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關鍵詞:電廠安全生產;遠程監控;自動控制;遠程監控
中圖分類號:TM764
文獻標識碼:A
文章編號:1009-2374(2009)19-0033-02
隨著計算機技術、控制技術、通信技術、網絡技術等的快速發展,逐漸形成了工業控制的數字化、智能化與網絡化,使計算機控制系統逐步從集散控制系統(Distributed Control System,DCS)走向以現場總線為基礎的分布式現場總線控制系統(Fieldbus Control System,FCS)。FCS是集當今計算機技術、網絡通信技術和自動控制技術為一體的當代最先進的數字化網絡計算機控制技術,是一種全分散、全數字、全開放的控制系統,是自動控制技術發展的焦點和熱點,被譽為工業自動化領域具有革命性的新技術。
目前全國很多電廠都在實施生產系統的遠程自動化控制改造,采用FCS技術構建環繞全電廠的安全生產遠程監控系統是必然趨勢,因此,本論文將主要針對電廠內安全生產遠程監控系統的構建進行分析,以期和同行共同討論。
一、基于CSS架構的遠程監控系統設計
(一)系統的架構模式選擇
按照系統終端情況的不同,可將該數據采集監控系統的開發模式總的分為B/S(瀏覽器/服務器)和C/S(客戶端/服務器)兩種結構模式。B/S結構的系統以服務器為核心,程序處理和數據存儲基本上都在服務器端完成,用戶使用IE瀏覽器就可以進行事務處理。C/S結構的系統以服務器作為數據處理和存儲平臺,用戶在終端安裝特定的程序來進行事務處理,然后再將數據傳遞到服務器端。
結合上述分析,本論文采用C/S/S模式結構。C/S/S模式也叫客戶/應用服務器/數據庫服務器結構Client/Application Server/Database Server(C/S/S)模式,是從C/S模式發展而來的。這種模式中的三層架構“分工”明確。客戶端負責程序的應用和數據的讀取、分析等前臺操作,應用服務器存放并運行信息系統的業務邏輯,數據庫服務器存放并管理信息系統的數據。由于在客戶端和數據庫服務器之間使用了應用服務器來處理業務邏輯,大大減輕了數據庫服務器的壓力,極大地提高了系統的并發處理能力;另外,由于用戶的請求是發向應用服務器而不是數據庫服務器,使得數據的安全性大大提高,數據庫服務器的主要職責由應付客戶端的數據請求,也為了實現數據的網絡共享,故這種結構非常適合實時響應性、安全性、數據吞吐率等性能要求較高的系統,同時它也繼承了C/S結構的優點,目前這種方式是最可靠、最能完美體現電廠大范圍內的遠程監控系統的控制特點及要求。
(二)系統層次結構設計
1.上位機系統層次分析。電廠安全生產遠程監控系統采用三層C/S/S體系結構,使得用戶只需要通過客戶端即可輕松完成和實現豐富的信息管理等多種功能,整個上位機系統由客戶端應用程序、應用程序服務器和數據庫服務器三個層次構成,其中客戶端應用程序主要完成對電廠遠程監控系統的信息管理及控制等操作;應用程序服務器主要集成對全電廠安全生產管理系統的控制、管理程序;數據庫服務器主要是用于存儲電廠安全監控系統的生產、監測監控數據,以備查用。
2.下位機系統層次分析。既然要實現全電廠安全生產的遠程監控,就必須要借助網絡層實現對底層電廠生產設備、生產過程的遠程監測監控,如對鍋爐設備、水輪發電機組等生產設備的遠程監測及監控,因此對于下位機系統的層次構成,主要是由傳感采集設備(即傳感器)完成對生產設備的特征數據的采集,通過數據采集卡加載網絡通信模塊完成數據的網絡遠程傳輸,傳輸到上位機系統的數據庫服務器,并由用戶通過客戶端應用程序,通過調用應用程序服務器中的遠程管理控制程序,實現對底層設備的遠程監測與監控。
3.網絡傳輸層分析。根據電廠生產設備分布式的特點,以及對電廠生產過程遠程監控的要求,本論文采用現場總線技術,同時借鑒工業以太網的統一通信協議的特點,對面向全電廠布置的分布式安全生產系統實施遠程監控。遠程通信網絡布置要合理,這是在網絡傳輸層布置時必須遵守的。
(三)遠程監控系統的控制實現方式
電廠的遠程控制系統的控制方式采用遠程控制與現場手動控制相結合的方式。首先要實現相關生產設備及生產過程的遠程控制功能,這主要依賴于對底層設備的控制數據的組態而實現,通過上位機的客戶端程序,實現對電廠安全生產的遠程控制功能;其次,是要在相應的生產設備或生產過程現場配備手動控制開關,以滿足不同的優先級控制需求,也有利于對相關生產設備的現場檢修、維護和系統改造升級等。
二、電廠安全生產遠程監控系統的實現
(一) 遠程視頻監視系統設計
1.視頻信號傳輸方式。工業電視系統的信號傳輸有兩種方式:電纜傳輸和光纖網絡傳輸。這里選定光纖作為電廠遠程視頻監控系統的傳輸介質,結合目前現場總線發展的新技術,依靠最先進的工業以太網通信技術實現電視監控系統的聯網傳輸。
2.系統設計。電廠生產遠程視頻監控系統主要由前端攝像設備、視頻控制設備、光纖數據傳輸設備和視頻輸出設備等部分組成。(1)前端攝像設備。前端攝像設備即為安裝在社區內的各個布點場所的攝像機。地面使用的攝像機由于監控范圍較大,大部分使用的是云臺攝像機,云臺是一個能進行水平和垂直兩個方面運動的裝置,安裝于其上的攝像頭能夠實現水平350°,垂直90°全方位攝像,因此選用彩色全方位攝像儀。(2)視頻控制設備。視頻控制設備是監控系統的心臟,可以分前向設備與后向設備,前向設備主要包括視頻服務器,主要功能是實現視頻信號的聯網;后向設備主要由光發射機、光接收機、視頻分配器、視頻矩陣控制切換系統、處理器、云臺控制器等組成,一般安裝在總調度室,完成視頻圖像的接收與處理,遙控云臺的全方位移動,調節鏡頭焦距的變化以及各種輸出信號的控制。(3)光纖數據傳輸設備。數據傳輸設備主要采用光纖進行傳輸,同時需要為整個傳輸系統配備交換機及流媒體服務器等設備,實現視頻信號的全數字化傳輸。采用光纖的最大優勢就在于可以遠距離而無失真的傳輸視頻數據信號。(4)視頻輸出設備。視頻輸出設備主要包括監視器、DLP大屏幕和硬盤錄像機,調度室的工作人員可以通過監視器、DLP大屏幕對控點進行24h監控,也可通過硬盤錄像機將攝像機圖像保存下來,為電廠安全生產提供必要的數據信息。
(二)遠程數據傳輸通信協議設計
通信應用服務程序和監控終端間的通信方式是基于TCP/IP網絡的Windows Socket通信,因為這種通信協議是目前現場總線中最為主流和應用最為廣泛的通信協議之一,用來傳送各種監控數據、信息和控制命令等,具體的通信協議如下:
幀組成字段的意義:
1.IP地址用來標識發送者的網絡地址,用long表示。
2.類型表示通信類型,共分為2種,即:查詢和應答,用byte表示,其中0x01表示查詢,0x02表示應答。
3.時間指當前系統時間,表示幀發出時的本機系統時間,在中心服務器發向端局監控機的查詢幀中用于校對監控機的系統時間,用time_t表示,即精確到秒級。
4.數據長度用來表示后跟數據的總長(字節,不包括長度本身及以前數據),用long表示。
5.數據是指具體的數據,其組成及解釋隨類型不同而變化。只要在需要實現遠程監控的設備或機房內布置了采用該通信協議的現場總線,那么該生產設備或生產過程就可以被集成到全電廠安全生產監控系統的平臺上,實現安全生產的遠程監測與監控。
(三)遠程監控系統的接口設計
接口是指通信服務器和底層的遠程監控終端之間的通信接口。
