王志琪[1]2003年在《基于异构监控平台的远程监测系统的研究与实现》文中研究表明流程工业自动化控制技术的发展，使得生产过程的底层自动化监视和控制逐渐完善。监控组态软件由于其稳定可靠，功能完善，易于使用等特点受到企业的青睐。由监控组态软件构建的监控平台大多数还是“监控岛”概念的系统，它们依靠各自的底层控制和数据采集系统，大多针对单个车间或流程。企业内部Intranet的推广应用，给工业控制领域提出了新的要求，使得将这些各自封闭的信息孤岛实现相互联接、信息共享成为可能。但是目前市场上的监控组态软件多种多样，各有特点。由于所监控的对象、监控的具体要求、监控组态软件的价格等多方面的原因，在企业的实际生产现场一般都有多套监控平台，用以对各种不同的生产现场或同一生产现场的不同部分进行实时监控。这些异构的监控平台是由不同的监控组态软件构成的，难以互相联系，实现数据共享。要使用Intranet将这些异构的监控平台联接在一起，实现数据资源的共享，必须解决监控平台的异构和监控平台的远程监测问题。 为了顺应企业内部Intranet应用发展的要求，解决其中存在的监控平台异构的问题，本论文结合网络和数据库的多种技术，提出了基于异构监控平台的远程监测系统方案。该方案采用B／S体系结构，相比以往的C／S结构，用户界面一致、友好，方便了用户的使用，安装、维护和升级容易。在具体实现上，由监控平台和数据采集卡同现场设备进行交互，并利用监控平台的ODBC接口和SQL函数将现场实时数据传送至数据库服务器，统一了各种异构监控平台的数据。Web服务器与数据库服务器进行交互，取得现场监控平台的实时数据，以动态网页的方式在Intranet上发布，客户端通过IE浏览器访问页面，了解现场实时工况。 本文对基于异构监控平台的远程监测系统方案中的关键技术加以阐述，包括主要解决监控平台异构问题的SQL语言和ODBC接口，以及主要解决远程监测问题的B／S叁层网络结构、Internet信息服务器和ActiveX控件在Web开发中的应用。 最后，运用该方案，在武钢焦化公司备煤车间监控平台和EFPT-过程控制实验监控平台的基础上，构建了一套基于异构监控平台的远程监测模拟系统，将本文所述方案应用于实际，取得了良好的效果，为提高工业监控系统的效率提供了一种有效的方法。
刘君祖[2]2006年在《基于Web的工业信息监控系统研究与实现》文中研究表明随着网络技术的不断发展和企业信息化的推进，将Internet／Intranet技术与传统的工业监控系统相结合，构建基于Web的工业信息监控系统是工业监控领域发展的方向之一。 本文首先回顾和介绍了监控技术的发展历史和研究现状，并对Web监控系统的功能、层次以及实现方案进行了较深入的研究和探讨。其次，针对基于Web的工业信息监控系统的实现，着重研究了控制网络与信息网络之间的数据交换和数据的Web动态发布技术。借鉴基于DCOM的分布式系统设计方式，采用OPC数据交换技术来实现工业现场控制网络与企业信息网络之间的数据共享，并提出了OPC客户端以ActiveX控件的形式在浏览器中与现场监控系统进行数据交换的方案，不但实现了异构网络之间的数据共享，而且改善了传统的以数据库为中心的Web监控解决方案所带来的实时性差等缺点；设计实现各种监控功能的ActiveX控件嵌入到HTML文件中，形成友好的人机界面作为对工业现场进行监控的窗口。再次，分析了影响基于Web监控系统实时性的若干因素，并提出了改善系统实时性和安全性的措施和方案。基于以上研究，将网络技术应用于工业现场监控中，形成了一种改善工业监控系统实时性的Web监控方法。最后，结合实际项目，分别实现了对模具扁钢生产的现场和Web远程数据采集、数据监视、参数修改以及报警提示等功能，从而实现了基于Web的工业信息监控系统。 本文研究并实现的Web监控系统不但改善了基于组态软件的Web监控系统带来的监控平台异构的缺点，而且改善了完全以数据库服务器为数据源的监控系统实时性差的缺点，尤其适用于监控系统点数少但对实时性要求较高的情况。通过实际应用可以看出，该系统能够满足用户的要求，实现对工业生产过程的监控。
