CN201796279U - 一种基于3g无线网络的工业监控系统 - Google Patents

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何平
王盛学
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Abstract

本实用新型公开了一种基于3G无线网络的工业监控系统，它包括微控制单元、3G无线通信模块、数据中心和监控手机，所述微控制单元用于采集现场工业设备数据，微控制单元的输出接3G无线通信模块的输入，3G无线通信模块通过3G无线网络与数据中心连接实现数据双向传输，数据中心与监控手机连接。本实用新型安装方便、高速传输、投入低、稳定可靠，收费科学。

Description

一种基于3G无线网络的工业监控系统
技术领域
本实用新型涉及工业控制技术、远程监控技术、无线通信技术和网络通信技术，具体指一种高效率、低成本的基于3G无线网络的工业监控系统，属于无线监控领域。
背景技术
随着现代工业生产规模的不断扩大，生产设备由就地分散的局部自动控制逐渐向综合自动化体系发展，而一般工业控制系统地域跨越性较大, 相当一部分设备工作在户外，一些作业点分散，环境恶劣，因此需要无人职守远传控制，对各种设备的运行状态、温度、压力、流量等指标做到实时监控。随着无线技术的日益发展，其安装方便、灵活性强、性价比高等特性使得更多行业的监控系统采用无线监控方式，建立被监控点和监控中心之间的连接。目前，主要的无线监控方案有：
1）基于卫星通信；
2）通过架设微波设备； 
3）基于无线局域网；
4）借助移动公网传输。
其中基于卫星通信、架设微波设备、无线局域网的监控方式容易受传输距离、覆盖角度及周边环境的影响，要想达到更好的监控状态就需要中继设备、增益天线等，设备架设费用高。这些传统方式存在覆盖范围、实时性、投资及运行费用等问题，同时对工控设备的无人值守运行存在较大困难。
借助移动公网进行数据传输的监控方式充分利用现有的移动通信网络，网络建设和维护都由运营商承担，运营费用低，且覆盖面广、传输速率高，大幅节省了人力物力，提高了工业控制的自动化水平，是目前无线监控的主要发展方向。
实用新型内容
针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的是提供一种安装方便、投入低、稳定可靠的基于3G无线网络的工业监控系统。
本实用新型的技术方案是这样实现的：一种基于3G无线网络的工业监控系统，它包括微控制单元、3G无线通信模块、数据中心和监控手机，所述微控制单元用于采集现场工业设备数据，微控制单元的输出接3G无线通信模块的输入，3G无线通信模块通过3G无线网络与数据中心连接实现数据双向传输，数据中心与监控手机连接。
相比现有技术，本实用新型具有如下优点：
1）安装简单：网络架设方便，无需进行拉线，埋线等工作，投入低；
2）永远在线：链路稳定可靠，即使没有数据传输，仍然与网络保持连接；
3）快速登录：接入速度快，提供了与现有数据网的无缝连接；
4）高速传输：数据传输速率上行128K，下行最大可达2.8M；
5）按量收费：3G移动网络按照客户接收和发送数据包的数量来收取费用，没有数据流量的传递时，客户即使在线,也不收费。
附图说明
图1—本实用新型结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
参见图1，从图上可以看出，本实用新型基于3G无线网络的工业监控系统，它包括微控制单元（MCU）、3G无线通信模块（简称3G模块）、数据中心和监控手机，所述微控制单元用于采集现场工业设备数据，微控制单元的输出接3G无线通信模块的输入，3G无线通信模块通过3G无线网络与数据中心连接实现数据双向传输，数据中心与监控手机连接。其工作原理为：微控制单元将工业现场设备数据（运行状态及电流、电压、功率等）采集上来，经过相应处理后送到3G无线通信模块，3G无线通信模块通过3G无线网络，将数据以UDP/TCP包形式发送至数据中心，由数据中心对这些数据进行分析处理，并将数据中心下传的UDP/TCP包转换为串口数据传至终端设备（即监控手机），手机端监控软件通过发送HTTP请求和数据中心建立连接通路，获取实时数据，并向数据中心发送控制信息。
3G无线通信模块与微控制单元（单片机）间通过标准的 RS232/485接口通信，支持AT命令，可设置工作方式和数据传输方式（UDP/TCP）。手机和数据中心之间的连接可以用HTTP和Socket，考虑到目前并不是所有手机都支持Socket通信，但都支持HTTP协议，所以在本系统中手机和数据中心之间采用HTTP通信方式来传输数据。在手机端通过Java编程，实现和数据中心的数据交换，显示现场数据并绘制实时曲线，监控人员直接操作手机按键下发命令到工业检测终端，控制现场设备运行。
手机端采用多线程工作方式，将接收到的数据处理之后以数据或图像的方式清晰呈现给监控人员，人机界面友好，同时监控人员简单的操作按键就可将控制命令传回服务器，实现对现场设备的监测和管理。
本实用新型同时提供用户权限认证，即对有管理操作需求的监控人员进行身份验证，只有通过验证才开放控制管理功能。用户可在手机上直接对监测参数及其范围进行设置，当现场设备的参数值超出设定的正常范围时，产生报警。如果用户未启动手机端监控软件，现场设备发生异常时，监控前端设备也会主动向指定手机发送报警信息。
本实用新型基于3G无线网络的工业监控系统，它把自动控制技术和先进的移动通信技术相结合，使用便携手机作为监控终端，将现场数据通过3G网络以流量方式实时传送到手机，即利用3G无线网络实时清晰的传递工业现场的动态信息，并由监控人员通过手机将控制命令下发到现场设备，管理设备运行。针对控制功能提供权限认证，当遇到异常情况时，及时发出报警信息，在实时移动监控的同时，加强了系统的安全性和可靠性。本实用新型使得监控人员只要拥有一部3G手机，就可以在任何时候任何地点对工业现场设备进行进行监测和管理，数据传输速度快、实时性强，具有广阔的应用前景。

Claims (1)

1.一种基于3G无线网络的工业监控系统，其特征在于：它包括微控制单元、3G无线通信模块、数据中心和监控手机，所述微控制单元用于采集现场工业设备数据，微控制单元的输出接3G无线通信模块的输入，3G无线通信模块通过3G无线网络与数据中心连接实现数据双向传输，数据中心与监控手机连接。
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