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中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)(03)(c)-0014-02
最近几十年,科学技术突飞猛进的发展,企业联盟和虚拟企业也相继出现,因此对自动控制领域有了更深层次的要求,于是,远程监控技术这一新的技术诞生了。远程控制技术就是将Internet技术和现场监测控制结合起来的一种技术,通俗的说就是将现场采集到的信息通过因特网传输的控制中心的一种复合型技术。远程监控技术的出现也在很大程度上解决了很多大型企业的管理和安全问题,一定程度上提高了企业的时效性。本课题是基于Internet网络的远程监控技术,由于该系统具有简单易用、可实现无限互联、易于再次扩展、覆盖范围广等特点,因此在高新开发技术中具有巨大潜能。
1 远程监控系统的总体结构
本课题是一种把嵌入式智能体、远程监控、网络传感器等相关技术集于一体的综合管理系统,在工业装备的控制和监测中体现的尤为明显。从组成结构上主要包括监控中心(上位机)、网络服务器以及现场信息采集终端(CAN节点)。其结构图如图1所示。
监控中心(上位机)是由VC++结合数据库技术编写,主要功能是监测现场设备,将现场采集到的数据信息通过Internet网络存储到数据库中,并进一步根据需要对向终端发送控制指令。网络服务器主要的作用是完成以太网和CAN总线之间的协议转换工作。数据采集终端,即CAN节点的作用是采集现场的数据,并负责将采集到的信息发送到因特网进而发送到上位机,同时响应应来自上位机的控制指令,并完成相应的动作。
本系统的硬件组成上,主要包括:局域网设备、基于CAN/TCP协议的网络服务器、监控终端以及CAN节点。从软件的角度本系统主要分为:上位机控制程序、设备的驱动程序、数据采集程序、网络通信程序、数据库程序。
2 系统硬件设计
嵌入式系统的硬件主要包括处理器、存储器和设备三部分,它具有复杂性和多样性等特点。由于嵌入式开发的对象是具体的应用,并且各个项目实现的硬件环境也具有针对性的特点,所以开发嵌入式必须根据具体的应用环境配置、设计和调试[1]。
核心板主要包括微处理器S3C2410A、随机存储器(SDRAM)和FLASH。其中,SDRAM即为操作系统和运行程序的空间,FLASH用来保存移植的操作系统和应用程序的代码。板包括系统电源、CAN模块、以太网模块、JTAG模块和串口。电源模块用于输入5 V电压,提供3.3 V和1.8 V输出的直流供电。CAN模块用来收集和发送CAN总线上传输的数据,以太网模块用来连接互联网和硬件系统,JTAG和串口用来开发、调试和后期维护嵌入式服务器电路板,这些模块都是为了满足后续软件实现交叉编译方式而加入的。嵌入式服务器的硬件系统结构图如图2所示。
3 系统软件设计
本课题在设计远程监控平台的过程中,涉及到很多步骤,综合起来主要有五大阶段,分别为。
(1)需求分析阶段。在该阶段中,可以比较准确、及时地了解并分析用户的某些需求,因此它是远程监控平台设计过程中最基础的阶段,同时也是必不可少的。
(2)总体设计阶段。通过对前一阶段获取的用户需求加以综合、归纳与整理,形成一个与具体系统相独立的总概念模型,它是整个远程监控平台设计的关键阶段。
(3)各个部分具体实现阶段。在该阶段中,借助具体的开发语言、工具及运行环境,并依据总体设计的结构达到预期目标,同时建立各部分对应实现的功能,并对应用程序进行多次运行和调试,直到无误为止。
(4)系统集成阶段。这部分的主要工作是是对各部分实现的功能进行系统集成和整体测试,并根据测试所得结果进行相应的修改和完善,修改完毕之后再次试运行。
(5)系统运行与维护阶段。再次试运行成功以后,即可进行正式运行操作,整个系统在运行的过程中,很可能会出现一系列错误或非错误但不完善的问题,必须针对这些问题进行修改和调整将其全部解决。如图3所示。
在连接创建的过程中,必须与嵌入式服务器的网络进行连接,只有这样,这两者之间才有可能正常通信,如果两者未建立连接关系,则通信失败。正确连接之后,下一步的工作是获取现场设备的运行状态信息,这样正确设计接收模块就显得尤为重要,使用Socket来接收数据需要下面三个步骤:(1)监听网络,同意网络连接申请(即连接)。(2)获取用于接收数据的Socket实例以接收远程主机发送来的控制码等数据信息。(3)根据远程主机发送来的控制码,断开网络连接,并将资源进行清除。接收数据流程图如图4所示。
4 结语
在课题中,把CAN总线和嵌入式因特网技术结合之后应用到远程监控系统中,从而使得测控网络的全分散、全数字化得以实现,此外,它还解决了因特网和现场底层设备的无缝连接问题。在此过程中,远程监控平台通过嵌入式服务器对CAN总线上的智能设备进行访问,记录其在各个时刻的控制运行状态和参数,并把所获得的数据录入到数据库中以便于后续访问和获取。此外,网络数据库还支持智能CAN节点的动态配置与重构。
参考文献
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.11.204
0 前言
PLC远程监控系统的设计从其结构和控制要求上实现了系统工作环境、感染源种类因素分析和电源及软件抗干扰能力的优化,利用串行通讯协议实现前端机与PLC的串行通信强化了系统信息传输的安全性和精准性。近几年随着PLC远程监控的应用范围越来越广泛,如何利用故障诊断方法强化PLC远程监控系统的应用作用,为我国设备运行和使用提供技术保障成为了研究的主要侧重点,具有典型性。
1 PLC远程监控
PCL远程监控中主要是利用PLC实现设备h程控制程序编写,进而实现PLC远程故障诊断,完后才能网络技术相关数据的传输和通讯,并且利用设备现场传感信息采集和数据运行来实现数据系统的信号转换和信号处理,利用数据信号的信息分析能力完成及设备的运行情况,及时完成故障的诊断处理[1]。
PLC远程监控的应用领域较为广泛,近几年随着4G网络技术的逐渐发展,PLC能够有效的实现远程现场设备的终端信息采集处理,进而完成数据传输工作的数字化和可视化处理,完成设备故障的诊断和维护[2]。PLC远程监控在工业上的应用主要是以工业集成化、自动化、规模化和高效化发展为方向,完成对设备故障诊断的精确性优化。
2 PLC远程监控的特诊
从特征性的角度出发对PLC远程监控系统急性分析,其主要包含系统安全可靠性、系统智能化和实时性的特征[3]。
系统安全可靠性特征:PLC远程监控利用庞大的有机组合体实现了远程故障信息的集中处理和分析,进而提高了信息的可靠性,强化了设备信息系统的整体故障判定准确性,为设备的使用和维护经济损失带来了可靠性。
系统智能化特征:PLC远程监控在设备监控和故障诊断的过程中根据设备的运行数据情况,实现了异常和故障的智能化判定和处理,并且能够及时的采取控制措施,以完成正常系统的智能化运行。
实时性特征:PLC远程监控在其工作系统的处理和监控上能够实现监控连续性,始终对设备运行的状态实施整体监控,并且采用无间断反应传输的方式将监控的信息实时的传递给后台的工作人员,进而降低了传统反馈信息传输的延迟性和不稳定性缺陷,进一步奠定了PLC远程监控在设备运行监控中的实时性特征。
3 PLC远程监控故障诊断方法分析
3.1 数字模型故障诊断方法
数字模型故障诊断方法主要是利用系统的可测量运行信息和数学模型先验知识故障信号对比进行检测,其属于一种分离系统故障的诊断方法。数字模型故障诊断方法主要是包含两个故障处理阶段,残差产生和故障决策。其中残差产生主要是利用被监控系统输出和输入信信号残差反应整个系统可能出现的故障,如果无故障则残差一般为零。故障决策流程主要是当残差被检测出存在故障,利用阙值的设定以及统计决策模型的似然或序贯概率比的方式决定故障决策方案,完成数据模型故障PLC远程监控诊断。
3.2 可测信号故障诊断方法
