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网】1、引言
空压机是一种气体压缩和输送设备，广泛应用于矿山、机械、电子和医疗等各个行业，终端用户对运行和维护服务要求越来越高。面对客户新的需求，空压机生产制造和售后服务要改变现状，需要开发新的远程监控方式。目前国内空压机的监控方式［1-2］的研究尚处于起步阶段，仍然停留在现场手动控制、人工抄表和定时记录的方式上，准确性差、工作效率低和数据不全，发生故障时描述不清、维修不及时，长时间停机将带来巨大损失。随着科技的快速发展，工业自动化和信息化水平不断提高，无线网络技术的日益成熟为空压机远程监控系统开发提供技术支撑。
本文设计了一种基于新型3G无线模块的空压机物联网方案，监控系统分为三个层次，底层联控柜采集到空压机组数据通过3G无线模块转成无线信息；通过GRPS或CDMA等各种无线通信方式将无线数据传递给云服务器［3-5］；通过存储、分析和处理，厂商和用户可以登陆网站远程查看现场空压机组运行情况，并且通过聊天工具可以在线指导，而不需要到现场，能够有效地实现远程监控。
2、系统网络架构的搭建
整个监控系统分为三个层次：传感层、网络层和应用层，分别由数据采集终端、数据传输终端和云服务器组成。现场的空压机或联控柜的PLC 控制器、各类型传感器和仪表进行通信，快速采集每个空压机单元的实时数据，构成无线传感网，实现信息感应和数据采集。通过RS485 接口与3G无线模块连接；通过3G无线模块传输过来的数据，采用GPRS或CDMA等各种无线通信方式传输给云服务器；云服务器设有 SCADA应用服务器、WEB 服务器和数据库服务器，对上传数据存储、分析和处理，厂商和普通用户通过物联网终端，从监控界面能够实时了解现场机器的运行状态以及各传感器采集到的现场信息。厂商根据得到的现场数据，及时为用户提供警报、故障远程诊断、维修服务以及预防性维护和备品备件管理服务。用户也可以联网查看，了解机器的运行情况。详见图2。
3、系统整体设计与实现
整个系统的三个层次分别由数据采集终端、数据传输终端和云服务器组成。数据采集终端是整个监控系统的源头，主要实现实时采集现场的空压机组信息，数据传输终端将根据预设向云服务器发送信息包，应用层的云服务器将收到数据包进行存储、分析和处理。应用层监控中心软件采用B/S 架构体系，以SQL SERVER 2008为后台数据库。系统的网络层支持各种无线组网方式，采用公网固定的 IP 地址的方式。见图3。
本文使用的控制器是PLC控制器，它采用RS485半双工通信方式，支持MODBUS标准通讯协议。通讯为RS485接口，异步串行，半双工传输。默认通讯协议方式采用ASCII方式：1位起始位，7个数据位，1位停止位， 1位奇偶校验位。采用主从式通信方式，即主机发出请求命令，从机控制器做出判断，判断指令是否满足通信要求，若满足就完成主机指令，并将相应的信息反馈给主机。
传感器信号的采集
按照输出信号的特性，空压机及机组所用的传感器可分为以下几种类型：1.温度模拟传感器。将现场测到的非电量信号转换成模拟的电信号。它所采集的信号需通过模数转换器A/D变换实现状态参数的成功采集。2.电机电流传感信号直接从控制柜远程信号传输获得。3.压力传感器。被测量的信号达到某设定值时，传感器相应地输出 1个无源干接点信号。
网络传输
系统的传输层由无线网络组成，它将底层现场空压机组运行数据可靠安全地传输到云服务器，采用GPRS 或CDMA等无线传输方式。
3D无线模块将现场采集到的空压机组运行数据与采集终端的 ID号和端口号一起封装成数据包，主要通过GPRS或CDMA网络把封装好的数据包发送到云服务器。云服务器具有固定IP 地址，用户可以通过拨号上网来接收传输过来的现场数据。通过解读和 ID号判断数据包中数据来源，经过验证，通过则返回1个应答信号。通过 GPRS或CDMA网络底层数据采集和应用层云服务器之间就建立了1 条数据传输渠道。
空压机远程监控数据通过公网进行传输，因此数据传输过程中的安全问题是空压机厂商和终端用户的共同关注焦点。基于数据传输可靠性要求，本系统采用通用的TCP数据传输协议。监控系统是通过TCP 协议实现网络通信的，3G无线模块作为TCP客户端的身份与云服务器进行数据交换，在空压机监控系统中充当信息传输的桥梁，云服务器可以与多台客户端相连，实现1对多的信息交互。
数据库的建立和系统实现
采用SQL SERVER 2008数据库为基础，实现大容量实时及历史数据的入库、检索、查询、运算，支持用户远程登陆后的数据检索、查询和应用。
4、系统功能模块
本系统采用了多角色多用户权限设置，如表1所示，主要包括5个模块: 维保管理、运营管理、监控管理、数据统计和系统管理。
5、远程监控系统的设计效果
实现实时位置监控，能监控空压机在百度地图上的位置，见图4。
