汽車工業試驗數據監控系統研究

所屬分類：建筑論文閱讀次時間：2019-05-11 10:56

本文摘要：摘要數據監控系統主要是對工業生產中現場設備運行情況進行實時在線監測。而本文中的研究對象是汽車工業，在汽車試驗過程中通過對汽車部件的各種性能參數進行數據采集，完成數據準確無誤的遠程傳輸，采集與存儲，數據統計與分析，數據遠傳與發布為汽車研究

　　摘要數據監控系統主要是對工業生產中現場設備運行情況進行實時在線監測。而本文中的研究對象是汽車工業，在汽車試驗過程中通過對汽車部件的各種性能參數進行數據采集，完成數據準確無誤的遠程傳輸，采集與存儲，數據統計與分析，數據遠傳與發布為汽車研究所、用戶、監管等相關部門提供準確的數據和決策依據。下面主要從關鍵技術的角度分析研究汽車工業試驗數據監控系統的數據采集技術、無線通信技術、遠程監控技術。

　　關鍵詞數據采集;汽車試驗;無線通信遠程監控

汽車工業論文

　　1 汽車工業試驗數據監控系統的主要技術組成

　　數據監控系統主要是對工業生產中現場設備運行情況進行實時在線監測。下面主要從關鍵技術的角度分析研究汽車工業試驗數據監控系統的數據采集技術、無線通信技術、遠程監控技術。

　　1.1 數據采集技術

　　由于汽車工業生產試驗過程中零部件復雜、數據種類繁多、安全系數大，所以必須建立統一的汽車試驗數據監控系統，以實現標準化、科學化、安全化、有效化的監測管理。具體包括以下幾個方面：

　　(1)數據采集：通過傳感器采集汽車的扭矩、轉速信息，傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出。從傳感器得到的信號大多要經過調理才能進入數據采集設備，信號調理功能包括放大、隔離、濾波、激勵、線性化等。由于不同傳感器有不同的特性，因此，除了這些通用功能，還要根據具體傳感器的特性和要求來設計特殊的信號調理功能。數據采集系統結構如圖1.1所示。

　　(3)遠程傳輸數據：如今科技快速發展，無線通信技術非常成熟，無線通信方式也非常多，普遍使用的有Bluetooth、CDMA2000、GSM、Infrared(IR)、ISM、WiMAXWi-Fi和ZigBee等。通過平時學習與上手容易程度等多方面考慮最終決定使用WIFI通訊，使用ESP8266模塊實現，該模塊具有傳輸穩定、匹配時間短、功耗低、價格便宜等優點[1]。

　　1.2 遠程傳輸網絡技術

　　ESP8266模塊上電后，上位機通過TCP協議與手機熱點完成連接，連接成功后即可達到上位機對下位機的遠程控制。當檢測到上位機發送指令時，芯片會立即將數據傳送給單片機并做出相應地響應，從而觸發中斷，讀取SUBF的值判斷是否需要做出響應。

　　現場監測網絡技術有 RS485 網絡和現場總線網絡兩種網絡技術應用最為普遍。RS485 網絡有著低廉的成本優勢，但適用具有扁平拓撲結構的網絡，傳輸效率低，只能采用問答方式傳輸數據，當子網數目多、網絡傳輸距離較長時，RS485總線在承載容量和可靠性方面都存在著嚴重不足，且組網相對復雜。且 RS-485 總線傳輸速率較低，一般在(2 400-9 600 bps)之間。

　　1.3 數據集成技術

　　系統集成主要是通過不同子系統之間的相互正常通信、聯網、信息資源的共享，來實現對整個系統的有效科學的管理和進行控制決策。其中 DDE(DynamicData Exchange)動態數據交換技術是一種傳統的數據訪問方式，是一種支持客戶/服務器(client/serve)模式的技術[4]。DDE 技術在 windows 環境中將一種應用程序中的數據動態連接到另一種應用程序中，使得完全不同的兩種應用程序之間可以進行通信即 DDE 會話(Conversation)。每一次的會話過程由客戶和服務器兩個應用程序參與。DDE 客戶程序即數據的接收者主要是初始化與服務器的會話來控制會話過程。

　　2 汽車工業試驗數據監控系統的設計組成

　　汽車工業試驗數據監控系統是以網關服務器與數據監控平臺為核心進行開發的，主要通過網關服務器對汽車扭矩、轉速數據的采集與上傳，監控平臺對汽車扭矩、轉速數據進行分析處理，實現汽車研究所的數據分項、分設備、分區域的統計與分析，同時實現數據的遠程實時監測給用戶帶來極大的便利，提升用戶體驗。

　　2.1 應用層

　　應用層主要由數據庫服務器、平臺服務器及用戶終端組成，它是整個監控系統的管理中心，因為所有的系統命令都是由這里發出的。系統會把從網絡層得到的所有數據信息存儲在數據庫中，數據監控模塊會向用戶提供詳細的汽車試驗過程中的扭矩、轉速信息。數據管理模塊會對這些數據進行運算處理、分析、計算，在上位機云平臺上進行顯示，實現遠程監測的功能，方便用戶遠程監測汽車試驗過程中的數據變化，方便進行數據查詢[2]。

　　2.2 網絡層

　　汽車研究所的網關服務器是汽車工業試驗數據監控系統網絡層的核心組成部分之一，它是通過應用層和 TCP/IP 協議相連接，通過 485 總線與無線傳感網絡通信方式與感知層直接相連或通過控制層間接地與傳感層相連，將本系統的控制層、應用層及感知層相連為相互融合的、統一的整體。

　　2.3 控制層

　　汽車研究所的網關服務器是汽車工業試驗數據監控系統要充分實現汽車在試驗過程中對汽車零部件各參數數據進行實時監控，需要設置專門的設備控制器，以此來接收上層下發的最新指令，并分析指令。本系統沒有自主設計的控制層應用設備，只需達到遠程監測汽車相關零部件數據的目的。

　　3 汽車工業試驗數據監控系統的設計實現

　　3.1 軟件平臺

　　汽車工業試驗數據監控系統綜合運用傳感器、無線/有線網絡、嵌入式開發、數據庫、RS485 總線等技術，實現汽車研究所在汽車試驗過程中的數據采集、數據分析、數據監控等功能。數據庫管理系統選用 O-RACLE。結合嵌入式的技術，系統平臺界面運用 JAVASCRIPT、JSP 腳本語言及 AJAX 設計完成，服務器后臺的應用程序開發環境應用 JAVA 語言設計完成[3]。

　　3.2 模塊劃分

　　汽車工業試驗數據監控系統主要實現了汽車試驗時汽車轉速、扭矩信息的采集、數據分析、數據傳輸以及數據在上位機平臺的實時顯示等功能。其主要模塊包括系統管理、數據采集、無線通信、數據監控、視頻監控等。

　　推薦閱讀：《汽車之友》(《AUTO FAN》)雜志 [1] 是由中國汽車工程學會主辦的汽車類專業雜志。中國汽車工程學會(SAE-China)成立于1963年。