可测信号故障诊断主要是根据直接可测的输入和输出信号变化关系或变化趋势完成故障的整体诊断。可测信号故障诊断的过程中包含输入输出信号小波变化故障诊断以及数学形式表达故障诊断两个流程。第一流程中PLC远程监控系统能够利用系统暑促胡的幅值、频率、相位值等进行信号与故障源之间关系判定。第二流程数学形式表达故障诊断主要是使用批分析法、概率密度法及功率谱分析法的方式对输入和输出信号之间的波动差异性进行基础计算,完成可测信号故障运行诊断。
3.3 人工智能故障诊断方法
目前PLC远程监控人工智能故障诊断主要包含故障树诊断、故障专家诊断、模糊识别诊断和模糊数学诊断四种方法。其中故障树诊断主要是利用系统或设备内特定时间及其子系统部件故障之间的逻辑结构关系图完成故障逐层次的故障树分析法。故障专家诊断主要是利用专家视觉、听觉、触觉等客观事实对系统故障进行判定。模糊识别诊断主要是采用离线分析法和在线诊断分析法对系统故障表象特征向量集进行故障模式向量函数识别。模糊数学诊断主要是利用模糊集聚类分析系统不同水平子集之间的关系,作为故障判定的成因向量,利用故障模糊合成法完成对故障的远程诊断和监控。
4 总结
通过本文中对PLC远程监控及其故障诊断方法进行分析,能够看出PLC远程监控的应用具有安全可靠性、系统智能化和实时性的特征。就目前我国国内PLC远程监控故障诊断方法来看,其主要包含数字模型故障诊断方法、可测信号故障诊断方法和人工智能故障诊断方法三种类型,在其故障诊断方法构建和优化的过程中必须充分发挥网络远程监控技术的数据共享功能,加强远程监控系统故障诊断信息交流的快速性和交互性,进而为PLC远程监控系统的技术完善奠定基础。
参考文献:
中图分类号:TP393 文献标志码:A 文章编号:2095-1302(2014)12-00-03
0 引 言
城市照明的迅速发展在改善城市环境、完善城市功能、提高市民的生活素质发挥重要作用的同时也加大了对能源的需求和消耗,加剧了城市供用电紧张。据中国照明学会统计,由于线路损耗、夜间超负荷运行等原因,城市道路照明的电能利用率不到65%,耗电总量占中国发电总量的2%左右,节能潜力巨大[1]。除此之外普通城市照明还存在监控管理方式落后,安全性能较低等问题。
我国提出的建设资源节约型社会的目标和发展循环经济的任务为上述问题的解决提供了很多思路。其中风力与太阳能互补路灯采用风能与太阳能为能源,无需开沟埋线,具有不受供电影响,不消耗常规电网能源,安装简便,绿色环保,无安全隐患等优点,是解决上述问题的一种重要解决方案,具有极高的社会效益、经济效益和环境效益。
为了保证路灯的正常使用,使路灯始终工作在最优状态,管理机构需要对路灯的实时工作状态进行监控管理。但是在目前通常风光互补路灯的设计中,为了简化布线,每个路灯均为一个独立的光伏系统[2]。图1所示,每套路灯均由太阳能电池板、风力发电机、路灯控制器、蓄电池组、路灯灯头以及架杆组成,各灯之间相互独立,没有线路连接,无法以传统布线的方式对风光互补路灯的进行监控和管理。
针对上述问题,论文引入物联网技术构建了一种基于ZigBee无线传感网络的风光互补路灯照明智能控制系统,通过在每一盏路灯的控制器安装ZigBee节点构建ZigBee无线传感网络,并在管理机构搭建路灯智能监控管理平台,将管理机构与每一杆路灯连接起来,最终实现管理机构(监管平台)对每一盏路灯的工作状况全方位的分布式自动/人工监视和控制,进而实现风光互补路灯照明工作状态的最优化管理。
图1 传统风光互补路灯系统结构
1 系统总体方案设计
基于ZigBee的道路照明智能控制系统主要由道路照明设施、ZigBee无线监控网络、数据通信网络、辅助决策系统、远程数据监控中心等几部分组成,其总体结构如图2所示。其中道路照明设施与ZigBee无线监控网络为一体化装置,其ZigBee无线监控网络由众多接入相应风光互补路灯智能控制器的无线传感节点自组网形成,因此ZigBee无线监控网络可以完成对网络内所有风光互补道路照明设施工作状态数据的实时采集,进而通过数据通信网络发送至数据监控中心,完成对路灯的无线远程状态监视;无线监控网络也可以向道路照明设施控制器发送从数据通信网络接收到的监控中心相关控制命令,从而完成对路灯的无线远程控制。
图2 道路照明智能控制系统组成结构
辅助决策系统主要由光照度采集传感器、GPS模块、温湿度传感器、风速风向传感器、雨雪传感器和网络摄像机组成,主要用作对相应区域内道路照明设施控制的决策依据。该系统可以实时的通过数据通信网络将辅助决策数据发送至数据监控中心,数据监控中心根据当前的气象状态数据向相应区域内的ZigBee无线监控网络发送控制命令,从而完成对路灯工作状态的控制。
2 智能控制系统硬件设计
2.1 智能路灯控制器
智能路灯控制器作完成了照明系统的发电控制、蓄电池供放电控制、路灯照明开闭及亮度控制等,是道路照明智能控制系统的核心部件,对道路照明系统的工作效率和稳定性起到决定性作用。考虑到论文设计的道路照明智能控制系统的光伏及风力发电的原理、蓄电池充放电工作原理、ZigBee无线传感网络工作方式和道路照明的实际需求,论文设计了如图3所示的风光互补路灯控制系统,包括了微处理器模块、发电设备发电/充电控制管理模块、蓄电池状态数据采集模块、电源控制管理模块、负载状态采集模块和负载输出驱动控制模块等,除此之外风力发电机、太阳能电池板、蓄电池组、LED路灯灯头和无线通信模块与控制器相连,最终与灯杆、灯架等设备组装后安装于道路两侧实现道路照明功能。
智能路灯控制器能够完成的具体功能包括:外界气象条件达到设备发电需求时,控制发电设备发电,在经过整流、恒压或升压后控制向蓄电池组充电或向LED灯头负载供电;对电池板和风机的电压、电流进行检测,通过MPPT算法追踪其最大输出功率点,使发电设备以最大输出功率为蓄电池充电;对蓄电池组进行监测控制,并控制完成过放电保护、过充电保护、短路保护、反接保护、极性保护和风机失速刹车等;控制节点自动接入路灯ZigBee无线监控网络,并通过网络发送当前节点的路灯系统工作状态数据,接收远程监控中心的控制命令,完成LED 灯头的开灯、关灯及亮度调节控制,太阳能电池板的朝向角度控制;对蓄电池剩余电量智能检测,并根据风机与太阳能板的预期发电效率调整放电时间及光源亮度,尽可能延长照明时间;在发电设备发电量无法满足LED 负载照明时,控制蓄电池放电,驱动照明。
图3 道路照明智能控制系统功能结构
其中控制器微处理器采用德州仪器推出的ZigBee新一代SOC芯片CC2530,支持 IEEE 802.15.4标准/ZigBee/ZigBee RF4CE和能源的应用,芯片内集成了ZigBee无线模块,结合了一个完全集成的,高性能的RF收发器与一个业界标准增强型8051MCU,8 KB的RAM, 32/64/128/256 KB闪存[3]。主要控制完成各个检测数据的采集、太阳跟踪算法的实现、步进电机的驱动以及相应的状态数据的发送和控制命令的接收等路灯控制器功能。
电力拖动模块采用的步进电机控制电池板在高度角和方位角上进行变化,并通过限位传感器判断电机的转动停止位置。并配置合适的蜗轮蜗杆减速机,由于蜗杆轴向力较大,机构具有自锁性,可实现反向自锁,即只能由蜗杆带动蜗轮,而不能由蜗轮带动蜗杆,防止电池板在大风天气下反向拖动步进电机。
2.2 ZigBee/GPRS网关
ZigBee/GPRS网关集成了ZigBee汇聚节点与GPRS网关模块(或直接接入有线Internet网络),主要作为ZigBee无线监控网络与远程监控中心的通信枢纽完成监控中心控制命令的下传和各路灯状态数据的上传等工作,其结构如图4所示。
图4 ZigBee/GPRS网关结构设计框图
ZigBee/GPRS网关主要是通过ZigBee无线网络接收太阳能板的旋转角度、发电电压和蓄电池充放电状态等数据,并通过GPRS网络将相关数据上传到远程监控中心,完成实时监控功能;或者通过ZigBee网络将远程控制数据广播到各路灯控制器节点,以完成相应的控制功能。