通过干接点采集传感器数据，同时还可以采集视频数据，并通过 3G 或以太网把这些数据传送到服务器。能实现现场在线视频监控，能远程操控空压机，见图5。
图6为维保计划表，根据维保计划，系统会报警，并通过信息告知有权责任人。
从系统我们可以观察到空压机实时运行的信息，并能对信息进行统计分析，见图7、8。
为保证机器的安全性，用优盾对有权人进行权限设置，见图9。
6、结束语
通过系统结构分析、网络架构搭建、系统功能模块划分以及数据库的建立等设计，3G 无线模块通过与 PLC 交换数据把空压机的运行状态及参数通过无线中继模块经互联网发送到服务器中，用户可通过登陆服务器地址远程监控空压机的运行状态，使在客户终端的每台空压机通过互联网与生产厂家进行实时通讯。在互联网环境下，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持等管理和服务功能。能够极大地提高效率，保证了空压机系统的可靠运行。
参考文献
［1］崔扬，周泽魁，施丽莲.基于PLC 的多组空压机组远程监控系统［J］. jdb电子游戏平台网站
技术, 2004(1):22 － 24．
［2] 饶新，方建安.BP 神经网络在空压机远程监控系统中的应用［J］．工业控制计算机，2012，25( 10):9 － 10．
［3］黄绿格.GRPS DTU与组态软件在油田远程监控系统中的应用［J］.仪器仪表用户，2007，14( 3) :59-60
［4］ 刘志雄，余臻，陈燕萍.GRPS DTU 数据中心的通信设计［J］.工业控制计算机，2007(12) :23-24.
［5］ 王耀廷，郭文成.基于GPRS的DTU嵌入式软件设计［J］. 仪器仪表用户，2013( 5) :87-89.
［6］ 李慧玲，罗敏，罗春晖.基于PLC 的空压机远程监控系统的设计与实现［J］． 计算技术与自动化，2014，33( 3) : 55 － 57．
［7］ 苑旭阳，王启立，何敏，等． 基于工业以太网的空压机远程监控系统设计［J］． jdb电子游戏平台网站
技术，2014( 1) : 23 － 25．
［8］陆文婷，程武山.基于网络的空气jdb电子游戏平台网站
远程监控系统［J］．轻工机械，2015（2）：57-59.
来源：■文/梅坚
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网】1、引言
空压机是一种气体压缩和输送设备，广泛应用于矿山、机械、电子和医疗等各个行业，终端用户对运行和维护服务要求越来越高。面对客户新的需求，空压机生产制造和售后服务要改变现状，需要开发新的远程监控方式。目前国内空压机的监控方式［1-2］的研究尚处于起步阶段，仍然停留在现场手动控制、人工抄表和定时记录的方式上，准确性差、工作效率低和数据不全，发生故障时描述不清、维修不及时，长时间停机将带来巨大损失。随着科技的快速发展，工业自动化和信息化水平不断提高，无线网络技术的日益成熟为空压机远程监控系统开发提供技术支撑。
本文设计了一种基于新型3G无线模块的空压机物联网方案，监控系统分为三个层次，底层联控柜采集到空压机组数据通过3G无线模块转成无线信息；通过GRPS或CDMA等各种无线通信方式将无线数据传递给云服务器［3-5］；通过存储、分析和处理，厂商和用户可以登陆网站远程查看现场空压机组运行情况，并且通过聊天工具可以在线指导，而不需要到现场，能够有效地实现远程监控。
2、系统网络架构的搭建
整个监控系统分为三个层次：传感层、网络层和应用层，分别由数据采集终端、数据传输终端和云服务器组成。现场的空压机或联控柜的PLC 控制器、各类型传感器和仪表进行通信，快速采集每个空压机单元的实时数据，构成无线传感网，实现信息感应和数据采集。通过RS485 接口与3G无线模块连接；通过3G无线模块传输过来的数据，采用GPRS或CDMA等各种无线通信方式传输给云服务器；云服务器设有 SCADA应用服务器、WEB 服务器和数据库服务器，对上传数据存储、分析和处理，厂商和普通用户通过物联网终端，从监控界面能够实时了解现场机器的运行状态以及各传感器采集到的现场信息。厂商根据得到的现场数据，及时为用户提供警报、故障远程诊断、维修服务以及预防性维护和备品备件管理服务。用户也可以联网查看，了解机器的运行情况。详见图2。
3、系统整体设计与实现
整个系统的三个层次分别由数据采集终端、数据传输终端和云服务器组成。数据采集终端是整个监控系统的源头，主要实现实时采集现场的空压机组信息，数据传输终端将根据预设向云服务器发送信息包，应用层的云服务器将收到数据包进行存储、分析和处理。应用层监控中心软件采用B/S 架构体系，以SQL SERVER 2008为后台数据库。系统的网络层支持各种无线组网方式，采用公网固定的 IP 地址的方式。见图3。
