基于物联网的工业制冷设备远程监测系统设计

摘 要：为提高工业制冷设备远程监测系统的实时性，设计一个基于物联网的工业制冷设备远程监测系统。在系统硬件部分设计了数据传输模块、嵌入式微处理器模块与温度采集模块，数据传输模块主要对系统数据进行传输，嵌入式微处理器主要通过串口接收现场传感器采集的数据，温度采集模块主要采集工业制冷设备温度数据。在系统软件部分，将谷歌的 Android嵌入式操作系统用于远程监控终端，实现工业制冷设备远程监测系统设计。

关键词：物联网;工业制冷设备;远程监测

一、 引言

制冷设备是当前工业生产中常用的重要生产设备，因此，保证工业智能设备安全稳定运行具有重要意义。当前，有许多学者研究了工业制冷设备远程监测系统，但是，随着时代的发展，传统的制冷设备远程监测系统出现了一定的问题，已经不能满足制冷设备远程监测需求，为此，对工业制冷设备远程监测系统进行设计，以满足工业制冷设备远程监测需求。

二、 工业制冷设备远程监测系统硬件设计

此次研究的工业制冷设备远程监测系统重点设计了系统硬件，具体内容如下所示。

（一）数据传输模块设计采用EN3011模块对系统数据进行传输，通过该模块远程监控服务器发送查询指令和设备控制指令的执行。

EN3011模块能够采用透明数据传输的模式工作，在工作中不需要通过中央处理器的干预，只需要对主机 IP地址和端口号设置就能够传输数据。通过引导模块就能够自动连接到系统管理主机的对应端口。同时，该模块可配置工作于协议传输模式，在使用工业制冷设备配置协议后，自动进行数据收集，并定期将数据发送到系统管理主机，还可以在固定点与管理主机进行通信。

EN3011模块的特性功能如下所示。

1. UDP通信方式，用户可根据实际需要设置。

2. 完善的心跳机制，用户能够根据实际工作需求对发送心跳包的时间间隔进行设置。

3. 通信流统计功能，可为用户提供对使用流程的参考。

4. 虚拟串口技术，不需要修改任何组态软件就能够对远程 DTU连接。

5. 包含OPC服务器，动态数据交换接口，可与各种配置软件兼容。

6. 多种协议，如 ModBus，Hart，L-mag等。

7. 报警功能，在实际应用中可对开关型号的报警形式设置，并能够对报警信息上报，并通过短信通知手机。

8. 智能化上载：可设定信号阈值，在阈值改变后能够实现长时间发送系统信号，在改变后不仅能够提高数据发送速度，还能够解决与通信流量的矛盾问题。

（二）嵌入式微处理器模块设计通过嵌入式微处理器串口对现场传感器的数据进行采集，并能够将采集后的数据保存至系统中，并可与之通讯，并能够通过移动因特网通信模块发送给远程监控服务器。另外，监控终端使用了ARMCodex-A8嵌入式微处理器，该处理器内核为32位，是基于ARMv7的嵌入式微处理器，可以在600 MHz到1 GHz之间调整S1PV210处理器的速度，以满足功率消耗。

（三）温度采集模块设计采用欧姆龙E5EC-QR2SM-808温度计对工业用制冷设备进行温度测量。采用具有RS485通信接口的智能温度计，可实时将温度传送到数据采集板。该温度采集器通过6路模数转换器对数据采集板进行温度转换，其中4路为模数转换器（进油温、出油温、环境温度和换版温度），另2路模数转换器（高压低压）。四个温控模块都是标准的PT100，这四个接口可以通过移动电话App定义（见温控端口定义），也就是数据采集项目可以根据现场工作的需要临时改变。同时，数据采集板上设计11个开关输入，11个报警提示输入，满足系统设计需求。

三、 工业制冷设备远程监测终端软件设计

将谷歌的 Android嵌入式操作系统用于远程监控终端，Android是一种免费开放的基于 Linux的嵌入式操作系统，主要用于嵌入式设备。Android操作系统具有稳定、开放和所有应用程序同等次序、应用程序之间无界限、开发方便等优点，是当前应用最广泛的嵌入式操作系统。Android应用框架主要由三个层次构成，主要包括应用框架层，虚拟机层和 Linux内核层。

其中，应用框架层为其内核层，主要为系统提供内存管理、设备管理与进程管理功能，如备份驱动;虚拟机层主要包含C语言库与 Java程序操作环境;Linux内核层为开发层，主要为系统应用层框架提供支持。除此之外，其还包含多个开发工具集，以及一个基于 Java的应用程序接口集。通过工业制冷设备远程监测终端软件能够实现制冷设备运行数据的采集，运行参数的控制，数据的网络传输等功能，以此通过上述过程完成基于物联网的工业制冷设备远程监测系统的设计。

四、 结语

综上所述，为适应工业制冷设备远程监测需求，设计了一种基于物联网的工业制冷设备远程监测系统。该系统不仅提高了用户制冷设备的运行管理效率与用户体验感，还减少了制冷设备的运行成本。通过此次设计的系统不仅能满足工业制冷设备制造商的远程监控要求，而且便于用户及维修人员及时掌握制冷设备的运行状况，从而制订相应的运行控制系统，为制冷设备制造商提供了良好的技术基础，具有一定的推广价值。然而由于研究时间的限制，所设计的系统还存在一定的不足，在后续研究中，将不断优化设计该系统，以满足工业制冷设备远程监测需求。

参考文献：

[1]贺凯.洗选厂大型设备远程监测系统设计[J].煤炭工程，2018，50（1）：22-24.

[2]孙阳，白皓然，初留珠，等.基于物联网植物工厂监控系统的设计[J].农机化研究，2018，40（2）：197-201.

作者简介：桂林松，南京恒標斯瑞冷冻机械制造有限公司。