王鑫波，董海明，胡 潔天津英利新能源有限公司

分析大型儀器設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王鑫波，董海明，胡 潔
天津英利新能源有限公司

目前我國(guó)許多行業(yè)對(duì)大型儀器設(shè)備的使用效率相對(duì)低下，購(gòu)置也較為頻繁，面對(duì)這一狀況，提出了相應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)工作電流、SD卡以及以太網(wǎng)等將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行?，再利用WED對(duì)儀器的使用情況進(jìn)行分析與查詢(xún)，目前該系統(tǒng)在上海、浙江等地進(jìn)行使用，取得了良好效果。

大型儀器；運(yùn)行狀態(tài)；監(jiān)控系統(tǒng)

我國(guó)目前對(duì)科研工作越來(lái)越重視，對(duì)大型儀器設(shè)備的投入也在逐年提高，各個(gè)行業(yè)均對(duì)大型儀器設(shè)備進(jìn)行了配置，品質(zhì)也與以往有了很大的提高，但是當(dāng)前總體而言對(duì)大型儀器設(shè)備的使用率較低，共享能力與有所不足，對(duì)大型儀器設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析應(yīng)該成為目前工作的中心內(nèi)容，通過(guò)對(duì)大型儀器設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)、有效的監(jiān)控，并對(duì)這一系統(tǒng)進(jìn)行分析，讓大型儀器設(shè)備的工作效率得到提高。

一、大型儀器設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀

我國(guó)許多行業(yè)對(duì)大型儀器設(shè)備的使用記錄仍舊采取紙質(zhì)記錄的方式，這樣的方式實(shí)效性差，隨意性強(qiáng)，管理與查詢(xún)有很大的不便，只有少部分大型儀器設(shè)備自身帶有裝置進(jìn)行記錄，但是其中沒(méi)有連接網(wǎng)絡(luò)的接口，資料無(wú)法進(jìn)行上傳，部分行業(yè)利用人工手段將其錄入計(jì)算機(jī)，再進(jìn)行檢測(cè)以及分析，這樣雖然對(duì)使用信息實(shí)現(xiàn)了信息化管理，但是主觀性較強(qiáng)，并且缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在近幾年，我國(guó)對(duì)儀器設(shè)備使用的自動(dòng)獲取進(jìn)行了研究，一些學(xué)者利用軟件對(duì)設(shè)備接口的數(shù)據(jù)進(jìn)行攔截與分析，這樣實(shí)現(xiàn)了對(duì)大型儀器設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)控，但是許多設(shè)備是不存在接口信號(hào)的，也無(wú)法與計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，因此這一方法只適用于一部分儀器設(shè)備，部分專(zhuān)家對(duì)儀器設(shè)備的電壓、電流進(jìn)行檢測(cè)，也能夠?qū)x器設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，但是這種方法手段過(guò)于單一，不能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的采集與有效的分析。

二、大型儀器設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

大型儀器設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)由中心數(shù)據(jù)交換模塊、儀器設(shè)備狀態(tài)采集盒以及查詢(xún)分析等部分構(gòu)成，中心數(shù)據(jù)交換模塊用于對(duì)儀器設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收并對(duì)采集盒進(jìn)行控制；儀器設(shè)備狀態(tài)采集盒對(duì)儀器設(shè)備的使用狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并將數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器上，服務(wù)器應(yīng)裝有中心數(shù)據(jù)交換模塊；查詢(xún)分析系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)儀器設(shè)備的狀態(tài)信息予以顯示，并且提供統(tǒng)計(jì)、查詢(xún)以及分析功能，讓管理者可以對(duì)每一臺(tái)儀器設(shè)備的使用情況一目了然。

系統(tǒng)的整個(gè)構(gòu)造十分靈活多變，使用分布式模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且擁有多種數(shù)據(jù)傳輸方式，例如SD卡手動(dòng)傳輸、以太網(wǎng)傳輸以及GPRS傳輸?shù)?，在現(xiàn)場(chǎng)情況較為復(fù)雜的情況下可以快速得將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器之中，采集盒具有數(shù)據(jù)緩存的功能，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存，在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行儲(chǔ)存，不會(huì)讓數(shù)據(jù)流失，待到網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)連接后再進(jìn)行傳輸。數(shù)據(jù)交換模式被部署在應(yīng)用服務(wù)器上，其中包含了端口選擇技術(shù)，允許千余采集盒同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與控制，這一技術(shù)采用智能技術(shù)，并不需要人工進(jìn)行干預(yù)；查詢(xún)分析系統(tǒng)使用的是以WED作為基礎(chǔ)的B-S系統(tǒng)，由于WED自身的特性，用戶只要在可以聯(lián)網(wǎng)的情況下就可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢(xún)與分析。