本文使用的控制器是PLC控制器，它采用RS485半双工通信方式，支持MODBUS标准通讯协议。通讯为RS485接口，异步串行，半双工传输。默认通讯协议方式采用ASCII方式：1位起始位，7个数据位，1位停止位， 1位奇偶校验位。采用主从式通信方式，即主机发出请求命令，从机控制器做出判断，判断指令是否满足通信要求，若满足就完成主机指令，并将相应的信息反馈给主机。
传感器信号的采集
按照输出信号的特性，空压机及机组所用的传感器可分为以下几种类型：1.温度模拟传感器。将现场测到的非电量信号转换成模拟的电信号。它所采集的信号需通过模数转换器A/D变换实现状态参数的成功采集。2.电机电流传感信号直接从控制柜远程信号传输获得。3.压力传感器。被测量的信号达到某设定值时，传感器相应地输出 1个无源干接点信号。
网络传输
系统的传输层由无线网络组成，它将底层现场空压机组运行数据可靠安全地传输到云服务器，采用GPRS 或CDMA等无线传输方式。
3D无线模块将现场采集到的空压机组运行数据与采集终端的 ID号和端口号一起封装成数据包，主要通过GPRS或CDMA网络把封装好的数据包发送到云服务器。云服务器具有固定IP 地址，用户可以通过拨号上网来接收传输过来的现场数据。通过解读和 ID号判断数据包中数据来源，经过验证，通过则返回1个应答信号。通过 GPRS或CDMA网络底层数据采集和应用层云服务器之间就建立了1 条数据传输渠道。
空压机远程监控数据通过公网进行传输，因此数据传输过程中的安全问题是空压机厂商和终端用户的共同关注焦点。基于数据传输可靠性要求，本系统采用通用的TCP数据传输协议。监控系统是通过TCP 协议实现网络通信的，3G无线模块作为TCP客户端的身份与云服务器进行数据交换，在空压机监控系统中充当信息传输的桥梁，云服务器可以与多台客户端相连，实现1对多的信息交互。
数据库的建立和系统实现
采用SQL SERVER 2008数据库为基础，实现大容量实时及历史数据的入库、检索、查询、运算，支持用户远程登陆后的数据检索、查询和应用。
4、系统功能模块
本系统采用了多角色多用户权限设置，如表1所示，主要包括5个模块: 维保管理、运营管理、监控管理、数据统计和系统管理。
5、远程监控系统的设计效果
实现实时位置监控，能监控空压机在百度地图上的位置，见图4。
通过干接点采集传感器数据，同时还可以采集视频数据，并通过 3G 或以太网把这些数据传送到服务器。能实现现场在线视频监控，能远程操控空压机，见图5。
图6为维保计划表，根据维保计划，系统会报警，并通过信息告知有权责任人。
从系统我们可以观察到空压机实时运行的信息，并能对信息进行统计分析，见图7、8。
为保证机器的安全性，用优盾对有权人进行权限设置，见图9。
6、结束语
通过系统结构分析、网络架构搭建、系统功能模块划分以及数据库的建立等设计，3G 无线模块通过与 PLC 交换数据把空压机的运行状态及参数通过无线中继模块经互联网发送到服务器中，用户可通过登陆服务器地址远程监控空压机的运行状态，使在客户终端的每台空压机通过互联网与生产厂家进行实时通讯。在互联网环境下，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持等管理和服务功能。能够极大地提高效率，保证了空压机系统的可靠运行。
参考文献
［1］崔扬，周泽魁，施丽莲.基于PLC 的多组空压机组远程监控系统［J］. jdb电子游戏平台网站
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［2] 饶新，方建安.BP 神经网络在空压机远程监控系统中的应用［J］．工业控制计算机，2012，25( 10):9 － 10．
［3］黄绿格.GRPS DTU与组态软件在油田远程监控系统中的应用［J］.仪器仪表用户，2007，14( 3) :59-60
［4］ 刘志雄，余臻，陈燕萍.GRPS DTU 数据中心的通信设计［J］.工业控制计算机，2007(12) :23-24.
［5］ 王耀廷，郭文成.基于GPRS的DTU嵌入式软件设计［J］. 仪器仪表用户，2013( 5) :87-89.
［6］ 李慧玲，罗敏，罗春晖.基于PLC 的空压机远程监控系统的设计与实现［J］． 计算技术与自动化，2014，33( 3) : 55 － 57．
［7］ 苑旭阳，王启立，何敏，等． 基于工业以太网的空压机远程监控系统设计［J］． jdb电子游戏平台网站
技术，2014( 1) : 23 － 25．
［8］陆文婷，程武山.基于网络的空气jdb电子游戏平台网站
远程监控系统［J］．轻工机械，2015（2）：57-59.
来源：■文/梅坚
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