CN111679708A - 一种基于物联网的养护室温湿度测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于物联网的养护室温湿度测试系统及方法，通过物联网建立物联网远程服务器端、温湿度监控终端和后台操作端的连接关系，实现了养护室内多个测试点温湿度监测与控制；其中，温湿度传感器实时测量各测试点的温度和湿度，并采用电力线缆与信号控制器主板连接，通过RS232串口和modbus协议将实时获取的测量结果发送给信号控制器主板；信号控制器主板包括存储芯片和计算模块；计算模块读取芯片中存储的温湿度预设阈值，通过对比温湿度预设阈值与温湿度传感器的测量结果，确定养护室内各测试点的温湿度变化值；最后通过控制设备，基于养护室内各测试点的温湿度变化值，并对其进行温湿度补偿，从而保证养护室各设备的正常运行。

Description

一种基于物联网的养护室温湿度测试系统及方法

技术领域

本发明属于物联网监控技术领域，具体涉及一种基于物联网的养护室温湿度测试系统及方法。

背景技术

温湿度数据监测和控制已被广泛应用于现代工农业生产、军事装备存储、气象监测以及环保等诸多领域。目前我国许多企业虽然已建立起温湿度监控系统，但其仍采用采温、采湿仪器和人工记录管理相结合的传统方式，这种方式不仅效率低，而且往往由于判断失误和管理不力而造成财产损失。另外，人工监测采集的数据具有滞后性，并且还不具备预警功能，根本无法满足现代社会的生产需求。

发明内容

为了解决上述不足，本发明提出一种基于物联网的养护室温湿度测试系统及方法，该方案可实现养护室内多个测量点在多工况下的同步测量，在提高温湿度控制精度的同时，解决了设备运行状态远程监控的问题，改变以往设备运行故障后，无法第一时间进行检查排障，进而保证养护试件符合规范要求。

实现上述目的所采用的解决方案为：

一种基于物联网的养护室温湿度监控系统，所述系统包括：温湿度监控终端、物联网远程服务器和后台操作端；所述物联网远程服务器端与温湿度监控终端通过物联网连接，实时获取并存储来自温湿度监控终端的监控数据；所述物联网远程服务器端与后台操作端连接，将所述温湿度监控终端的数据发送至后台操作端；

所述温湿度监控终端包括信号收发模块、信号控制器主板和控制设备，以及安装于养护室内多个测试点处与所述多个测试点一一对应连接的温湿度传感器，用于实时测量各测试点的温度和湿度；

所述温湿度传感器采用电力线缆与信号控制器主板连接，通过RS232串口和modbus协议将实时获取的测量结果发送给信号控制器主板；

所述信号控制器主板包括存储芯片和计算模块；

所述存储芯片，用于存储预先定义的温湿度预设阈值；

所述计算模块，用于读取芯片中存储的温湿度预设阈值，通过对比所述温湿度预设阈值与温湿度传感器的测量结果，确定养护室内各测试点的温湿度变化值；

所述控制设备，用于基于养护室内各测试点的温湿度变化值，对其进行温湿度补偿。

优选的，所述温湿度传感器与养护室内的多个测试点连接，用于通过测量各测试点的温度和湿度，获得实时温湿度数据；所述养护室内的多个测试点包括各类养护试件，以及功率单元、电容器和/或母线电缆；

其中，所述温湿度传感器包含唯一ID寻址标识。

优选的，所述信号收发模块根据信号控制器主板的控制，向温湿度传感器发送测量控制信号，并接收来自所述温湿度传感器的测量结果发送信号。

优选的，所述温湿度监控终端还包括分别与信号控制器主板连接的摄像头和电源模块；

所述电源模块，用于为温湿度测试系统中各设备提供稳压电源；

所述摄像头，用于对养护室内环境以及各个设备启停状态进行影像监控。

进一步地，所述信号控制器主板包括：GPRS模块、报警模块和显示屏；

所述GPRS模块，用于获取测试点的设备定位数据；

所述报警模块，用于基于各测试点的温湿度变化值大小发出警报；

所述显示屏，用于显示温湿度监控终端获得的实时温湿度数据、各测试点的温湿度变化值、GPRS模块的设备定位数据、报警模块的报警信息以及各个设备启停状态；

所述信号控制器主板还包括主控制器、收发控制器、收发开关、射频放大器和解调器，所述主控制器通过收发控制器与收发开关相连接，所述收发开关在主控制器的控制下接收来自温湿度传感器的无线信号；并将无线信号发送至与收发开关相互连接的射频信号放大器和解调器上；