通信服務器和監控終端之間的通信接口,采用基于TCP/IP網絡的Windows Socket通信方式,包括以下部分:
1.系統對時:監控終端定時向通信服務器查詢系統時間,把本機時間和通信服務器時間進行同步。
2.查詢一個機房運行狀態。
3.查詢一個班組:當監控終端主機監控一個班組時,定時向通信服務器發查詢本班組所有機房運行狀態的命令。對獲得的機房數據進行處理。
4.查詢所有機房:當監控終端主機監控所有機房時,定時向通信服務器發查詢所有機房運行狀態的命令。對獲得的機房數據進行處理。
5.查詢通信狀態:監控終端主機定時發送查詢交換機當前通信是否正常的命令。
6.接收報警:監控終端主機接受通信服務器發送的報警信息并進行處理、顯示。
三、結語
電廠是我國重要的電力能源輸出基地,對于全國數千個電廠而言,實現生產過程的遠程自動化控制,是提高我國工業生產自動化、智能化水平的重要要求,同時對于生產設備和生產過程的遠程安全監控,也是不可缺少的。本論文對電廠安全生產遠程監控系統進行了分析設計和討論,給出了完整的遠程控制方案和遠程監控的實現手段,對于提高自動化水平和計算機自動控制在電廠安全生產遠程監控系統中的應用具有一定的指導和推廣意義。
參考文獻
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關鍵詞：PLC；遠程監控；故障診斷；方法
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.11.204
0 前言
PLC遠程監控系統的設計從其結構和控制要求上實現了系統工作環境、感染源種類因素分析和電源及軟件抗干擾能力的優化，利用串行通訊協議實現前端機與PLC的串行通信強化了系統信息傳輸的安全性和精準性。近幾年隨著PLC遠程監控的應用范圍越來越廣泛，如何利用故障診斷方法強化PLC遠程監控系統的應用作用，為我國設備運行和使用提供技術保障成為了研究的主要側重點，具有典型性。
1 PLC遠程監控
PCL遠程監控中主要是利用PLC實現設備h程控制程序編寫，進而實現PLC遠程故障診斷，完后才能網絡技術相關數據的傳輸和通訊，并且利用設備現場傳感信息采集和數據運行來實現數據系統的信號轉換和信號處理，利用數據信號的信息分析能力完成及設備的運行情況，及時完成故障的診斷處理[1]。
PLC遠程監控的應用領域較為廣泛，近幾年隨著4G網絡技術的逐漸發展，PLC能夠有效的實現遠程現場設備的終端信息采集處理，進而完成數據傳輸工作的數字化和可視化處理，完成設備故障的診斷和維護[2]。PLC遠程監控在工業上的應用主要是以工業集成化、自動化、規模化和高效化發展為方向，完成對設備故障診斷的精確性優化。
2 PLC遠程監控的特診
從特征性的角度出發對PLC遠程監控系統急性分析，其主要包含系統安全可靠性、系統智能化和實時性的特征[3]。
系統安全可靠性特征：PLC遠程監控利用龐大的有機組合體實現了遠程故障信息的集中處理和分析，進而提高了信息的可靠性，強化了設備信息系統的整體故障判定準確性，為設備的使用和維護經濟損失帶來了可靠性。
系統智能化特征：PLC遠程監控在設備監控和故障診斷的過程中根據設備的運行數據情況，實現了異常和故障的智能化判定和處理，并且能夠及時的采取控制措施，以完成正常系統的智能化運行。
實時性特征：PLC遠程監控在其工作系統的處理和監控上能夠實現監控連續性，始終對設備運行的狀態實施整體監控，并且采用無間斷反應傳輸的方式將監控的信息實時的傳遞給后臺的工作人員，進而降低了傳統反饋信息傳輸的延遲性和不穩定性缺陷，進一步奠定了PLC遠程監控在設備運行監控中的實時性特征。
3 PLC遠程監控故障診斷方法分析
3.1 數字模型故障診斷方法
數字模型故障診斷方法主要是利用系統的可測量運行信息和數學模型先驗知識故障信號對比進行檢測，其屬于一種分離系統故障的診斷方法。數字模型故障診斷方法主要是包含兩個故障處理階段，殘差產生和故障決策。其中殘差產生主要是利用被監控系統輸出和輸入信信號殘差反應整個系統可能出現的故障，如果無故障則殘差一般為零。故障決策流程主要是當殘差被檢測出存在故障，利用闕值的設定以及統計決策模型的似然或序貫概率比的方式決定故障決策方案，完成數據模型故障PLC遠程監控診斷。
3.2 可測信號故障診斷方法
可測信號故障診斷主要是根據直接可測的輸入和輸出信號變化關系或變化趨勢完成故障的整體診斷。可測信號故障診斷的過程中包含輸入輸出信號小波變化故障診斷以及數學形式表達故障診斷兩個流程。第一流程中PLC遠程監控系統能夠利用系統暑促胡的幅值、頻率、相位值等進行信號與故障源之間關系判定。第二流程數學形式表達故障診斷主要是使用批分析法、概率密度法及功率譜分析法的方式對輸入和輸出信號之間的波動差異性進行基礎計算，完成可測信號故障運行診斷。
3.3 人工智能故障診斷方法
目前PLC遠程監控人工智能故障診斷主要包含故障樹診斷、故障專家診斷、模糊識別診斷和模糊數學診斷四種方法。其中故障樹診斷主要是利用系統或設備內特定時間及其子系統部件故障之間的邏輯結構關系圖完成故障逐層次的故障樹分析法。故障專家診斷主要是利用專家視覺、聽覺、觸覺等客觀事實對系統故障進行判定。模糊識別診斷主要是采用離線分析法和在線診斷分析法對系統故障表象特征向量集進行故障模式向量函數識別。模糊數學診斷主要是利用模糊集聚類分析系統不同水平子集之間的關系，作為故障判定的成因向量，利用故障模糊合成法完成對故障的遠程診斷和監控。
4 總結
通過本文中對PLC遠程監控及其故障診斷方法進行分析，能夠看出PLC遠程監控的應用具有安全可靠性、系統智能化和實時性的特征。就目前我國國內PLC遠程監控故障診斷方法來看，其主要包含數字模型故障診斷方法、可測信號故障診斷方法和人工智能故障診斷方法三種類型，在其故障診斷方法構建和優化的過程中必須充分發揮網絡遠程監控技術的數據共享功能，加強遠程監控系統故障診斷信息交流的快速性和交互性，進而為PLC遠程監控系統的技術完善奠定基礎。
參考文獻：
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關鍵詞： 電梯遠程監控系統； 3G； 互聯網； 數據采集
中圖分類號：TP273 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2013）07-32-04
0 引言
目前我國在用電梯已突破160萬臺，電梯運行的安全性、可靠性管理已經成為一個的重要問題。電梯遠程監控系統能夠同時監控多處多臺電梯的實時運行狀態和電梯轎廂內的音視頻信號，及時發現并排除故障，保障電梯的正常運行。
目前現有的商業化運作的電梯遠程監控系統包括三菱電梯、日立電梯、蒂森電梯等，采用計算機建立狀態數據檔案，實現24小時監控，但系統只能監控本公司的電梯，對其他公司電梯不能兼容[1]。因此國內的電梯生產企業需開發配套的電梯遠程監控系統，以提高產品的競爭力。