汪娟[3]2008年在《基于WEB的工业远程监控系统研究与实现》文中研究指明随着网络技术的飞速发展和企业信息化的推进,将传统的监控系统与Web技术相结合的B/S(Browser/Server)模式计算机远程监控系统逐渐成为新的研究和开发热点,构建基于Web的工业监控系统成为工业监控领域发展的方向之一。本文首先回顾和介绍了监控技术的发展历史和研究现状,并对基于Web的监控系统的功能、层次以及实现方案进行了较深入的研究和探讨,通过对不同软件结构模式的比较,确立了B/S模式的远程实时监控系统方案。其次从系统集成的角度出发,对基于Web的远程监控系统的若干关键技术进行了系统分析与比较。在上述理论分析的基础上,分析了叁种远程监控体系结构的解决方案,即基于数据库技术、OPC(OLE for Process Control)技术和Socket通信技术的远程监控方案。通过对不同技术下实现基于Web的远程监控方案的分析与比较,采用了Socket实时通信技术实现工业现场控制网络与企业信息网络之间的数据共享,设计了基于Socket技术的远程实时监控系统结构,其中Socket客户端以ActiveX控件的形式在浏览器中与现场监控站进行实时数据交换的方案,不但实现了异构网络之间的数据共享,而且改善了传统的基于Web的监控方案所带来的实时性差等缺点。论文同时分析了影响基于Web的监控系统实时性的若干因素,给出了改善系统实时性和安全性的措施和方案。最后,结合实际项目,分别实现了对某油罐区现场的远程监控,实现了远程数据采集、数据监视、参数修改以及历史数据查询等功能,通过实验运行验证了实施基于Web的工业远程监控系统的有效性。本系统采用Visual Basic 6.0开发人机交互ActiveX控件,ASP.NET开发Web服务器页面。实现的基于Web的工业远程监控系统不但改善了基于组态软件的远程监控系统带来的监控平台异构的缺点,而且改善了完全以数据库服务器为数据源的监控系统实时性差的缺点,尤其适用于监控系统点数不是特别多但对实时性要求较高的情况。通过实际应用可以看出,本文设计的基于Web的监控系统能够较好地满足用户的要求,实现对工业生产过程的监控。
刘永华[4]2015年在《温室精准灌溉施肥系统关键技术研究》文中提出随着设施园艺产业的发展,先进工程技术越来越多地应用到设施园艺生产中。设施园艺的典型代表是温室,传统的温室生产水资源管理粗放,一般采用大水漫灌方式,施肥技术落后,过度施用化肥造成水肥资源浪费严重,同时也造成严重的环境污染。为促进农业可持续发展,提高水肥利用效率是设施园艺发展必须解决的问题,其有效措施是在温室生产中实行精准灌溉施肥。精准灌溉施肥技术已逐渐成为一种在技术上密集配套、生产及管理上高度集约化的现代农艺生产技术体系,其自动化程度高且能有效提高水肥利用效率。国外发达国家如以色列、美国、荷兰等国家早已将灌溉施肥技术应用于设施园艺生产,其产品已非常成熟且形成产业并对外出口,但国外相关产品售价高,同时由于国外装备生产农艺要求还不能完全适应我国气候条件和种植环境,使得国外的设备很难发挥出应有的效果,设施生产效果不显着。