所述射频信号放大器将输出放大的无线信号至解调器，所述解调器对放大器的无线信号进行解调处理后传输给主控制器，由主控制器对接收的温湿度数据进行存储处理。

优选的，所述控制设备包括：智能调节模块，用于根据第三方平台采集的当地气温，对设备进行智能温湿度调节；

控制模块，用于根据温湿度变化值，触发各个设备的启停状态控制；

补偿控制模块，用于根据温湿度变化值，将实时温湿度数据进行补偿，直到满足与温湿度设定值一致。

进一步地，所述信号控制器主板与物联网远程服务器连接，用于接收并储存由物联网远程服务器预先定义的温湿度预设阈值信息；

通过信号收发模块将温湿度监控终端获得的实时温湿度数据、各测试点的温湿度变化值、GPRS模块的设备定位数据、报警模块的报警信息以及各个设备启停状态同步至物联网远程服务器。

一种养护室温湿度监控系统的监控方法，包括：信号控制主板通过信号收发模块向设置于养护室内的多个温湿度传感器发送测量控制信号；所述温湿度传感器接收测量控制信号，完成养护室内测试点的单次测试或者定时自动测试，并触发无线信号将测量结果返回；

通过对比温湿度预设阈值与温湿度传感器的测量结果，确定养护室内各测试点的温湿度变化值；

基于养护室内各测试点的温湿度变化值，对其进行温湿度补偿。

优选的，所述通过对比温湿度预设阈值与温湿度传感器的测量结果，确定养护室内各测试点的温湿度变化值包括：比较温湿度传感器的测量获得的实时温湿度数据与温湿度预设阈值的大小，并将实时温湿度数据与温湿度预设阈值的差值定义为温湿度变化值。

进一步地，所述基于养护室内各测试点的温湿度变化值，对其进行温湿度补偿包括：

当实时温度<温度下限参数值，启动加热设备，直至实时温度＝温度设定值，通过继电器断开加热设备的供电，使加热设备停止；

当实时温度>温度上限参数值，启动制冷设备，直至实时温度＝温度设定值，通过继电器断开制冷设备的供电，使制冷设备停止；

当实时湿度<湿度下限参数值，启动加湿设备，直至实时湿度＝湿度设定值，通过继电器断开加湿设备的供电，使加湿设备停止；

当实时湿度>温度上限参数值，启动抽湿设备，直至实时湿度＝湿度设定值，通过继电器断开抽湿设备的供电，使抽湿设备停止。

与最接近的现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的一种基于物联网的养护室温湿度测试系统，可实现养护室内多个测量点在多工况下的同步测量，提高温湿度控制精度的同时，解决了设备运行状态远程监控的问题，改变以往设备运行故障后，无法第一时间进行检查排障的难题，进而保证养护试件符合规范要求。

附图说明

图1为本发明实施例中提供的基于物联网的养护室温湿度测试系统结构示意图；

图2为本发明实施例中提供的基于物联网的养护室温湿度测试方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。

为了解决现有技术的以下不足：

1)现有控制由控制仪表和传感器组成。现有控制方式在设备安装过程因养护环境过大，会使用大量电线电缆，电线电缆不能反复使用造成大量的浪费。

2)现有控制器没有设备故障提示，有触电危险。设备出现故障后如不能及时发现，会导致养护试件不符合规范要求，要重新取样养护，增加了工作量。

3)现有控制器没有对养护材的到期提醒，增加了使用者工作量，如果不能到期检测材料要重新取样再一次养护。

4)现在控制器仅显示温湿度，需要人工记录温湿度，增加工作量。

5)现在控制器通过温湿度传感器对养护室内1通道1点进行温湿度采集。

6)现有控制器无法对室内环境以影像形式监控。

7)现有控制器无法定位。

而针对上述不足点1)，本发明实施例采用物联网远程控制，节约了大量电线电缆。采用物联网远程控制，具体例如：控制部分由①硬件：传感器、控制主板(GPRS模块、GPS/BD模块等)。②软件：服务器、操控后台通过平板APP、手机APP进行显示和提醒。

针对上述不足点2)，本发明实施例可采用手机移动端对设备运行实时监控，设备出现故障通过微信公众号及时提示，并断开设备电源，保证使用人人身安全。同时通知维修人员进行维修保证养护材料符合规范要求。

