工业监控系统借助3G无线网络与机器视觉技术相互呼应设计出双重保障的智慧守护
随着现代工业生产规模的不断扩大,生产设备由就地分散的局部自动控制逐渐向综合自动化体系发展,而一般工业控制系统地域跨越性较大,相当一部分设备工作在户外,一些作业点分散,环境恶劣,因此需要无人职守远传控制,对各种设备的运行状态、温度、压力、流量等指标做到实时监控。随着无线技术的日益发展,其安装方便、灵活性强、性价比高等特性使得更多行业的监控系统采用无线监控方式,建立被监控点和监控中心之间的连接。目前,无线监控方案主要包括基于卫星通信、高频微波通信和移动公网传输三种方式。
其中基于卫星通信、高频微波通信和移动公网传输都有其独特优势,但也存在覆盖范围受限、实时性要求高以及投资成本昂贵等问题。此外,这些传统方法对工控设备无人值守运行带来的挑战显著。相比之下,借助移动公网进行数据传输更为先进,它利用现有的移动通信网络,便于维护与升级,同时成本低廉且覆盖广泛,大幅提升了工业控制水平。
系统技术方案
本系统基于3G无线网络,将现场数据通过3G网络以流量形式实时发送至手机,并将控制命令下发至现场设备。本系统使用便携式手机替代计算机作为监控终端,无论身处何地,都能即时监测并管理工业现场。
硬件设计
用户终端通过串口或无线方式连接到GPRS数据终端,上链IP包后通过GPRS空中接口进入GPRS网络,最终经过多个路由器到达中央服务器。本系统硬件结构框图如图所示,以单片机为核心处理芯片,实现数据采集及发送,以及远程命令接收与执行。
软件设计
3.1 设备端软件设计
数据传输过程如下:首先,GPRS模块从单片机获得上传数据;然后,以GPRS分组形式发送至基站;接着经SGSN封装后再次发送至IP骨干网;最后,如果是送往另一个GPRS终端,则先送达目的SGSN,再转发给目标BSS;若是送往外部互联网,则经历协议转换后再行发送至目的地。
3.2 服务器软件设计
服务器接受来自各个客户端的请求,并将相关信息存入数据库供查询。在服务器中,我们采用HTTP协议来确保与客户端(通常是智能手机)的通讯畅通顺畅。这不仅考虑了当前市场上绝大多数智能手机均支持HTTP协议,而且还保证了应用程序在不同平台上的兼容性。