我国科研工作者也在积极研究灌溉施肥技术,虽取得了一些成果,但由于起步较晚,研究基础薄弱,我国的灌溉施肥技术目前还处于初级阶段,仍有诸多问题有待解决:如水肥耦合对园艺作物工作机理还有待深入研究;精准灌溉施肥装备关键技术有待突破;智能化控制决策的研究有待加强;研究开发的产品性能还不够稳定,价格偏高,不利于推广应用;与信息化技术结合还不够紧密,特别是当前物联网+灌溉施肥技术还没有真正在温室灌溉施肥上进行推广应用。针对以上问题,本论文围绕温室精准管理灌溉施肥的关键技术,以形成实用化自主研发产品为目标,重点就温室番茄的需肥和需水规律、灌溉施肥系统控制决策、灌激施肥机本体关键部件的结构优化及对施肥机性能的影响、以及灌溉施肥监控系统等关键技术展开研究。主要结果如下:(1)在营养液膜栽培模式下,基于Penman-Monteith方程,以番茄需水量为研究对象,建立了温室番茄的需水模型,并由模型得出冬茬试验温室中,单株番茄植株苗期总需水量约为9.2L,开花坐果期18.2L、果实膨大期37.6L、成熟期28.4L;春茬试验温室中,单株番茄植株苗期总需水量约为13.4L,开花坐果期27.2L、果实膨大期39.3L、成熟期33.4L,可作为番茄生产中灌溉量的参考。(2)在营养液膜栽培模式下,以荷兰番茄专用配方配制营养液进行试验研究,监测不同施肥浓度对番茄生长指标及生理指标情况的影响,分析试验数据并寻找规律,研究表明当EC值为2500μS/cm、pH为6±0.1时对番茄植株第一花序开花坐果率、株高、株粗、根长等番茄生长指标,番茄叶绿素含量等生理指标,以及番茄干鲜重等各项监测指标表现最优。因此番茄开花坐果期的营养液EC值为2500μS/cm,可作为番茄开花坐果期EC调控参考依据,验证和评估了荷兰番茄专用配方的适用性,为指导温室番茄营养液优化管理和决策提供参考和技术支撑。(3)提出了基于两级预测的温室WSN系统数据传输方法。在引入莱特准则进行序列异常值检测的基础上,分别在传感器节点和服务器建立一阶分段线性回归方程并结合自适应加权算法形成两级预测模型,大幅度减少温室WSN系统的传感器节点数据传输次数。同时结合温室环境自动控制的特点,提出了一种基于抛物线的可变误差阈值确定方法,进一步减少无线传输的数据量。(4)在研究灌溉施肥模型的基础上,应用模糊控制技术,依据灌溉施肥过程中不同品种作物生长及环境控制要求及系统输入输出变量的特性,制定了适用于灌溉施肥模糊控制专家系统的控制量论域及模糊控制规则,应用Matlab/Simulink模糊逻辑工具箱,设计了一个二维的模糊控制系统,同时为验证该模糊控制系统的有效性,应用Matlab/Simulink软件进行了仿真,结果表明此模糊控制系统对营养液的EC值具有较好的调控能力,能满足工作需要。(5)依据经济流速流量对照表,综合考虑施肥装置及管路系统的沿程损失与局部损失,研究分析基于CFD数值计算的文丘里施肥器最优结构参数组合。模拟数据及所开发水肥一体化灌溉施肥机的运行数据表明,CFD数值优化后的文丘里施肥器吸肥流量提高约38.6%,与模糊自动控制系统相配合的水肥一体化灌溉施肥机的吸肥流量总体提高约47.6%,节能效果显着。(6)基于结构化设计理念,研发了应用于温室环境的精准灌溉施肥硬件平台和软件系统。采用嵌入式网络技术,基于高性能32位微处理器STM32F103ZET6,设计用于水肥EC、pH等参数信息监测及灌溉施肥的一体式控制器。控制器融合了 ZigBee无线短距离通信技术,与基于MSP430F149处理器设计的温室环境无线监测节点一起组建了温室环境无线传感网络,实现温室灌溉环境在线信息监测。针对温室生产对互联网+智能灌溉施肥的迫切需求,基于ASP.NET及WEB服务开发了远程网络监控平台,借助网络通信实现异地信息监测与设备监控等功能,实现了温室灌溉施肥网络化、智能化控制与管理,提高了系统的智能化与可扩展性,为温室精准灌溉施肥提供了较好的解决方案。
