CN107168295B - 基于云计算的空压机物联模组的通讯协议配置引擎及实时监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于云计算的空压机物联模组的通讯协议配置引擎及实时监测方法，包括通讯协议配置引擎系统、空压机物联模组和云服务器，其特征在于：空压机物联模组绑定在空压机设备上，物联模组构成远程监控装置，物联模组包括数据读取单元、数据处理单元、数据通信单元、电源单元和温度传感器单元，温度传感器单元的温度检测端探测散热油路的入油口温度和出油口温度、温度信号输出端连接数据处理单元的温度信号输入端；数据处理单元的信号输入/输出端之一连接通信单元的输入端/输出端，数据通信单元连接有天线、以将所检测的温度信号传送至远程数据中心，构成温度检测及信号处理结构。具有研发工作量少、生产成本低和用户使用方便的特点和有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种空压机的通讯协议配置引擎，尤其是一种基于云计算的空压机物联模组的通讯协议配置引擎及实时监测方法。属于设备控制器技术领域。
背景技术
传统空压机行业的工作方式，是要通过人工定时定点巡检机器，检查机器是否有问题，是否到了保养时间。这种通过人工现场巡检的方式很难做到实时监测，工作人员无法及时掌握空压机的实时运行参数和状态，无法及时获得空压机的越限报警和故障信息，空压机一旦出现故障，会直接导致生产停止。
目前，为了实现对空压机的实时监测，人们通过空压机远程监控系统对空压机进行实时监测，工作人员不需要在现场就可以远程监测多台空压机的运行参数和状态，即时获取空压机的故障报警信息。这种空压机远程监控系统基本是通过物联模组读取空压机PLC控制器上的运行参数和状态，但是不同品牌不同型号的PLC控制器使用不同的通讯协议，因此，这种远程监控装置存在兼容性问题，需要在不同品牌的空压机中配置不同的物联模组，而且目前的空压机远程监控装置的物联模组，都是在本地模组内固定配置某个品牌型号空压机的通讯协议，该模组一旦配置了某个品牌型号空压机的通讯协议就不能根据需要增加或更换其他品牌型号空压机的通讯协议，用户不能自主配置兼容所有品牌的机器，因此，现有技术的空压机远程监控系统存在研发工作量大、生产成本高和用户使用不方便的缺陷。需要提出可兼容不同品牌、不同型号的空压机通讯协议的空压机的实时监测方法。
发明内容
本发明的目的之一，是为了解决现有技术的空压机远程监控系统存在的兼容性问题，提供一种基于云计算的空压机物联模组的通讯协议配置引擎，采用所述的通讯协议配置引擎，可使同一模组兼容不同品牌、不同型号空压机的通讯协议，具有研发工作量少、生产成本低和用户使用方便的特点。
本发明的目的之二，是为了解决现有技术的空压机远程监控系统存在的兼容性问题，提供一种基于云计算的空压机物联模组的实时监测方法。
本发明的目的之一可以通过采取以下技术方案实现：
基于云计算的空压机物联模组的通讯协议配置引擎，包括通讯协议配置引擎系统、空压机物联模组和云服务器，其特征在于：所述空压机物联模组绑定在空压机设备上，所述物联模组构成远程监控装置，所述物联模组包括数据读取单元、数据处理单元、数据通信单元、电源单元和温度传感器单元，所述电源单元的电压输出端连接数据读取单元、数据处理单元、数据通信单元和温度传感器单元的电源输入端；温度传感器单元的温度检测端探测散热油路的入油口温度和出油口温度、温度信号输出端连接数据处理单元的温度信号输入端；数据处理单元的信号输入/输出端之一连接通信单元的输入端/输出端，数据通信单元连接有天线、以将所检测的温度信号传送至云服务器，构成温度检测及信号处理结构；数据读取单元的输入/输出端连接数据处理单元的数据输入/输出端之二，数据读取单元的数据输入端外接空压机的数据输出端、以实时读取空压机设备的各项参数，构成实时采集数据结构；所述物联模组通过通讯协议读取空压机PLC控制器的数据，上传到云服务器，经过云计算以后，在Web/App终端5直接显示空压机的运行参数和状态。
