉塵、噪聲和衝刷機器弱腐蝕性水流的惡劣環境中，這些特殊場合的惡劣生產條件時刻考驗著設備的正常運行和廠區員エ的安全生產。旋轉機械的正常運轉關乎整個煤礦的經濟和人員安全，廠區設備需要有一套自動化監控系統來保障。針對廠區設備工作環境惡劣，現場設備跨樓層大空間位置布置和現場環境複雜不 宣布線的特點，急需布置一套可穩定運行於複雜惡劣環境，系統布置簡單，操作方便和可集中於調度室監控的系統。
發明內容本實用新型的目的在於針對現有技術的不足，提供一種基於無線傳感器網絡的設備溫度在線監測系統。本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的一種基於無線傳感器網絡的設備溫度監測系統，它包括紅外溫度傳感器、防爆無線數據收發採集器、上位機監測伺服器和客戶端等；其中，所述上位機監測伺服器與若干防爆無線數據收發採集器無線通信，每個防爆無線數據收發採集器與若干紅外溫度傳感器無線通信，客戶端和上位機監測伺服器通過Internet 連接。進ー步地，所述防爆無線數據收發器包括數據收發核心板、溫度顯示數碼管、電源模塊、天線和防爆箱等；所述數據收發核心板、溫度顯示數碼管和電源模塊均置於防爆箱內，數據收發核心板和溫度顯示數碼管均與電源模塊相連，數據收發核心板與溫度顯示數碼管相連。進ー步地，所述電源模塊由適配器和蓄電池相連組成。進ー步地，所述數據收發核心板包括MCU微處理器、穩壓模塊、繼電器、數碼管、多路選擇器、存儲器、時鐘模塊和RF射頻模塊等；所述繼電器與穩壓模塊相連，MCU微處理器和RF射頻模塊分別與穩壓模塊相連，多路選擇器、存儲器、時鐘模塊和數碼管分別與MCU微處理器相連，MCU微處理器與繼電器相連。本實用新型具有的有益效果是I、可以實現通過電腦以登錄網頁的方式遠程實時查看整個系統的工作狀態，了解系統運行情況；2、可以實現對整個系統運行狀態歷史數據的保存和查詢，在出現潛在故障或故障趨勢的時候對歷史數據進行分析比對，及早發現、排除故障，以及後期對歷史數據的分析歸納實施故障診斷；[0012]3、可以減輕巡檢工人的工作量，既可以在監控室直接觀察系統狀態數據，也可以在巡檢時候直接觀察位於防爆無線數據收發器上的面板來了解各個監測點的情況。

圖1是本實用新型的整體結構框圖；圖2是本實用新型的無線數據收發器結構圖；圖3是的數據收發器核心板模塊圖；圖4為系統的軟體框圖；圖5是WEB網站功能模塊圖。
具體實施方式
如圖I所示，描述了本實用新型的整體結構組成。該系統包括紅外溫度傳感器、防爆無線數據收發採集器、上位機監測伺服器和客戶端；其中，上位機監測伺服器與若干防爆無線數據收發採集器無線通信，每個防爆無線數據收發採集器與若干紅外溫度傳感器無線通信，客戶端和上位機監測伺服器通過Internet連接。每臺待監測設備上的多個紅外溫度傳感器實時採集設備溫度，由該設備旁的防爆無線數據收發採集器處理和打包後無線發送，經多臺防爆無線數據收發器中繼無線數據包，最終所有機械設備的溫度數據實時傳輸至上位機監測伺服器，方便工作人員在辦公室通過客戶端(可以由普通計算機、手機或任何可以上網的設備實現)訪問上位機監測伺服器查看整個廠區設備溫度情況，從監控頁面中及時處理設備異常和設備報警，保證選煤廠的高效和安全生產。防爆無線數據收發器用於完成和傳感器的集成通訊，實現信號的濾波與調製，實現防爆無線數據收發器對環境幹擾的抵抗能力。