將監控端采集到的數據傳送到遠程監控中心，各種電梯遠程監控系統所采用的傳輸方式有多種，早期的有電話線有線傳輸[2]或者是GSM短消息通訊方式。電話線有線傳輸方式只適用于小范圍小區域的監控系統，對于大范圍的全局監控管理幾乎是不可能的；GSM短信通訊一定存在延時，容易發生阻塞，這對實時性要求較高的監控系統有很大影響，并且傳輸信息量少。隨著互聯網技術與通訊技術的發展，出現了各種采用Internet網絡、移動通訊網絡的傳輸方式。文獻[3]利用GPRS/GSM網絡實現電梯監控數據的傳輸，提高了數據傳輸的實時性，但數據傳輸費用較高；文獻[4]采用Internet網絡傳輸，降低了監控系統的數據傳輸費用；文獻[5]采用3G網絡實現數據傳輸，滿足了大數據量實時傳輸的需求。以上各種電梯遠程監控方案對電梯的實時運行狀態和轎廂內的音視頻信號采取統一的數據采集與傳輸，沒有滿足這兩類信號在傳輸數據量、實時性和傳輸可靠性的不同要求，無法兼顧數據傳輸性能與傳輸費用。
針對以上問題，本文在電梯監控端對電梯實時運行狀態和轎廂內的音視頻信號分別進行采集，并根據它們的特點與傳輸要求，兼顧數據傳輸費用，分別采用3G網絡和Internet網絡進行傳輸，既有效保證了信號采集的可靠性，又能在保證數據傳輸性能要求的基礎上降低數據傳輸費用，還可以根據電梯所處環境的不同，方便調整數據信號傳輸的方式，使電梯遠程監控系統的實施具有靈活性。
1 系統總體設計
電梯遠程監控系統對電梯內的檢測信號繁多，主要分為電梯的實時運行狀態和電梯轎廂內的音視頻信號兩大類。電梯的實時運行狀態的檢測數據具有間斷、突發、數據量少的特點，對傳輸的實時性和可靠性要求高；梯轎廂內的音視頻信號的檢測數據則有持續、數據量大的特點，對傳輸的實時性和可靠性的要求不是太高。3G移動通信技術是指支持高速數據傳輸的蜂窩移動通訊技術，速率一般在幾百kbps以上，它允許用戶在端到端分組轉移模式下發送和接收數據，不需要利用電路交換模式的網絡資源，可靠性高，不受地理位置的限制，特別適用于實時運行狀態的檢測數據的傳輸；Internet網絡傳輸費用低，適合電梯轎廂內的音視頻信號采集數據的傳輸。
為保證電梯檢測信號采集的可靠性，本系統對這兩類檢測信號分開采集。對電梯實時運行狀態信號由數據采集卡通過與電梯控制主板串行連接進行采集，通過數據總線傳輸至遠程監控終端的數據綜合和裝置進行集中與緩存，由與之相連的3G模塊進行傳輸；轎廂內的音視頻信號則由安裝在轎廂內的IPC采集，通過網絡線由TCP/IP協議傳送到遠程監控終端的交換機，再連接到Internet網絡傳輸。交換機與數據綜合和裝置連接，當遠程監控終端沒有3G網絡或Internet網絡時，系統可以采用其中任意一種網絡方式來傳輸全部監控數據，提高了系統組網的靈活性。
本系統能實現遠程訪問電梯，讀取電梯的運行參數及歷史故障記錄，通過解析電梯的運行參數，了解當前電梯的運行狀態；通過解析電梯的故障代碼，了解當前電梯發生的歷史故障；通過遠程診斷，協助維保人員更好地對電梯進行保養；通過音視頻監控電梯內的狀況并與電梯乘客通話。
遠程監控系統分為數據采集端、網絡傳輸和遠程監控端三部分。數據采集端由位于控制柜附近安裝的數據采集器、轎廂內安裝的音視頻采集模塊和機房安裝的數據綜合和裝置組成；網絡傳輸由3G網絡模塊和交換機組成；遠程監控端由終端服務器、手持或監控中心的終端設備組成。系統架構如圖1所示。
以下介紹系統主要組成部分的功能。
⑴ 數據采集器
數據采集器通過RS422通訊方式與電梯控制板連接，實現對電梯的監控、記錄并分析電梯的實時運行狀態，當電梯發生故障時，可迅速報警并上傳故障代碼到數據綜合和裝置。
⑵ 音視頻采集模塊
采用IPC設備，采集轎箱內的視頻數據及音頻數據，通過TCP/IP協議發送給交換機。
⑶ 數據綜合和裝置
接收數據采集器發送的數據，并可接收交換機發送的音視頻數據，通過本地存儲器保存數據，再通過3G發射器將數據發送出去。
⑷ 3G網絡模塊
采用3G模塊實現與3G網絡的聯通，實時把采集模塊和音視頻采集模塊采集到的數據發送到3G網絡中，并接收遠程監控中心發送的指令和網絡中的音頻數據。
⑸ 交換機
接收各個電梯的音視頻采集數據，與Internet網絡連通發送數據，并與數據綜合和裝置連通，向它發送音視頻數據，或接收它發送來的電梯運行數據。
⑹ 終端服務器
包括Web服務器、數據庫服務器和數據庫。Web服務器實時監測網絡端口，接收通訊網絡發送來的電梯實時運行數據和音視頻數據，通過數據庫服務器實時存入數據庫中，在需要時提取數據庫中的歷史數據。
⑺ 管理終端
包括各種PC機、平板電腦、手機等各種固定或移動智能終端，接收終端服務器發送來的信息，直觀地了解當前電梯的運行狀態，并向電梯控制板發送控制指令，實時查詢電梯的運行狀態，實現電梯的遠程診斷及遠程維保功能。
2 數據采集端的設計
2.1 硬件設計
⑴ 數據采集器
數據采集器采用Cortex-M0作為核心芯片，通過RS422通訊方式與電梯控制板連接，利用422電平轉換芯片進行電平轉換后與電梯主控板進行數據通信，讀取電梯的運行方向、當前層站、轎門開閉等運行參數和門區外停梯、沖頂、蹲底、運行中開門和超速等故障信息，并可對電梯主控板進行參數設置。數據采集器采用標準串行通信方式，并取電梯主控板422接口處的5V電源為采集器供電。利用485串行通訊接口通過數據總線與數據綜合和裝置進行數據通信，轉發電梯的運行參數與故障信息。RS232 console接口利用232串口與調試顯示設備進行數據通信，在進行本地調試的時候輸出調試信息供調試者觀察。RS232程序燒寫口利用232串口與ISP燒寫工具連接實現串口形式對CPU進行程序燒寫，方便程序調試和修改等操作。數據采集器的硬件模塊結構如圖2所示。
⑵ 數據綜合和裝置
數據綜合和裝置采用基于ARM920T內核的16/32位RISC嵌入式微處理器S3C2440A作為核心，綜合了RS485模塊、USB-3G功能模塊、網口模塊、蓄電池模塊、USB接口模塊和RS232 Console接口模塊等。RS485模塊以HOST模式運行，通過485總線連接多個電梯數據采集器。網口利用網絡協議接口芯片進行數據轉換后與局域網連接，收發音視頻數據。USB-3G模塊引用CPU的一對USB接口與其他輔助電路組成USB HOST模式接口，用于連接3G模塊并和其進行通訊，達到利用3G模塊發送和接收數據的效果。引用CPU的一對USB接口與其他輔助電路組成USB HOST模式接口，用于讀取作為音視頻暫存器的U盤或其他USB設備。數據綜合和裝置的模塊結構如圖3所示。
2.2 軟件設計
數據采集器、數據綜合和裝置的軟件是基于Linux操作系統的，使用C語言和keil C51開發工具進行開發[6]。
數據采集器程序主要有電梯控制信號采集子程序和串口通信子程序。電梯控制信號采集子程序針對的是公司電梯控制器主板，根據主板型號與通訊協議直接從主板獲取電梯的實時運行參數，通過RS422接口傳回數據采集器。串口通信子程序完成采集模塊與數據綜合和裝置之間的數據傳輸。
數據綜合和裝置實現IP模塊相關指令及3G模塊相關指令[7]，完成上網、建立連接、發送數據等功能。程序分為主程序、終端串口通信子程序。主程序完成3G模塊初始化與網絡連接等操作。串口通信子程序完成與數據采集器之間的數據傳輸，采用串口通信的方式控制3G模塊，通過向串口寫命令，對模塊發出控制指令，根據串口返回的信息來判斷執行情況。這個過程和Windows里面的“超級終端”工具十分相似。消息是以“AT指令”的形式發出。AT指令集有一整套完備的功能，對標準的通信模塊都予以支持，支持標準的“AT指令集”，并且提供相應的擴展指令。3G模塊支持斷線重播機制，可以實現自動連接的功能。數據綜合和裝置程序的運行流程如圖4所示。
3 遠程監控端的設計
