CN106125624B - 一种基于Android平台的水泵测控系统 - Google Patents

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Abstract

一种基于Android平台的水泵测控系统属于自动化监测控制技术领域，包括水槽、水泵、电机、压力传感器、电磁阀、流量传感器、转速传感器、下位机、服务器端和移动客户端。本发明提供一种能实现远程测控并将智能手机等移动客户端作为载体的基于Android平台的水泵测控系统，实现对水泵运行情况更加优化、便捷、易操作的控制和管理，具有通讯灵活、数据可靠、用户容易理解和操作、界面友好、能实现24小时不间断和不受距离限制地进行监控、在价格上相对IOS和Windows Phone等系统的终端来说更加优惠，适用于水泵运行的各种场所。

Description

一种基于Android平台的水泵测控系统
技术领域
本发明属于自动化监测控制技术领域，特别是涉及到一种基于Android平台的水泵测控系统。
背景技术
水泵在国民经济生活中应用广泛，关于水泵的测控技术也由来己久。由于水泵工作环境复杂而且工作时间长，采用传统的现场测控的方法往往效率低下并且人工劳动强度大，难以满足生产生活的需要，因此采用自动化的测控手段已经成为水泵测控领域的主要趋势。
远程测控技术是工业测控领域的前沿技术，它是传统测控技术与计算机技术、网络技术、通信技术等新兴技术相结合的产物，在工业领域中有着广阔的应用前景。随着技术的逐渐成熟以及获得了越来越广泛的使用，传统的远程测控技术已经不能满足人们对于信息开放以及远距离随时随地获取信息的需求，于是基于Internet的远程测控技术随之而产生，它一经出现便成为国内外研究的热门课题。基于Internet的远程测控系统具有传统远程测控系统所无法比拟的一些优点：它采用互联网作为信息传输的媒介，使得信息传递既方便又快捷。
Android是由Google发布的基于Linux的开源手机平台，使用Java语言开发，支持多种硬件设备，它是第一个完全定制、免费、开放的手机平台。基于Android系统的智能移动设备凭借其低廉的价格、简易的操作以及高性价比的价格优势迅速占领了移动智能端的市场。与此同时，借助这一利好，大批以前人们无法使用的技术迅速的普及开来。这也使得大量Android系统平台的APP进入到了人们的工作、生活当中。通过APP的开发，各大厂商都得到了丰厚利益回报，而消费者也享受到更加优越的服务体验。在这种双方得利的条件下，基于系统的智能移动设备已经深入到了人们的生活当中。
如何将基于Android系统平台的APP与水泵测控技术有效结合，实现远程、便携测控成为一种新的研究方向。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能实现远程测控并将智能手机等移动客户端作为载体的基于Android平台的水泵测控系统，用来解决传统的水泵测控系统，只能实现现场监测和手动控制，无法实现远程、便携测控的技术问题。
一种基于Android平台的水泵测控系统，包括水槽、水泵、电机、压力传感器、电磁阀、流量传感器、转速传感器、下位机、服务器端和移动客户端；
所述水槽与水泵的进水管固定连接；
所述水泵通过联轴器与电机连接，水泵的入口管路上固定安装有压力传感器，水泵的出口管路上依次固定安装有压力传感器、流量传感器和电磁阀；所述电机上设置有转速传感器；
所述下位机与流量传感器、转速传感器、压力传感器、电机以及电磁阀连接，下位机包括单片机、控制电路和串口服务器；所述单片机上设置有RS232接口，单片机通过RS232接口与串口服务器连接；所述串口服务器上设置有WIFI模块；
所述服务器端通过WIFI模块与下位机连接，服务器端与移动客户端通过无线通信模块连接；
所述移动客户端为基于Android平台的移动客户端，移动客户端包括APP应用软件、数据通信模块和数据处理模块；
其中，所述串口服务器为YL-WIFI232S串口服务器，内部集成了支持ARP、ICMP、UDP、TCP/IP、DHCP客户端及DHCP服务器等诸多协议和WIFI驱动；
服务器端包括LabVIEW测控程序，数据库及SCOKET通信；