傳感器數據通過防爆無線數據收發器無線多跳最終傳輸至上位機監測伺服器。如圖2所示，防爆無線數據收發器包括數據收發核心板、溫度顯示數碼管、電源模塊、天線和防爆箱。數據收發核心板、溫度顯示數碼管和電源模塊均置於防爆箱內，數據收發核心板和溫度顯示數碼管均與電源模塊相連，數據收發核心板與溫度顯示數碼管相連。 所述電源模塊由適配器和蓄電池相連組成。如圖3所示，數據收發核心板包括MCU微處理器、穩壓模塊、繼電器、數碼管、多路選擇器、存儲器、時鐘模塊和RF射頻模塊。繼電器與穩壓模塊相連，MCU微處理器和RF射頻模塊分別與穩壓模塊相連，多路選擇器、存儲器、時鐘模塊和數碼管分別與MCU微處理器相連，MCU微處理器與繼電器相連。MCU微處理器可以採用Atmegal28L產品，它接收紅外溫度傳感器發送過來的數據，經過模數轉換等處理後發送到RF射頻模塊。RF射頻模塊可以採用CC2420產品，它將數據進行變換，擴頻，調製後，以2. 4G的頻率發送出去。繼電器可以達到人為控制防爆無線數據收發器的重啟，使防爆無線數據收發器能準確運行。時鐘模塊使防爆無線數據收發器運行的時間更加精確，也可以人為設定時間來控制防爆無線數據收發器工作。MCU微處理器對RF射頻模塊、繼電器、多路選擇器、存儲器和時鐘模塊進行控制和影響。MCU微處理器如果識別到在一定周期內沒有收到數據包或者一定周期內數據包發送不出去，就控制繼電器重啟，從而恢復整個核心板的正常工作。MCU微處理器控制RF射頻模塊進行周期性的數據發送;MCU微處理器控制多路選擇器來實現輪流接收傳感器的數據；MCU微處理器控制存儲器來存儲ー些常量和RF射頻的緩存數據；MCU微處理器控制時鐘模塊來實現更精確的周期控制。圖4為系統的軟體框圖。上位機監測伺服器的內部軟體主要包括兩大部分，一部分是後臺的數據管理程序，另一部分是前臺的WEB網站。後臺數據管理程序主要包括兩大部分功能，一部分是串口數據的讀取，另一部分是後臺資料庫的管理。該客戶端一個線程定時從串ロ讀取一次數據，然後經過解析、計算，顯示在客戶端的表格中；另ー個線程每隔一段時間寫入一次數據到資料庫。前臺的WEB網站為用戶提供了方便的可視化監控界面，用戶只需通過瀏覽器即可訪問當前的系統狀態，無需安裝任何客戶端軟體。如圖5所示，為WEB網站功能模塊圖，WEB網站主要包含系統首頁模塊、設備參數 模塊、用戶管理模塊、資料庫管理模塊、檢測曲線模塊、數據統計模塊。具體如下(I)首先在瀏覽器中輸入伺服器地址，進入網站登錄頁面，輸入用戶名和密碼，驗證成功後即可登錄網站首頁。可以清楚直觀地看到各臺設備的監測點溫度及狀態。同時移動滑鼠到設備號上面，可以顯示該設備的相關信息，如名稱、位置、狀態及備註等；移動滑鼠到溫度點上面，可以顯示該監測點的編號、位置、狀態、更新時間及備註等相關信息。除此之夕卜，用不用顔色表示不同的狀態，淺藍表示正常，灰色表示通信故障，黃色表示傳感器異常，橙色表示監測點溫度已超過60°C，紅色表示監測點溫度超過100°C。(2)設備參數頁面該頁主要包括兩張表，設備信息表和監測點信息表。設備信息表主要包括了設備編號、設備名稱、規格型號、安裝地點、工作狀態、製造廠家及備註等相關信息；監測點信息表主要包含了編號、監測類型、設備編號、監測點位置、狀態、當前溫度、更新時間及備註相關信息。點擊設備信息表的篩選連結，可以在下面的監測點信息表中篩選出該設備的所有監測點，便於直觀的查看。