目前樓宇設(shè)備的監(jiān)控大部分是靠人工巡檢的，如對(duì)于一些需要實(shí)時(shí)監(jiān)控的設(shè)備，一般會(huì)安排維護(hù)人員守在設(shè)備旁邊。當(dāng)然，這種模式的弊端也是顯而易見(jiàn)的，不僅耗費(fèi)了大量的人力資源，也大大增加了監(jiān)控的成本。而目前的在線設(shè)備故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)大多是采用采集卡和PC的模式。由采集卡負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)，PC負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理與傳輸。這種系統(tǒng)體積龐大、成本昂貴，不適合應(yīng)用在生產(chǎn)設(shè)備分散和現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境惡劣的地方。為了解決這些問(wèn)題，本文將智能路由器相關(guān)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案中，使得設(shè)備故障檢測(cè)系統(tǒng)具備遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。
1、遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)原理
本文設(shè)計(jì)的基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，主要以樓宇設(shè)備或工業(yè)設(shè)備、PLC控制柜、智能路由器、遠(yuǎn)程服務(wù)器四部分組成，如圖1。其中樓宇設(shè)備可以包括空調(diào)、燈光等，PLC控制柜的主要功能是控制設(shè)備的開(kāi)啟與關(guān)閉，遠(yuǎn)程服務(wù)器的作用是存儲(chǔ)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控信息以便用戶可以通過(guò)電腦、平板或者是手機(jī)實(shí)時(shí)進(jìn)行查看，服務(wù)器的另外一個(gè)作用是當(dāng)檢測(cè)到設(shè)備數(shù)據(jù)發(fā)生不正常的情況下，可以向用戶終端推送警報(bào)消息。
2、智能路由器設(shè)計(jì)
本文將采用Cortex-A8嵌入式板來(lái)仿照智能路由器。智能路由器的軟件設(shè)計(jì)主要包括嵌入式linux操作系統(tǒng)、Web服務(wù)器lighttpd、數(shù)據(jù)庫(kù)mysql、modbus協(xié)議以及監(jiān)控設(shè)備的應(yīng)用程序。智能路由器上主要的硬件包括處理器、3G模塊、以太網(wǎng)口、串口以及SD卡卡槽。
2.1數(shù)據(jù)采集
本文以modbus作為設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸協(xié)議，以串口和以太網(wǎng)口作為數(shù)據(jù)采集方式，最終數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)或3G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)椒?wù)器端，并將數(shù)據(jù)保存在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中。從設(shè)備獲取的數(shù)據(jù)將全部存儲(chǔ)在智能路由器的SD卡里，而上傳到服務(wù)器端的數(shù)據(jù)只需其中關(guān)鍵的部分。當(dāng)需要獲取全部詳盡的數(shù)據(jù)是也可以遠(yuǎn)程登錄智能路由器進(jìn)行查看。這樣做不僅可以大大減少服務(wù)器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的容量，也可以大大減少客戶端所需寬帶流量。
2.2主要軟件說(shuō)明
OpenWrt是一個(gè)開(kāi)源的linux發(fā)行版，具有很好的擴(kuò)展性和強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)組件，適用于各類嵌入式設(shè)備和路由設(shè)備。OpenWrt的文件系統(tǒng)是可寫(xiě)的，即用戶無(wú)需重新編譯整個(gè)系統(tǒng)固件就能隨意添加自己需要的功能。Lighttpd是一個(gè)開(kāi)源的網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器軟件，專門(mén)針對(duì)高性能網(wǎng)站，具有性能好、內(nèi)存開(kāi)銷低、豐富的模塊以及非常低的CPU占用率等特點(diǎn)。Lighttpd是為了提供一個(gè)專門(mén)針對(duì)高性能網(wǎng)站，兼容性好、快速、安全且靈活的網(wǎng)站服務(wù)器環(huán)境而設(shè)計(jì)的。
3、系統(tǒng)部分軟件實(shí)現(xiàn)
3.1添加新待監(jiān)控設(shè)備
每個(gè)待監(jiān)控的設(shè)備都由自己的設(shè)備名、設(shè)備ip、設(shè)備id、設(shè)備端口唯一確定，同時(shí)系統(tǒng)也會(huì)給該設(shè)備生成一個(gè)唯一的hash值。在數(shù)據(jù)監(jiān)控中，系統(tǒng)也將該hash值作為該設(shè)備的唯一標(biāo)識(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。這樣做的目的是為了使將來(lái)修改設(shè)備的信息是可以不用修改過(guò)多的數(shù)據(jù)表。一般情況下，為了更好的了解一個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，往往不僅僅只是監(jiān)控設(shè)備的一個(gè)設(shè)備點(diǎn)，而是多個(gè)，且各個(gè)被監(jiān)控點(diǎn)可能由其自身數(shù)據(jù)的敏感程度的不同而需要不同的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)速度。為了方便用戶添加新設(shè)備及其需監(jiān)控的設(shè)備點(diǎn)和報(bào)警點(diǎn)的各種信息，系統(tǒng)為用戶提供了tftp的傳輸模式，使用戶可直接通過(guò)傳輸具有指定格式的監(jiān)控文件到智能路由器端。用戶只需在添加新設(shè)備的同時(shí)把相關(guān)文件名和tftp服務(wù)器ip填寫(xiě)上去即可。
3.2報(bào)警處理
本文所設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)為了適用于大部分被監(jiān)控設(shè)備，除了監(jiān)控像燈泡這種只有開(kāi)和關(guān)兩種狀態(tài)的開(kāi)關(guān)量外，還需監(jiān)控像溫度濕度這種數(shù)值量。開(kāi)關(guān)量與數(shù)值量相比監(jiān)控起來(lái)會(huì)比較簡(jiǎn)單。而數(shù)值量的監(jiān)控就稍微復(fù)雜些，因?yàn)閿?shù)值量的值是平滑的，致使其值可能在外部干擾的情況下上下波動(dòng)于報(bào)警值。最終系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)時(shí)而報(bào)警時(shí)而不報(bào)警的情形。為了解決上述問(wèn)題，本文為數(shù)值量的報(bào)警值設(shè)置了緩沖區(qū)。當(dāng)狀態(tài)為不報(bào)警的情況下，只有當(dāng)數(shù)值量的值比報(bào)警點(diǎn)的值大時(shí)才會(huì)啟動(dòng)報(bào)警。而當(dāng)狀態(tài)為報(bào)警的情況下，只有當(dāng)數(shù)值量的值比報(bào)警點(diǎn)的值小時(shí)才會(huì)取消報(bào)警。主要包括數(shù)據(jù)采集程序和報(bào)警程序。另外，考慮到數(shù)據(jù)可能因?yàn)橥獠扛蓴_出現(xiàn)數(shù)據(jù)抖動(dòng)的情況，只有當(dāng)數(shù)據(jù)值達(dá)到狀態(tài)變換區(qū)且在該區(qū)持續(xù)一定時(shí)間才給予處理。
結(jié)語(yǔ)
本文重點(diǎn)闡述了系統(tǒng)工作的基本原理，并詳細(xì)介紹了系統(tǒng)主要部分硬件電路的設(shè)計(jì)及系統(tǒng)軟件。與傳統(tǒng)的IT運(yùn)維服務(wù)相比，基于互聯(lián)網(wǎng)的IT運(yùn)維服務(wù)具有更多的優(yōu)點(diǎn)。隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷深入，智能路由器將會(huì)得到更為廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，本文設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)也將發(fā)揮積極的功能和作用。
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