基于物聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)關(guān)柜智能除濕裝置設(shè)計(jì)

湯陶

摘 要：為了通過(guò)智能系統(tǒng)控制高壓柜的除濕功能，可以基于在數(shù)據(jù)中收集終端基礎(chǔ)上，并將智能應(yīng)用除濕主設(shè)備進(jìn)行設(shè)置。在可以由平臺(tái)提供的物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程登錄，并可以監(jiān)控開(kāi)關(guān)柜中環(huán)境的溫度和空氣濕度。基于物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)技術(shù)，設(shè)計(jì)協(xié)作開(kāi)發(fā)了一個(gè)頂級(jí)應(yīng)用程序APP，該應(yīng)用程序可以實(shí)時(shí)監(jiān)視開(kāi)關(guān)柜的基本運(yùn)行操作環(huán)境。另外，下位機(jī)可以根據(jù)MODBUS協(xié)議的RS-485通訊收集到的綜合數(shù)據(jù)可以顯示在PC機(jī)界面，可以實(shí)現(xiàn)終端的本地監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控開(kāi)關(guān)門(mén)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);關(guān)柜;智能除濕裝置;485總線通信;STM32

引言

越來(lái)越多的智能傳輸在大都市建設(shè)中變得越來(lái)越普及。智能應(yīng)用傳輸需要防止系統(tǒng)誤鎖，實(shí)現(xiàn)更智能的功能，而冷凝解決方案是開(kāi)關(guān)柜的核心問(wèn)題。特別是在中國(guó)高濕地區(qū)，如長(zhǎng)江中下游的梅雨帶，絕大部分的絕緣事故是由凝結(jié)問(wèn)題引起的。由于開(kāi)關(guān)設(shè)備的環(huán)境易于凝結(jié)，因此長(zhǎng)時(shí)間會(huì)腐蝕線路，對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)行造成極大的危險(xiǎn)，并且開(kāi)關(guān)設(shè)備的密封性能導(dǎo)致機(jī)柜散熱效果不好，這非常不利于開(kāi)關(guān)柜的除濕功能。因此，當(dāng)該值達(dá)到冷凝的設(shè)定值時(shí)，需要使用輸配電設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)監(jiān)視開(kāi)關(guān)設(shè)備中的溫度和濕度，并進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視開(kāi)關(guān)柜的除濕。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的技術(shù)與開(kāi)關(guān)設(shè)置設(shè)備的結(jié)合，對(duì)于進(jìn)一步發(fā)展輸變電設(shè)備的設(shè)計(jì)模式，努力實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)檢測(cè)結(jié)果和遠(yuǎn)程除濕功能具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1開(kāi)關(guān)柜智能除濕構(gòu)架

開(kāi)關(guān)柜智能除濕設(shè)備由STM32作為下位計(jì)算機(jī)，使用Modbus進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，以C#形式設(shè)計(jì)顯示界面作為上位計(jì)算機(jī)，SAE作為服務(wù)器，APP作為監(jiān)視客戶(hù)端。STM32控制模塊的外部溫度和相對(duì)濕度傳感器通過(guò)RS-485將最終的數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)絇C機(jī)的串行口。接收到信息后，PC的串行端口通過(guò)C#控件接收數(shù)據(jù)并將其顯示在界面上。同時(shí)，下位計(jì)算機(jī)收集的溫度和濕度信息通過(guò)HTTP傳輸協(xié)議將數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器POST，服務(wù)器可以接收信息的內(nèi)容并快速響應(yīng)，然后在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中存儲(chǔ)和接收全面的數(shù)據(jù)。最后，遠(yuǎn)程客戶(hù)端訪問(wèn)服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)并將其顯示在交互式界面上。如果檢測(cè)到的數(shù)據(jù)超過(guò)閾值，則遠(yuǎn)程客戶(hù)端將控制命令發(fā)送到下位計(jì)算機(jī)以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程除濕功能，可以分別在PC端和移動(dòng)通信設(shè)備終端上監(jiān)視和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。