其中MCU+ZigBee模块同样采用新一代SOC芯片CC2530,E2PROM采用EEPROM24C系列存储芯片,按键与显示模块完成人机交互。GPRS模块采用HC-GPRS/232/T,该模块是GPRS透明传输终端,内置工业级GPRS模块,具有RS 232接口的工业设备无需更改任何软件即可通过GPRS无线联网,支持点对点、点对多通信。
3 智能控制系统功能设计
3.1 太阳自动追踪策略
由于地球自转和公转的影响,太阳的高度角和方位角会在一年四季内按照固定的规律发生变化,而太阳光在与太阳能电池板成垂直角度照射时,电池板接收光照强度最高,发电效率最好,因此论文以路灯套件中的电力拖动模块为基础设计了电池板的太阳追踪策略,构建太阳追踪系统,保证太阳能板工作时始终处于较高的发电效率状态[4]。考虑到实际应用需求,论文将太阳追踪策略分为如流程图3种工作状态:
(1)自动回位
在日落时,风光互补路灯主要依靠风机发电,若风机发电不足则依靠蓄电池组供电照明。此时需要太阳能电池板以限位传感器为基准旋转到初始垂直位置,等待次日的继续运转。
(2)自动控制模式
当远程监控中心通过布置于某区域的辅助决策系统监测到该区域当前的气象条件适合电池板正常发电时,通过ZigBee无线传感网络向该区域各路灯控制器控制器发送控制命令,使其切换至自动控制模式。
在自动控制模式下,各路灯控制器定时通过固化于其存储器中的自动控制策略根据当地的纬度、当前的日期时间和太阳运行规律公式计算出任意时刻的太阳高度方位角,然后通过二维极轴电力拖动模块,控制电池板旋转至相应的角度,实现高度角-方位角的全称追踪。
(3)远程控制模式
当远程监控中心通过某区域的辅助决策系统监测到该区域当前的气象条件(如阴雨天气等)无需电池板进行视日追踪时,通过ZigBee无线传感网络向该区域各路灯控制器控制器发送控制命令,使其切换至远程控制模式。
此时路灯控制器根据远程监控中心管理系统或管理人员发出的控制命令,使电池板旋转至相应的位置,并在气象条件无法满足电池板发电条件时使其开路停止发电。
3.2 ZigBee/GPRS网关的软件设计
ZigBee/GPRS网关的软件设计主要完成路灯ZigBee无线监控网络与公共网络之间的数据转换,在采用GPRS网络传输路灯状态数据时,为了减少GPRS数据流量,在路灯状态数据在一定范围内处于稳定状态时则不再实时上传数据,而改为查询方式,即只需要在上位机远程监控中心需要查看当时数据时,上传相关数据[5]。其软件流程如图5所示。
图5 ZigBee/GPRS网关的软件流程图
4 结 语
论文设计的基于ZigBee无线传感网络的风光互补路灯照明智能控制系统通过无线传感网络及相应的管理平台使城市照明管理机构对传统独立式安装的每一盏路灯的工作状况实现全方位的分布式自动/人工监视和控制,实现风光互补路灯照明工作状态的最优化管理,提高了道路照明的智能化程度。
参考文献
[1]梁云,贺新军,孙美凤. 新一代无线通信技术在城市照明智能监控网中的介绍[J]. 照明工程学报,2009(2):63-69.
[2]林闽,张艳红,修强,等. 风光互补路灯控制系统的设计[J]. 可再生能源,2011(6):146-149.
中图分类号:TP277 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)02(c)-000-01
1 温湿度远程监控系统的组成及应用
根据杭州德志科技有限公司的温室大棚监控系统的成功案例来看,温湿度远程监控系统主要有信息监控中心、供电系统、GPRS平台和远程GPRS无线数传终端、RFID传感设备等主要部分组成,其中监控中心是核心控制点。监控中心主要是采用的标准CS或BS架构的建设标准,通过建立网络实现对外的数据,监控中心的控制系统通过接收来自大棚温室的测控终端DTU上传的数据并及时进行处理,实现数据接收、数据显示、数据存储和生成曲线报表等功能,继而接入外部连接。检测中心的数据接收服务器是通过接入因特网而实现对多个组网的数据整合的,监控的画面可以动态的显示前端数据的变化情况,并通过实时的查询和分析数据变化了解作物生长规律根据作物的成长情况和需要进行参数的设置,做好突然事故的预警方案。
在监控点设置先进的传感器,实地测量当前的流量数据,并将其通过通信平台传输到监控中心,再由监控中心进行数据分析和处理,得出内部参数掌握其温湿度情况。在温室大棚的温室远程监控运用中,主要是最作物的室内温度,露点温度、湿度和水分等进行检测,通过传感器传输数据,分析器大气温度和湿度,判别作物生长条件,制作其生产趋势图,从而更好的对其温湿度进行控制。
通过直观的图标和曲线形式,将温室大棚中的作物生长信息和温室内的大气温度、土壤温度、土壤湿度、阳光及水分等环境参数进行一一列举和分析,并根据其作物的需求设置报警系统,当温湿度超过定值的时候,则开启或关闭设备,形成自动化的关系系统,而监控中心则可以通过传输过来的参数进行分析,时刻掌握作物的生长情况。
2 温湿度远程监控系统的基本设计原则
一般来说,在温室大棚中的温湿度远程监控系统具有基本的实用性和实用性,对作物的生长变化具有一定的灵活性扩展性,在应用的实际功能中具有一定的经
济性。
温湿度远程监控系统的实用性和适应性。有现代高科技衍生而来的温湿度远程监控系统是一项功能强大、用户界面友好且报表功能齐全的强大系统,但是其流量趋势图和日常的维护工作比较便捷,因而在应用的过程中具有很强的实用性,同时也体现了GPRS网络系统的优越性。而其适应性则主要体现其对大棚温室的特殊要求,对现场掌握的精准度比较高,因此需要技术成熟可靠性强的传输方案,从而保障监控系统的正常运行。
温湿度远程监控具有非常强的灵活性。根据应用情况的变化和实际需求,温湿度远程监控系统具备一定的接入能力和可扩散能力,采用标准化的接口对于往后的系统改造和增加I/O接口组态都比较便利,设点的成本也不会太过,同时可以加入3G,实现监控点的移位,从而更好的了解大棚温室中的温湿度情况。
温湿度远程监控具有非常强的经济性。当前应用于大棚温室中的温湿度远程监控系统,能够最大限度的保障网络改造对计算机软硬件资源的可用性和连续性,同时远程控制操作相对地节省了人力物力,对于整体投资来说具有很强的经济
效益。
3 温湿度远程监控系统在温室大棚中的应用优势
3.1 GPRS系统优势
设备投资价格不高是其主要优势,且通信自费比较便宜,当前移动公司对于GPRS资费包月非常实惠。在GPRS网中,只需与网络建立一次连接,就可长时间的保持这种连接,并只在传输数据时才占用信道,进行计费,保持时不占用信道通常是不计费的。所以营业点不用频繁建立连接,也不用支付传输间隙时多余的费用。再加上网络的安装比较方便,不用担心线路维护或迁移中的通讯中断,传输速度很快,分组交换接入的时间在一秒以内,并提供快速即使的连接,同时覆盖面较广,支持IP协议、X.25协议和VPN组网。
3.2 系统功能比较齐全
温湿度远程监控的操作系统具有安全的用户登陆和界面管理,只能制定用户具有使用权限,界面采用中文操作简单并富于人性化。能够实现远程数据传输和监控,通过授权的计算机可以在远程读取主机计算机上的实时数据,进行远程的监测和打印。
系统操作的自动化管理。温湿度远程监控系统在监控室内的温度和湿度参数时具有一定的自动性,当湿度超过设定值的时候,自动的开启或者关闭喷雾设备,并由PLC进行下位的采集控制,保障系统在PC机不正常工作的情况下运行。
能够科学的显示环境变化的参数信息。通过显示系统采集到的实际数据形成曲线或图形,便于及时的存储和检测,通过历史测量参数的变化曲线,分析参数变化对作物的生长影响,设置系统参数值。
报警功能的多样性。在进行温室度的远程监控过程中,当发现检测的结果超出了设定值的时候,会立即进行报警,报警的形式多样,具有E-MAIL报警、电话报警、声光报警和短信报警等多种形式。
组建无线传感器网络系统,并有效实现信息的无线传输。根据温室监控面积和测试点多少的要求,建立系统化的传感器网络,实现智能化的检测和管理,进行所有计算机的联网远程控制。
参考文献
引言