移动客户端用于向服务器端发送查询水泵2运行情况的请求，并从服务器端获取相应的水泵的运行信息并进行显示；服务器端用于接收移动客户端发送的查询水泵的运行情况的请求，获取相应的水泵2的运行信息的数据，并向移动客户端发送；移动客户端还用于服务器端发送执行设备控制命令的请求，服务器端用于接收移动客户端发送的控制命令的请求，并向感知控制端发送控制命令；
移动客户端的APP应用软件含有登录界面、主控界面、历史数据查询界面、参数设置界面；用户在主控界面可以直接查询实时数据，并通过开关按钮直接控制电机和电磁阀；历史数据查询界面可根据选定的日期进行历史数据的查询；参数设置界面可设置域名和端口名，与相应的用户名和密码绑定后存储于服务器端的数据库中；设置流量、扬程和转速的限值，当实测数据超过限值时将弹出报警对话框；
系统工作时，首先LabVIEW系统软件编制的测控程序启动串口通信程序，波特率选用9600bit/s，接收下位机传送的数据和信息，进行显示和控制并存入数据库中；同时启动SOCKET通信等待接收移动客户端的命令，并用定时器定时向所连接的移动客户端发送数据、状态信息，控制电机和电磁阀的工作；具体的，下位机可控制电机的启/停和电磁阀的开/关；单片机接收流量、压力、转速的信号进行处理，并通过RS232接口传送到YL-WIFI232S串口服务器，YL-WIFI232S串口服务器通过它的WIFI模块将信号传送到服务器端的LabVIEW测控软件，实现了下位机8与服务器端的远距离无线通信；服务器端的LabVIEW测控程序发送控制命令，由YL-WIFI232S串口服务器传送，单片机接收并发出控制指令，通过光电耦合器驱动继电器来控制电机的启/停控制和电磁阀的开/关控制。
进一步，所述压力传感器为电容式压力变送器。
进一步，所述流量传感器为精度0.5％的LWGY涡轮流量计。
进一步，所述转速传感器为霍尔转速传感器。
进一步，所述霍尔转速传感器为HAL-506霍尔转速传感器。
进一步，所述单片机为STC12C4052AD单片机。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：
本发明提供一种基于Android平台的水泵测控系统，以实现对水泵运行情况更加优化、便捷、易操作的控制和管理，具有通讯灵活、数据可靠、用户容易理解和操作、界面友好、能实现24小时不间断和不受距离限制地进行监控、在价格上相对IOS和Windows Phone等系统的终端来说更加优惠，适用于水泵运行的各种场所。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：
图1为本发明一种基于Android平台的水泵测控系统的结构示意图。
图中 1-水槽、2-水泵、3-电机、4-压力传感器、5-电磁阀、6-流量传感器、7-转速传感器、8-下位机、9-服务器端、10-移动客户端。
具体实施方式
如图所示，一种基于Android平台的水泵测控系统,包括水槽1、水泵2、电机3、压力传感器4、电磁阀5、流量传感器6、转速传感器7、下位机8、服务器端9和移动客户端10，其中流量传感器6、转速传感器7、压力传感器4与水泵2及电机3相连，感知水泵2和电机3运行的数据变化；水泵2与电机3相连，水泵2的进水管与水槽1相连；下位机8接收流量传感器6、转速传感器7、压力传感器4的感知信号，并发送控制命令给电机3和电磁阀5，同时将信息发送到服务器端9；服务器端9进行数据接收、处理、存储并发送至移动客户端10；所述移动客户端10为Android移动客户端，移动客户端10能实现信息采集、数据查询、设备控制、报警提示等功能；
其中流量传感器6采用精度为0.5％的LWGY涡轮流量计，它与电磁阀5安装在水泵2的出口管路中，用来测量和控制管路中的流量。压力传感器4采用1151电容式压力变送器，共有2个，分别安装在水泵2的出口和入口管路中，用于测量水泵2的进、出口压力。转速传感器7采用HAL-506霍尔转速传感器，安装在电机3上，用于测量电机3的转速。这些传感器信号均接入下位机8中，经处理后发送到服务器端9。
水槽1与水泵2的进水管相连，用于给水泵2提供水源。