遠程監控端設于維保單位，用于實時監測電梯的運行狀態，接收數據綜合、裝置和交換機發送的監控數據與音視頻數據，并儲存在數據庫中。同時可以主動向數據綜合和裝置發送指令，進行實時電梯狀態及故障的查詢。當電梯發生故障時，可以第一時間查看電梯運行狀態及乘客狀態，實施遠程救援，同時可以直接進行對話，了解現場情況。可通過各種移動通訊運營商的通訊網絡與各種移動通訊工具通訊，接收電梯運行狀態信息，或維護操作命令。遠程監控端的網絡拓撲結構如圖5所示。
遠程監控端軟件采用B/S架構模式[8]，開發動態Web頁面，Web服務器采用微軟公司的IIS6.0，數據庫采用SQL Server。采用Net Interface實時監測網絡端口，接收通訊網絡發送來的電梯實時運行數據和音視頻數據；中間件CTRY實現各部分數據的處理、數據緩存和數據轉換等功能，并將數據送至Web服務器進行實時監控；采用DB服務器將網絡中接收到的電梯運行的實時數據存入數據庫中，在Web服務器需要查詢時提取數據庫中的歷史數據；Web Server以監測網頁的形式將電梯的實時運行情況，以及故障報警、音視頻的信息給用戶；用戶通過Web Browser瀏覽監測中心的監測情況并可實時跟蹤。用戶還可以通過Web Page查詢電梯的歷史運行情況和歷史故障列表等信息，在故障的同時通過視頻和音頻實時監測電梯內部情況并及時和電梯內部被困人員溝通。遠程監控端的軟件架構如圖6所示。遠程監控端的監控界面如圖7所示。
4 結束語
本文設計了電梯遠程監控系統，針對兩類電梯遠程監控信號——電梯實時運行信號和轎廂音視頻信號的特點，分別進行數據采集，并由3G網絡和Internet網絡分別進行數據傳輸，不但提高了系統的可靠性和穩定性，節約了監控系統的運行費用，而且還可以根據監控終端的網絡環境調整數據傳輸方式，提高了系統的適用性。該系統作為公司開發的新一代高速電梯的一個重要組成部分，已在多個項目中得到應用，實際應用效果表明，該監控系統具有較好的適用性和推廣價值。下一步的研究是對該系統與電梯群控系統的功能做進一步整合，例如利用該系統采集的轎廂視頻信號對轎廂內的乘客人數進行視頻識別，將結果提供給電梯群控系統，提高群控調度的效果。
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關鍵詞：葉片加料精度，壓力變送器，霧化效果
制絲車間六千葉片線加料機主要由加料泵、料缸、加料管路、蒸汽管路等組成，是煙葉加工環節的關鍵過程，對產品的內在吸味影響很大。免費論文參考網。它的主要工藝任務是：將葉料按照配方的要求準確、均勻的施加到葉片中去。在每一批的煙葉的生產中。工藝要求是：葉片瞬時加料精度不能超過2％，總體加料精度不能超過1％。所有在生產中，如果出現加料不穩定的情況，對產品的內在質量影響極大。
1.存在問題
在正常的生產中，料液與霧化蒸汽在加料噴嘴處匯合，使香料成霧狀均勻的噴到物料中。目前，所施加到物料中的香料的霧化效果如何，沒有科學、有效的方法進行檢測。
六千葉片線加料系統的簡圖如下所示：
2.問題原因分析
1）經過我們的觀察，發現在改造前，六千葉片線加料的正常生產中，操作工僅憑手感調節霧化蒸汽管路截門，觀察蒸汽壓力表的讀數，憑借經驗值來調整加料霧化蒸汽的大小。免費論文參考網。此種操作方法，因為操作人員的差異、各自的經驗值不同，加料的霧化效果也就不相同，會造成加料過程的不穩定，而此過程對產品的影響很大，就不能實現產品的“批次穩定”。
2）在六千葉片線的正常生產中，加料系統所需的蒸汽源是波動的，是否達到規定的要求，沒有準確數據可供參考，也就沒有可追溯性，致使六千加料料液霧化效果這一關鍵過程缺少可靠的保障。
3.解決辦法
通過對六千葉片線加料霧化蒸汽管路的物理位置、壓力范圍等情況進行綜合分析后，我們決定采用E+H公司的壓力變送器來進行壓力檢測。其工作原理是：介質壓力直接作用于陶瓷膜片，正常的壓力使膜片偏移0.025mm,超壓狀態也只使膜片偏移0.1mm，此時測量膜片貼到了陶瓷支架上，避免了損壞。膜片位移產生的電容量，由與其直接連接的電子部件檢測、放大和轉換為標準信號進行輸出。改造方案確定后，我們主要進行了以下四個方面的改進：（1）根據現場情況，選擇合適的位置，在霧化蒸汽管路上安裝E+H公司的壓力變送器（見后付圖一所示），并設定相應的參數，進行了相應的調試與校驗。（2）安裝完畢后，通過多次的試驗最終確定了恰當的霧化蒸汽壓力，并及時通知了相關的技術、操作人員。免費論文參考網。（3）現場調試完畢后，在801電控柜的PLC中編寫了相應的數據采集的程序（見后付圖二所示），并將此數據采集到制絲集控室的上位機中。（4）修改制絲集控室的上位機數據采集程序，實現通過“歷史趨勢圖”可以及時的查看六千葉片線加料霧化蒸汽壓力值的目的（見后付圖三所示）。改造后，經過三個月的運行，六千葉片線加料霧化效果十分的穩定，保證了產品的質量，取得了良好的效果，在以后的工作中會繼續跟蹤檢查其運行效果。
4.采用的關鍵技術及創造點
（1）此次改造使用的E+H公司生產的壓力變送器，是第一次應用到制絲車間相關設備的蒸汽檢測回路中，是一種新檢測方法的實際使用，為以后更好的推廣使用打下了基礎。（2）我們通過分析采集到的六千葉片線加料霧化蒸汽壓力趨勢圖，總結出經驗，協助工藝面制定出了操作規范，保證了產品的“批次穩定”，提高了產品的質量；使車間的設備管理更加科學，為車間的“數據文化”提供了更加翔實的記錄。 （3）在制絲車間部分設備上使用的檢測蒸汽壓力的元器件主要的是壓力表、電接點壓力表等，其主要用于蒸汽壓力的顯示，屬于普通機械式壓力表，不能實現電控信號的傳輸，也不便于遠程監控、記錄。此次使用的E+H公司的壓力變送器功能強大，能夠實現電控信號的傳輸，便于遠程監控、記錄，性能穩定、可靠。（4）項目的推廣、應用情況。六千葉片線加料霧化檢測方法的成功改進，取得了良好的使用效果。以此為借鑒，我們又把此次改造后的成果應用到四千葉片線加料系統，同樣取得了成功。
5.預期達到的技術指標與經濟效益
改造前：在六千葉片線加料的正常生產中，操作工僅憑手感調節霧化蒸汽管路截門，觀察蒸汽壓力表的讀數，憑借經驗值來調整霧化蒸汽的大小。此種操作方法，因為操作人員的差異，各自的經驗值不同，加料的霧化效果也就不相同，會造成加料過程的不穩定。改造后：通過分析采集到的霧化蒸汽壓力趨勢圖，總結出經驗，制定出操作規范，保證了加料過程的穩定，也就保證了產品的“批次穩定”，提高了產品的質量；通過遠程監控，方便了設備的維修檢查。 改造后所帶來的效益也是非常可觀的：一是保證了產品的“批次穩定”，提高了產品的內在質量；二是實現了遠程監控，方便了設備的維修檢查；三是實現了六千葉片加料過程的“可追溯性”。
【關鍵詞】 視頻流媒體轉發技術 智慧城市體系 消防遠程監控 應用分析
引言
城市發展朝著智慧或智能型的方向轉變是城市發展的必然趨勢，尤其是借助網絡、傳感或遙感技術等品信息處理技術構建智慧城市成為其中必備的技術支持和基礎。在智慧城市體系構建當中，城市的基礎設施建設、信息資源開發利用等，對城市居民以及城市本身的發展起著極為重要的作用，而其中以網絡信息科技為支撐產生的作用及效果則會更加明顯[1]。而具體如何將網絡信息科技應用到智慧城市的構建當中，以下則具體分析視頻流媒體轉發技術在其中消防遠程監控中的應用[2]。
一、視頻流媒體轉發技術