城市发展朝着智慧或智能型的方向转变是城市发展的必然趋势,尤其是借助网络、传感或遥感技术等品信息处理技术构建智慧城市成为其中必备的技术支持和基础。在智慧城市体系构建当中,城市的基础设施建设、信息资源开发利用等,对城市居民以及城市本身的发展起着极为重要的作用,而其中以网络信息科技为支撑产生的作用及效果则会更加明显[1]。而具体如何将网络信息科技应用到智慧城市的构建当中,以下则具体分析视频流媒体转发技术在其中消防远程监控中的应用[2]。
一、视频流媒体转发技术
流媒体技术是一种应用于流媒体的综合技术,其中涉及到多媒体采集、编码、传输、解码和存储等方面。实际上,流媒体在播放之前并不是对所有内容进行下载,而是只对部门内容进行缓存,在整个数据传送的过程中,用户能够在计算机上利用播放器或其他硬件软件实现对多媒体文件的播放,这种方式能够节省下非常多的用户下载等待时间和存储空间,与此同时后台服务器实际上仍然还在进行多媒体文件的下载。
二、智慧城市体系及架构
在当前时代及社会发展形势下,智慧城市是与网络充分融合的,例如城市的基础设施建设与电信网、物联网等相互结合,并且其最终形成的模式是以智慧技术高度集成、智慧产业高端发展、智慧服务高效便民的新模式[3]。在智慧城市体系之下,城市居民的生产、生活更加便利和高效,城市的运行、发展更加趋于智慧化。针对“智慧城市”,IBM《智慧的城市在中国》就提出“它能够充分运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息,从而对于包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能的响应,为人类创造更美好的城市生活”[4]。
总而言之,智慧城市体系的构建对城市的发展以及城市居民的生活、生产有着积极的作用,该理念下的城市发展未来也必将成为城市经济、国家经济,甚至世界经济发展的关键。
三、视频流媒体转发技术在智慧城市体系中的应用分析
由于智慧城市体系构建当中,城市的基础设施建设等是与网络信息科技相互结合,因此针对视频流媒体转发技术在其中的应用,以下则具体以其在智慧城市体系当中的消防远程监控系统中的应用,予以具体的分析和探讨。
3.1 智慧城市体系中的消防远程监控系统及其现状分析
3.1.1 智慧城市体系中的消防远程监控系统
城市视频监控可以涉及各个领域和行业,比如工地监控、餐饮监控、道路监控、旅游景点监控、企业生产监控、城市治安监控等[5]。针对城市消防远程监控系统,是利用现代通讯网络的优势,将每一个建筑物内独立的火灾自动报警系统联网,同时综合地理信息系统、数字视频监控等信息技术,从而在监控中心内对所有的联网建筑物的火灾报警情况进行监测。需要注意的是,互联网网络传输的宽带和传输质量影响关系到整个系统的可靠性,但是因各个建筑物内多用户访问数字视频图像给网络宽带带来较大问题,影响到城市消防远程监控效率。
3.1.2 城市消防远程监控系统现状分析
在城市消防远程监控系统中,当一个用户访问系统中的一路视频图像,就会占用一定的网络宽带。实际上,整个系统可能会出现多个用户去访问相同路数的视频图像或多个单位同时去访问各自的视频图像,在这个过程中大量用户的涌入就很容易出现视频图像不流畅、图像卡死的问题出现[6]。导致这种问题出现的原因在于城市消防远程监控中心申请的网络管带不够,因此出现网络阻塞。因网络阻塞问题的出现就需要运营商申请增加网络宽带,但是需要注意的是城市消防远程监控系统的真正意义在于传输火灾报警信息,其中查看视频图像只是辅助作用,传输火灾报警信息才是关键。因此本文研究将视频流媒体转发技术与城市消防远程监控系统的结合。
3.2 视频流媒体转发技术在智慧城市消防远程监控系统中的应用
视频流媒体转发技术通常而言是以ezCSS流媒体转发服务器软件为基础的,该软件主要是针对各种公共网络环境下的视频传输开发的网络视频管理软件,其在城市消防远程监控系统当中得以应用,不仅能够解决访问视频网络宽带问题,还能够解决广域网和局域网的网络互访功能[7]。就视频流媒体转发技术在智慧城市消防远程监控系统中的应用,以下主要结合实例予以深入分析。
实例:ikan视频监控平台由杭州协凯科技有限公司开发,可以对接视频监控主流厂商的软件平台,将不同视频监控平台上的资源汇集、接口整合,再为第三方应用提供业务系统集成接口,基于HLS(Http Live Streaming)的流媒体传输协议开发,以视频图像应用为手段实现视频转发的功能,让视频监控的本地化走向互联网,内部管理走向社会大众。ikan视频监控平台架构见图1。
ikan视频监控平台具有五大优势:
优势一:突破专网的限制,提供互联网的服务
对接建设在专网的视频监控平台,为互联网提供视频监控资源调用的入口,同时在专网与互联网之间建起安全堡垒,降低发生在视频监控平台的网络安全风险。
优势二:支持对接主流厂商的视频监控平台,整合对外接口,且兼容性高
提供与大量监控平台对接的能力,实现对接主流厂商不同版本的视频监控平台,将不同视频监控平台的接口整合成统一的对外接口。
优势三:汇聚视频资源,专业处理流媒w,降低应用平台对接复杂度
经过ikan视频监控平台的流媒体转发,将视频资源整合,互联网应用对接本平台就可以调用在不同监控平台上的视频资源,实现一对一的简单开发,降低一对多开发的复杂度,提高开发的效率。
优势四:覆盖多平台、免播放插件、高效的视频输出
实现在不同类型的系统平台(Mac、windows、IOS、Android)和业务平台(APP、网页、微信公众号)的免OCX控件实时预览,3-5秒钟内快速播放,自适应网络状况,确保视频播放的流畅度,有效解决操作视频监控平台碰到的常见问题。
优势五:平台可用性高,扩展性强
提供标准统一的API接口,可以根据接口文档进行二次开发,将视频功能模块嵌入到各种各样的互联网应用;也可以根据客户视频相关的需求进行定制开发,满足在各行各业的使用。以浙江台州移动阳光厨房的ikan视频转发技术为例进行分析,目前台州市共建成“阳光厨房”1513家,其中大型、特大型餐馆、养老机构435家,学校食堂349家,单位食堂58家,中小餐饮单位671家。利用ikan视频转发技术建立起来的移动阳光厨房,在单位的各单位的洗碗洗菜间、烹调间、冷菜间、二次更衣室等关键点位安装了监控摄像头,采用这种开放式的监管方式不仅让餐饮经营单位实现了良好的营销宣传,同时对保证广大人民群众的食品卫生安全也有积极意义。目前,台州的1513家“阳光厨房”已接入市市场监督管理局智慧监管系统,共有840家已接入台州餐饮服务食品安全社会共治平台。其中厨房监控系统与餐饮监管部门实现联通,相关工作人员可以直接利用健康系统远程进行监督操控,一旦发现违规行为可以进行现场取 证。通过研究发现ikan视频转发技术能够实现多用户对视频图像的远程访问功能,最终减少运营商在网络宽带方面的投入。综上关于视频流媒体技术在智慧城市体系中的应用实例分析,城市运行在技术的支持下,展现出更加智慧的一面。当然,视频流媒体转发技术在智慧城市体系中的应用,具体还涉及到到其他方面例如其在医疗卫生当中的应用、在交通发展当中的应用等,并且视频流媒体转发技术在其中的应用也体现出了极好的功效,在此就不详细阐述。总之,该视频流媒体转发技术在城市智慧化的过程中具有极为重要的作用。
四、结束语
综上所述,视频流媒体转发技术的优势十分突出,尤其是对智慧城市体系的构建起着先进性的作用。关于视频流媒体转发技术在智慧城市体系中的应用,本文主要就其在智慧城市消防远程监控系统中的应用给予具体的分析和阐述。视频流媒体转发技术在ezCSS流媒体转发服务器的基础上,则充分体现出了消防工作的迅速性、快捷性和协调性,尤其是在消防监控中的图像处理上凸显其巨大的优势。当然,以上仅仅探讨了视频流媒体技术在城市消防方面的应用,其在城市其他的基础设施建设如医疗卫生、交通监控等方面的应用也是不容忽视的。总之,视频流媒体转发技术在智慧城市体系的构建当中值得推广和应用。
参 考 文 献
[1]赵勇,刘娟,李健. 智慧城市体系框架浅析[J]. 电信网技术,2013,04:1-6.
