基于物联网的实验室仪器设施智能监控系统设计
发布时间：2022-01-05 09:36:37 所属栏目：大数据 来源：互联网
导读：随着时代的发展，很多行业对智能监控系统都有涉及， 本文以高职院校实验室的智能监控系统为例展开一系列研究。在高职院校的固定资产中不可或缺的就是仪器设备，而对仪器设备进行科学管理，可以将仪器设备的投资效果更好地展现出来。正因为如此，仪器设备的监
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随着时代的发展，很多行业对智能监控系统都有涉及， 本文以高职院校实验室的智能监控系统为例展开一系列研究。在高职院校的固定资产中不可或缺的就是仪器设备，而对仪器设备进行科学管理，可以将仪器设备的投资效果更好地展现出来。正因为如此，仪器设备的监控管理也受到广泛关注。时至今日，物联网涉及广泛，如农业、工业、交通、医疗以及军事等，其未来的发展趋势是实现物与物、物与人的进一步结合， 以达到智能化控制的目的。物联网技术在现实生活中的实施应用能够动态或实时地感知实验室设备的操作，使用和维护以及对一系列功能进行统计，并有效发挥设备信息技术和智能化管理的作用，以此形成的全新管理模式为“互联网 + 设备”。 基于物联网高职院校的仪器设备智能监控系统的总体框架如图 1 所示。系统包含前端传感器、网关、Web 应用程序和后端数据库以及其他几个主要部分。其中，仪器设备和前端传感器使用传感器技术来感知仪器设备的信息，而前端传感器使用无线网络模块（ZigBee 无线通信模块）技术收集数据并上传到 Web 服务器。当用户打开仪器时，安装在仪器上的电流互感器可以检测到电流信号，以确认前端传感器设备已打开， 并通过 ZigBee 网络向网关发送信息。网关可以通过互联网接入技术接收运营商信息，还可将打开、关闭信息以及运行状态信息数据加入Web 服务器数据库中，实现对仪器设备系统设备的管理。 由于高职院校实验室内设备用途不一样，因此为方便使用，其开关控制需使用两级开关。假设各实验室均构建如图 2 所示的两级开关模型，当继电器模块由远程终端或服务器打开时，实验室内的仪器设备可以按照需求由按键开关进行控制。在 220 V 交流工作电压下，负载运行状态无法直接借助芯片进行测量，因而本文采用电流互感法以减弱电路中的电流， 通过采用串联方式在 220 V 交流电路中结合传感器与实验室内的常用仪器设备实现。 假设互感器用T1 表示，二极管用D1 表示，电阻用 R3 表示， 其两端电压用 U3表示，设 T1的比例系数为 n ：m，Ud代表D1正向导通时的两端电压，则 U3 可用公式（1）表示，即电阻 R3两端的电压公式 ：前端传感器由接收驱动电流互感器模块、TE200 温度检测传感器模块、湿度传感器模块和 ZigBee 无线通信模块等组成。电流互感器用于监测设备的开启和关闭，温湿度传感器用于监测设备运行状态和室内环境条件，部分设备拥有数据通信能力，即相关信息的读取可借助数据接口完成。前端传感器通过ZigBee 射频模块将采集到的实时信息发送给网关。 前端传感器在接收网关信号的同时，还获得有仪器设备的状态信息。网关逐个接收各前端传感器的信息，其中一个或多个设备的数据与信息可由同一网关接收。由于网关和前端传感器的低功耗局域网模块传输的信号范围可达数百米，因此网关适用于单独的实验室或者整栋楼层，从而达到数据传输的要求。前端感应装置通过无线（ZigBee 射频）模块将采集到的数据信息发送到网关，经过滤、分析和打包等过程，将数据信息上传到指定 Web 服务器的前端传感装置中，并在固定时间内对其进行处理。可借助互联网将 Web 服务器程序发送的控制指令传递给各网关，方便对各集中器的工作状态进行设置。图 3 所示为数据收集和网络访问控制程序流程图。 （编辑：济南站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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