CN114866876A - 一种用于ffu的物联网系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物联网检测领域，尤指一种用于FFU的物联网系统，本发明的优势在于构建了一个由故障预警模块、设备管理模块、区域管理模块、调控模块的物联网系统，在这个系统内，各个模块之间都是通过信号连接，对此，减少了不必要的布线和规划，有效节约安装时间；调控模块可根据当前的区域环境数值对设备设置不同的运营状态，使得对设备的调控更加灵活，对能源使用的把控更为精准。

Description

一种用于FFU的物联网系统

技术领域

本发明涉及物联网检测领域，尤指一种用于FFU的物联网系统。

背景技术

风机过滤器单元，英文缩写为 FFU，具有工作时间长、低噪声、免维护、震动小、可无级调速、风速均匀、安装方便等优点，可模块化连接使用，被广泛应用于无尘室、无尘操作台、无尘生产线、组装式无尘室和局部百级无尘车间等场合。

在FFU设备的实际应用场合中，一般采用485总线型的拓扑结构布线方式，在常规无尘室的应用中，往往是几十台数百台的FFU同时运行，尤其是在复杂的系统的中，FFU的数量在上千台以上，采用总线型拓扑结构的布线施工不但非常繁琐，而且还浪费了大量的连线和增加了通信时间。

另外，缺乏空气质量检测设备，不能与独立的空气质量检测设备进行通信，都使得用户无法直观了解室内空气质量状态，无法根据空气质量状况及时调整风机的工作状态，空气质量差时净化效果不理想，空气质量好时可能造成不必要的能源浪费，不符合现在的环保经济理念。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种用于FFU的物联网系统，其主要解决的是布线施工导致大量时间被耗费的技术问题。

本发明提供一种用于FFU的物联网系统，其次要解决的是缺少与空气质量检测设备联动的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于FFU的物联网系统，其特征在于，包含：

故障预警模块，可同时兼顾设备发出的故障信号和传感器的电信号，在接收传感器的电信号后，会结合自身的触发阈值与电信号进行比较；

设备管理模块，具有用于配网的标识，所述标识与设备的控制部分实现联动；

区域管理模块，提取范围内设备的标识，对范围内的设备进行单独或者同步调整；

调控模块，可生成时间标签，并通过区域管理模块赋予单独或者区域内所有的设备。

进一步地，所述故障预警模块至少具有多个消息队列，且每个消息队列被配置为不同的消息类型。

进一步地，传感器与故障预警模块之间是长连接。

进一步地，在调控模块中，可根据当前的区域环境数值对设备设置不同的运营状态。

进一步地，还包括有维护管理模块，所述消息队列至少有一个是用于传输故障预警模块向维护管理模块发送的数据包。

1.本发明的优势在于构建了一个由故障预警模块、设备管理模块、区域管理模块、调控模块的物联网系统，在这个系统内，各个模块之间都是通过信号连接，对此，减少了不必要的布线和规划，有效节约安装时间。

2. 调控模块可根据当前的区域环境数值对设备设置不同的运营状态，使得对设备的调控更加灵活，对能源使用的把控更为精准。

附图说明

图1 是本发明中故障预警模块的框架图

图2 是本具体实施例中故障预警模块的框架图。

图3 是本发明中设备管理模块的框架图。

图4是本发明中区域管理模块的框架图。

图5是本发明中调控模块的框架图。

附图标号说明：1-环境检测装置；2-物联网平台；3-AMQP消费组；

4-业务服务器；5-设备库存管理单元；6-设备安装配网单元；

7-数据监测单元；8-区域管理单元；9-场景设备联动单元；

10-区域设备总控单元；11-设备定时调控单元；12-环境恒定调控单元。

具体实施方式

FFU，具有手动多段调速、集散式控制调速以及电脑群控等各种控制方式，这些控制方式都是需要手动干预或者现场控制，正因如此，不具备智能化、成本高等各种问题都踊跃而出，重要的是，对于线路繁琐无法轻易布局的问题，也揭示了安装技术难度高的启示，当然，也披露了这种布线仅限于专业人员才能胜任，对此，本发明关于一种用于FFU的物联网系统，无法复杂布网，通过手机APP扫码设备二维码即可实现远程操控，尤其是在安装维护成本上， 节省可达50%的维护费用。