[2]唐云凯. 基于物联网技术构建智慧城市体系研究[A]. 旭日华夏(北京)国际科学技术研究院.首届国际信息化建设学术研讨会论文集(一)[C].旭日华夏(北京)国际科学技术研究院:,2016:2.
[3]商燕,张升. 基于有线电视网络的智慧城市体系建设[J]. 通讯世界,2016,01:6-7.
[4]王文超,邱桂苹,穆森,赵倩. 基于视频监控的流媒体分发方法的研究[J]. 信息通信,2012,31(05):32-33.
[5]刘英,王涛,甘朝辉,洪波,岳云鹤. 多级视频监控流媒体服务系统设计方案[J]. 无线电工程,2011,11(12):1-4.
中图分类号:TP393.07 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 03-0000-01
Remote Monitoring Application Research and Implementation Measures in the Campus Web Server
Zhangan Feng
(Century College of Beijing University of Posts&Telecommunications,Beijing102613,China)
Abstract:The campus network has become a campus building an important part,especially in institutions of higher learning,its importance has become increasingly prominent,not only can improve the level of school information,and to the work of teachers and students learn a big help.However,some risks unique to the network need to be concerned,which requires schools to strengthen school management and supervision of the network server.Way of using remote monitoring system to monitor the network has become an important measure of network security management,how to remote control used in the management of campus web server,is this paper's main focus.
Keywords:Remote monitoring;Campus network;Server;Measures
一、校园网络远程监控的必要性分析
随着整个社会网络信息工程的更加普及,高校对校园网络建设的工作也日益重视,在众多的校园中,校园网络的建设工作已经初具规模,网络结构的构建也更加复杂,服务器的数量也越来越多,特别是我国有一些高校校园结构特殊,有下级学院或者分校,对这种情况的校园网络进行管理,就需要一个更加科学更加灵活的管理方式。利用远程监控对校园网络进行监控管理,是当前比较常见的一种监控方式。那么,为什么要对校园网络进行监控,我们从以下几个方面来分析:
(一)网络正常运行的管理需要
网络虽然是一种虚拟的抽象存在,但是它同众多的客观事物一样,正常规范的运行也必须依赖监督和管理。在网络的运行中,也会出现网络拥堵、程序瘫痪、服务器异常等情况,导致这个校园网络的运行出现障碍。一旦网络运行出现障碍,会对学生的学习,老师教学的展开,校园各项管理工作带来极大地不方便,特别是当前高校中已经普遍实现了信息化管理,对网络依赖的程度越来越高,如果不能保证网络的通畅稳定,就会给高校各种工作的开展带来困难。同时,这些导致网络不稳定的状况不具有可预测性,所以必须长期的灵活的关注,一旦出现问题立即做出反应,这是校园网络要求利用远程监控的一个重要原因。
(二)信息安全的管理需要
随着高校信息化水平的提高,高校的各项数据通过网络的方式进行存储和传递的数量越来越多。信息时代的一个重要问题就是网络安全问题,在高校的网络运行中,安全管理工作同样重要。保障高校网络运行的数据安全是利用远程监控对校园网络服务器进行监控的一个重要原因,因为校园网络中可能包含高校行政管理的相关方案和数据、校园发展的相关动态、学校的文献资料、图书资料等内容,一旦这些内容被泄露,会对高校管理的工作带来不必要的麻烦和损失。在当前的社会中,由于对网络安全的犯罪在法律条文和具体的执行操作上都存有弊端,所以网络安全犯罪也屡见不鲜,恶意的网络攻击、数据窃取已经成为危害信息数据安全的常见案例。通过远程监控对校园网络安全进行管理,一是要防患与未然,做好积极的应对;二是要在情况发生以后,迅速及时的予以拦截和反击。通过主动和被动两种方式,来保证校园网络的正常运行。
(三)这是校园网络群体特征的要求
校园网络的一个最主要群体就是高校校园中的在校学生,学生作为网络运行的适用主体,就对整个网络提出了更高的要求。远程监控不但体现在监督作用上,而且还体现在管理功效。对校园网络进行管理,这其中对于学生的学习而言就是要做好网络运行的时间管理分配工作,避免因为学生对网络的过于依赖导致了对学业的偏废甚至荒废,通过外界力量的干涉,对这种不良的行为予以克制和规制,使校园网络更好的为学生的学习服务,尽量发挥其积极功效的一面,这是使用远程监控对校园网络服务器进行监管的一个重要方面。
二、校园网络远程监控的内容分析
校园网络的远程监控,无论是从内容上还是功效上来看,都是一项极为复杂的工作。按照对校园网络进行监控的目的来对远程监控的内容进行分析,主要有以下几个方面:
(一)对校园网络运行的区域和时间进行监控
很显然,校园网络是一个覆盖范围较大的局域网络,局域网络的特征就是在特定的区域范围内能够正常的使用该网络,信号或网络连接器的设置比较特殊。对校园网络进行远程监控的首要内容就是对校园网络作为一种局域网的特性进行监督,对服务器接入的范围进行监管,将范围控制在校园运行的范围内,这也是保证校园网络稳定安全运行的有一个重要内容。另外,对校园网络的运行时间进行管理和监控,这是校园网路的特性所决定的。在当前的高校中,很多高校的信息网络为了保证学生正常的休息时间,对网络的运行也按照学生正常的作息时间来安排。例如一般高校在晚上十一点半以后都选择关闭校园网络,避免学生因为沉迷于网络而出现的熬夜等不良现象的出现。从这点上来看,我们可以知道校园网络的运行,也必须为校园的学习氛围进行考量,毕竟高校是一个让学生学习知识,强大自身的一个地方,各项工作的开展,都必须为这一主旨思想而服务,这也就决定了校园网络监管的任务和对象。
(二)对校园网络进行流量监管
流量监管是对网络运行进行监管的一个比较常用的手段,流量是考察一个网络是否稳定运行的一个重要方面。在校园网络中,对流量的监管就更为重要。网络作为一种校园的公共资源,同样必须遵循的合理均衡的原则,但是在现实生活中,有很多行为非常占用流量的使用,例如利用软件进行一些高强度的下载,玩大型网游,一些视频播放的加速器等,这些都是非常占用流量资源的。一个网络服务器能够提供的能量和资源始终有限,如果这些有限的资源被某一个体高强度的占用,那么就意味着其他个体只能少用或者不用,当然,这种情况通常表现的就是网络无法正常运行。这种资源的分配不均匀,会给他人的工作和学习带来阻碍和困扰。当然对这种行为的规制需要靠自觉,但是我们也可以通过对流量的监控对这种现象予以应对。对于IP地址流量不正常或者说流量过于大的,管理人员可以通过技术手段对其进行限制和规制,以此来保证整个网络的有序进行,不因某个体的行为对整个网络的运行工作带来困扰。
(三)对校园网络的信息安全进行监管
这里所说的信息安全,与文中第一部分提到的信息安全有所区别,除了数据安全的内容以外,信息安全的范围应该包含更加丰富的内容,例如信息传播的内容和思想是否健康,是否会对学生的发展产生不良的影响。校园网络的受众群体就是广大的学生,高校的学生在这一时期还处在自己的人生观和价值观形成的阶段,而此时,也是他们获取大量的知识来形成个人价值观的重要时期。网络时代是一个信息高速膨胀的社会,通过网络可以搜索到各种各样的新闻或者资料,积极健康的资料自然有利于学生科学价值观的正确形成,但同时我们也应该意识到,消极不健康的信息资料在网络上大量存在也是不争的事实。另外,网络论坛、BBS、SNS社区等越来越多网上交流版块已经越来越普遍,这些已经成为高校学生交流思想的重要原地,各大学校的BBS论坛已经成为每一个高校文化独特的风景线,但是,一些不法分子,或者说别有用心的人,正是利用这些工具散播不实信息,影响学生的判断,故意挑起事端引导网络上的激烈争辩。这些现象都是校园网络监管也应当关注的内容,通过对话题的敏感度进行筛选分析,对不良的内容和信息予以排除,以此来保证整个校园网络的健康运行。
