基于物聯網水泵測控系統的軟件設計

范志華 楊光 蘇成貴 鐘文才

摘要：提出了一種基于物聯網水泵測控系統的軟件設計方法。該設計方法以MySQL、LabVIEW和自動控制技術為核心，可實現對多傳感器節點的信息（流量、揚程、轉速等水泵運行參數）遠程采集和數據存儲功能；實現對多控制節點（電機、閥門等）的遠程控制。經測試，該系統實現了遠程無線監控，一臺手機便可以管理水泵的運行狀態，具有硬件成本低、性價比高的特點。

關鍵詞：物聯網； MySQL； LabVIEW； 測控系統

中圖分類號：TH38文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.11.009

0引言

智能手機是近年來發展迅速的移動式智能設備，具有價格便宜、體積小、易攜帶、硬件配置高、功能接近PC 機等特點。利用智能手機為物聯網水泵測控系統搭載平臺，可大大提高其便攜性和普及性，可以將現場處理和通過網絡的遠程處理有機地結合，有利于水泵測控系統產品的推廣與應用。

本文結合MySQL、LabVIEW和自動控制技術，設計出一套硬件成本低、功能全、穩定性好、性價比高的水泵測控系統軟件。它將采集到的水泵運行參數數據及視頻信息由互聯網傳送到網絡數據庫中，網絡數據庫接收數據并儲存，再將采集到的水泵運行數據傳送至手機APP，從而實現對流量、揚程、轉速、電機、電動閥門等參數的動態遠程實時監控。通過操作手機APP可對電機、電動閥門的運行狀態進行修改并發送至網絡數據庫中儲存。該系統為擬采用便攜式測控系統的建設單位提供了一套可行的技術解決方案。

1系統總體設計

該系統主要由水泵運行參數采集、執行設備自動控制、數據采集儀、網絡數據庫、主控計算機以及Android手機客戶端等組成。該系統的技術路線如圖1所示。通過手機APP監測水泵運行過程中流量、揚程、轉速的實測數據；能夠控制電機的啟/停和閥門的開/關（閥門開度可調），實現物聯網的功能。

2主控計算機軟件設計

主控計算機的應用軟件采用LabVIEW系統語言開發，它實現了對水泵運行參數的實時采集；水泵啟動/停止，電動閥門開/關的手動控制，實時數據的本地存儲和服務器存儲等功能。包含：參數設置子程序、數據采集子程序、控制面板子程序、數據查詢子程、實時曲線子程序。參數設置子程序可以對水泵運行需要控制的參數（電機功率、電動閥門的口徑）進行輸入，對流量、出口壓力、入口壓力、轉速等傳感器的技術參數進行輸入，同時對數據采集的時間、數據存儲路徑等系統管理參數進行輸入。 數據采集子程序可以圖形化顯示所測量參數（流量、出口壓力、入口壓力、轉速）的實測值，同時進行實測數據的本地存儲，并上傳到網絡數據庫。控制面板子程序能實現電機啟動/停止，電動閥門開/關的手動控制。該界面可以通過工控機對水泵運行情況進行人工調整，并把實時運行參數上傳到網絡數據庫。數據查詢子程序對水泵運行的測量數據進行定時記錄，記錄的數據包括：流量、出口壓力、入口壓力、轉速的實測值及電機、閥門的當前狀態。該記錄可實現依據要查詢的起止時間進行篩選查詢，查詢結果存儲在EXCEL文件中，可進行對數據的編輯、打印。實時曲線子程序將水泵運行的流量、出口壓力、入口壓力、轉速等實測數據，以曲線的形式展現出來，更具有直觀性。

本軟件利用LabVIEW圖形化的優勢對水泵運行中各個實測參數值的圖形化顯示、執行設備運行狀態進行直觀的顯示，使用戶易于操作。

3網絡數據庫設計

為了實現物聯網水泵測控系統訪問數據庫，必須在主控計算機的操作系統下配置ODBC數據源。數據源是指數據庫應用程序所使用的數據庫或者數據庫服務器。ODBC是微軟公司開放服務結構中有關數據庫的一個組成部分，它建立了一組規范，并提供了一組對數據庫訪問的標準API，這些API利用SQL來完成其大部分任務。

Navicat for MySQL是一套管理和開發MySQL的理想解決方案，支持單一程序。它是功能齊備的前端軟件，為數據庫管理、開發和維護提供了直觀而強大的圖形界面，為MySQL新手及專業人士提供了一組全面的開發工具。依據數據庫的設計原則和基于物聯網水泵測控系統的實際應用，本系統設計了基本參數表（如圖2）、實時數據表（如圖3）、存儲記錄表（如圖4）。基本參數表里定義了數據庫的字段信息；實時數據表里存儲系統的管理數據，實時測量數據及電機、閥門的狀態信息；存儲記錄表實現了將實時數據存儲到MySQL中，可隨時隨地讀取數據。實時數據表中的信息，主控計算機軟件和手機APP同時更新或讀取，是實現物聯網功能的關鍵。

4Android手機端軟件設計

手機APP的開發環境選用開放源代碼、基于Java 語言的可擴展的 Eclipse。將 Android 智能手機與無線路由器通過WiFi 建立無線連接，通過訪問無線路由器獲取MySQL中實時數據表的相應信息，并且將實時測量水泵運行的流量、出口壓力、入口壓力、轉速等數據顯示到手機界面上。同時，手機界面也可以控制水泵開關和閥門開度按鈕，并把修改后的狀態信息存儲到MySQL的實時數據表中，實現了異地監測與控制。這種設計，保證了APP端和上位機軟件的信息同步。

5結束語

經測試，該系統具有數據傳輸快、準確率高、可視化程度高，能實現手機和計算機遠程測控等優點，可應用到一切物聯網監測系統中，更適用于郊區或者深山的水泵、高位水池、化工廠、制藥廠等人員不便接近的地方。

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