三、大型儀器設(shè)備運(yùn)行狀體檢測(cè)系統(tǒng)工作原理

（一）檢測(cè)數(shù)據(jù)交換模塊

在服務(wù)器上運(yùn)行的數(shù)據(jù)交換模塊負(fù)責(zé)和狀態(tài)采集盒進(jìn)行通訊，對(duì)采集盒采集到的設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行接收，并且根據(jù)用戶自身的設(shè)置將數(shù)據(jù)向中心服務(wù)器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)或者直接儲(chǔ)存到本地服務(wù)器中，數(shù)據(jù)交換模塊使用的是VC++2005，符合選擇端口的使用，使用服務(wù)器資源較少，性能較高，能夠允許1000臺(tái)以上的采集盒在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)交換模塊自身可以對(duì)設(shè)備采集盒的采集頻率、狀態(tài)以及時(shí)間等進(jìn)行控制，支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳、SD卡傳輸，對(duì)用戶的使用給予了極大的方便。

（二）儀器設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)原理

為了能夠較為準(zhǔn)確地對(duì)各種儀器的使用狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并且與常用儀器進(jìn)行兼容，系統(tǒng)將以各類(lèi)儀器的使用電量作為檢測(cè)的基礎(chǔ)，將儀器設(shè)備的工作電流引入互感線圈，對(duì)電壓、電流強(qiáng)度等數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，再進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，待到電流量化為數(shù)字信號(hào)后，將進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行傳輸，對(duì)電流值的大小進(jìn)行分析，分別對(duì)儀器處于關(guān)機(jī)、開(kāi)機(jī)以及待機(jī)時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，將儀器設(shè)備的使用記錄進(jìn)行儲(chǔ)存或者通過(guò)以太網(wǎng)以及GPRS向中心服務(wù)接口進(jìn)行傳輸。這種測(cè)量方式不會(huì)儀器設(shè)備本身進(jìn)行植入或干預(yù)，可實(shí)施性強(qiáng)，安全系數(shù)較高，通用性較強(qiáng)，檢測(cè)精度較高。

（三）儀器設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯現(xiàn)

平臺(tái)以WED作為基礎(chǔ)進(jìn)行架構(gòu)，但是將儀器運(yùn)行狀態(tài)在WED中進(jìn)行顯現(xiàn)較為困難，需要經(jīng)常對(duì)頁(yè)面進(jìn)行刷新，為數(shù)據(jù)的顯現(xiàn)以及用戶的使用帶來(lái)了許多不良影響，面對(duì)這一問(wèn)題，對(duì)儀器設(shè)備處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的實(shí)時(shí)顯現(xiàn)采用AJAX技術(shù)，這一技術(shù)是多種技術(shù)的結(jié)合體，它由CSS與XHTML進(jìn)行呈現(xiàn)，利用DOM對(duì)動(dòng)態(tài)的現(xiàn)實(shí)與交互進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，利用XSTL與XML對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行交換與管理，利用XMLHttp Request對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，利用JavaScript對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與綁定，對(duì)WED交互性差缺點(diǎn)進(jìn)行了克服，用戶可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)直接對(duì)實(shí)時(shí)信息進(jìn)行過(guò)獲取。

（四）儀器設(shè)備狀態(tài)統(tǒng)計(jì)分析模塊

該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能極為強(qiáng)大，可以對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行管委會(huì)、單位、分類(lèi)和單臺(tái)設(shè)備這四個(gè)層面進(jìn)行管理與統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以制作成圖表。設(shè)備儀器類(lèi)別使用狀態(tài)比較分析統(tǒng)計(jì)、各單位使用情況統(tǒng)計(jì)、可以對(duì)時(shí)間段進(jìn)行選擇、可以對(duì)統(tǒng)計(jì)圖表進(jìn)行選擇是統(tǒng)計(jì)模塊具有的功能，也是它能夠提供給用戶的有效的服務(wù)。

綜上所述，近年來(lái)，大型儀器在各行各業(yè)中發(fā)揮的作用越來(lái)越重要，但是當(dāng)前總體而言對(duì)大型儀器設(shè)備的使用與管理方面還存在一些問(wèn)題，比如使用率較低，共享能力與有所不足等，值得引起我們足夠的重視。這需要廣大相關(guān)工作者尤其是技術(shù)人員加大對(duì)大型儀器設(shè)備的管理力度，通過(guò)對(duì)大型儀器設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)、有效的監(jiān)控，使大型儀器設(shè)備更好地為我們服務(wù)。

[1]過(guò)元華,章國(guó)寶.大型儀器設(shè)備遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)[J].2011,（12）：171-172

[2]付清林,杜玉杰,劉浩,張勉,田秀兵.大型儀器設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2016,（3）：139-140

[3]鄧曉東,黃雪霜.科學(xué)管理大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備——記中國(guó)醫(yī)科大學(xué)儀器設(shè)備使用狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)[J].中國(guó)發(fā)明與專(zhuān)利,2011,（12）：152-153