流媒體技術是一種應用于流媒體的綜合技術，其中涉及到多媒體采集、編碼、傳輸、解碼和存儲等方面。實際上，流媒體在播放之前并不是對所有內容進行下載，而是只對部門內容進行緩存，在整個數據傳送的過程中，用戶能夠在計算機上利用播放器或其他硬件軟件實現對多媒體文件的播放，這種方式能夠節省下非常多的用戶下載等待時間和存儲空間，與此同時后臺服務器實際上仍然還在進行多媒體文件的下載。
二、智慧城市體系及架構
在當前時代及社會發展形勢下，智慧城市是與網絡充分融合的，例如城市的基礎設施建設與電信網、物聯網等相互結合，并且其最終形成的模式是以智慧技術高度集成、智慧產業高端發展、智慧服務高效便民的新模式[3]。在智慧城市體系之下，城市居民的生產、生活更加便利和高效，城市的運行、發展更加趨于智慧化。針對“智慧城市”，IBM《智慧的城市在中國》就提出“它能夠充分運用信息和通信技術手段感測、分析、整合城市運行核心系統的各項關鍵信息，從而對于包括民生、環保、公共安全、城市服務、工商業活動在內的各種需求做出智能的響應，為人類創造更美好的城市生活”[4]。
總而言之，智慧城市體系的構建對城市的發展以及城市居民的生活、生產有著積極的作用，該理念下的城市發展未來也必將成為城市經濟、國家經濟，甚至世界經濟發展的關鍵。
三、視頻流媒體轉發技術在智慧城市體系中的應用分析
由于智慧城市體系構建當中，城市的基礎設施建設等是與網絡信息科技相互結合，因此針對視頻流媒體轉發技術在其中的應用，以下則具體以其在智慧城市體系當中的消防遠程監控系統中的應用，予以具體的分析和探討。
3.1 智慧城市體系中的消防遠程監控系統及其現狀分析
3.1.1 智慧城市體系中的消防遠程監控系統
城市視頻監控可以涉及各個領域和行業，比如工地監控、餐飲監控、道路監控、旅游景點監控、企業生產監控、城市治安監控等[5]。針對城市消防遠程監控系統，是利用現代通訊網絡的優勢，將每一個建筑物內獨立的火災自動報警系統聯網，同時綜合地理信息系統、數字視頻監控等信息技術，從而在監控中心內對所有的聯網建筑物的火災報警情況進行監測。需要注意的是，互聯網網絡傳輸的寬帶和傳輸質量影響關系到整個系統的可靠性，但是因各個建筑物內多用戶訪問數字視頻圖像給網絡寬帶帶來較大問題，影響到城市消防遠程監控效率。
3.1.2 城市消防遠程監控系統現狀分析
在城市消防遠程監控系統中，當一個用戶訪問系統中的一路視頻圖像，就會占用一定的網絡寬帶。實際上，整個系統可能會出現多個用戶去訪問相同路數的視頻圖像或多個單位同時去訪問各自的視頻圖像，在這個過程中大量用戶的涌入就很容易出現視頻圖像不流暢、圖像卡死的問題出現[6]。導致這種問題出現的原因在于城市消防遠程監控中心申請的網絡管帶不夠，因此出現網絡阻塞。因網絡阻塞問題的出現就需要運營商申請增加網絡寬帶，但是需要注意的是城市消防遠程監控系統的真正意義在于傳輸火災報警信息，其中查看視頻圖像只是輔助作用，傳輸火災報警信息才是關鍵。因此本文研究將視頻流媒體轉發技術與城市消防遠程監控系統的結合。
3.2 視頻流媒體轉發技術在智慧城市消防遠程監控系統中的應用
視頻流媒體轉發技術通常而言是以ezCSS流媒體轉發服務器軟件為基礎的，該軟件主要是針對各種公共網絡環境下的視頻傳輸開發的網絡視頻管理軟件，其在城市消防遠程監控系統當中得以應用，不僅能夠解決訪問視頻網絡寬帶問題，還能夠解決廣域網和局域網的網絡互訪功能[7]。就視頻流媒體轉發技術在智慧城市消防遠程監控系統中的應用，以下主要結合實例予以深入分析。
實例：ikan視頻監控平臺由杭州協凱科技有限公司開發，可以對接視頻監控主流廠商的軟件平臺，將不同視頻監控平臺上的資源匯集、接口整合，再為第三方應用提供業務系統集成接口，基于HLS（Http Live Streaming）的流媒體傳輸協議開發，以視頻圖像應用為手段實現視頻轉發的功能，讓視頻監控的本地化走向互聯網，內部管理走向社會大眾。ikan視頻監控平臺架構見圖1。
ikan視頻監控平臺具有五大優勢：
優勢一：突破專網的限制，提供互聯網的服務
對接建設在專網的視頻監控平臺，為互聯網提供視頻監控資源調用的入口，同時在專網與互聯網之間建起安全堡壘，降低發生在視頻監控平臺的網絡安全風險。
優勢二：支持對接主流廠商的視頻監控平臺，整合對外接口，且兼容性高
提供與大量監控平臺對接的能力，實現對接主流廠商不同版本的視頻監控平臺，將不同視頻監控平臺的接口整合成統一的對外接口。
優勢三：匯聚視頻資源，專業處理流媒w，降低應用平臺對接復雜度
經過ikan視頻監控平臺的流媒體轉發，將視頻資源整合，互聯網應用對接本平臺就可以調用在不同監控平臺上的視頻資源，實現一對一的簡單開發，降低一對多開發的復雜度，提高開發的效率。
優勢四：覆蓋多平臺、免播放插件、高效的視頻輸出
實現在不同類型的系統平臺（Mac、windows、IOS、Android）和業務平臺（APP、網頁、微信公眾號）的免OCX控件實時預覽，3-5秒鐘內快速播放，自適應網絡狀況，確保視頻播放的流暢度，有效解決操作視頻監控平臺碰到的常見問題。
優勢五：平臺可用性高，擴展性強
提供標準統一的API接口，可以根據接口文檔進行二次開發，將視頻功能模塊嵌入到各種各樣的互聯網應用；也可以根據客戶視頻相關的需求進行定制開發，滿足在各行各業的使用。以浙江臺州移動陽光廚房的ikan視頻轉發技術為例進行分析，目前臺州市共建成“陽光廚房”1513家，其中大型、特大型餐館、養老機構435家，學校食堂349家，單位食堂58家，中小餐飲單位671家。利用ikan視頻轉發技術建立起來的移動陽光廚房，在單位的各單位的洗碗洗菜間、烹調間、冷菜間、二次更衣室等關鍵點位安裝了監控攝像頭，采用這種開放式的監管方式不僅讓餐飲經營單位實現了良好的營銷宣傳，同時對保證廣大人民群眾的食品衛生安全也有積極意義。目前，臺州的1513家“陽光廚房”已接入市市場監督管理局智慧監管系統，共有840家已接入臺州餐飲服務食品安全社會共治平臺。其中廚房監控系統與餐飲監管部門實現聯通，相關工作人員可以直接利用健康系統遠程進行監督操控，一旦發現違規行為可以進行現場取 證。通過研究發現ikan視頻轉發技術能夠實現多用戶對視頻圖像的遠程訪問功能，最終減少運營商在網絡寬帶方面的投入。綜上關于視頻流媒體技術在智慧城市體系中的應用實例分析，城市運行在技術的支持下，展現出更加智慧的一面。當然，視頻流媒體轉發技術在智慧城市體系中的應用，具體還涉及到到其他方面例如其在醫療衛生當中的應用、在交通發展當中的應用等，并且視頻流媒體轉發技術在其中的應用也體現出了極好的功效，在此就不詳細闡述。總之，該視頻流媒體轉發技術在城市智慧化的過程中具有極為重要的作用。
四、結束語
綜上所述，視頻流媒體轉發技術的優勢十分突出，尤其是對智慧城市體系的構建起著先進性的作用。關于視頻流媒體轉發技術在智慧城市體系中的應用，本文主要就其在智慧城市消防遠程監控系統中的應用給予具體的分析和闡述。視頻流媒體轉發技術在ezCSS流媒體轉發服務器的基礎上，則充分體現出了消防工作的迅速性、快捷性和協調性，尤其是在消防監控中的圖像處理上凸顯其巨大的優勢。當然，以上僅僅探討了視頻流媒體技術在城市消防方面的應用，其在城市其他的基礎設施建設如醫療衛生、交通監控等方面的應用也是不容忽視的。總之，視頻流媒體轉發技術在智慧城市體系的構建當中值得推廣和應用。
參 考 文 獻
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[4]王文超，邱桂蘋，穆森，趙倩. 基于視頻監控的流媒體分發方法的研究[J]. 信息通信，2012，31（05）：32-33.