请参阅图1-5所示，本发明关于一种用于FFU的物联网系统，包含故障预警模块、设备管理模块、区域管理模块、调控模块，维护管理模块以及运营数据模块；

基于上述各个模块之间是通过信号连接，因此构成了一个由通信连接的物联网系统，在这个物联网系统中，不仅仅在安装方式、成本等各个方面有了明显的优化，还能实现了远程操控的目的，而这个操控还能一对一，又或者是一对多，在调控的方面上节省了大量的时间和步骤。

故障预警模块可以是直接与设备连接，接收来自设备所发送的故障信息，亦可以是检测区域环境来判断设备是否出现故障，这种检测是与传感器配对使用，在接收传感器的电信号后，结合自身的触发阈值与电信号进行比较，如，发送的电信号触发了故障预警模块中的控制部分，使其对应的引脚输出高电平，从而判定当前区域环境的数据组低于预设值，故发出报警信号。

设备管理模块，具有用于配网的标识，所述标识与设备的控制部分实现联动，这种标识构成了设备与设备管理模块之间的通讯，从而实现对设备信息、状态查询，不仅如此，还能连接到设备搭载的可控部分上，能够以远程的方式对设备进行调整。

区域管理模块，提取范围内设备的标识，对范围内的设备进行单独或者同步调节，这种提取是方便区域性管理，通过自行划分，对每个区域赋予不相同的参数限制，以满足不同环境、不同需求的客户群体；

调控模块，可生成时间标签，并通过区域管理模块赋予单独或者区域内所有的设备，所述时间标签为指定设备在某一个时间内执行某个需求，如，设备定时开启、定时关闭，并且，还能根据当前的区域环境数值对设备设置不同的运营状态。

维护管理模块，根据当前的故障信息转化成对应的信息表，并保存到本地上数据库上；

进一步地，所述故障预警模块至少具有多个消息队列，且每个消息队列被配置为不同的消息类型；具体地，这个消息队列不仅用于传递设备故障信息和环境检测的传感器数据，还有一个是用于传输故障预警模块向维护管理模块发送的数据包。

为了充分阐述本发明的技术方案，结合本具体实施例作进一步说明：

故障预警模块包括区域环境状态预警单元、设备告警信息单元，其中，区域环境状态预警单元用于监测FFU设备安装区域的环境状态信息，所述信息包含温度、湿度、风量、气压、PM。

具体地，这个区域环境状态预警单元可以为环境检测装置1，通过布设在监测区域内，利用环境检测装置1集成温度、湿度、风量、气压、PM五种传感器，可实时将所检测到的环境状态信息，通过MQTT协议与物联网平台建立长连接，上报数据（通过Publish发布Topic和Payload）到物联网平台，通过AMQP消费组，将设备消息流转到业务服务器上，业务服务器处理设备上报数据，判断是否达到预警参数值，若当前区域环境状态温度、湿度、风量、气压、PM中的任意一项超过阈值就预警，并通过API接口将信息传输到搭载有这一软件系统的计算机/APP设备中，然后由这个软件系统的区域环境状态预警单元，接收环境状态信息；同时将处理后的数据存储到本地数据库。

设备告警信息单元用于接收当设备发生故障发出的故障告警信息通知，以便及时维修处理，所诉信息包含设备故障名称，故障发生时间，故障持续时长，故障设备名称、故障设备所在区域。在系统运行过程中，FFU设备每秒上传实时状态，当监测到设备自身发生了故障，设备通过MQTT协议与物联网平台建立长连接，上报数据（通过Publish发布Topic和Payload）到物联网平台，通过AMQP消费组，将设备消息流转到业务服务器上，业务服务器处理设备上报数据，并根据数据判断故障名称，然后由这个软件系统的设备故障告警单元接收设备故障信息，计算机的设备告警信息单元接收到上述故障告警信息后，根据故障类型确定故障处理人以及故障联系人并发送短信通知到预留的联系人手机号。同时将处理后的数据存储到本地数据库。