點擊設備監測點信息表中的詳細連結，可以查看該監測點的變化曲線。(3)用戶管理頁面該頁只允許管理員進入，普通用戶沒有權限進入該頁面。管理員進入該頁面後，可以進行普通用戶的新增、刪除、重置密碼等操作。在執行刪除操作吋，為防止錯誤刪除用戶，在刪除前需要輸入管理員密碼才能刪除。如果普通用戶忘記密碼，可以向管理員申請重置密碼。管理員可以在該頁的右邊新增普通用戶。(4)資料庫管理頁面該頁面只允許管理員進入，普通用戶無權進入該頁面。進入後，管理員可以查看、新增、編輯、刪除資料庫。一般情況下，請謹慎操作，防止系統崩潰。(5)監測曲線頁面該頁面可以查看設備上安裝監測點的溫度變化曲線。點擊左邊的監測設備選擇列表，可以選擇監測設備，並查看該設備的所有監測點曲線。顯示周期選擇可以選擇最近ー小時，最近三小時，最近六小時和最近一天的監測曲線。同時可以時間範圍選擇裡查看固定時間段的溫度變化曲線。(6)數據統計頁面該頁面方便維護維護人員查看監測防爆無線數據收發器的無線通信情況，包括各個防爆無線數據收發器的收包數、丟包數、總包數、丟包率等。
權利要求1.ー種基於無線傳感器網絡的設備溫度監測系統，其特徵在於，它包括紅外溫度傳感器、防爆無線數據收發採集器、上位機監測伺服器和客戶端；其中，所述上位機監測伺服器與若干防爆無線數據收發採集器無線通信，每個防爆無線數據收發採集器與若干紅外溫度傳感器無線通信，客戶端和上位機監測伺服器通過Internet連接。
2.根據權利要求I所述基於無線傳感器網絡的設備溫度監測系統，其特徵在於，所述防爆無線數據收發器包括數據收發核心板、溫度顯示數碼管、電源模塊、天線和防爆箱；所述數據收發核心板、溫度顯示數碼管和電源模塊均置於防爆箱內，數據收發核心板和溫度顯示數碼管均與電源模塊相連，數據收發核心板與溫度顯示數碼管相連。
3.根據權利要求2所述基於無線傳感器網絡的設備溫度監測系統，其特徵在於，所述電源模塊由適配器和蓄電池相連組成。
4.根據權利要求2所述基於無線傳感器網絡的設備溫度監測系統，其特徵在於，所述數據收發核心板包括MCU微處理器、穩壓模塊、繼電器、數碼管、多路選擇器、存儲器、時鐘模塊和RF射頻模塊；所述繼電器與穩壓模塊相連，MCU微處理器和RF射頻模塊分別與穩壓模塊相連，多路選擇器、存儲器、時鐘模塊和數碼管分別與MCU微處理器相連，MCU微處理器與繼電器相連。
專利摘要本實用新型公開了一種基於無線傳感器網絡的設備溫度監測系統，通過在選煤廠主要設備的關鍵部位安裝傳感器測量設備運行狀態的關鍵參數，傳感器將測得信號傳送到對應的無線防爆無線數據收發器，多個防爆無線數據收發器組成一個無線傳感器網絡，將所有傳感器的數據收集到位於監控室的數據伺服器進行存儲，並通過web伺服器進行發布；本實用新型可以遠程監控整個系統的工作狀態，並且可以實現對整個系統運行狀態歷史數據的保存和查詢，在出現潛在故障或故障趨勢的時候對歷史數據進行分析，及早發現、排除故障；此外，還可以減輕巡檢工人的工作量，既可以在監控室查看系統狀態，也可以在巡檢時候直接觀察防爆無線數據收發器上的面板了解監測點情況。
文檔編號G08C23/04GK202422394SQ20112055791
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月28日 優先權日2011年12月28日
發明者孫優賢, 張帆, 李灝, 江發昌, 王傑, 陳積明 申請人:浙江大學