基于OneNet的恒電位儀遠程監測系統

沈陽新大陸建筑設計有限公司 沈 月

引言

恒電位儀在電化學檢測系統中的地位至關重要，也是組成各種電化學檢測系統的核心部件，它的出現使得電化學在檢測和分析等領域的發展呈現出多元化的趨勢[1-3]。本文利用OneNet云平臺對恒電位儀進行遠距離監測和控制，用戶可以憑借OneNet提供的接口對恒電位儀進行監控，使現場調試和維護變得更加便捷和高效。

1 系統方案設計與分析

整體思路為通過PLC對恒電位儀進行數據采集、數據轉換等操作，之后通過GPRS模塊將采集到的數據上傳到OneNet云服務器中，用戶可以通過OneNet云服務器在PC端和智能終端對數據進行查看和分析?？删幊炭刂破鱌LC負責采集恒電位儀的電壓、電流、電位等參數以及接收從OneNet平臺傳來的命令并根據命令對恒電位儀進行輸出調控。可編程控制器與平臺的交互通過GPRS模塊來實現[4-5]，軟件上的操作均基于OneNet云平臺，為用戶提供實時數據監測、圖形化顯示、數據存儲等多種服務。

圖1 恒電位儀監測系統原理圖

1.1 GPRS模塊

通過 GPRS 網絡相互傳輸數據，使用該模塊可實現串口到網絡的雙向數據透明傳輸。使用的波特率為115200bps，設置指令為AT指令集。此外該模塊支持多種網絡協議，例如TCP、UDP、HTTP等，說明GPRS模塊具有較好的兼容性，適合多種多樣的場合。

1.2 PLC控制器及接口模塊

采用MAC310作為核心控制器，其包含了5路數字量輸入接口，4路數字量輸出接口，三個串行數據端口以及兩個以太網口，其中串口用于與GPRS模塊進行通信，而數字量輸入接口則與其他拓展模塊一起對恒電位儀進行參數采集和控制。選用EA100型模擬量輸入拓展模塊，采集恒電位儀的電壓、電流和電位參數信號。EA100模塊包含6路模擬量輸入接口，本文使用第0路-第2路模擬量輸入接口，分別對應0A0B0C、1A1B1C、2A2B2C接口。

圖2 OneNet上層監控平臺整體結構示意圖

2 OneNet云平臺簡介

OneNet云平臺為用戶提供了多種接入方式和服務，從多方面考慮用戶的需求，使用方法簡單易上手，避開了諸多關于上層平臺搭建的問題。選擇的TCP透傳協議主要具有數據透傳、無需開發設備、靈活性較高和命令發送等特點。圖2為OneNet上層監控平臺整體結構，GPRS模塊傳來的數據經過用戶自定義的腳本的解析最終顯示在監控平臺上，用戶可以通過網頁登陸或者通過智能手機、平板電腦等智能終端的APP登陸平臺，然后對數據進行瀏覽；用戶對恒電位儀進行操作也可以在監控平臺上進行。用戶在觸發這些選項之后，依據用戶的腳本，相應的指令會通過GPRS模塊下放到下層控制系統，進而控制恒電位儀。

圖3 解析數據部分函數示意圖

圖4 網頁瀏覽系統監測情況示意圖

解析數據部分函數如圖3所示，該函數的入口參數dev為用戶數據，即用戶設備的各種參數，輸出參數為接收數據的長度size和解析后的數據點集合json，其中size的單位為字節數。整個函數主要功能是解析底層設備上傳的數據，關于用戶處理上傳數據的操作都可以寫在此函數內。

3 測試與總結

系統監測情況如圖4所示，PLC控制器的程序設置成每1秒向平臺發送一次恒電位儀的參數值和工作狀態，用戶可通過折線圖和儀表盤來詳細的了解恒電位儀的參數情況，通過折線圖了解恒電位儀當前的工作模式和參比電極選擇情況。用戶可以通過登錄OneNet網頁平臺對恒電位儀的參數和工作狀態進行瀏覽查詢，此外還可以通過OneNet平臺自助研發的APP應用訪問該系統。

4 總結

本文通過OneNet云平臺使得恒電位儀的監測和控制變得方便快捷，用戶可以在任何有網絡的地方通過網頁登陸或者APP應用登陸的形式訪問監測系統，真正實現了隨時隨地監控恒電位儀的目的。

[1]藤嶼昭著,陳震,姚建年譯．電化學測定方法[M]．北京∶北京大學出版社,1995∶51-53．

[2]鐘海軍．恒電位儀研究現狀及基于恒電位儀的化學檢測系統的應用[J]．分析儀器,2009,(2)∶1-5．

[3]鄭耀漢．基于AVR單片機的智能恒電位儀的設計與實現[D]．青島∶中國海洋大學,2014．

[4]王政,彭宏．遠程網絡視頻監控管理平臺的研究與實現[J]．中國有線電視, 2013,12∶1364-1369．

[5]陳金超,謝東亮．無線網絡TCP擁塞控制算法研究綜述[J]．軟件,2015,36(1)∶82-87．