赵正伟[5]2013年在《开放式远程监控协议的设计与实现》文中研究表明随着计算机技术、移动通信技术以及传感器网络技术的飞速发展，远程监控技术的应用也处在不断革新之中。目前，在面向传感器监控的远程监控系统中，由于传感器设备类型多样、异构，格式、参数都各不相同，导致监控系统难以扩展，管理与维护也困难。针对该问题，设计并实现了一个开放式的可靠远程监控协议，提高了面向传感器远程监控系统的对传感器设备接入的开放性。首先,本文对远程监控技术的现状做了研究，针对面向传感器远程监控系统中异构类型传感器难以一致接入监控系统中的问题，指出设计一种开放式的远程监控协议的必要性。接着从监控系统的整体框架，结合具体的监控需求，运用软件复用的思想，提出了一种可扩展的远程监控框架。其次，在给出的面向传感器监控框架基础之上，针对目前系统中存在的类型多样、结构各异的传感器监控设备，无法一致接入系统进行统一管理的现实问题。通过分析典型的网络协议模型，并参照网络协议分层设计的思想，设计了一种开放式远程监控管理协议OMMP，详细阐述了关于OMMP协议的语法、语义与时序的分析和设计过程，并给出了OMMP协议的典型应用案例。最后，提出并实现了基于OMMP协议的可扩展协议解析机制。应用XML描述协议的思想，使用XML技术去描述和验证协议格式，选用正则表达式对协议可变部分数据进行解析，这样使得协议描述与数据解析相分离，提高了协议解析的效率。然后按照OMMP协议解析流程，通过在已开发系统中的实现举例，验证了协议及协议解析机制的合理性和有效性。
孙玉文[6]2013年在《基于无线传感器网络的农田环境监测系统研究与实现》文中研究表明无线传感器网络作为物联网系统组成之一,是转变农业生产方式,促进我国农业可持续发展,高效利用农村资源的重要载体。作为无线信息获取和处理技术在农业生产领域正引起广泛的关注。WSN是一个动态网络,具有动态拓扑组织功能,能实现对农田监测区域的完全覆盖和保证整个网络的连通。农田幅员辽阔,采集信息量大,因此减少系统能耗、最大化延长网络寿命、准确有效定位及精准的信息采集与传输是设计基于无线传感器网络的农田环境监测系统的重要性能指标。目前,农田环境中部署的传感器节点数量较多,大部分靠电池供电,节点的能量消耗相当可观,广大学者进行了各种节能措施的研究,取得了一定的进展,但针对农田实际需要的节点部署策略及路由协议研究的节能策略并不多。另外,农田无线传感器网络中节点的位置信息也是研究的一个重要环节。目前,无线传感器网络的定位算法很多,其中常用的RSSI定位算法由于受实际环境影响大。因此,针对农田实际情况的精确测距模型尚需完善。再则,传感器本身的精度及传感器节点具有非线性误差等因素会导致测量数据不准确,合理的校正能有效提高系统的测量精度。对多个传感器节点持续采集会产生大量数据,通过数据融合可以减少上传网关的数据量,从而节省系统能耗,提高网络鲁棒性。基于此,本文在深入剖析该领域国内外研究工作的基础上,针对无线传感器网络在农田监测应用的关键技术展开了研究,主要的研究工作如下：(1)实验研究了同构网络及异构网络的节点部署性能。分析了同构网络中正六边形、正四边形两种规则部署及随机部署方式叁种情况下的覆盖率,其中正六边形的节点间距离是传感半径的√3倍时,正四边形的节点间距离与传感半径间的关系为√2时,网络达到完全覆盖,覆盖率为1。研究并比较两种规则部署中节点传感半径及节点间距离与能耗的关系,结果表明正六边形的能量损耗相对较小。