故障处理人接收故障告警信息后，处理故障并开启FFU设备，FFU设备每秒上传实时状态，设备通过MQTT协议与物联网平台建立长连接，上报数据（通过Publish发布Topic和Payload）到物联网平台，通过AMQP消费组，将设备消息流转到业务服务器上，业务服务器处理设备上报数据判断设备正常运营后，并通过API接口将信息传输到搭载有这一软件系统的计算机设备/APP中，计算机/APP的设备告警信息单元接收到设备运营正常信息，此时故障告警信息转为故障告警记录存储在故障告警记录单元，故障持续时间是按照首次监测到设备故障开始到监测到设备运营正常这段时间，同时将处理后的数据更新到本地数据库；

根据上述可知，当设备功率调为中档，正常情况中档的电流为1000w，若设备反馈过来的数据为500w，那么说明电机故障，另外设备不受指令控制也说明电机有故障。

对于通信故障的判断依据，也根据系统设定设备以每秒的频率上传数据，若设备没有按照每秒的频率上传数据说明存在通信故障（对应前述的长连接，当传输的数据包并未以规定的时序发送，此时双方都会发出链路检测包，并确认具体种类的通信故障）。

设备管理模块包括有设备库存管理单元5、设备安装配网单元6、运营数据监测单元7，设备库存管理单元5用于存储设备相关信息，按分类展示各种设备数量以及查看每台设备详情信息，所述设备详情信息包含设备安装信息、设备参数、故障记录、设备操控，其中：

安装信息包含设备安装区域、安装时间、安装人员；

设备参数包含设备型号信息、预警参数设定、设备可操控的功能模块，如开关、风量；

故障记录包含该台设备故障名称、故障发生时间、故障持续时长、故障设备名称、故障设备所在区域、故障处理人、故障处理人联系方式；

设备操控可以通过APP/PC端远程对该台设备进行相关功能调控，如开关、风量等。

设备安装配网单元6用于扫描设备上面的二维码完成设备安装配网，从而实现随时随地查看设备运营数据及远程操控设备的功能，此处的二维码为前文所述的标识，亦可以理解为用于配对的标签；

运营数据监测单元7用于查看设备实时运营状态信息，所述运营状态信息包括正常、离线、故障、关机4种，在系统运行过程中，FFU设备每秒上传实时状态，根据协议约定发送固定信息到 IOT平台，IOT平台再将信息传输到搭载有这一软件系统的计算机设备中，其中运营监测单元会展现实时设备运营状态，若为故障状态，系统自定义预设故障名称并根据数据进行比对确定故障名称，然后由这个软件系统的设备故障告警单元接收设备故障信息。

区域管理模块包括区域管理单元8、场景设备联动单元9、区域设备总控单元10：

区域管理单元8用于设备分区域管理，可以创建多个区域ID，在区域控制面板上点击“添加设备”会弹出扫码页面（在计算机设备的操控页面上操作），扫描设备上面的二维码即可添加到该区域并同步完成设备安装配网，每台FFU设备都有独立ID二维码，且每台设备只能绑定1个区域；

场景设备联动单元9用于不同应用场景设备和传感器联动控制，可设置联动场景或者按时设定设备运行状态，如；创建区域名称(ID)，然后在区域控制面板上点击“添加设备”会弹出扫码页面，扫描FUU设备跟环境监测设备上面的二维码即可添加到该区域并同步完成设备安装配网，每台FFU设备都有独立ID二维码，且每台设备只能绑定1个区域，区域内添加若干台FUU设备跟1台空气监测设备，并在软件系统的区域环境状态预警单元设定温度、湿度、风量、气压、PM预计阈值；

为了方便理解，对上述场景设备联动单元9作进一步的具体说明：

首先，环境检测装置1集成温度、湿度、风量、气压、PM五种传感器，可实时将所检测到的环境状态信息，通过MQTT协议与物联网平台建立长连接，上报数据（通过Publish发布Topic和Payload）到物联网平台，通过AMQP消费组，将设备消息流转到业务服务器上，业务服务器处理设备上报数据，业务服务器通过API接口将信息传输到搭载有这一软件系统的计算机/APP设备中，然后由这个软件系统的区域环境状态预警单元，接收环境状态信息；同时将处理后的数据将处理后的数据存储到本地数据库。

