工业物联网技术在户外大型设备监控的应用研究
发布时间：2021-10-14 16:01
工业物联网的快速发展为设备自动化及智能化提供了坚实的技术支撑及理论依据,尤其在远程监控领域。对于户外大型设备的远程监控受现场环境、设施陈旧及技术薄弱等因素影响,使设备的运转状态无法及时反馈给相关管理者。为了解决此问题,根据开滦集团企业信息化建设总体水平与发展愿景,结合开滦唐山中润煤化工有限公司焦炉四车联锁监控系统技术升级,运用工业物联网技术、感知通信技术、云技术、WEB前端技术在户外大型设备的运行状态监控进行技术探索。通过对嵌入式Linux系统的移植、通讯接口的开发及外接采集感知设备对推焦车工作状态及运行状态进行信息采集,并由主板上的4G模块进行Socket传输,传输至在云端搭建好的数据库中,再利用HTML+Java Script+CSS+JSON+AJAX技术进行显示端界面及逻辑关系的编写,使数据可在移动终端及PC端显示,可为户外大型设备的远程监控提供有益的技术探索。利用工业物联网技术采集的数据通常存放于云端,但由于云端距离现场较远且信号干扰较强,使数据处理时延增大,针对此种状况,提出一种工业物联网云雾混合网络（Industrial Internet of Things cloud-...
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
工业物联网技术链路Fig.1IndustrialIoTtechnologylink
第2章相关技术理论分析-15-图4雾计算的层次Fig.4Hierarchyoffogcomputing2.2.2雾计算应用场景雾计算的应用场景是十分广泛的，在市场上也有着十足的潜力，例如：无人机、城市道路交通控制、智能信号灯、车联网及医疗等领域。雾计算在无线传感器网络上的应用也较多，将传统的无线传感网络设计为一种低功率的节点以满足能源消耗最低。传统的无线传感网络应用集中在环境数据的采集，如：温湿度、二氧化碳浓度及光照强度等。但是，当应用的范围领域无法提供感知及跟踪，传统的无线传感网络的弊端就会有所显露，需要执行器去提供物理传感来弥补某些不足。在上述的情况下，通常把雾计算节点与执行器相连，可以确保系统的正常工作及其稳定性。以室内常见的加湿机为例子说明，在室内布置湿度传感器，雾计算节点距离传感器较近并且可以从传感器中收集相应的信息，并且对信息进行处理计算，当发现空气的干燥程度高于预设值，则启动加湿机，实现室内温湿度自动平衡调节。2.3本章小结本章主要对工业物联网技术及雾计算展开进行相应的阐述，首先对工业物联网的体系架构进行说明，并对各部分进行简单的叙述。其次介绍了工业物联网的技术体系及未来的技术趋势。最后对雾计算的特征、架构及应用场景进行介绍，主要对其三层雾计算场景进行说明，指出雾计算可以提供针对低时延、实时性的应用服务。
第3章远程监控系统技术方案-23-另外，选取的ZHM58/184E.CS0T.TTB010编码器，机械转速为2400圈，卷筒的转速在额定范围内。若在其它场景下使用出现超范围时，可采用1:2或1:3齿轮组进行调整。第三种为辅助机械安装，此方法常见的辅助测量工具有钢丝绳收绳器（通过绳子的距离来测算实际距离，此方式不适合长距离测量）、机械丝杠（安装的位置在转轴中心处，当丝杠前进一个螺距的距离时，对应着编码器转360度，此方法安装繁琐）及摩擦轮（通过带摩擦阻力的摩檫轮，与相对运动物体摩擦转动，测量距离，此种方式对工业环境的要求较苛刻，当发生打滑现象，误差较大）。通过考虑推焦车的运转状态（启停较多且震动较大）以及现场实际安装难度，选取第二种低速安装，即在减速齿轮的轴端处安装。3）绝对值编码器的信号输出因实际项目的传输距离较远且环境复杂，所以采用串行输出，具体的实际输出方式为SSI接口（RS422模式），主要采用四线制、全双工模式（两条数据线、两条时钟线）。首先，主板向编码器发送中断时钟脉冲信号，位置信息通过编码器以及时钟脉冲同步传输至主板。由主板发送时钟触发信号，绝对值编码器接收到信号后开始工作。时钟位以及数据位如下图6。图6数据位及时钟位Fig.6Dataandclockbit串行信号的输出的起始位为高位（MSB），其信号与时钟信号是一致的。当RS442标准接口不进行传输工作时，时钟和数据位均是高位，整个周期为nT（T=0.9-11us，n位编码器总位数，半周期t1>0.45us）在时钟信号的第一个下降沿，编码器的当前值开始进行存储操作，从时钟信号上升沿开始，经t2延迟时间后（t2≤0.4us），编码器数据信号开始传送；t3为恢复信号（t3=12-35us），等待下次传送。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于STM32和ZigBee的智能家居控制系统[J]. 陈新奋,彭银桥. 电子技术与软件工程. 2019(21)
[2]解读物联网技术现状及应用前景展望[J]. 刘蔚. 产业创新研究. 2019(10)
[3]远程监控技术的发展现状和趋势[J]. 陈宏旦,朱建邦. 信息记录材料. 2019(08)
[4]自动化制造技术的发展与应用[J]. 侯贺天,曹亚亭. 电子测试. 2019(13)
[5]CMS监控系统在港口大型起重设备管理中的应用[J]. 李学洪. 机电信息. 2019(17)
[6]雾计算的教育应用:案例与趋势[J]. 周榕,刘成凤,白若微. 中国医学教育技术. 2019(03)
[7]浅析国内重型装备制造企业项目管理模式[J]. 姜雯. 中国重型装备. 2019(02)
[8]基于雾计算的可信传感云研究进展[J]. 王田,沈雪微,罗皓,陈柏生,王国军,贾维嘉. 通信学报. 2019(03)