三、校园网络远程监控的措施分析
(一)基于软件的方式
这种方式既有属于操作系统自带的功能,如:Windows 2000Server所支持的终端服务以及Win-dows XP 和 Windows 2003 所支持的远程桌面等,也有一些商业软件或第三方免费软件,可供选择的软件种类繁多。但是这些功能或软件的应用无一例外都是与操作系统本身的状态有关,当操作系统由于种种原因停止响应,甚至崩溃死机的时候,远程管理也就无从谈起,因此这种方式更适合作为监控系统状态、性能以及日常系统维护之用,实施常规性预防性的管理,而对于较为严重的系统故障和问题则无能为力。
(二)基于硬件的方式
基于硬件的远程管理技术是通过服务器内置的硬件模块或特殊远程管理卡来实现,它是由专用的存储控制器、以太网控制器以及使用单独指令集和数据缓存的管理芯片等组成的自主管理子系统,完全独立于服务器的操作系统,相对更为底层。这样,无论服务器是否开机,是否安装有操作系统或者系统是否正常运行,都可以使用标准的WEB浏览器通过网络对其进行全面的控制操作,实施远距离管理。硬件方案只需连接线材,无需逐一安装及设定,如通常所用的KVM具备OSD工具,支持多种多计算机管理功能,再如KN9116具备画面切割显示的功能(Panel Array),所以硬件方案在集群式服务器远程控制管理上有着绝佳的优势。
(三)iLO技术
现在许多服务器制造厂商,如:IBM、DELL、惠普等,都有各自的服务器硬件级远程管理技术和解决方案,实现的方式和所用名称可能各有不同,但在功能和原理上还是基本类似的。以惠普ProLiant服务器为例作一介绍。惠普ProLiant服务器的集成式远程管理技术叫iLO(IntegratedLights-Out),按其使用功能可以分为标准功能和增值功能2种。普通ProLiant服务器缺省内置的是标准功能软件包,而其刀片式服务器则包含完整的功能软件包。iLO的使用非常简便,如果局域网内存在DHCP服务器,用户只需把网线插入服务器上的iLO网络管理端口,使用服务器上的标签所示出厂时初始的 DNS和密码,就可以通过标准的WEB浏览器进行访问,不需要安装任何客户端软件,当然,其中部分功能需要JVM(Java Virtual Machine)的支持。若没有DHCP服务器,则可以通过 RBSU(ROM-Based SetupUtility)来设置相关参数。在服务器启动自检过程中显示“IntegratedLights-Out press [F8] toconfigure”时,按下“F8”键,即可进入iLO设置界面。因为iLO已经提供了工业标准的128位SSL(安全套接层)加密技术和 SSH(SecureShell)Security等一些安全措施,因此当管理员在企业外部进行远程访问时,既可以选择通过防火墙端口映射或主机映射到iLO端口,也可以选择更为安全的、通过VPN(虚拟专用网)的方式接入内部网。
参考文献:
[1]张荣明.基于Internet的远程监控系统研究与设计[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库,2007,2
[2]HP.Remote Management Strategy[Z]USA:HP Development Company,L.P.,2004
中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 16-0046-01
本文以远程监控液体混合机为例,运用ifix上位机组态软件制作界面,采用OPC技术对数据进行采集,实现监控现场液体混合机设备运行参数的检测、报警数据的显示、相应报表的生成,并对系统做了优化,为了避免意外的发生,提高系统稳定性,用户可以通过登录WEB浏览器,就可以轻松方便地查看并控制液体混合机的工作状态,根据用户的需求对液体混合机中水泵的抽水量、设备运行状态、运行效率等进行调整和控制。
一、内容
二、液体混合机控制系统的功能分析
本控制系统由五大部分组成:流水灌部分、混合灌部分、抽水机组(电机、水泵)部分、传感器部分、测速计量部分。控制系统中要求对三种液体混合比例进行较为准确的控制,因此第一种液体流入混合灌中,液体搅拌机工作,搅匀液体,等液位达到一定高度,液面传感器,检测到停止第一种液体继续流入,第二种液体开始流入混合灌中,达到一定高度,关闭第二个流体灌,开始流入第三种液体,搅拌机一直出入工作状态,搅匀液体直到混合灌满结束,此时水泵开始工作,将混合灌混合好的液体抽水,输送到目标地。在此过程中对每个流体灌温度、流速、电磁阀的状态、混合灌液位、搅拌机运行状态、水泵转速等进行监控,对于水泵的转速可以进行远程控制,写入PLC控制模块,来调节适当的转速,满足控制要求。
三、制作的部分控制画面
四、总结
本论文通过“液体混合机控制系统”项目,将现场的各类实时数据、画面等信息接入网络服务中。实现工控组态软件的动态实时监控。系统实现了实现远程用户通过标准Web浏览器对实验现场组态画面的监测,并具有操作简单,维护方便等优点。
参考文献:
1 油田数字化的概况
数字油田就是通过数字地球技术为技术基础来实现油田的全面信息化。通常来说国内的数字油田包括以下几个方面,一是数字油田是数字地球在油田的具体应用,油田在自然状态下的数字化信息虚拟体即为数字油田,数字油田也是油田应用系统的一个综合集成,数字油田是企业的数字化模型的发展,数字油田对于油田的发展来说是油田数字化的企业实体形式,数字化油田工程中的能动者是数字化应用的工作人员,也就是说数字化油田其实是油田的一个科技化虚拟表现,通过对油田基本信息的汇总和分析建立油田模型,根据不同的数据处理进行探查和研究,进行油田工程中的模拟情况,其中油田的生产信息以及地理信息尤为重要,数字化油田的建设能够根据基本信息的模型建设及时获取油田的生产动态快速进行反应和完善,另外企业的信息化和油田的数字化能够很大程度的改善在油田这个大工程中各部门的互相联系和数据的整合能力,提高了工作的效率和安全。为石油企业建立数据以及信息资源的共享和管理体系是数字化油田的发展核心,以资料库的发展为基础,在信息共享的基本条件下不断的发挥石油勘探开发以及地面建设储运销售等全面的生产和管理,综合建立数据体系,与各专业的应用系统融合和完善,通过油田生产管理优化应用的基本模型实现虚拟技术数据的可视化和多维化的全面发展,另外智能化的分析也为油田的数字化提供了更好的方向,通过智能化分析的模型更好的实现企业经营管理的信息化背景基础,物联网技术就是针对数字化油田的开发管理而研发的一种针对性技术,能够满足油田的生产运行、生产管理以及监控等各个方面的基本需求,是石油勘探开发中一项综合的技术应用,能够实现油田开发管理的一体化和规范化,实现了现代化生产经营的规范、统一的数据平台。
2 油田数字化的应用
2.1 数据处理 数字化油田在发展过程中,由于设备承载力问题等原因对油田的开采效率和安全有很大的影响,这就需要我们采取措施去避免,另外数据对于油田工程来说也尤为重要,油田工程中数据的丢失或者传输的不及时不准确都会造成油田工程的延误和影响,并且在油田开采的过程中有多个采油点,这就会出现大量的数据需要采集和储存,大量信息的输入和输出对网络宽带以及设备的要求就更高,数据库建立不仅仅是去订阅相对应的学术论文,而且是建立属于我们自己的数据收集和管理系统,这个系统可以是中国石油内部各公司联合构建的,也可以是某个油田内网对内查阅的,但重要的是要有极强的针对性和实用性,能够对于采油采气的技术研究和发展起到推动和促进作用。
2.2 远程监控 数字化油田实现了油井生产过程的远程监控,其中油田的远程监控系统能够对油井的供图、压力、温度、电流、功率等进行远程监控并且通过网络进行传输和分析,对于油井的生产工况有一个实时的诊断,另外远程控制还能够实现实时产液量的计量,用电消耗的分析以及可以通过扭矩法、电能法等计算和控制抽油机的平衡,通过远程的监控分析和诊断从而实现油井工作中的参数优化设计,通过优化设计以及诊断资料由专家进行解决方案的确定,基于油井工况诊断和工艺参数设计结果,远程实时实现对油井的大闭环智能控制,通过井场摄像机传送视频信息到视频服务器,通过交换机上传至无线网桥,后经无线网络最终实现现场视频数据传送到站内视频监控平台。另外,注水井生产远程监控分析优化系统通过网络远程采集注水井的压力、流量等数据,利用PID算法自动调节阀门开度。同时将即时流量数据和累计流量数据以及各种压力数据,传送到RTU,利用CDMAGPRS网络将数据传回到油田企业内部网计算服务器。Web系统根据系统设定的权限和管理范围,对管理的水井进行定制查询和统计、展示等。
