电机状态云监测系统研究与实现

发布时间：2017-03-25 18:12

  本文关键词：电机状态云监测系统研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：互联网技术的飞速发展使得制造企业生产信息化脚步越来越快,如何能实现快速、准确、便捷的实现设备监测功能对降低人力成本,提高生产安全有着十分重要的意义。本文研究的电机状态云监测系统,以满足企业对多电机组数据采集监测,数据分析以及智能管理的迫切需求。论文的主要研究工作如下：论文以电机监测数据采集为基础,首先讨论基于WiFi和GSM的无线数据传输原理和结构,解决无线数据传输过程中的常见问题,针对电机云监测系统构建无线监控系统,然后对云监测系统的各个模块功能组成进行分析,从硬件层、服务器层和终端层入手研究。硬件层主要通过对变频器RS485接口的扩展实现对电机的状态监测功能,以RS485接口为出发点,以ARM板为核心设计数据采集卡,实现集成WiFi和GSM的无线传输功能模块,实现数据的远程无线传输。终端层又分为PC终端和移动终端两种,PC终端采用了基于Windows下的MFC开发技术,利用CDC封装绘图控件,实现对采集参数的图形化处理；移动终端主要开发基于Android的应用软件,利用Eclipse进行开发,借助SlidingMenu和AChartEngine两个第三方开源包作为界面基本框架和图形绘制框架。在通讯方面,研究了TCP套接字传输协议,实现数据的网络传输。服务器层主要研究SQL Server数据库以及基于IOCP框架的高并发服务器开发技术。针对电机状态云监测系统开发设计一套专用的关系型数据表。在云服务器程序开发方面,基于IOCP框架的高并发服务器技术以及基于Windows API的套接字通讯技术,开发具有简易界面的服务器程序。最后,对电机状态云监测系统进行实验,进行数据采集稳定性测试,无线传输稳定性测试,用户终端功能运行测试以及服务器稳定性及高并发连接测试等。试验结果表明本文的监测系统运行稳定可靠,,验证电机状态云监测系统的可行性和实用性。
【关键词】：电机 状态监测 云服务 无线数据传输 Android开发
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM306;TP274
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 论文研究背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-19
• 1.2.1 电机监测技术研究现状12-14
• 1.2.2 制造物联系统发展现状14-16
• 1.2.3 云计算技术的国内外发展现状16-19
• 1.4 论文研究内容与架构19-23
• 第二章 电机状态云监测系统架构设计23-39
• 2.1 电机云监测系统需求分析23-26
• 2.1.1 电机监测的参数选择23-24
• 2.1.2 监测数据传输方式分析24
• 2.1.3 监测数据存储需求分析24-25
• 2.1.4 监测系统管理功能25-26
• 2.1.5 系统用户终端交互方式26
• 2.2 电机状态云监测系统总体架构26-27
• 2.3 电机状态云监测系统方案设计27-37
• 2.3.1 硬件系统设计27-30
• 2.3.2 云服务器方案选择30-33
• 2.3.3 云服务程序方案设计33-35
• 2.3.4 用户终端方案设计35-37
• 2.4 本章小结37-39
• 第三章 基于WiFi与GSM的电机状态监测无线数据传输技术研究39-53
• 3.1 无线通信技术概述39-42
• 3.1.1 WiFi无线通信技术39-40
• 3.1.2 GSM/GPRS无线通信技术40-41
• 3.1.3 工业无线传感网络关键问题41-42
• 3.2 Socket传输粘包处理42-46
• 3.2.1 TCP和UDP的“保护消息边界”42-43
• 3.2.2 网络传输粘包问题43-45
• 3.2.3 分包算法设计45-46
• 3.3 基于心跳机制的断线重连技术46-48
• 3.4 消息推送技术48-50
• 3.4.1 消息推送机理48-49
• 3.4.2 基于(Pull)轮询的消息推送方案49-50
• 3.5 无线数据传输中文乱码及解决方案50-51
• 3.6 本章小结51-53
• 第四章 电机状态云监测系统实现53-85
• 4.1 电机状态云监测系统硬件开发53-57
• 4.1.1 数据采集格式定义53-54
• 4.1.2 ESP2866 WiFi模块54-55
• 4.1.3 SIM900A GSM无线通信模块55-57
• 4.1.4 数据采集卡模块设计57
• 4.2 Modbus控制协议57-61
• 4.2.1 Modbus的通讯参数及格式57-59
• 4.2.2 Modbus的功能请求与应答59-61
• 4.3 数据采集模块程序设计61-64
• 4.3.1 采集模块程序主流程61-63
• 4.3.2 uIP1.0协议栈分析及移植63-64
• 4.4 云端服务器设计64-75
• 4.4.1 云端数据库设计65-69
• 4.4.2 终端与服务器通信指令格式69-70
• 4.4.3 服务器的线程交互70-74
• 4.4.4 服务器数据安全74-75
• 4.5 基于Android的客户端软件开发75-84
• 4.5.1 基于MVC框架的客户端开发75-76
• 4.5.2 客户端软件需求分解76-77
• 4.5.3 客户端软件人机界面设计77-81
• 4.5.4 客户端软件功能设计81-84
• 4.6 本章小结84-85
• 第五章 试验研究85-97
• 5.1 用户终端软件功能验证85-92
• 5.1.1 用户终端功能界面实现85-89
• 5.1.2 移动用户终端性能测试89-92
• 5.2 系统稳定性试验92-94
• 5.3 云服务软件承载能力试验94-96
• 5.4 本章小结96-97
• 第六章 总结与展望97-99
• 6.1 总结97
• 6.2 电机状态云监测研究展望97-99
• 参考文献99-102

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本文编号：267587