本发明的目的之一还可以通过采取以下技术方案实现：
进一步地，所述通讯协议配置引擎系统，专门为配置各种通讯协议的自主开发软件系统，通过厂家提供的参数寄存器地址及计算公式，配置不同版本的通讯协议。
进一步地，所述通讯协议，包括数据位、校验位、停止位、波特率及各项空压机参数对应的寄存器地址；所述空压机参数包括：排气压力、油气桶压力、油分压差、加载压力、卸载压力、恒定压力、排气温度、冷却器进气温度、冷却器出气温度、电机前轴承温度、绕组温度、变频器IGBT温度、累计加载时间、累计运行时间、油滤器使用时间、油分器使用时间、空滤器使用时间、润滑油使用时间、润滑脂使用时间、主电机过载、主电机A相电流、主电机B相电流、主电机C相电流、主电机电压、主电机电流、主电机频率、主电机转速、主电机输出功率、风机过载、风机电流A相、风机电流B相、风机电流C相、风机电压、风机电流、耗电量、运行状态、保养状态和故障状态。
进一步地，不同品牌不同型号的空压机设备，其各项参数配置的寄存器地址不相同，其故障报警信息寄存的地址位置不相同，存在多种版本的通讯协议。
进一步地，所述寄存器用于存放数据，而寄存器地址则为寄存器的编号，区分不同数据的寄存器；当寄存器内包含多个数值状态时，则需要配置相应的位地址或代码解析。
本发明的目的之二可以通过采取以下技术方案实现：
基于云计算的空压机物联模组的实时监测方法，其特征在于：
1)利用通讯协议配置引擎系统1配置各种通讯协议，并上传存储于云服务器；
2)将物联模组绑定在空压机设备上，由物联模组向云服务器发送登录请求，读取云服务器上适配的通讯协议，并缓存到物联模组的通讯芯片；
3)连接成功以后，物联模组向空压机设备发送Modbus数据查询指令，空压机设备根据协议地址回复数据，并上传到云服务器；
4)云服务器根据回复的数据及匹配的通讯协议地址进行数据解析，把数据及解析结果发送到用户Web/APP终端；
5)用户Web/APP终端实时显示经云服务器发回的解析数据，即在用户Web/App终端呈现运行数据及故障状态，实现实时监测空压机目的。
进一步地，选择或设置一物联模组，该物联模组用于空压机设备与云服务器通讯，将所述物联模组绑定在空压机设备中；建立物联模组与云服务器通讯之间的双向通讯关系，利用物联模组将获取到的空压机运行数据传输到云服务器中保存，利用物联模组读取云服务器存储的不同厂家不同型号空压机的各种版本通讯协议。
进一步地，所述云服务器，用于存储通讯协议、设备数据及数据解析。
本发明具有如下突出的有益效果：
1、本发明提供的基于云计算的空压机物联模组的通讯协议配置引擎，给用户提供了一种自主选择适配的通讯协议的方法，提高了物联模组对各种品牌空压机的兼容性。根据各厂家提供的通讯协议，通讯协议配置引擎系统做配置，把各项参数添加到其固定的寄存器地址上，并把运行状态、保养状态、故障状态相应的位数据配置到对应的位地址上，上传存储到云服务器；能够解决现有技术的空压机远程监控系统存在的兼容性问题，可使同一模组兼容不同品牌、不同型号空压机的通讯协议，具有研发工作量少、生产成本低和用户使用方便的特点和有益效果。
2、本发明涉及的实时监测空压机方法，用户把物联模组绑定空压机，根据空压机控制器品牌型号对物联模组适配相应的通讯协议，物联模组向云服务器请求登录适配通讯协议，并把协议读取存储在物联模组上，物联模组根据通讯协议向空压机设备发送Modbus数据查询指令，空压机根据指令作数据反馈，通过物联模组上传运行数据到云服务器，数据存储在云服务器，并根据通讯协议及相应算法进行数据解析，在用户Web/App终端呈现运行数据及故障状态。通过云端配置通讯协议，进行数据计算，方便快捷；实时监测空压机运行参数和运行状态，提前预警故障信息。
附图说明
图1为本发明涉及的协议配置系统结构框图。
图2为本发明涉及的远程监控系统结构框图。
图3为本发明涉及的物联模组结构框图。
具体实施方式
下面结合附图并结合具体实施方式进一步说明本发明的技术方案。
具体实施例1：