[9]Three Tier Fog Networks: Enabling IoT/5G for Latency Sensitive Applications[J]. Romana Shahzadi,Ambreen Niaz,Mudassar Ali,Muhammad Naeem,Joel J.P.C.Rodrigues,Farhan Qamar,Syed Muhammad Anwar. 中国通信. 2019(03)
[10]基于ARM与4G网络的视频监控设计与实现[J]. 刘引涛,刘楠. 电子设计工程. 2019(03)
本文编号：3436452
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
工业物联网技术链路Fig.1IndustrialIoTtechnologylink
第2章相关技术理论分析-15-图4雾计算的层次Fig.4Hierarchyoffogcomputing2.2.2雾计算应用场景雾计算的应用场景是十分广泛的，在市场上也有着十足的潜力，例如：无人机、城市道路交通控制、智能信号灯、车联网及医疗等领域。雾计算在无线传感器网络上的应用也较多，将传统的无线传感网络设计为一种低功率的节点以满足能源消耗最低。传统的无线传感网络应用集中在环境数据的采集，如：温湿度、二氧化碳浓度及光照强度等。但是，当应用的范围领域无法提供感知及跟踪，传统的无线传感网络的弊端就会有所显露，需要执行器去提供物理传感来弥补某些不足。在上述的情况下，通常把雾计算节点与执行器相连，可以确保系统的正常工作及其稳定性。以室内常见的加湿机为例子说明，在室内布置湿度传感器，雾计算节点距离传感器较近并且可以从传感器中收集相应的信息，并且对信息进行处理计算，当发现空气的干燥程度高于预设值，则启动加湿机，实现室内温湿度自动平衡调节。2.3本章小结本章主要对工业物联网技术及雾计算展开进行相应的阐述，首先对工业物联网的体系架构进行说明，并对各部分进行简单的叙述。其次介绍了工业物联网的技术体系及未来的技术趋势。最后对雾计算的特征、架构及应用场景进行介绍，主要对其三层雾计算场景进行说明，指出雾计算可以提供针对低时延、实时性的应用服务。
第3章远程监控系统技术方案-23-另外，选取的ZHM58/184E.CS0T.TTB010编码器，机械转速为2400圈，卷筒的转速在额定范围内。若在其它场景下使用出现超范围时，可采用1:2或1:3齿轮组进行调整。第三种为辅助机械安装，此方法常见的辅助测量工具有钢丝绳收绳器（通过绳子的距离来测算实际距离，此方式不适合长距离测量）、机械丝杠（安装的位置在转轴中心处，当丝杠前进一个螺距的距离时，对应着编码器转360度，此方法安装繁琐）及摩擦轮（通过带摩擦阻力的摩檫轮，与相对运动物体摩擦转动，测量距离，此种方式对工业环境的要求较苛刻，当发生打滑现象，误差较大）。通过考虑推焦车的运转状态（启停较多且震动较大）以及现场实际安装难度，选取第二种低速安装，即在减速齿轮的轴端处安装。3）绝对值编码器的信号输出因实际项目的传输距离较远且环境复杂，所以采用串行输出，具体的实际输出方式为SSI接口（RS422模式），主要采用四线制、全双工模式（两条数据线、两条时钟线）。首先，主板向编码器发送中断时钟脉冲信号，位置信息通过编码器以及时钟脉冲同步传输至主板。由主板发送时钟触发信号，绝对值编码器接收到信号后开始工作。时钟位以及数据位如下图6。图6数据位及时钟位Fig.6Dataandclockbit串行信号的输出的起始位为高位（MSB），其信号与时钟信号是一致的。当RS442标准接口不进行传输工作时，时钟和数据位均是高位，整个周期为nT（T=0.9-11us，n位编码器总位数，半周期t1>0.45us）在时钟信号的第一个下降沿，编码器的当前值开始进行存储操作，从时钟信号上升沿开始，经t2延迟时间后（t2≤0.4us），编码器数据信号开始传送；t3为恢复信号（t3=12-35us），等待下次传送。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于STM32和ZigBee的智能家居控制系统[J]. 陈新奋,彭银桥. 电子技术与软件工程. 2019(21)
[2]解读物联网技术现状及应用前景展望[J]. 刘蔚. 产业创新研究. 2019(10)
[3]远程监控技术的发展现状和趋势[J]. 陈宏旦,朱建邦. 信息记录材料. 2019(08)
[4]自动化制造技术的发展与应用[J]. 侯贺天,曹亚亭. 电子测试. 2019(13)
[5]CMS监控系统在港口大型起重设备管理中的应用[J]. 李学洪. 机电信息. 2019(17)
[6]雾计算的教育应用:案例与趋势[J]. 周榕,刘成凤,白若微. 中国医学教育技术. 2019(03)
[7]浅析国内重型装备制造企业项目管理模式[J]. 姜雯. 中国重型装备. 2019(02)
[8]基于雾计算的可信传感云研究进展[J]. 王田,沈雪微,罗皓,陈柏生,王国军,贾维嘉. 通信学报. 2019(03)
[9]Three Tier Fog Networks: Enabling IoT/5G for Latency Sensitive Applications[J]. Romana Shahzadi,Ambreen Niaz,Mudassar Ali,Muhammad Naeem,Joel J.P.C.Rodrigues,Farhan Qamar,Syed Muhammad Anwar. 中国通信. 2019(03)
[10]基于ARM与4G网络的视频监控设计与实现[J]. 刘引涛,刘楠. 电子设计工程. 2019(03)
本文编号：3436452
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