针对上述不足点3)，本发明实施例还具备养护材料到期提醒功能，可对不同材料进行设置提醒，减工作量确保材料在规定时间内进行检测。

针对上述不足点4)，本发明通过物联网远程数据上传云端(服务器)自动保存，可自行设置采集温湿度时间，减少工作。数据可永久保存进行追溯。

针对上述不足点5)，本发明可支持8通道8点采集，根据每个点采集的数据进行分析，如果超出温湿度范围的区域，会启动设备对超范围区域内进行温湿度补偿。

针对上述不足点6)，本发明通过安装摄像头与后台软件连接对室内环境进行影像观察。

针对上述不足点7)，本发明系统预装GPS/BD定位，可对设备定位。通过第三方平台收集当地气温，控制系统根据当地气温对设备进行智能温湿度调节，达到最佳状态。

本发明提供一种基于物联网的养护室温湿度测试系统，如图1所示。包括：温湿度监控终端、物联网远程服务器和后台操作端；其中，此处提及的物联网远程服务器可以是pc端、云端等等，后台操作端可以是移动终端(平板电脑、手机)上安装的平板APP、手机APP等等。

物联网远程服务器端与温湿度监控终端通过物联网连接，实时获取并存储来自温湿度监控终端的监控数据；

物联网远程服务器端与后台操作端连接，将所述温湿度监控终端的数据发送至后台操作端；

由此可见，物联网远程服务器端的接收端是与温湿度监控终端连接的，而发送端是与后台操作端连接的。

温湿度监控终端包括信号收发模块、信号控制器主板和控制设备，以及安装于养护室内多个测试点处与所述多个测试点一一对应连接的温湿度传感器，用于实时测量各测试点的温度和湿度；

温湿度传感器采用电力线缆与信号控制器主板连接，通过RS232串口和modbus协议将实时获取的测量结果发送给信号控制器主板；

所述信号控制器主板包括存储芯片和计算模块；所述存储芯片，用于存储预先定义的温湿度预设阈值；

所述计算模块，用于读取芯片中存储的温湿度预设阈值，通过对比所述温湿度预设阈值与温湿度传感器的测量结果，确定养护室内各测试点的温湿度变化值；

所述控制设备，用于基于养护室内各测试点的温湿度变化值，对其进行温湿度补偿。

所述温湿度传感器与养护室内的多个测试点连接，用于通过测量各测试点的温度和湿度，获得实时温湿度数据；所述养护室内的多个测试点包括各类养护试件，以及功率单元、电容器和/或母线电缆；

其中，所述温湿度传感器包含唯一ID寻址标识。方便用户根据其标识选择查看一个或多个测试点的相关数据，同时后期维护中也方便查找与维修。

信号收发模块根据信号控制器主板的控制，向温湿度传感器发送测量控制信号，并接收来自所述温湿度传感器的测量结果发送信号。

温湿度监控终端还包括分别与信号控制器主板连接的摄像头和电源模块；

电源模块，用于为温湿度测试系统中各设备提供稳压电源；

摄像头，用于对养护室内环境以及各个设备启停状态进行影像监控。

所述信号控制器主板包括：GPRS模块、报警模块和显示屏；

GPRS模块，用于获取测试点的设备定位数据；

报警模块，用于基于各测试点的温湿度变化值大小发出警报；

显示屏，用于显示温湿度监控终端获得的实时温湿度数据、各测试点的温湿度变化值、GPRS模块的设备定位数据、报警模块的报警信息以及各个设备启停状态；

此外，信号控制器主板还包括主控制器、收发控制器、收发开关、射频放大器和解调器，所述主控制器通过收发控制器与收发开关相连接，所述收发开关在主控制器的控制下接收来自温湿度传感器的无线信号；并将无线信号发送至与收发开关相互连接的射频信号放大器和解调器上；

所述射频信号放大器将输出放大的无线信号至解调器，所述解调器对放大器的无线信号进行解调处理后传输给主控制器，由主控制器对接收的温湿度数据进行存储处理。

控制设备包括：智能调节模块，用于根据第三方平台采集的当地气温，对设备进行智能温湿度调节；

控制模块，用于根据温湿度变化值，触发各个设备的启停状态控制；

补偿控制模块，用于根据温湿度变化值，将实时温湿度数据进行补偿，直到满足与温湿度设定值一致。温湿度设定值是由本领域技术人员预先设置的。

信号控制器主板与物联网远程服务器连接，用于接收并储存由物联网远程服务器预先定义的温湿度预设阈值信息；

通过信号收发模块将温湿度监控终端获得的实时温湿度数据、各测试点的温湿度变化值、GPRS模块的设备定位数据、报警模块的报警信息以及各个设备启停状态同步至物联网远程服务器。