参照图1和图2，本实施例涉及的基于云计算的空压机物联模组的通讯协议配置引擎，包括通讯协议配置引擎系统1及远程监控系统，远程监控系统包括云服务器2、物联模组3、空压机设备4和Web/App终端5。通讯协议配置引擎系统1与云服务器2连接，云服务器2与物联模组3、Web/App终端5连接，物联模组3与空压机设备4连接。
参照图3，所述物联模组3包括数据读取单元3-1、数据处理单元3-2、数据通信单元3-3、电源单元3-4和温度传感器单元3-5，所述电源单元的电压输出端连接数据读取单元3-1、数据处理单元3-2、数据通信单元3-3和温度传感器单元3-5的电源输入端；温度传感器单元3-5的温度检测端探测散热油路的入油口温度和出油口温度、温度信号输出端连接数据处理单元3-2的温度信号输入端；数据处理单元3-2的信号输入/输出端之一连接通信单元3-3的输入端/输出端，数据通信单元3-3连接有天线、以将所检测的温度信号传送至云服务器2，构成温度检测及信号处理结构；数据读取单元3-1的输入/输出端连接数据处理单元3-2的数据输入/输出端之二，数据读取单元3-1的数据输入端外接空压机的数据输出端、以实时读取空压机的各项参数，构成实时采集数据结构。
本实施例涉及的基于云计算的空压机物联模组的实时监测空压机方法，其特征在于：
1)利用通讯协议配置引擎系统1配置各种通讯协议，并上传存储于云服务器2；
2)将物联模组3绑定在空压机设备4上，由物联模组3向云服务器2发送登录请求，读取云服务器2上适配的通讯协议，并缓存到物联模组3的通讯芯片；
3)连接成功以后，物联模组3向空压机设备4发送Modbus数据查询指令，空压机设备4根据协议地址回复数据，并上传到云服务器2；
4)云服务器2根据回复的数据及匹配的通讯协议地址进行数据解析，把数据及解析结果发送到用户Web/APP终端5；
5)用户Web/APP终端5实时显示经云服务器2发回的解析数据，即在用户Web/App终端呈现运行数据及故障状态，实现实时监测空压机目的。
进一步地，选择或设置一物联模组3，该物联模组3用于空压机设备4与云服务器2通讯，将所述物联模组3绑定在空压机设备4中；建立物联模组3与云服务器2通讯之间的双向通讯关系，利用物联模组3将获取到的空压机运行数据传输到云服务器2中保存，利用物联模组3读取云服务器2存储的不同厂家不同型号空压机的各种版本通讯协议。
进一步地，所述云服务器，用于存储通讯协议、设备数据及数据解析。
本实施例中：
所述空压机设备4为被监测的工业机械设备(空压机)，响应物联模组的Modbus数据查询指令；所述Web/App终端5为用户接收呈现终端。
所述通讯协议配置引擎系统1，为自主开发的一套常规软件系统，具有如下方面功能结构：依据云服务器2上的通讯协议格式，录入及存储各个厂家用于空压机设备的通讯协议，包括数据位、校验位、停止位、波特率、功能码、参数和参数寄存器地址等，并上传到云服务器2中保存，形成多个版本的通讯协议，用户启用物联模组3时，能直接选择对应的通讯协议版本，并可以自由切换。
所述云服务器2，存储各种版本的通讯协议，空压机设备4的各项参数经物联模组3读取处理后，通过GPRS无线传输把所有数据发送至云服务器2，云服务器根据空压机4的各项参数及返回的状态代码判断是否有故障，反馈到客户Web/App终端5，并把数据存储在云服务器2，即一个云处理中心。
通讯协议配置引擎系统1负责对现有各种版本空压机设备通讯协议进行配置，并通过网络上传存储到云服务器2，例如通讯协议版本号、数据位、检验位、停止位、波特率、功能码、参数、参数寄存器地址、公式、解析类型等，以列表形式添加配置。每版通讯协议都有固定的数据位、校验位、停止位、波特率、参数及对应的寄存器地址，功能码为Modbus通信命令，例如3号命令为读寄存器命令、6号命令为写寄存器命令，其中某些参数会存在换算公式，及不同的解析类型。