2.3 物联网的应用 通过技术的不断发展,石油互联网也逐渐应用到油田的生产实践当中,物联网技术在数字化油田建设中的应用能够简化油田的建设工作,在油田数据采集、远程监测、物资管理等繁复的工作中物联网的技术应用很大程度上减轻了工程负担,提高了工作效率,物联网技术的应用能够实现跨地域的协同工作,物联网的应用紧密联系了工程中的各个琐碎的环节,对于油田工程中的多项业务科学有序的进行了整合,实现了油田生产经营过程中的优化,不断拓宽了油田的勘探业务,在科技迅速发展的今天数字化油田的进程中物联网技术的应用是数字化油田的一个发展方向,对于数字化油田的建设来说是一个有效的措施,油田勘探的不断发展与油田的信息采集以及智能化技术的应用随着油田勘探开发的进一步深入、信息采集与智能计算技术的迅速发展,油田中物联网的应用越来越成熟,能够更好的服务于油田的开发和完善。
2.4 无线网络部应用 无线网络的应用通过无线通信产品的选择能够基本实现增压站和井场之间的数据实时传输、视频监控、远程控制等效果,不仅如此还能够进行数据的传输,实现数据共享和数据的科学管理等应用。
做好数字油田,必须树立思想先进比系统先进更重要的理念,要有创新思想,开放学习的态度及分享成果的意识;要勇于承认差距,改变现状,迎头赶上;要服从大局、服从整体,统筹兼顾,突出加强勘探生产、实施管控、基础建设等重点;要将生产运行的理念转变为生产决策的理念,更好地推进油田科学发展。
3 结语
综上所述,油田数字化的建设不是一概而论的,而应该是结合油田的具体特点,通过对现有资源的集成和整合,对于创新和管理理念进行分析,对于油田的生产管理和综合研究的数字化管理系统统一建立,从而对安全、监控过程、人力资源的节约进行强化,从而提高效率和公司效益,数字化管理能够很大程度的提高生产效率,大大降低劳动强度,不断提高安全保障的水平,大大降低安全风险,从而不断实现油田管理的科技现代化的发展。达到强化安全、过程监控、节约人力资源和提高效益的目标。
参考文献:
[1]苗青.油田数字化建设中存在的问题及对策[J].油气田地面工程,2013(9):120-121.
Construction and implementation of the intelligent community of network monitoring and control system platform based on LonWorks
Li Yun
(Department of Urban Construction; Hunan City University; Yiyang Hunan 413000)
Abstract: Construction of the control system in the article is based on the LonWorks network.Realization of network monitoring platform capabilities into on-site control level and monitoring, the management level. The core for on-site control level is in the distribution of the individual households intelligent node,which is mainly used to receive and process the input data from sensors, executive communication and control task and control actuator operating processes. On the basis of the on-site intelligent node,and through monitoring application of the DDE server,realize the system monitoring, management, maintenance, and other information exchange between computer systems, realize integration of the control and management information. Thenetwork monitoring for control systemis divided into the PC monitoring and remote monitoring.PC monitoring use intelligent community management computer with running network monitoring tools to monitor every security signal and meter reading signal, etc. Remote monitoring is on the basis of the PC monitoring, use the Web server to monitor remote real-time data that provided by remote host through the Intemet.
Keywords: LonWorks;Intelligent Community;Upper computer monitor;remote monitoring;Monitoring platform
智能小区是现代城市住宅的发展趋势,代表着城市住宅的发展未来,利用现代4C技术(计算机、自动控制、通讯与网络、IC卡),通过有效的传输网络,建立的一个由安全防范、综合信息服务、物业管理中心、家庭智能化系统组成的,集服务与管理于一体的集成系统。小区智能化系统涉及到的内容较多,本研究构建出一套智能小区的测控系统,人机统一进行监控。应用开发好的节点,实现对现场三个模块――安全防范模块、自动抄表模块、智能控制模块的测控,并能将网络变量的更新实时上传,实现节点对数字、开关量信号的数据采集,还有数字量、开关量及脉冲信号的输出 [1~4]。
1监控系统结构及原理
1.1上位机监控系统结构及原理
一个LonWorks网络由智能节点组成。智能节点使用LonTalk协议,并通过一个或多个通信信道连接,因此网络上的节点可以相互交换信息。LNS DDE服务器是网络监控工具,用LNS DDE服务器支持的LonWorks监控系统可以直接从节点获取状态,并且可以控制节点的状态。在LonWorks设备中进行数据交换的方式有以下几种:网络变量、配置属性、应用和外部帧报文。文章设计应用了ShortStack技术的智能节点,只选用网络变量方式进行。
基于LNS DDE服务器的监控系统结构如图1所示。
1.2远程监控系统结构及原理
基于Internet的远程实时监控系统构成了Internet网――企业网――现场总线三级模式不,仅可以实现异地控制,也可以实现大范围的资源共享[5]。实现远程监控系统结构有三个层次:LonWorks底层测控网络;上位机中Excel应用程序与LonWorks的接口以及与数据库的接口:Web网与数据库的接口、底层网络信息的。远程监控系统结构如图2所示[6,7]。
上图中所示,LonWorks网络位于底层,包括智能节点及设备;中间层包括信息数据库、组态软机MCGS、Excel应用程序和LNS DDE服务器;Web层包括Web服务器、Internet互联网和远程主机。测控系统使用i.LON1000的嵌入式Web服务器实现远程监控,远端通过Web浏览器可以直接访问LonWorks测控网络上的每个节点。
系统的功能包括:远程主机(客户)可以通过浏览器在线监视底层网络设备的网络变量;远程主机可以通过用户界面向底层设备命令,实现远程控制。通过Web网页远程监测现场节点,主要完成一个任务:应用Asp程序编制动态网页,并实现对数据库的打开、连接、关闭和查询。
2 Web数据库的处理
ASP(Active Server Pages服务器文件或数据库的存取以及各方面数据的运算) 以通过ADO对象(ActiveX Data Object)与SQL语法(Structured Query Language结构化查询语言)做到存取服务器数据库的数据。ADO主要提供~个存取数据库的方法。ADO是ASP重要的内建对象之一,凡是由ODBC驱动程序所能提取的数据库,都可以通过ADO对象来存取里面的数据,对这些数据做增新、修改数据的操作。ADO由ADODB对象库与7个子对象:Connection、Command、Parameter、RecordSet、Fields、Properties、Error以及4个数据集合:parameter、fields、Properties、Error所构成,对数据库实现简单的打开、读取、查询等功能。
