沈陽(yáng)新大陸建筑設(shè)計(jì)有限公司 沈 月

引言

恒電位儀在電化學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)中的地位至關(guān)重要，也是組成各種電化學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的核心部件，它的出現(xiàn)使得電化學(xué)在檢測(cè)和分析等領(lǐng)域的發(fā)展呈現(xiàn)出多元化的趨勢(shì)[1-3]。本文利用OneNet云平臺(tái)對(duì)恒電位儀進(jìn)行遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)和控制，用戶可以憑借OneNet提供的接口對(duì)恒電位儀進(jìn)行監(jiān)控，使現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)變得更加便捷和高效。

1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與分析

整體思路為通過(guò)PLC對(duì)恒電位儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等操作，之后通過(guò)GPRS模塊將采集到的數(shù)據(jù)上傳到OneNet云服務(wù)器中，用戶可以通過(guò)OneNet云服務(wù)器在PC端和智能終端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查看和分析。可編程控制器PLC負(fù)責(zé)采集恒電位儀的電壓、電流、電位等參數(shù)以及接收從OneNet平臺(tái)傳來(lái)的命令并根據(jù)命令對(duì)恒電位儀進(jìn)行輸出調(diào)控?？删幊炭刂破髋c平臺(tái)的交互通過(guò)GPRS模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)[4-5]，軟件上的操作均基于OneNet云平臺(tái)，為用戶提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、圖形化顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等多種服務(wù)。

圖1 恒電位儀監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理圖

1.1 GPRS模塊

通過(guò) GPRS 網(wǎng)絡(luò)相互傳輸數(shù)據(jù)，使用該模塊可實(shí)現(xiàn)串口到網(wǎng)絡(luò)的雙向數(shù)據(jù)透明傳輸。使用的波特率為115200bps，設(shè)置指令為AT指令集。此外該模塊支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，例如TCP、UDP、HTTP等，說(shuō)明GPRS模塊具有較好的兼容性，適合多種多樣的場(chǎng)合。

1.2 PLC控制器及接口模塊

采用MAC310作為核心控制器，其包含了5路數(shù)字量輸入接口，4路數(shù)字量輸出接口，三個(gè)串行數(shù)據(jù)端口以及兩個(gè)以太網(wǎng)口，其中串口用于與GPRS模塊進(jìn)行通信，而數(shù)字量輸入接口則與其他拓展模塊一起對(duì)恒電位儀進(jìn)行參數(shù)采集和控制。選用EA100型模擬量輸入拓展模塊，采集恒電位儀的電壓、電流和電位參數(shù)信號(hào)。EA100模塊包含6路模擬量輸入接口，本文使用第0路-第2路模擬量輸入接口，分別對(duì)應(yīng)0A0B0C、1A1B1C、2A2B2C接口。

圖2 OneNet上層監(jiān)控平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)示意圖

2 OneNet云平臺(tái)簡(jiǎn)介

OneNet云平臺(tái)為用戶提供了多種接入方式和服務(wù)，從多方面考慮用戶的需求，使用方法簡(jiǎn)單易上手，避開(kāi)了諸多關(guān)于上層平臺(tái)搭建的問(wèn)題。選擇的TCP透?jìng)鲄f(xié)議主要具有數(shù)據(jù)透?jìng)?、無(wú)需開(kāi)發(fā)設(shè)備、靈活性較高和命令發(fā)送等特點(diǎn)。圖2為OneNet上層監(jiān)控平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)，GPRS模塊傳來(lái)的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)用戶自定義的腳本的解析最終顯示在監(jiān)控平臺(tái)上，用戶可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)登陸或者通過(guò)智能手機(jī)、平板電腦等智能終端的APP登陸平臺(tái)，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽；用戶對(duì)恒電位儀進(jìn)行操作也可以在監(jiān)控平臺(tái)上進(jìn)行。用戶在觸發(fā)這些選項(xiàng)之后，依據(jù)用戶的腳本，相應(yīng)的指令會(huì)通過(guò)GPRS模塊下放到下層控制系統(tǒng)，進(jìn)而控制恒電位儀。

圖3 解析數(shù)據(jù)部分函數(shù)示意圖

圖4 網(wǎng)頁(yè)瀏覽系統(tǒng)監(jiān)測(cè)情況示意圖

解析數(shù)據(jù)部分函數(shù)如圖3所示，該函數(shù)的入口參數(shù)dev為用戶數(shù)據(jù)，即用戶設(shè)備的各種參數(shù)，輸出參數(shù)為接收數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度size和解析后的數(shù)據(jù)點(diǎn)集合json，其中size的單位為字節(jié)數(shù)。整個(gè)函數(shù)主要功能是解析底層設(shè)備上傳的數(shù)據(jù)，關(guān)于用戶處理上傳數(shù)據(jù)的操作都可以寫(xiě)在此函數(shù)內(nèi)。

3 測(cè)試與總結(jié)

系統(tǒng)監(jiān)測(cè)情況如圖4所示，PLC控制器的程序設(shè)置成每1秒向平臺(tái)發(fā)送一次恒電位儀的參數(shù)值和工作狀態(tài)，用戶可通過(guò)折線圖和儀表盤(pán)來(lái)詳細(xì)的了解恒電位儀的參數(shù)情況，通過(guò)折線圖了解恒電位儀當(dāng)前的工作模式和參比電極選擇情況。用戶可以通過(guò)登錄OneNet網(wǎng)頁(yè)平臺(tái)對(duì)恒電位儀的參數(shù)和工作狀態(tài)進(jìn)行瀏覽查詢，此外還可以通過(guò)OneNet平臺(tái)自助研發(fā)的APP應(yīng)用訪問(wèn)該系統(tǒng)。

4 總結(jié)

本文通過(guò)OneNet云平臺(tái)使得恒電位儀的監(jiān)測(cè)和控制變得方便快捷，用戶可以在任何有網(wǎng)絡(luò)的地方通過(guò)網(wǎng)頁(yè)登陸或者APP應(yīng)用登陸的形式訪問(wèn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)隨地監(jiān)控恒電位儀的目的。

[1]藤嶼昭著,陳震,姚建年譯．電化學(xué)測(cè)定方法[M]．北京∶北京大學(xué)出版社,1995∶51-53．

[2]鐘海軍．恒電位儀研究現(xiàn)狀及基于恒電位儀的化學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用[J]．分析儀器,2009,(2)∶1-5．

[3]鄭耀漢．基于AVR單片機(jī)的智能恒電位儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]．青島∶中國(guó)海洋大學(xué),2014．

[4]王政,彭宏．遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控管理平臺(tái)的研究與實(shí)現(xiàn)[J]．中國(guó)有線電視, 2013,12∶1364-1369．

[5]陳金超,謝東亮．無(wú)線網(wǎng)絡(luò)TCP擁塞控制算法研究綜述[J]．軟件,2015,36(1)∶82-87．