所述解析类型包括：直接取数、位解析、代码解析。物联模组从空压机设备读取的Modbus数据为十六进制数值，通过GPRS无线传输到云服务器以后，云服务器2会对各个参数寄存器的十六进制数值换算成十进制数值，对于直接取数解析类型，直接把十进制数值反馈给客户Web/App终端，如果有的参数有公式换算的，则需要对十进制数值通过公式换算以后，再把数值反馈给客户Web/App终端；对于位解析解析类型，位地址的数值为0或1，即二进制，对应两种状态，因此对该参数寄存器返回的数值换算成二进制，再根据位地址的数值对应的状态，以文字形式反馈给客户Web/App终端；对于代码解析解析类型，每个十进制数值对应一种状态，只要把数值对应的解析状态以文字形式反馈给客户Web/App终端即可。例如排气压力、油气桶压力、油分压差、加载压力、卸载压力、恒定压力、排气温度、冷却器进气温度、冷却器出气温度、电机前轴承温度、绕组温度、变频器IGBT温度、累计加载时间、累计运行时间、油滤器使用时间、油分器使用时间、空滤器使用时间、润滑油使用时间、润滑脂使用时间、主电机_过载、主电机A相电流、主电机B相电流、主电机C相电流、主电机电压、主电机电流、主电机频率、主电机转速、主电机输出功率、风机过载、风机电流A相、风机电流B相、风机电流C相、风机电压、风机电流、耗电量等参数可以通过直接取数解析方法处理，则只要配置相应的寄存器地址；运行状态、保养状态、故障状态包含空久停机、运行、停止、保养到期等多个数据解析，则需要对其分配位地址，匹配不同的状态；高端机器包含比较多的故障状态，分配位地址无法满足需求，则需要用代码解析，把不同的故障状态赋给寄存器地址对应的数值，即代码。通讯协议严格按照各空压机厂家提供的通讯地址进行配置。
本发明提供了基于云计算的空压机物联模组的通讯协议配置引擎，给用户提供了一种自主选择适配的通讯协议的方法，提高了物联模组对各种品牌空压机的兼容性。根据各厂家提供的通讯协议，通讯协议配置引擎系统做配置，把各项参数添加到其固定的寄存器地址上，并把运行状态、保养状态、故障状态相应的位数据配置到对应的位地址上，上传存储到云服务器。
用户把物联模组绑定空压机，根据空压机控制器品牌型号对物联模组适配相应的通讯协议，物联模组向云服务器请求登录适配通讯协议，并把协议读取存储在物联模组上，物联模组根据通讯协议向空压机设备发送Modbus数据查询指令，空压机根据指令作数据反馈，通过物联模组上传运行数据到云服务器，数据存储在云服务器，并根据通讯协议及相应算法进行数据解析，在用户Web/App终端呈现运行数据及故障状态。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施例,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术人员在本发明揭露的范围内,根据本发明技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.基于云计算的空压机物联模组的通讯协议配置引擎，包括通讯协议配置引擎系统(1)、空压机物联模组(3)和云服务器(2)，其特征在于：所述空压机物联模组(3)绑定在空压机设备(4)上，所述物联模组(3)构成远程监控装置，所述物联模组(3)包括数据读取单元(3-1)、数据处理单元(3-2)、数据通信单元(3-3)、电源单元(3-4)和温度传感器单元(3-5)，所述电源单元的电压输出端连接数据读取单元(3-1)、数据处理单元(3-2)、数据通信单元(3-3)和温度传感器单元(3-5)的电源输入端；温度传感器单元(3-5)的温度检测端探测散热油路的入油口温度和出油口温度、温度信号输出端连接数据处理单元(3-2)的温度信号输入端；数据处理单元(3-2)的信号输入/输出端之一连接通信单元(3-3)的输入端/输出端，数据通信单元(3-3)连接有天线、以将所检测的温度信号传送至云服务器(2)，构成温度检测及信号处理结构；数据读取单元(3-1)的输入/输出端连接数据处理单元(3-2)的数据输入/输出端之二，数据读取单元(3-1)的数据输入端外接空压机的数据输出端、以实时读取空压机设备(4)的各项参数，构成实时采集数据结构；所述物联模组(3)通过通讯协议读取空压机PLC控制器的数据，上传到云服务器(2)，经过云计算以后，在Web/App终端(5)直接显示空压机的运行参数和状态。