在此基础上应用NS2仿真软件对同构网络的叁种部署方式的网络生命周期、端到端延时及丢包率叁种网络性能进行了分析,结果表明正六边形的网络性能最好。同时对异构网络的网络性能进行了研究,对异构部署中的高能节点与普通节点的正六边形方式及正四边形方式达到完全覆盖时的位置与数量关系进行比较分析与仿真实验。结果表明部署节点总数量为225时方式1下正六边形部署形式网络生命周期最长,而方式2下正四边形部署生命周期最长；节点数量为361时方式1下随机部署的网络生命周期较长,而方式2下正六边形部署方式出现死亡节点时间较晚,但总体网络存活时间不如随机方式。实验结果显示：异构方式具有更好的延长网络生命周期的特点。(2)设计了2.4GHz的ZigBee节点异构组网性能测试实验。分别对普通节点和高能节点在有无农作物两种情况、叁种不同高度条件下的有效传输距离范围进行了测试,确定了大田节点部署时的节点间距离及节点放置高度。在此基础上对相同传输距离下以及相同覆盖率下正六边形和正四边形两种异构部署方式放置节点的数量进行了比较分析。结果表明相同传输距离下正六边形放置节点的数量比正四边形放置的节点数量多,相同覆盖率下正四边形形放置的节点数量比正六边形的数量多。最后在农田中部署节点,对相同传输距离和相同覆盖率下的两种方式进行剩余能量实验,结果显示：相同传输距离下的正六边形节点电压减少较慢,而相同覆盖率下正四边形节点电压减少较慢。(3)设计了基于RSSI的无线传感器网络的定位方法。在实际农田信息监测系统应用时RSSI值受节点间距离、天线高度、作物长势等多因素影响。本文对2.4GHz传感器节点在农田有无农作物、安置在不同高度,相对距离不同多种环境条件下信号强度进行实验；研究分析RSSI值与节点间距离和高度的衰减关系；应用多元线性回归方法拟合出无线信号传播模型。并基于该模型进行测距实验,最终依据高斯混合算法及最大似然方法实现对未知节点的定位。在8x8m2的田地区域中放置4个信标节点和2个未知节点进行了定位实验,实验结果表明该系统在4个信标节点的情况下,能够较好的实现对两个位置节点的定位,平均定位误差1.01m。(4)在分析了蚁群算法的原理及优点基础上,提出了一种分层的元胞蚁群优化路由算法。将农田实际环境中的传感器节点映射成元胞节点,储存邻居节点的剩余能量、节点距离、信息素等信息,通过计算信息素概率选择下一个节点,不断更新各条线路上的信息素,直至到达sink节点。算法通过改进元胞节点休眠转换机制和信息素更新规则,优化了网络路径。实验显示：与传统的LEACH算法比较存活时间提高了15.9%,更加均衡了网络能量。(5)农田信息采集时需要放置土壤温湿度、光照度等多种传感器,提出了一种基于多参数的两级信息校准及融合方法。在研究分析影响土壤温湿度、光照度传感器测量的主要因素基础上,对30种样本进行测量,通过BP神经网络方法及最小二乘拟合法将单个传感器的测量数据进行校准,消除传感器测量的非线性误差,同时剔除错误的数据。实验结果表明神经网络法校准的效果更好,该方法对两种传感器校准的误差均在±2%范围内。然后通过自适应加权融合算法对多个传感器的测量数据进行融合,根据融合推理结果,获得被测对象的当前状态,融合实验表明自适应融合算法能够达到较好的融合效果。通过两级融合处理方法不仅实现对单个传感器数据的优化校准,同时也对多个传感器数据的进行了融合处理,提高了整个监测系统的可靠性,精确性。(6)根据农田环境特点,完成了土壤湿度、光照度、温、湿度四种传感器的选型以及模块化设计,对传感器节点和网关节点及电源控制电路进行了设计。实现了.NET远程监控平台及移动终端的Android监控平台的设计。农田环境监测系统实现了对温、湿度、光照度和土壤湿度及视频信息的采集及处理,系统运行稳定、可靠,满足了农田监测的需要。