[5]劉英，王濤，甘朝輝，洪波，岳云鶴. 多級視頻監控流媒體服務系統設計方案[J]. 無線電工程，2011，11（12）：1-4.
[6]王，鄭三立，王文彬，紀勇. 流媒體技術在變電站遙視系統中的研究與實現[J]. 中國電力，2010，42（07）：77-80.
【關鍵詞】網絡平臺視頻監控遠程監控
一、引言
隨著網絡通信技術的發展，自動化控制系統的要求也越來越高，從過去的集散式自動化控制發展到分布式自動化控制，再發展到目前流行的現場總線自動化控制，以及逐步成為趨勢的工業以太網自動化控制，目前基于網絡實現的遠程無人值守自動化控制逐步得到了廣泛的關注、研究和應用。由于網絡帶寬的擴充，使得基于網絡的遠程無人值守成為了可能，但是這也對監控平臺提出了更高的要求，除了傳統的依靠傳感器監測機電設備的生產狀態、工作狀態之外，還必須要對整個環境實施全方位的監控，因而視頻監控也要實現基于網絡化的遠程控制。
過去傳統的視頻監控都是就近接線實現就近監控，隨著數字化管控、一體化管控概念的提出，遠程視頻監控也逐漸成為了當前安全監控、自動化監控的必然需求，因此，如何基于以太網構建遠程視頻監控系統，是當前遠程監控系統必須要解決的技術問題之一。本論文主要結合工業以太網的實際功能，對基于網絡的視頻監控平臺展開系統的分析設計與研究，以期能夠從中找到面向網絡的遠程視頻監控系統的設計應用方法，并以此和廣大同行分享。
二、基于網絡的視頻監控平臺的總體分析
2.1設計原則
基于網絡實現的遠程視頻監控平臺，在設計時除了要滿足其基本的視頻監控功能外，還必須結合實際的應用需求進行設計，確保功能滿足的同時實現最佳的經濟效益，為此，需要確立以下幾個設計原則：（1）先進性。基于網絡的視頻監控系統必須要足夠先進，要能夠滿足當前網絡系統、視頻監控設備的接口類型，整體采用性能優良的監控裝備，確保整個系統在相當一段時間內能夠保持領先的水平。（2）可靠性。從系統設計、部件選型、系統裝配、軟硬件配置等各個角度入手，都要確保系統的高可靠性，在任何惡劣環境以及網絡資源有限的情況下，監控系統都能夠穩定可靠工作。（3）方便性。整個監控管理界面應當具有良好的人機交互性，即使不具備計算機操作知識的人員依然能夠方便的實現遠程視頻監控和相關數據記錄的查閱、調取和管理，同時從系統的后期維護保養的角度來說，也要方便整個系統的維護和維修。（4）擴展性。系統除了要滿足當前的監控功能外，還必須設計一定的功能冗余，一方面要能夠實現將來新監控設備的補充，以實現新的監控功能；另一方面還要設計適當的擴容接口，以滿足系統日后的升級，包括更換更新的設備、網絡擴容以及增加其他必要的控制模塊等。
2.2功能需求分析
（1）圖像視頻監控功能。基于網絡的遠程視頻監控平臺，首要功能自然是圖像視頻監控功能，該平臺系統應當能夠提供24小時不間斷的視頻監控功能，同時自動存儲圖像視頻資料，以供后期查閱和調用管理。（2）數據管理功能。對于存儲的圖像視頻數據，應當按照時間節點自動存儲管理，通過所設計的數據庫管理軟件能夠對龐大的視頻圖像數據方便的進行直接管理，按照用戶的管理需求進行數據管理。（3）用戶安全管理功能。由于視頻監控系統實現了網絡化和遠程化，因此系統的網絡安全性必須要著重設計，確保整個網絡系統的安全，對于用戶登錄的權限，也必須加強管理，確保實現不同權限等級的用戶擁有不同的數據管理功能。
三、基于網絡的視頻監控平臺的實現
3.1系統網絡結構設計
（1）網絡介質的選擇。現在網絡鋪設的介質主要有雙絞線、同軸電纜和光纖。目前雙絞線應用的已經比較少了，同軸電纜在遠距離傳輸方面并沒有突出的優勢，而光纖目前是主流的網絡傳輸介質，一方面因為光纖傳輸速率快，失真少，更重要的是光纖傳輸尤其適合應用于遠程監控，況且視頻圖像監控所形成的視頻數據都是大流量數據，極易造成網絡的擁塞，而采用光纖作為傳輸介質，極大的避免了網絡擁塞的發生。（2）網絡拓撲結構的選擇。網絡拓撲結構一般有星型結構、樹型結構、網狀結構、環型結構以及總線型結構等。各種類型的網絡物理拓撲結構的性能對比見下表1。從表1可見，環型網絡拓撲結構適宜應用于遠程視頻監控系統，而且環形網絡由于具有鏈路冗余功能，因此能夠確保遠程視頻監控系統的穩定可靠運行。
3.2系統層次分析
基于網絡的遠程視頻監控平臺系統，從前端攝像頭到后臺控制中心，其網絡架構層次設計如下：（1）網絡攝像頭層。作為遠程視頻監控平臺的最前端，采用網絡攝像頭的最大好處是避免了因接口轉換而帶來的成本上升的問題，直接采用RJ45接口將攝像頭拍攝到的視頻圖像畫面以通用的TCP/IP網絡傳輸協議進行傳輸，簡化了網絡層次和結構。（2）網絡傳輸層。采用光纖構建的千兆工業以太網是整個遠程視頻監控平臺系統的關鍵部分，承擔著視頻圖像數據的網絡傳輸。在網絡傳輸層，網絡傳輸平臺通過環形拓撲實現控制網絡冗余連接，即控制網上任何一點的單一鏈路連接意外斷開，系統都能通過環網的反方向提供后備鏈路，保證系統可用性的同時兼顧經濟性，環網主干鏈路全部采用單模光纖，保證故障切換時間均
3.3系統軟件配置
（1）終端顯示層程序。作為遠程視頻監控平臺系統的終端，其顯示程序采用了人機交互性友好的組態軟件進行開發，能夠借助于三維圖形逼真的還原監控現場的場景；另一方面，該顯示程序除了要能夠實現不同視頻攝像頭監測畫面之間的切換，還必須要能夠對畫面進行存儲管理。下面重點分析視頻采集程序的實現。（2）視頻采集軟件子程序。視頻采集模塊主要是通過相關函數接收來自攝像頭傳輸過來的視頻信息。在程序設計中調用ReadStreamData（HANDLE hChannelHandle，void* DataBuf， DWORD*Length，int* FrameType）函數來讀取參數hChannelHandle對應的視頻通道的音視頻數據流，并按照參數Length指定的緩沖區大小，將數據流讀取到數組DataBuf中，同時返回當前讀取的數據流的幀長度。這樣系統就可以對數組中的數據流信息進行后續的處理，如本地音視頻的預覽等。
四、結語
由于圖形視頻監控具有直觀、醒目的特點，因此在現代化的自動化控制系統中逐漸凸顯出特殊的監控作用，對于確保整個生產環境的安全具有至關重要的作用。基于工業以太網實現的遠程視頻監控平臺，是將遠程測控技術和計算機網絡通信結合的又一個典型應用，本論文重點針對遠程視頻監控平臺的結構與實現，給出系統的設計和實現方案，對于其他技術領域內應用遠程視頻監控技術提供了很好的范本，是值得推廣應用的。
參考文獻