2.1数据库的建立、打开与关闭连接
存取服务器端数据库的数据时,首先要做的第一件事,就是与服务器端的数据库建立连接,要和数据库建立连接就要使用ADO对象中的Connection对象,其步骤如下:
第一步:产生连接对象变量:
Set newconn=Server.CreateObject(“ADODB.Connection”)
ADODB是ADO对象的对象库,而Connection是ADO对象中的一个子对象,因此可写成ADODB.Conncention。Connection对象可以使用Server对象的CreateObject方法来产生一个名称为newcorln连接对象。
第二步:取得目前数据真实路径并指定给DBPa也变量:
DBPath=Server.MapPath(“dbname”)
通过Server对象的MapPath方法取得连接数据库所在的真实路径,并将取得的真实路径指定给DBPath字符串变量,其中dbname为数据库文件的路径名称。
第三步:开启指定的连接数据库:
newconn.Open“driver={dbdrvname};dbq=”&DBPath
newconn参数是第一步延续过来的连接对象。Dbdrvname参数指所使用数据库的驱动程序名称必须和第二步的“dbname”相同类型。其对照表如表1所示。
2.2数据库的数据取得
Recordset对象也是ADO对象的子对象,当数据库的连接打丌后,就可以使用Recordset对象来选取储存在数据库内的数据。Recordset对象也可以是执行一个SQL命令中的Select语句来传回符合条件的数据集合。在Connection对象中提供了Execute方法,让我们可以对目前所连接的数据库做查询以及执行SQL命令等动作,并将查询结果放入所指定的Recordset对象变量中,其语法如下:
Set RS=newconn.Excecute(SQLcol|tblname)
Newconn参数为Connection对象变量,由上面Server.CreateObject得到;RS参数为Recordset所需,以此当Recordset对象变量的可读性较高;SQLcomd命令会根据Select的条件式寻找出符合条件的数据放入RS对象变量内;tbName参数代表数据表名称,则通过Execute方法取得该数据表的所有记录,放入RS对象变量中,同时产生了一个记录指针指到该数据表的第一笔记录;数据输出完成后,可以使用Close方法将Recordset对象关闭。
2.3数据查询
上面使用的Execute方法来取得数据表中的数据,以便将数据表的数据输出,但是无法做到查询等功能,通过使用SQL中的Select命令可以完成查询所要数据的功能。其语法如下:
Select fieldname,fieldname2,・・・fieldnameN Fromtbhame
Where condition Order By fieldname Desc
Select后面所连接的fieldname,fieldname2,…fieldnameN是指定哪些字段的数据要做输出,字段名称之问必须以逗号隔开;From后面所连接的tblIlame是欲查询数据的数据表名称;若查询的数据是由条件的筛选,就必须加上Where子句。Where子句后面的condition参数是一个条件式,它会将符合条件的所有记录输出;Order By后面所连接的字段名字是以此字段数据来作排序,若省略Desc参数则数据由小排到大,若加上则数据由大排到小,。
3测控系统的网络监控平台
3.1上位机监控平台
上位机监控平台对测控系统的安防模块和自动抄表模块进行监控。步骤如下:
第一步:使用LonMaker对测控网络进行组网,并生成LNS网络数据库。
第二步:用Excel接收网络变量更新[8]。
(1)在LNS DDE服务器环境中的文件夹页,查找网络变量;
(2)右击要监视的网络变量并且在工具栏中选择“CopyLink”;
(3)在Excel中,右击Excel表格中的一个单元格,从工具栏中选择“paste”。这将复制与下列格式相同的一个公式:=application|topic!Item。此时Excel将接收来自LNS DDE服务器的变量更新。例如:
=LNS DDE’Networkl.subsysteml.LMNV.’!’N-1.nviFire’
这样可以实现excel单元格与应用程序LNS DDE,网络Networkl子系统subsysteml的LonMark类型,设备名为N-1,网络变量为nviFire的动态连接。
第三步:MCGS通过DDE与Excel的交互MCGS和Excel以DDE方式建立数据交换的过程。将Excel表单内网络变量的数据输送到MCGS数据对象中。
首先要在MCGS的“实时数据库”窗口内进行变量定义工作,然后在MCGS组态环境的“工具”菜单中选取“DDE连接管理”菜单项,把变量设置为DDE输入,同时对服务节点进行配置,这样,当进入MCGS运行环境后,MCGS数据对象的值就显示出Excel表单中网络变量的值了从,而通过MCGS的监控界面就能直接对现场的网络变量进行监控了。
上位机就是控制每一个节点的工作,它是构建LonWorks总线之上的,测控的重点放在住户家庭设施方面,以每个住户单元作为一个节点进行控制,并由小区物业统一监控管理。每户的测控节点进行了设计,主处理器使用的是美国德州仪器公司推出的16位单片机MSP430F149。测控对象主要由三个模块构成:安全防范模块,自动抄表模块,智能控制模块,测控系统的结构如图3所示。本文主要实现MSP430F149对三个模块的信号采集及控制。
3.2远程监控平台
远程监控平台对自动抄表模块进行远程监控。在上位机监控系统中,文章已经使用Excel建立了一个小型的数据库,扩展名为*.xls,本节使用HTML语言‘和ASP编制动态网页,远程主机通过Web浏览器对数据库的内容进行监控[9,10]。
对数据库的处理程序部分代码如下:
Set newconD.=Server.CreateObject(“ADODB.Cormeetion,’、
DBPath=Server.MapPath(“xj.xls”)
Newconn.Open”driver={Microsoft Excel Driver(*.xls)1 dN=”&DBPaht
SQLcom=:Select*From STOCK Where Ttype=”’&name&””’
Set RS=.newconn.Execute(SQLcom)
IF RS.EOF Then
DO While Not RS.EOF
For 1=0 To RS.Fields.Count_1
Response.Write RS(i).Value
Next
RS.MoveNext
Loop
RS.close
Newconn.Close
End IF
%>
4智能小区测控系统
构建出一套智能小区的测控系统,包括安全防范模块、自动抄表模块和智能控制模块。然后给出智能节点与各模块中设备的通信接口,并编制节点对各设备的信号采集及控制的流程图。实现了节点对数字、开关量信号的数据采集,还有数字量、开关量及脉冲信号的输出。对安全防范模块及自动抄表模块实现上位机监控,包括使用LonMaker for Windows进行组网,使用LNS DDEServer建立数据库,供Excel调用,应用MCGS组态软件建立一个用户界面并调用Excel内数据,完成现场实时监控。然后在上位机监控的基础上实现对自动抄表模块的远程监控,使用iLonl000内嵌的Web服务器,在网页上嵌入实时“三表”数据,供远程主机通过Internet进行访问,对测控系统实现网络监控[11-13]。智能小区测控系统的网络监控平台整体结构如下图3所示。
5结论
(1)构建了智能小区测控系统的网络监控平台,设计了监控系统,能够对现场设备进行现场监控和远程监控,智能小区管理计算机通过MCGS组态软件对各户的“三防”、“三表”系统进行监控;
(2)智能小区管理计算机通过Web服务器,提供远程主机对现场“三表”系统进行远程监控,实现了智能小区测控系统的网络监控平台的构建;
(3)基于LonWorks网络技术,可以向网上添加节点,不需改变整个网络结构,便于测控系统以后的扩展。
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