2控制開(kāi)關(guān)柜智能系統(tǒng)中除濕裝置下方機(jī)位的設(shè)計(jì)方法

該系統(tǒng)的下層計(jì)算機(jī)使用STM32作為控制器，包括顯示OLED、6個(gè)按鈕、蜂鳴器、溫度和濕度傳感器、RS-485模塊、ESP8266 wifi模塊等。STM32 MCU主機(jī)通過(guò)一條總線模擬溫度和濕度傳感器的時(shí)序，然后通過(guò)讀取時(shí)序來(lái)讀取傳感器的溫度和濕度值。STM32的GPIO軟件設(shè)置高電平和低電平來(lái)控制繼電器，以調(diào)節(jié)和控制開(kāi)關(guān)設(shè)備的環(huán)境溫度和濕度。STM32通過(guò)RS-485通訊從主機(jī)接收命令幀數(shù)據(jù)，并根據(jù)Modbus解析指令幀，確定對(duì)應(yīng)的功能碼是否對(duì)應(yīng)，然后執(zhí)行與該功能碼對(duì)應(yīng)的操作，并發(fā)送收集到的數(shù)據(jù)到PC。顯示上位機(jī)的固定區(qū)域。流程結(jié)束時(shí)，STM32把收集到的數(shù)據(jù)將通過(guò)ESP8266wifi上傳到平臺(tái)，并且在服務(wù)器端還可以看到其他相關(guān)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)綜合數(shù)據(jù)。

3控制開(kāi)關(guān)柜智能系統(tǒng)中除濕裝置上方機(jī)位的設(shè)計(jì)方法

此系統(tǒng)的上層計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)由Visual Studio C#編程設(shè)計(jì)。C#編程的特點(diǎn)是強(qiáng)大的可見(jiàn)性和簡(jiǎn)單的操作。它是一種面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言。上位機(jī)的設(shè)計(jì)可分為三部分：界面設(shè)計(jì)、代碼設(shè)計(jì)和全面的數(shù)據(jù)通信。界面設(shè)計(jì)采用控制布局的方式，設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)顯示界面，數(shù)據(jù)發(fā)送按鈕和命令發(fā)送。根據(jù)要求按下按鈕，接收到的數(shù)據(jù)可以在主機(jī)界面上實(shí)時(shí)顯示，數(shù)據(jù)發(fā)送按鈕可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器，命令發(fā)送按鈕可以將服務(wù)器控制命令發(fā)送到下位計(jì)算機(jī)。在調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)類(lèi)和網(wǎng)絡(luò)類(lèi)之后，代碼設(shè)計(jì)將從串行端口接收的數(shù)字分配給指定的變量，然后通過(guò)數(shù)據(jù)點(diǎn)將獲取的數(shù)據(jù)拼接成圖形。

4智能除濕服務(wù)器的控制開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)的服務(wù)器使用新浪云計(jì)算平臺(tái)。該服務(wù)器在整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中繼中起著核心作用。在設(shè)計(jì)和配置過(guò)程中，服務(wù)器主要包括與下位機(jī)和遠(yuǎn)程客戶(hù)端的通信和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。當(dāng)每個(gè)模塊向服務(wù)器發(fā)起請(qǐng)求時(shí)，系統(tǒng)服務(wù)器會(huì)及時(shí)將響應(yīng)索引到相應(yīng)的數(shù)據(jù)中。新浪云服務(wù)器是新浪云團(tuán)隊(duì)，剛開(kāi)始它僅支持PHP語(yǔ)言。后來(lái)，它加入了Python和Java以提供更多的MySQL大型數(shù)據(jù)庫(kù)專(zhuān)業(yè)服務(wù)。為此設(shè)計(jì)選擇的PHP語(yǔ)言具有易于輸入和可操作性的特點(diǎn)。

6結(jié)束語(yǔ)

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，研究和設(shè)計(jì)了開(kāi)關(guān)柜的智能除濕功能，并根據(jù)開(kāi)關(guān)柜的環(huán)境狀況提出了信息獲取、PC監(jiān)控、服務(wù)器接收和移動(dòng)通信終端監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控平臺(tái)。智能系統(tǒng)超遠(yuǎn)濕度和溫度數(shù)據(jù)綜合監(jiān)控是智能開(kāi)關(guān)柜的控制中心，力求實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)操作柜的集成監(jiān)控管理和綜合控制，STM32實(shí)現(xiàn)了控制器溫度和濕度數(shù)據(jù)采集終端的現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)柜。環(huán)境中與數(shù)據(jù)相關(guān)的參數(shù)的收集可以為控制開(kāi)關(guān)柜的智能除濕的獨(dú)特設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。主機(jī)和移動(dòng)通信設(shè)備客戶(hù)端中的界面操作系統(tǒng)為強(qiáng)大的保護(hù)功能提供了遠(yuǎn)程監(jiān)視和自動(dòng)除濕功能。為了解決便利性問(wèn)題，可以使用具有網(wǎng)絡(luò)模塊的嵌入式設(shè)備代替現(xiàn)有的獲取設(shè)備。隨著全智能傳輸網(wǎng)的全面發(fā)展，它在智能應(yīng)用中具有控制開(kāi)關(guān)設(shè)備的能力?；谖锫?lián)網(wǎng)（IoT）系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)，智能應(yīng)用的技術(shù)也將能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方面的提升。

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