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關鍵詞：物聯網技術；遠程管理；中藥種植
1前言
近年來，遠程監控技術應用于現代化農業的研究十分熱門。它起源于20世紀末西方國家提出的"數字農業"思想，是結合了GIS、GPS技術、智能決策系統、自動控制理論的一種現代化農業生產形式。據報道，截止2013年已有中藥材種植面積達110萬畝，有20余萬農民從事中藥產業，約1/4的農田種植藥材。今天，中藥材生產已經成為亳州農業的支柱產業。盡管種植中藥材的面積大，品種多，但卻存在著種植以散戶為主、技術低下，操作不規范，偏面追求產量和效益，忽視質量等問題。亳州種植中藥材的問題在全國有普遍性。中藥種植屬于高風險行業，天氣、病蟲害、化肥和農藥價格、油價、市場需求等因素都會影響收成。所以運用信息化手段管理農場將成為了一個趨勢和向導。
2現代化中藥農場管理系統基本框架
整個物聯網應用可以分為三層，見表1。
本系統由各種特征傳感器構成一個微型監護網絡，傳感器節點上使用中央控制器對所需要監測的植物生命指標、環境指標等傳感器進行控制來采集數據。通過SIM900無線接發模塊和Arduino Yun模塊二種聯網方式將數據發送至終端設備，并由該設備將數據傳輸至網絡上，通過網絡可將數據傳輸至遠程監控中心，由專業人員對數據進行分析統計，提供必要的咨詢服務，實現遠程管理。
3系統技術關鍵
3.1遠程監控技術
3.1.1遠程監控控制端介紹 本系統的一大優點就是在于其便利的遠程監控，共有兩種方式。
一種是基于"ArduinoYun模塊"聯網方式的監控（簡稱"網頁端"），該方式的好處就在于可以很方便的查看和控制。我們采用的Arduino Yun主板，自帶路由器（即無線傳輸功能），將傳感器采集到的信息傳輸到互聯網，同時移動電子設備（包括筆記本電腦、ipad、手機等一切可上網的設備）連接到互聯網網絡。就可以實現遠程監控管理操作。
該方法非常便捷使用，不限制于所使用的設備，對比手機App或PC端軟件的好處是：免去了下載安裝，避免換設備時因沒有安裝而不能使用的情況；同時網頁端的操作不受電子設備本身操作系統的影響（無論是安卓或IOS平臺都可以使用），省去了開發App時需要兼顧系統平臺的問題。
另外，考慮到系統的安全性，我們在使用網頁端時，設置了用戶名和密碼進行加密保護，避免有其他人員的使用。
目前已經可以完成：自動灌溉、實時溫濕度獲取、實時圖像獲取、檢測入侵、系統自動報警等。
操作界面，見圖1。
圖1 "網頁端"在電腦操作界面示意圖
在"網頁端"的電腦操作界面上，還可切換數據視圖，如：折線圖、柱狀圖、文本數據。同時設計有圖片保存功能，可將所需要的數據以圖片格式保存。
同時，將這些采集到的數據建立數據庫，為后期研究作準備（詳見技術關鍵信息整合部分）。
另一種則是基于"SIM900模塊"的聯網方式（簡稱"手機端"），它是基于電話撥號、短信功能。可以在沒有無線網絡的狀況下使用，保證了單一故障情況下系統的可靠性。由現場的傳感器實時監測當時的溫濕度、光強等環境數據，并把數據通過無線接發模塊SIM900定時發送到管理人員的手機上。或需主動查詢時，即通過撥號到指定號碼，隨后可以短信形式接收到實時的農場參數信息（T為溫度、H為濕度、L為光強），
目前已完成的有：短信接收溫濕度、光照度、有無人員闖入等信息，見圖2。
圖2 "手機端"系統工作流程圖
3.1.2遠程監控功能介紹 遠程監控主要可實現以下4方面的功能：①實時數據檢測：主控制器定時輪詢傳感器節點，檢測環境實時數據，包括實時圖像、溫度、濕度、光照等數據，將信息存儲到主控器的芯片卡中，用于后期環境數據的記錄，同時建立數據庫，實時獲取檢測數據的信息，便于計算機完成對數據處理和分析。②系統自動報警：當主控制器檢測到本地監控參數，會對數據進行分析，如果監控參數達到報警閾值，主控制器將根據預警方案向控制中心發送報警信息，從而提醒管理者，隨后可立即采取相應措施。以板藍根為例，當溫度超過25℃，土壤濕度超過80%時，系統就會自動報警提示，見圖3。③入侵檢測：系統可以根據人體紅外傳感器進行入侵檢測。當有動物或人員進入檢測范圍內（5～7m），系統將會發送短信提示管理者。同時觸發蜂鳴器工作，發出警報聲意圖趕走入侵者并提示現場人員采取相應措施。④反饋控制：用戶可以通過手機發送相關控制命令到主控制器，主控制器接收到指令后會根據預設規則采集相應數據信息，并將數據信息反饋至用戶終端。如用手機或電腦遠程"開啟/關閉"農場的自動灌溉裝置等。
圖3 自動報警示意圖（紅色字為報警提示）
3.2硬件平臺選擇 在硬件選擇上，我們采用當今比較流行的開源硬件-Arduino。Arduino是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平臺，包含硬件（各種型號的Arduino板）和軟件（Arduino IDE）。
Arduino是一個基于開放原始碼的軟硬件平臺，構建于開放原始碼simple I/O介面版，并且具有使用類似Java、C語言的Processing/Wiring開發環境。
3.3傳感器的選擇 傳感器采集中藥植物各種生長參數，這些參數將通過下位機進行數據處理及融合，通過無線數據傳輸將數據發送到終端節點并由Internet發送到遠程監控中心，為管理人員提供各種重要的生長參數變化，幫助他們實時監測遠端中藥植物的生長狀況，并可以及時地采取相應措施。無線傳感器網絡節點的點框圖和處理器單元如下圖所示：
圖4 點框圖和處理器單元示意圖
對于該系統，我們將采用如下的傳感器：①光強度-BH1750；②溫濕度-SHT1x和SHT11；③生長情況-東芝MJPG UVC 720P高清攝像頭；④人體紅外感應模塊--HC-SR501；⑤有源蜂鳴器--AC-S701。
3.4充電技術與功耗 充電技術我們將采用太陽能充電的形式，但是太陽能充電的電流過小，不能很快速的充滿一節鋰電池，所以在系統中我們將加入低功耗模式。即傳感部分及數據處理部分將采每隔一段時間采集并上傳數據的形式，而非循環采集。
在設備喚醒上，我們優先采用WDT看門狗進行喚醒。
3.5數據獲取--建立數據庫 對于由分布在農場中的各個傳感器裝置采集到的數據資料，通過電腦將這些數據存儲到數據庫中。另外，作為備份，采用在軟件中建立數據庫和在Arduino YUN硬件中放置儲存芯片記錄實時檢測數據。
4總結與展望