基于同一技术构思，相应地本发明实施例还提供了一种基于所述的养护室温湿度监控系统的监控方法，包括：信号控制主板通过信号收发模块向设置于养护室内的多个温湿度传感器发送测量控制信号；温湿度传感器接收测量控制信号，完成养护室内测试点的单次测试或者定时自动测试，并触发无线信号将测量结果返回；

通过对比温湿度预设阈值与温湿度传感器的测量结果，确定养护室内各测试点的温湿度变化值；

基于养护室内各测试点的温湿度变化值，对其进行温湿度补偿。

其中，所述通过对比温湿度预设阈值与温湿度传感器的测量结果，确定养护室内各测试点的温湿度变化值包括：比较温湿度传感器的测量获得的实时温湿度数据与温湿度预设阈值的大小，并将实时温湿度数据与温湿度预设阈值的差值定义为温湿度变化值。

基于养护室内各测试点的温湿度变化值，对其进行温湿度补偿包括：

当实时温度<温度下限参数值，启动加热设备，直至实时温度＝温度设定值，通过继电器断开加热设备的供电，使加热设备停止；

当实时温度>温度上限参数值，启动制冷设备，直至实时温度＝温度设定值，通过继电器断开制冷设备的供电，使制冷设备停止；

当实时湿度<湿度下限参数值，启动加湿设备，直至实时湿度＝湿度设定值，通过继电器断开加湿设备的供电，使加湿设备停止；

当实时湿度>温度上限参数值，启动抽湿设备，直至实时湿度＝湿度设定值，通过继电器断开抽湿设备的供电，使抽湿设备停止。

实施例1：根据上述具体实施方式的方案，执行以下工作过程：其中，主要由三大部分组成，服务器端、控制器端、显示操作端。

(1)控制器端通过传感器获取温湿度数据

传感器使用线缆连接控制器主板，通过RS232串口和modbus协议将实时温湿度数据发送给控制器主板。

(2)通过获取的实时数据与芯片中存储的温湿度参数值进行比对控制器中的参数值，由服务器通过物联网推送至对应的控制器主板并存储在芯片中。

(3)实时数据比对参数值，触发各个设备的启停功能。

①实时温度<温度下限参数值，加热设备启动，直至实时温度＝温度设定值，通过继电器断开加热设备的供电，使加热设备停止。

②实时温度>温度上限参数值，制冷设备启动，直至实时温度＝温度设定值，通过继电器断开制冷设备的供电，使制冷设备停止。

③实时湿度<湿度下限参数值，加湿设备启动，直至实时湿度＝湿度设定值，通过继电器断开加湿设备的供电，使加湿设备停止

④实时湿度>温度上限参数值，抽湿设备启动，直至实时湿度＝湿度设定值，通过继电器断开抽湿设备的供电，使抽湿设备停止。

(4)同时由主板的sim数据传输模块将实时数据、各个设备启停状态发送至服务器，存储在服务器中，并由服务器推送至显示操作端。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，这些变更、修改或者等同替换，其均在其申请待批的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种基于物联网的养护室温湿度监控系统，其特征在于，所述系统包括：温湿度监控终端、物联网远程服务器和后台操作端；所述物联网远程服务器端与温湿度监控终端通过物联网连接，实时获取并存储来自温湿度监控终端的监控数据；所述物联网远程服务器端与后台操作端连接，将所述温湿度监控终端的数据发送至后台操作端；

所述温湿度监控终端包括信号收发模块、信号控制器主板和控制设备，以及安装于养护室内多个测试点处与所述多个测试点一一对应连接的温湿度传感器，用于实时测量各测试点的温度和湿度；

所述温湿度传感器采用电力线缆与信号控制器主板连接，通过RS232串口和modbus协议将实时获取的测量结果发送给信号控制器主板；

所述信号控制器主板包括存储芯片和计算模块；

所述存储芯片，用于存储预先定义的温湿度预设阈值；

所述计算模块，用于读取芯片中存储的温湿度预设阈值，通过对比所述温湿度预设阈值与温湿度传感器的测量结果，确定养护室内各测试点的温湿度变化值；

所述控制设备，用于基于养护室内各测试点的温湿度变化值，对其进行温湿度补偿。

2.如权利要求1所述的养护室温湿度监控系统，其特征在于，所述温湿度传感器与养护室内的多个测试点连接，用于通过测量各测试点的温度和湿度，获得实时温湿度数据；所述养护室内的多个测试点包括各类养护试件，以及功率单元、电容器和/或母线电缆；