盛青山[7]2017年在《基于物联网的数控淬火机床动态信息远程智能监控系统开发》文中指出及时、准确地了解数控淬火机床工作的各类动态信息,是淬火机床可靠运行的保证,有利于加热工件淬火质量的提高。但传统机床动态数据信息的采集较多采用有线方式进行传输,存在着排线复杂、容易脱落、影响现场生产、信号传输距离限制、传输不稳定等问题。随着网络技术、传感器技术与无线通讯技术的发展,无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)的出现克服了传统方法的众多问题。本课题以热处理设备为研究对象,以回转支承感应加热淬火机床为试验对象,研究基于物联网的数控淬火机床动态信息远程智能监控系统。该系统将物联网技术、传感器技术、信息采集技术以及信息处理技术融入热处理设备制造信息化,实现热处理设备动态信息的远程智能监控。远程监控的实现为热处理设备设计、制造、销售、服务到回收再利用的全生命周期管理提供技术支持。本课题通过对物联网技术与故障诊断技术进行分析,确定出本系统的总体方案:采用433MHZ无线传输技术实现工作现场与监控中心数据的无线传输,在监控中心通过上位机软件实现动态数据的Internet远程监控;根据总体方案要求,对感知层、网络层和应用层进行硬件的选型与搭建;在硬件搭建完成的基础上,通过对PLC的编程、通讯模式的配置、SQL Server数据库的创建、组态王软件的开发,实现了基于物联网数控淬火机床动态数据的Web发布功能;最后,通过采集回转支承表面与感应器的间隙数据、淬火液温度、淬火液压力等动态数据,验证本监控平台的可行性。本课题通过理论分析与试验相结合的研究方法,搭建了基于物联网数控淬火机床动态信息远程监控系统,实现了数控淬火机床动态信息的远程监控。基于物联网的淬火机床动态信息远程监控的实现,对强化热处理设备精细管控能力具有重要的意义。
贾瑞生, 孙红梅, 吕英英, 杨建英[8]2009年在《顶板安全监测数据集成平台的设计与研究》文中研究说明顶板安全管理一直是煤矿安全生产领域研究的重点和热点问题,而异构监测数据的集成技术在顶板事故的预测及分析中占据重要地位;在分析了目前我国煤矿各类顶板安全监测系统的现状及发展趋势的基础上,对已有的监测系统进行分析,并对数据集成平台进行分层设计,提出了一种基于.Net架构的监测数据集成平台设计方案,解决了异构监测平台各自封闭、难以互相联系的缺陷,实现了顶板监测数据的共享;运用该方案在现场进行数据集成获得了良好的监测效果。
参考文献：
[1]. 基于异构监控平台的远程监测系统的研究与实现[D]. 王志琪. 武汉科技大学. 2003
[2]. 基于Web的工业信息监控系统研究与实现[D]. 刘君祖. 大连理工大学. 2006
[3]. 基于WEB的工业远程监控系统研究与实现[D]. 汪娟. 武汉理工大学. 2008
[4]. 温室精准灌溉施肥系统关键技术研究[D]. 刘永华. 南京农业大学. 2015
[5]. 开放式远程监控协议的设计与实现[D]. 赵正伟. 湖南工业大学. 2013
[6]. 基于无线传感器网络的农田环境监测系统研究与实现[D]. 孙玉文. 南京农业大学. 2013
[7]. 基于物联网的数控淬火机床动态信息远程智能监控系统开发[D]. 盛青山. 河南科技大学. 2017
[8]. 顶板安全监测数据集成平台的设计与研究[J]. 贾瑞生, 孙红梅, 吕英英, 杨建英. 计算机测量与控制. 2009
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