在傳統人工逐漸被代替的今天，中藥材生產必須徹底打破小農經濟的模式，走規模化規范化的改革道路，引進高科技先進的管理模式和技術。故我們所設計的"現代化農場遠程監控管理系統"是符合當下改革潮流趨勢的，本系統有助于推動中藥種植的發展、質量控制與普及提高，并朝著客觀化、標準化、規范化方向邁上新臺階，對推動中醫藥事業實現數字化、現代化具有深遠的意義。
參考文獻：
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關鍵詞：油田；數字化；開發；應用；效率
1 油田數字化的概況
數字油田就是通過數字地球技術為技術基礎來實現油田的全面信息化。通常來說國內的數字油田包括以下幾個方面，一是數字油田是數字地球在油田的具體應用，油田在自然狀態下的數字化信息虛擬體即為數字油田，數字油田也是油田應用系統的一個綜合集成，數字油田是企業的數字化模型的發展，數字油田對于油田的發展來說是油田數字化的企業實體形式，數字化油田工程中的能動者是數字化應用的工作人員，也就是說數字化油田其實是油田的一個科技化虛擬表現，通過對油田基本信息的匯總和分析建立油田模型，根據不同的數據處理進行探查和研究，進行油田工程中的模擬情況，其中油田的生產信息以及地理信息尤為重要，數字化油田的建設能夠根據基本信息的模型建設及時獲取油田的生產動態快速進行反應和完善，另外企業的信息化和油田的數字化能夠很大程度的改善在油田這個大工程中各部門的互相聯系和數據的整合能力，提高了工作的效率和安全。為石油企業建立數據以及信息資源的共享和管理體系是數字化油田的發展核心，以資料庫的發展為基礎，在信息共享的基本條件下不斷的發揮石油勘探開發以及地面建設儲運銷售等全面的生產和管理，綜合建立數據體系，與各專業的應用系統融合和完善，通過油田生產管理優化應用的基本模型實現虛擬技術數據的可視化和多維化的全面發展，另外智能化的分析也為油田的數字化提供了更好的方向，通過智能化分析的模型更好的實現企業經營管理的信息化背景基礎，物聯網技術就是針對數字化油田的開發管理而研發的一種針對性技術，能夠滿足油田的生產運行、生產管理以及監控等各個方面的基本需求，是石油勘探開發中一項綜合的技術應用，能夠實現油田開發管理的一體化和規范化，實現了現代化生產經營的規范、統一的數據平臺。
2 油田數字化的應用
2.1 數據處理 數字化油田在發展過程中，由于設備承載力問題等原因對油田的開采效率和安全有很大的影響，這就需要我們采取措施去避免，另外數據對于油田工程來說也尤為重要，油田工程中數據的丟失或者傳輸的不及時不準確都會造成油田工程的延誤和影響，并且在油田開采的過程中有多個采油點，這就會出現大量的數據需要采集和儲存，大量信息的輸入和輸出對網絡寬帶以及設備的要求就更高，數據庫建立不僅僅是去訂閱相對應的學術論文，而且是建立屬于我們自己的數據收集和管理系統，這個系統可以是中國石油內部各公司聯合構建的，也可以是某個油田內網對內查閱的，但重要的是要有極強的針對性和實用性，能夠對于采油采氣的技術研究和發展起到推動和促進作用。
2.2 遠程監控 數字化油田實現了油井生產過程的遠程監控，其中油田的遠程監控系統能夠對油井的供圖、壓力、溫度、電流、功率等進行遠程監控并且通過網絡進行傳輸和分析，對于油井的生產工況有一個實時的診斷，另外遠程控制還能夠實現實時產液量的計量，用電消耗的分析以及可以通過扭矩法、電能法等計算和控制抽油機的平衡，通過遠程的監控分析和診斷從而實現油井工作中的參數優化設計，通過優化設計以及診斷資料由專家進行解決方案的確定，基于油井工況診斷和工藝參數設計結果，遠程實時實現對油井的大閉環智能控制，通過井場攝像機傳送視頻信息到視頻服務器，通過交換機上傳至無線網橋，后經無線網絡最終實現現場視頻數據傳送到站內視頻監控平臺。另外，注水井生產遠程監控分析優化系統通過網絡遠程采集注水井的壓力、流量等數據，利用PID算法自動調節閥門開度。同時將即時流量數據和累計流量數據以及各種壓力數據，傳送到RTU，利用CDMAGPRS網絡將數據傳回到油田企業內部網計算服務器。Web系統根據系統設定的權限和管理范圍，對管理的水井進行定制查詢和統計、展示等。
2.3 物聯網的應用 通過技術的不斷發展，石油互聯網也逐漸應用到油田的生產實踐當中，物聯網技術在數字化油田建設中的應用能夠簡化油田的建設工作，在油田數據采集、遠程監測、物資管理等繁復的工作中物聯網的技術應用很大程度上減輕了工程負擔，提高了工作效率，物聯網技術的應用能夠實現跨地域的協同工作，物聯網的應用緊密聯系了工程中的各個瑣碎的環節，對于油田工程中的多項業務科學有序的進行了整合，實現了油田生產經營過程中的優化，不斷拓寬了油田的勘探業務，在科技迅速發展的今天數字化油田的進程中物聯網技術的應用是數字化油田的一個發展方向，對于數字化油田的建設來說是一個有效的措施，油田勘探的不斷發展與油田的信息采集以及智能化技術的應用隨著油田勘探開發的進一步深入、信息采集與智能計算技術的迅速發展，油田中物聯網的應用越來越成熟，能夠更好的服務于油田的開發和完善。
2.4 無線網絡部應用 無線網絡的應用通過無線通信產品的選擇能夠基本實現增壓站和井場之間的數據實時傳輸、視頻監控、遠程控制等效果，不僅如此還能夠進行數據的傳輸，實現數據共享和數據的科學管理等應用。
做好數字油田，必須樹立思想先進比系統先進更重要的理念，要有創新思想，開放學習的態度及分享成果的意識；要勇于承認差距，改變現狀，迎頭趕上；要服從大局、服從整體，統籌兼顧，突出加強勘探生產、實施管控、基礎建設等重點；要將生產運行的理念轉變為生產決策的理念，更好地推進油田科學發展。
3 結語
綜上所述，油田數字化的建設不是一概而論的，而應該是結合油田的具體特點，通過對現有資源的集成和整合，對于創新和管理理念進行分析，對于油田的生產管理和綜合研究的數字化管理系統統一建立，從而對安全、監控過程、人力資源的節約進行強化，從而提高效率和公司效益，數字化管理能夠很大程度的提高生產效率，大大降低勞動強度，不斷提高安全保障的水平，大大降低安全風險，從而不斷實現油田管理的科技現代化的發展。達到強化安全、過程監控、節約人力資源和提高效益的目標。
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關鍵詞：RS-485，分戶熱計量，SN75LBC184
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