風機油液平臺系統遠程數據采集模塊的設計應用

葉峰

摘 要：本文闡述了風機油液平臺系統中數據采集模塊的內容、構成及相關功能，同時提出了其運行過程及部署實現方法。

關鍵詞：油液檢測；變送器；RS485

1 背景

新疆維吾爾自治區風能研究所承擔了2012年度自治區科技基礎條件平臺建設項目《風機油液檢測數據分析管理平臺系統》，本項目研究的系統采用先進的計算機技術、網絡技術、數據庫技術和動態網頁技術，基于B/S網絡架構搭建，系統軟件主要由數據采集導入模塊，數據管理模塊，檢測報告設置模塊，分析模塊，參數設置模塊，報告輸出模塊等構成，系統硬件主要由數據采集模塊、數據庫服務器、WEB應用服務器、網絡通訊設備等構成。

本系統是一套軟硬件集成系統，通過互聯網WEB瀏覽的方式提供給廣大用戶共享油液檢測信息，系統面向新疆風電場用戶，采用“抽樣免費，信息共享，專業分析，科學決策”的原則，本著服務大眾，科學第一、質量第一的宗旨為廣大風電用戶提供高技術支持。

在系統的建設實施過程中，油液分析實驗室的溫度、濕度等環境參數需要進行遠程無線傳輸，最終上傳至服務器，并提供一般用戶遠程訪問。同時要求數據采集模塊實現成本低廉，便于擴展。為實現這些目標，對遠程數據采集模塊的各項組成部分只要求實現通用功能，而不要求實現特殊需要，如此設計將為以后模塊升級和增加監測點等一般應用變化預留空間。

2 遠程數據采集模塊構成及主要功能

該模塊主要由開關電源，數據采集變送器，串口服務器，無線路由等模塊構成。

開關電源：主要負責給變送器和串口服務器提供12v和5v的穩定電源，我們采用200w雙輸出開關電源，DC V1：12V/4A；V2：5V/2A。具有過壓，過流及短路保護，輸出過壓保護：115%-135%，輸出過載保護：105%-150%。自然風冷。工作環境：-10℃-+60℃，20%-90%RH，無冷凝。

數據采集變送器：主要負責采集參數數據，如溫度、濕度、電壓、電流等，本系統選用設備主要采集溫濕度信號，輸入電壓5V，溫度測量范圍-30℃～50℃，精度為±0.5℃。濕度測量范圍20%C～90%RH，精度為 ±5%RH。輸出為遵循MODBUS協議的RS485信號。該組成部分可以進行擴展，還可接電壓、電流、速度、壓力等其它模擬或數字信號參數采集。

串口服務器：主要實現將RS485串口信號轉換為網絡信號，并提供外部設備通過IP地址進行訪問，本系統采用NP-5230設備，工作環境：0～550C（32～1310F），5～95%RH。提供1口RS-232，和1口RS-422/485輸入，能夠提供TCP Server、TCP Client和UDP等多種socket操作模式。支持自動IP設定協議（DHCP，BootP），以及通過Web Browser console手動設置。模塊提供1KV突破保護 （EFT）和0.5KV浪涌保護。

無線路由：主要負責將數據通過無線WIFI網絡傳輸到服務器。我們采用的設備無線傳輸速度為300Mbps，有線傳輸率100Mbps，網絡標準：802.11b、802.11g、802.11a等，支持AP模式和WDS無線橋接模式，支持DHCP設置、端口映射轉發等功能。

3 數據采集模塊的實現和部署

遠程數據采集模塊部署示意圖參見圖1。

數據采集模塊的運行過程是：數據采集變送器負責采集環境參數，包括溫度、濕度等信號，并將這些信號轉換成對應的RS485信號，串口服務器負責將這些485信號轉換成網絡數據，并通過無線路由和外部網絡進行連接，從而可以提供外部網絡實時訪問，服務器上部署的應用程序通過TCP/IP協議，訪問串口服務器對應IP所提供的服務，獲取對應的環境參數轉換的socket數據包，從而獲取對應溫濕度等信號的實時數據。

本模塊部署完成后，將實現以下功能：

⑴實時獲取油液實驗室溫度、濕度環境參數。

⑵自動填充實驗報告中的溫度、濕度數據，方便報告生成。

4 展望

本模塊在技術上采用了當前最新的物聯網技術，同時面向油液檢測實驗室實際應用，選取了較普通的設備，成本低廉，且便于后期擴展應用，具有較廣闊的應用前景。

[參考文獻]

[1]新疆維吾爾自治區風能研究所.風機油液檢測數據分析管理平臺系統需求分析報告[Z].需求分析報告，2013（3）.