周星光　費愛萍　淘澤　盧青　李思圖　張琦晗

摘 要：針對本單位實驗室的獨立伺服四點彎曲梁試驗儀進行了拓展功能程序的開發(fā)，以物聯(lián)網(wǎng)的思想實現(xiàn)獨立伺服四點彎曲梁試驗儀遠程監(jiān)控和記錄試驗數(shù)據(jù)的功能。應(yīng)用C#、.Net、SQL語言編制程序?qū)ⅹ毩⒃囼瀮x與云端、手機終端連接起來，解決了大量試驗數(shù)據(jù)自動存儲問題及實現(xiàn)試驗過程中人員遠程監(jiān)控接收數(shù)據(jù)信息的需求，為高校實驗室物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)提供可行參考。

關(guān)鍵詞：四點彎曲梁試驗儀;物聯(lián)網(wǎng);云平臺;遠程監(jiān)控

一、引言

隨著信息化、物聯(lián)網(wǎng)及計算機技術(shù)的快速發(fā)展，高校實驗室的智能化和物聯(lián)化需求不斷提高。特別在有毒、噪音大、實驗時程長的實驗項目中實現(xiàn)云平臺數(shù)據(jù)存儲、傳輸、分析及遠程監(jiān)控是十分必要的。李孟瑋[1]對物聯(lián)網(wǎng)在高校智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用案例進行了歸類總結(jié);周娟[2]等人依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對高校實驗室設(shè)備管理系統(tǒng)進行了研究開發(fā)，解決了試驗設(shè)備的信息化管理;針對學(xué)校信息管理的特殊要求，夏平平[3]開發(fā)了學(xué)校私有的存儲系統(tǒng)——云盤系統(tǒng)，為實現(xiàn)更好的校園資源管理提供了案例;學(xué)校之外有更多的企業(yè)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、云平臺等技術(shù)對其生產(chǎn)管理工作進行優(yōu)化和探索：李江恒，趙燕熙[4]將物聯(lián)網(wǎng)、云數(shù)據(jù)技術(shù)和無線通訊技術(shù)引入到半連續(xù)剝采工藝中，實現(xiàn)了實時監(jiān)控生產(chǎn)數(shù)據(jù)和遠程調(diào)試維護控制系統(tǒng)的運行;黎志，唐智，馮彥春[5]將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新一代信息技術(shù)應(yīng)用到直流電源設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)中，對直流電源設(shè)備的實際運行情況進行全方位的監(jiān)控，提高了電力運行可靠性，降低了運維人員的工作效率和運營成本。目前，信息化、云平臺等技術(shù)手段正逐漸應(yīng)用到高校實驗教學(xué)和科研工作當(dāng)中。

道橋?qū)嶒炇业莫毩⑺欧狞c彎曲梁試驗儀采用電液伺服閥及計算機數(shù)字控制先進技術(shù)，能夠精確的測量和控制試驗加荷、卸荷等試驗過程是大專院校和科研單位不可缺少的試驗設(shè)備。盡管我國的試驗設(shè)備的自動化程度較高，但由于疲勞試驗的特殊性仍需要試驗人員長時間守在儀器旁查看試驗數(shù)據(jù)和檢測設(shè)備運行狀態(tài)。而物聯(lián)網(wǎng)和微信小程序的興起為解決試驗人員的束縛問題提供了可行方案。四點彎曲梁試驗監(jiān)控與分析云平臺是Winform窗體程序、云服務(wù)器和微信小程序組成的一套可以遠程監(jiān)控疲勞試驗進程系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有操作簡單，可隨時隨地查詢試驗進程以及歷史數(shù)據(jù)，并且可以在線查詢試驗室其他儀器的使用情況，能夠極大的提高科研人員的工作效率。

二、系統(tǒng)基本組成

1.系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)是基于YX-DT型獨立伺服四點彎曲梁試驗儀開發(fā)的試驗輔助程序，其中包括試驗機、上位機、數(shù)據(jù)采集上傳程序、云端數(shù)據(jù)庫、移動端數(shù)據(jù)查詢程序。

2 ?系統(tǒng)的軟件設(shè)計

2.1 ?系統(tǒng)的總體框架

整個系統(tǒng)分為三部分，PC端、云服務(wù)器端和移動端。其中PC端是指與上位機一同工作的，云服務(wù)器端用來儲存試驗數(shù)據(jù)，移動端為試驗人員的移動設(shè)備查詢試驗數(shù)據(jù)。

2.2 ? 系統(tǒng)功能說明

（1）數(shù)據(jù)讀取功能：數(shù)據(jù)讀取程序?qū)⒃囼灁?shù)據(jù)從上位機程序提取出，篩選出試驗人員所需的數(shù)據(jù)存入臨時內(nèi)存數(shù)據(jù)表內(nèi)，主要由C#編程實現(xiàn)。