2.根据权利要求1所述的基于云计算的空压机物联模组的通讯协议配置引擎，其特征在于：所述通讯协议配置引擎系统(1)，专门为配置各种通讯协议的自主开发软件系统，通过厂家提供的参数寄存器地址及计算公式，配置不同版本的通讯协议。
3.根据权利要求2所述的基于云计算的空压机物联模组的通讯协议配置引擎，其特征在于：所述通讯协议，包括数据位、校验位、停止位、波特率及各项空压机参数对应的寄存器地址；所述空压机参数包括：排气压力、油气桶压力、油分压差、加载压力、卸载压力、恒定压力、排气温度、冷却器进气温度、冷却器出气温度、电机前轴承温度、绕组温度、变频器IGBT温度、累计加载时间、累计运行时间、油滤器使用时间、油分器使用时间、空滤器使用时间、润滑油使用时间、润滑脂使用时间、主电机过载、主电机A相电流、主电机B相电流、主电机C相电流、主电机电压、主电机电流、主电机频率、主电机转速、主电机输出功率、风机过载、风机电流A相、风机电流B相、风机电流C相、风机电压、风机电流、耗电量、运行状态、保养状态和故障状态。
4.根据权利要求2所述的基于云计算的空压机物联模组的通讯协议配置引擎，其特征在于：不同品牌不同型号的空压机设备(4)，其各项参数配置的寄存器地址不相同，其故障报警信息寄存的地址位置不相同，存在多种版本的通讯协议。
5.根据权利要求4所述的基于云计算的空压机物联模组的通讯协议配置引擎，其特征在于：所述寄存器用于存放数据，而寄存器地址则为寄存器的编号，区分不同数据的寄存器；当寄存器内包含多个数值状态时，则需要配置相应的位地址或代码解析。
6.基于云计算的空压机物联模组的实时监测空压机方法，其特征在于：
1)配置基于云计算的空压机物联模组的通讯协议配置引擎，该通讯协议配置引擎包括通讯协议配置引擎系统(1)及远程监控系统，远程监控系统包括云服务器(2)、物联模组(3)、空压机设备(4)和Web/App终端(5)；通讯协议配置引擎系统(1)与云服务器(2)连接，云服务器(2)与物联模组(3)、Web/App终端(5)连接，物联模组(3)与空压机设备(4)连接；所述物联模组(3)包括数据读取单元(3-1)、数据处理单元(3-2)、数据通信单元(3-3)、电源单元(3-4)和温度传感器单元(3-5)，所述电源单元的电压输出端连接数据读取单元(3-1)、数据处理单元(3-2)、数据通信单元(3-3)和温度传感器单元(3-5)的电源输入端；温度传感器单元(3-5)的温度检测端探测散热油路的入油口温度和出油口温度、温度信号输出端连接数据处理单元(3-2)的温度信号输入端；数据处理单元(3-2)的信号输入/输出端之一连接通信单元(3-3)的输入端/输出端，数据通信单元(3-3)连接有天线、以将所检测的温度信号传送至云服务器(2)，构成温度检测及信号处理结构；数据读取单元(3-1)的输入/输出端连接数据处理单元(3-2)的数据输入/输出端之二，数据读取单元(3-1)的数据输入端外接空压机的数据输出端、以实时读取空压机的各项参数，构成实时采集数据结构；利用通讯协议配置引擎系统(1)配置各种通讯协议，并上传存储于云服务器(2)；
2)将物联模组(3)绑定在空压机设备(4)上，由物联模组(3)向云服务器(2)发送登录请求，读取云服务器(2)上适配的通讯协议，并缓存到物联模组(3)的通讯芯片；
3)连接成功以后，物联模组(3)向空压机设备(4)发送Modbus数据查询指令，空压机设备(4)根据协议地址回复数据，并上传到云服务器(2)；
4)云服务器(2)根据回复的数据及匹配的通讯协议地址进行数据解析，把数据及解析结果发送到用户Web/APP终端(5)；
5)用户Web/APP终端(5)实时显示经云服务器(2)发回的解析数据，即在用户Web/App终端呈现运行数据及故障状态，实现实时监测空压机目的。
7.根据权利要求6所述的基于云计算的空压机物联模组的实时监测空压机方法，其特征在于：所述云服务器，用于存储通讯协议、设备数据及数据解析。
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