然后，根据软件系统的区域环境状态预警单元设定的PM阈值，当实时PM值超过设定阈值时，系统的计算机/APP设备使业务服务器调用基于HTTPS协议的API接口Pub，给Topic发送调控指令（增加设备风量），将数据发送到物联网平台。物联网平台通过MQTT协议，使用Publish发送数据（指定Topic和Payload）到FFU设备端,FUU根据指令信息调整设备运营状态，直至该区域环境中的PM数值达到到设定数值，FFU恢复正常运行。

区域设备总控单元10用于一键开启或者关闭区域内的全部设备。每个区域对应的界面上有一个调控面板，面板中可以设置一下调控参数，当调控参数设定完毕后，区域设备总控单元10，生成调控指令，并将调控指令下发至与区域ID相关联的FFU设备，然后实现群控调整。

调控模块包含有设备定时调控单元11、环境恒定调控单元12：

设备定时调控单元11用于按照设定的时间周期自动控制设备开关，风量等功能，可以设定多个定时调控方案，调控方案由设定执行时间，确定执行操控，添加执行设备三块组成，同一设备重复时间段不可执行两种调控方案。

如：设置A设备的调控方案为每周五9:00-12:00设定设备风量为50m³/h，那么增加另1个调控方案为每周五10:00-12:00设定设备关机就不可再添加A设备，因为时间存在冲突。

环境恒定调控单元12用于根据按照设定的区域环境数值自动调整FFU设备运营状态，如:在区域内添加若干台FUU设备跟1台空气监测设备，系统根据设定区域环境数值和空气监测设备反馈的实时环境数值自动调整设备运营状态；在实际使用时，可直接通过手机对风量进行操控，又或者是对时间的调整；更多是的直接通过数据反映空气的质量状态，由环境恒定调控单元12根据空气质量状态调整FFU设备的工作状态，采用最短的时间以最经济的方式实现空气净化，节省可达30%的能耗。

售后维修模块包含有：售后工单处理单元、售后服务中心单元、设备故障记录单元。

售后工单处理单元用于记录设备售后提交、接收、处理、反馈流程，提交售后工单平台根据故障情况确定售后处理方式，安排维修师傅检修或者换机，并实时反馈通知处理进度及结果。

售后服务中心单元用于查看售后联系方式及提交售后工单，工单提交后会反馈到售后工单处理单元。

设备故障记录单元用于记录故障类型、情况、发生时间以及处理好的时间，并保存在本地数据库中。

在本具体实施例中，还可以设置有运营数据模块，所述运营数据模块是数据可视化大屏单元，用于投射储存在本地数据库上的数据，便于对数据的观察。

相对于现有技术由人工线下工作，本发明能够达到秒级响应、精准定位、智能巡检的效果，这种自动化运维策略可有效提升运维效率65%以上，自动识别异常和运行隐患，降低80%故障风险。

以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于FFU的物联网系统，其特征在于，包含：

故障预警模块，可同时兼顾设备发出的故障信号和传感器的电信号，在接收传感器的电信号后，会结合自身的触发阈值与电信号进行比较；

设备管理模块，具有用于配网的标识，所述标识与设备的控制部分实现联动；

区域管理模块，提取范围内设备的标识，对范围内的设备进行单独或者同步调整；

调控模块，可生成时间标签，并通过区域管理模块赋予单独或者区域内所有的设备。

2.根据权利要求1所述的一种用于FFU的物联网系统，其特征在于：所述故障预警模块至少具有多个消息队列，且每个消息队列被配置为不同的消息类型。

3.根据权利要求1所述的一种用于FFU的物联网系统，其特征在于：传感器与故障预警模块之间是长连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于FFU的物联网系统，其特征在于：在调控模块中，可根据当前的区域环境数值对设备设置不同的运营状态。

5.根据权利要求2所述的一种用于FFU的物联网系统，其特征在于：还包括有维护管理模块，所述消息队列至少有一个是用于传输故障预警模块向维护管理模块发送的数据包。

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