（2）數(shù)據(jù)上傳功能：得到數(shù)據(jù)讀取功能寫入的數(shù)據(jù)表后，將數(shù)據(jù)表轉(zhuǎn)化為特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上傳到云端，同時將試驗機狀態(tài)也上傳到云端，主要API接口技術(shù)實驗。

（3）數(shù)據(jù)存儲功能：在云服務(wù)器利用MySQL2008儲存上位機上傳的試驗數(shù)據(jù)及儀器工作狀態(tài)。

（4）數(shù)據(jù)查詢功能：微信小程序不受限于硬件環(huán)境，只要能夠安裝微信便能運行，試驗人員可以利用個人手機隨時隨地查詢歷史試驗數(shù)據(jù)及工作中試驗機產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。

2.3 ?開發(fā)技術(shù)簡介

（1）PC端程序開發(fā)——C#（winform窗體程序）編程技術(shù)

（2）云端數(shù)據(jù)庫——MSSQL2008數(shù)據(jù)庫

（3）云端應(yīng)用程序接口—基于C#語言的WebAPI編程技術(shù)

（4）移動端數(shù)據(jù)查詢程序——微信小程序開發(fā)技術(shù)

2.4 ?軟件工作流程

三、系統(tǒng)運行及數(shù)據(jù)分析

3.1 ?系統(tǒng)運行及實驗結(jié)果

實驗儀器連接正確后，通電，啟動上位機程序，設(shè)置試驗參數(shù)。將試件固定于四支點彎曲夾具，安裝位移傳感器，放入環(huán)境箱內(nèi)特定位置。運行試驗數(shù)據(jù)讀取與上傳程序，設(shè)置軟件參數(shù)設(shè)置，主要為：設(shè)置數(shù)據(jù)上傳周期;APIURL路徑設(shè)置;設(shè)置試驗儀器ID 注：PC端程序的系統(tǒng)參數(shù)安裝時設(shè)置一次即可，系統(tǒng)參數(shù)若無變動，不需重復(fù)設(shè)置）。

當(dāng)軟件提示注冊成功時即可正常使用，若提示注冊失敗檢查APIURL路徑設(shè)置是否正確及網(wǎng)絡(luò)通信是否正常。

當(dāng)試件在環(huán)境箱內(nèi)規(guī)定溫度下養(yǎng)生4小時以上便可以進行試驗。

數(shù)據(jù)查詢程序是試驗人員查詢試驗數(shù)據(jù)的終端程序。因為微信小程序不需要下載和安裝即可使用，根植與微信中，避免了跨平臺（Android/IOS）問題，操作簡單，無需試驗人員學(xué)習(xí)便可使用，因此可作為搭建數(shù)據(jù)查詢程序的方案。

數(shù)據(jù)查詢程序不僅能夠查詢試驗數(shù)據(jù)，同時內(nèi)置了實驗室資產(chǎn)管理，在線設(shè)備查詢等功能，為試驗管理人員可以供試驗室管理的一種方案。

四、結(jié)束語

通過實際試驗和測試，本系統(tǒng)達到了預(yù)期效果，實現(xiàn)了YX-DT型獨立伺服四點彎曲梁試驗儀信息數(shù)據(jù)實時監(jiān)控和采集傳輸?shù)墓δ埽p輕了試驗人員進行瀝青混合料四點彎曲疲勞壽命試驗的工作量。本系統(tǒng)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計思想，借助用云平臺技術(shù)，可將試驗儀器通過傳感器或者相應(yīng)的程序然后由互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭苿佣耍瑢崿F(xiàn)了人與儀器的分離。

本系統(tǒng)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的思想，在實驗室試驗儀器的物聯(lián)化做出一點探索，或可為以后智能實驗室、智能校園等物聯(lián)網(wǎng)項目提供參考。

基金項目：遼寧科技大學(xué)省級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目（201810146107）

參考文獻

[1]李孟瑋.淺談物聯(lián)網(wǎng)在高校智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用[J].研究探討，2019.12：180;

[2]周娟等.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校試驗設(shè)備管理中的應(yīng)用研究[J].技術(shù)平臺，2017（12）：1-4;

[3]夏平平.基于云平臺技術(shù)的校園云盤的設(shè)計與實現(xiàn)[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2019（11）：39-40;

[4] 李江恒，趙燕熙.基于云平臺的大型露天礦半連續(xù)廢石輸送系統(tǒng)遠程監(jiān)控應(yīng)用[J].中國礦業(yè)，2020（1）：75-80;

[5]黎志，唐智，馮彥春.基于智能云平臺的直流電源設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)在重慶鋼鐵的應(yīng)用[J].冶金動力，2020（1）：64-67.

（作者單位：遼寧科技大學(xué)土木工程學(xué)院）