电机3与水泵2通过联轴器相连，电机3用于给水泵2提供动力。
电机3与电磁阀5均与下位机8连接，下位机8可控制电机3的启/停和电磁阀5的开/关。
下位机8包括由单片机、控制电路和YL-WIFI232S串口服务器。单片机选用带有全双工串行通讯口的STC12C4052AD单片机，它能接收传感数据、发送控制命令并可以和服务器之间方便地进行串口通讯。
STC12C4052AD单片机接收流量、压力、转速的信号进行处理，并通过RS232接口传送到YL-WIFI232S串口服务器。YL-WIFI232S串口服务器通过它的WIFI模块将信号传送到服务器端9的LabVIEW测控软件。这种方式实现了下位机8与服务器端9的远距离无线通信。
其中，YL-WIFI232S串口服务器内部集成了支持ARP、ICMP、UDP、TCP/IP、DHCP客户端及DHCP服务器等诸多协议和WIFI驱动，支持RS232接口、采用专业领先的高品质WIFI模块、具有高速的ARM内核，这些均保证了系统的下位机8与服务器端9之间通信的处理能力和稳定性。
服务器端9的LabVIEW测控程序发送控制命令，由YL-WIFI232S串口服务器传送，STC12C4052AD单片机接收并发出控制指令，通过光电耦合器驱动继电器来控制电机3的启/停控制和电磁阀5的开/关控制。
服务器端9包括Labview测控程序、数据库及SOCKET通信。首先Labview系统软件编制的测控程序启动串口通信程序，波特率选用9600bit/s，接收下位机8传送的数据和信息，进行显示和控制并存入数据库中；同时启动SOCKET通信等待接收移动客户端10的命令，并用定时器定时向所连接的移动客户端10发送数据、状态信息，控制电机3和电磁阀5的工作。服务器端9的数据库选用SQL SEVER2000。
移动客户端10包括APP应用软件、数据通信模块和数据处理模块，能够实现信息采集、数据查询、设备控制、报警提示等功能；
移动客户端10用于向服务器端9发送查询水泵2运行情况的请求，并从服务器端9获取相应的水泵2的运行信息并进行显示；服务器端9用于接收移动客户端10发送的查询水泵2的运行情况的请求，获取相应的水泵2的运行信息的数据，并向移动客户端10发送；
移动客户端10还用于服务器端9发送执行设备控制命令的请求，服务器端9用于接收移动客户端10发送的控制命令的请求，并向感知控制端发送控制命令。
APP应用软件含有登录界面、主控界面、历史数据查询界面、参数设置界面,在Android SDK+JAVAJDK+Eclipse的环境下开发，包含4个Activity，6个XML脚本文件，1个MySQLiteHelper类，各Activity之间通过Intent进行通信以及变量的数据传递。用户在登录界面输入用户名和密码后，移动客户端10将用户信息发送到服务器端9，服务器端9核实登录信息后反馈至移动客户端10，进入主控界面或新用户注册界面。主控界面包含了水泵2运行的实时数据显示、水泵2的电磁阀5的控制开关、电机3的控制开关。用户在主控界面可以直接查询实时数据，并通过开关按钮直接控制电机3和电磁阀5。历史数据查询界面可根据选定的日期进行历史数据的查询。参数设置界面可设置域名和端口名，它与相应的用户名和密码绑定后存储于服务器端9的数据库中；还可设置流量、扬程和转速的限值，当实测数据超过这些限值时将弹出报警对话框。
数据通信模块采用基于TCP/IP协议的SOCKET通信方式，先利用服务器端9的域名IP地址以及端口创建新的SOCKET连接，通过该端口号向服务器端9发送连接请求，如果连接不成功，抛出异常。成功连接的移动客户端10启动侦听，准备接收来自服务器端9指定端口发送的传感参数信息。
数据处理模块利用Bundle的putString和getString函数在Activity间进行数据传递，包含向源Activity中传送数据和从目标Activity中获取数据。对从服务器端9读出的字符串采用split函数进行数据分割处理，将得到的字符串转化成为浮点数据进行浮点数运算处理，处理完成后转化为字符串与数据单位进行合成送界面显示。

Claims (6)