其中，所述温湿度传感器包含唯一ID寻址标识。

3.如权利要求1所述的养护室温湿度监控系统，其特征在于，所述信号收发模块根据信号控制器主板的控制，向温湿度传感器发送测量控制信号，并接收来自所述温湿度传感器的测量结果发送信号。

4.如权利要求1所述的养护室温湿度监控系统，其特征在于，所述温湿度监控终端还包括分别与信号控制器主板连接的摄像头和电源模块；

所述电源模块，用于为温湿度测试系统中各设备提供稳压电源；

所述摄像头，用于对养护室内环境以及各个设备启停状态进行影像监控。

5.如权利要求4所述的养护室温湿度监控系统，其特征在于，所述信号控制器主板包括：GPRS模块、报警模块和显示屏；

所述GPRS模块，用于获取测试点的设备定位数据；

所述报警模块，用于基于各测试点的温湿度变化值大小发出警报；

所述显示屏，用于显示温湿度监控终端获得的实时温湿度数据、各测试点的温湿度变化值、GPRS模块的设备定位数据、报警模块的报警信息以及各个设备启停状态；

所述信号控制器主板还包括主控制器、收发控制器、收发开关、射频放大器和解调器，所述主控制器通过收发控制器与收发开关相连接，所述收发开关在主控制器的控制下接收来自温湿度传感器的无线信号；并将无线信号发送至与收发开关相互连接的射频信号放大器和解调器上；

所述射频信号放大器将输出放大的无线信号至解调器，所述解调器对放大器的无线信号进行解调处理后传输给主控制器，由主控制器对接收的温湿度数据进行存储处理。

6.如权利要求1所述的养护室温湿度监控系统，其特征在于，所述控制设备包括：智能调节模块，用于根据第三方平台采集的当地气温，对设备进行智能温湿度调节；

控制模块，用于根据温湿度变化值，触发各个设备的启停状态控制；

补偿控制模块，用于根据温湿度变化值，将实时温湿度数据进行补偿，直到满足与温湿度设定值一致。

7.如权利要求5所述的养护室温湿度监控系统，其特征在于，所述信号控制器主板与物联网远程服务器连接，用于接收并储存由物联网远程服务器预先定义的温湿度预设阈值信息；

通过信号收发模块将温湿度监控终端获得的实时温湿度数据、各测试点的温湿度变化值、GPRS模块的设备定位数据、报警模块的报警信息以及各个设备启停状态同步至物联网远程服务器。

8.如权利要求1-7任一项所述的养护室温湿度监控系统的监控方法，其特征在于，包括：信号控制主板通过信号收发模块向设置于养护室内的多个温湿度传感器发送测量控制信号；所述温湿度传感器接收测量控制信号，完成养护室内测试点的单次测试或者定时自动测试，并触发无线信号将测量结果返回；

通过对比温湿度预设阈值与温湿度传感器的测量结果，确定养护室内各测试点的温湿度变化值；

基于养护室内各测试点的温湿度变化值，对其进行温湿度补偿。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述通过对比温湿度预设阈值与温湿度传感器的测量结果，确定养护室内各测试点的温湿度变化值包括：比较温湿度传感器的测量获得的实时温湿度数据与温湿度预设阈值的大小，并将实时温湿度数据与温湿度预设阈值的差值定义为温湿度变化值。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述基于养护室内各测试点的温湿度变化值，对其进行温湿度补偿包括：

当实时温度<温度下限参数值，启动加热设备，直至实时温度＝温度设定值，通过继电器断开加热设备的供电，使加热设备停止；

当实时温度>温度上限参数值，启动制冷设备，直至实时温度＝温度设定值，通过继电器断开制冷设备的供电，使制冷设备停止；

当实时湿度<湿度下限参数值，启动加湿设备，直至实时湿度＝湿度设定值，通过继电器断开加湿设备的供电，使加湿设备停止；

当实时湿度>温度上限参数值，启动抽湿设备，直至实时湿度＝湿度设定值，通过继电器断开抽湿设备的供电，使抽湿设备停止。

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