1.一种基于Android平台的水泵测控系统，其特征是：包括水槽(1)、水泵(2)、电机(3)、压力传感器(4)、电磁阀(5)、流量传感器(6)、转速传感器(7)、下位机(8)、服务器端(9)和移动客户端(10)；
所述水槽(1)与水泵(2)的进水管固定连接；
所述水泵(2)通过联轴器与电机(3)连接，水泵(2)的入口管路上固定安装有压力传感器(4)，水泵(2)的出口管路上依次固定安装有压力传感器(4)、流量传感器(6)和电磁阀(5)；所述电机(3)上设置有转速传感器(7)；
所述下位机(8)与流量传感器(6)、转速传感器(7)、压力传感器(4)、电机(3)以及电磁阀(5)连接，下位机(8)包括单片机、控制电路和串口服务器；所述单片机上设置有RS232接口，单片机通过RS232接口与串口服务器连接；所述串口服务器上设置有WIFI模块；
所述服务器端(9)通过WIFI模块与下位机(8)连接，服务器端(9)与移动客户端(10)通过无线通信模块连接；
所述移动客户端(10)为基于Android平台的移动客户端，移动客户端(10)包括APP应用软件、数据通信模块和数据处理模块；
其中，所述串口服务器为YL-WIFI232S串口服务器，内部集成了包括支持ARP、ICMP、UDP、TCP/IP、DHCP客户端及DHCP服务器的协议和WIFI驱动；
服务器端(9)包括LabVIEW测控程序，数据库及SOCKET通信；
移动客户端(10)用于向服务器端(9)发送查询水泵(2)运行情况的请求，并从服务器端(9)获取相应的水泵(2)的运行信息并进行显示；服务器端(9)用于接收移动客户端(10)发送的查询水泵(2)的运行情况的请求，获取相应的水泵(2)的运行信息的数据，并向移动客户端(10)发送；移动客户端(10)还用于服务器端(9)发送执行设备控制命令的请求，服务器端(9)用于接收移动客户端(10)发送的控制命令的请求，并向感知控制端发送控制命令；
移动客户端(10)的APP应用软件含有登录界面、主控界面、历史数据查询界面、参数设置界面；用户在主控界面可以直接查询实时数据，并通过开关按钮直接控制电机(3)和电磁阀(5)；历史数据查询界面可根据选定的日期进行历史数据的查询；参数设置界面可设置域名和端口名，与相应的用户名和密码绑定后存储于服务器端(9)的数据库中；设置流量、扬程和转速的限值，当实测数据超过限值时将弹出报警对话框；
系统工作时，首先LabVIEW系统软件编制的测控程序启动串口通信程序，波特率选用9600bit/s，接收下位机(8)传送的数据和信息，进行显示和控制并存入数据库中；同时启动SOCKET通信等待接收移动客户端(10)的命令，并用定时器定时向所连接的移动客户端发送数据、状态信息，控制电机(3)和电磁阀(5)的工作；具体的，下位机(8)可控制电机(3)的启/停和电磁阀(5)的开/关；单片机接收流量、压力、转速的信号进行处理，并通过RS232接口传送到YL-WIFI232S串口服务器，YL-WIFI232S串口服务器通过它的WIFI模块将信号传送到服务器端(9)的LabVIEW测控软件，实现了下位机(8)与服务器端(9)的远距离无线通信；服务器端(9)的LabVIEW测控程序发送控制命令，由YL-WIFI232S串口服务器传送，单片机接收并发出控制指令，通过光电耦合器驱动继电器来控制电机(3)的启/停控制和电磁阀(5)的开/关控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于Android平台的水泵测控系统，其特征是：所述压力传感器(4)为电容式压力变送器。
3.根据权利要求1所述的一种基于Android平台的水泵测控系统，其特征是：所述流量传感器(6)为精度0.5％的LWGY涡轮流量计。
4.根据权利要求1所述的一种基于Android平台的水泵测控系统，其特征是：所述转速传感器(7)为霍尔转速传感器。
5.根据权利要求4所述的一种基于Android平台的水泵测控系统，其特征是：所述霍尔转速传感器为HAL-506霍尔转速传感器。
6.根据权利要求1所述的一种基于Android平台的水泵测控系统，其特征是：所述单片机为STC12C4052AD单片机。
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