CN206517432U - 基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及系统架构和通讯控制技术领域，公开的一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统，包括智能硬件、监控终端设备和云服务器模块，所述智能硬件由处理器模块、网络通讯模块和传感器及相应接口模块组成,处理器模块的通讯端与网络通讯模块相连，网络通讯模块通过网络与云服务器模块、监控终端设备无线连接，处理器模块的采集端通过接口模块与若干被采集与监视的传感器相连。本实用新型能够方便用户根据需要配置扩展智能硬件，并使用监控终端设备来监控智能硬件工作，大大提高了操作效率、使用范围、降低操作的维护成本。

Description

基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统

技术领域

本实用新型涉及系统架构和通讯控制技术领域，尤其涉及一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统。

背景技术

通用数据采集与监视控制系统（Supervisory Control and Data Acquisition,简称SCADA) 在远动系统中占重要地位, 它可以对现场的运行智能硬件进行监视和控制，以实现数据采集、智能硬件控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。SCADA经历了较长时间的发展，并且取得了快速的进步。但是随着社会的发展、网络技术的进步，特别是物联网技术的发展，使得用户对智能采集及监控系统也提出了更高的要求，在追求可视化的同时，用户希望可以更加方便快捷地参与到系统的监控与操作当中，并且可以通过互联网来控制系统。相对而言，传统通用数据采集与监视控制系统存在以下缺点：

1、系统部署、维护成本高，每个监控处都需要额外购买系统进行部署，必须请专业人员设置部署，发现问题需要维修人员上门现场提供服务，而且其成本及费用会随着传统采集和监控系统数量的增多而线性增多；

2、传统通用数据采集与监视控制系统采用PC端软件管理，如果相应的工作人员流动性比较大的话，较难做到随时随地对监控对象进行跟进监控，监控受地域影响大，用户参与性和实时交互性差。

发明内容

针对传统通用数据采集与监视控制系统的高成本、难部署、难扩展、用户参与性和实时交互性差的问题，本实用新型提供一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统，简称微信通用监控系统。 该系统利用监控终端设备作为信息传递通道，使用户能够可视化地完成对远程数据的采集以及对智能硬件的远程控制，从而使用户不受地域限制地参与到远程数据采集与监视控制过程之中，从而实现及时、便捷地对智能硬件及系统的远程监控。

为实现上述发明，本实用新型采用技术方案如下：

一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统，包括智能硬件、监控终端设备和云服务器模块，所述智能硬件由处理器模块、网络通讯模块和传感器及相应接口模块组成,处理器模块的通讯端与网络通讯模块相连，网络通讯模块通过网络与云服务器模块、监控终端设备无线连接，处理器模块的采集端通过接口模块与若干被采集与监视的传感器相连。

一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统，所述云服务器模块由TCP服务器模块、Web服务器模块组成。

一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统，所述监控终端设备包括PC电脑、手机或平板电脑。

一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统，所述网络通讯模块包括WiFi、2G、3G、4G和5G无线通讯模块。

一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统，所述网络通讯模块为ESP8266模块， 由集成的天线开关、射频 balun、功率放大器、低噪放大器、过滤器和电源管理模块，内置 Tensilica L106 32 位微型控制器 (MCU)，低功耗的网络通讯模块组成。

一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统，其特征是：所述温湿度传感器是已校准的数字温湿度传感器DHT22，具有标准单总线接口。工作温度范围为-40 ℃～80 ℃。

通过采用上述的技术方案，本实用新型具有如下优越性：

1、 扩大操作监控用户的地域流动性，用户或者操控人员只要接入互联网就可以对微信通用监控系统进行操控；

2、丰富、扩大远程数据采集与监视控制的应用领域，例如：智慧农业、智能家居等领域均可使用此微信通用监控系统方案；

3、与微信结合，更易于操作管理，并能及时获取微信公众号推送的系统信息；

4、数据关键处（TCP服务器模块和智能硬件之间数据传输）加密处理，安全性高；

5、本发明采用云服务器，对于用户的传感器、待控制设备数量的增加部署，具备自适应的弹性冗余适应能力，从而降低成本、提高系统扩展性；

6、此微信通用监控系统提供权限管理，对于团队协作，将提供富有灵活性的管理和操作模式，从而提高工作效率。

附图说明

图1：微信通用监控系统结构示意图；

图2：农业大棚智能硬件及监控终端设备关联结构示意图；

图3：智能电饭煲及监控终端设备关联结构示意图；

图4：野外气象站智能硬件及监控终端设备关联结构示意图。

具体实施方式

如图1、2、3、4所示，一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统，包括智能硬件、监控终端设备和云服务器模块，所述智能硬件由处理器模块、网络通讯模块和传感器及相应接口模块组成,处理器模块的通讯端与网络通讯模块相连，网络通讯模块通过网络与云服务器模块、监控终端设备无线连接，处理器模块的采集端通过接口模块与若干被采集与监视的传感器相连。

所述云服务器模块由TCP服务器模块、Web服务器模块组成。

所述监控终端设备包括PC电脑、手机或平板电脑。

所述网络通讯模块包括WiFi、2G、3G、4G和5G无线通讯模块。

所述网络通讯模块为ESP8266模块， 由集成的天线开关、射频 balun、功率放大器、低噪放大器、过滤器和电源管理模块，内置 Tensilica L106 32 位微型控制器 (MCU)，低功耗的网络通讯模块组成。

所述温湿度传感器是已校准的数字温湿度传感器DHT22，具有标准单总线接口。工作温度范围为-40 ℃～80 ℃。

实施例1

农业大棚温湿度控制，一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统,该实施例通过手机微信端对大棚内温湿度数据进行远程采集在手机微信端显示，并通过手机微信端对农业大棚的温湿度进行调节；该实施例的网络通讯模块采用ESP8266模块， 它是一款高度集成了天线开关、射频 balun、功率放大器、低噪放大器、过滤器和电源管理模块，内置 Tensilica L106 32 位微型控制器 (MCU)，低功耗的网络通讯模块。通过远程服务器连接、通讯。

该实施例使用的温湿度传感器是DHT22高精度温湿度传感器，它是已校准的数字温湿度传感器，采用DHT22(AM2302)，标准单总线接口。该传感器及相应接口模块负责微信通用监控系统的数据采集功能，可对范围-40 ℃～80 ℃的温度进行测量。具体实施如下：

用户开通手机微信通用监控系统微信公众号，并通过微信API接口将监控终端设备和智能硬件前台操控模块关联起来，API接口关联需要填写智能硬件前台操控模块处理接口地址。

用户通过微信关注微信通用监控系统微信公众号成为微信通用监控系统用户，用户的基本微信信息会通过微信公众号API接口传送至智能硬件前台操控模块保存至数据库模块用户表。

用户通过智能硬件前台操控模块对智能硬件进行WiFi配网，使用微信的Airkiss技术，输入无线网络WIFI密码，连接网络，智能硬件前台操控模块调用微信客户端功能进行配网功能实现，所述微信客户端是腾讯移动端微信。

用户扫描二维码形式的智能硬件编号、绑定智能硬件，将硬件信息绑定到微信公众号用户的微信号上，操作产生的数据经监控终端设备API接口传送至智能硬件前台操控模块，由智能硬件前台操控模块处理后保存至数据库模块智能硬件表中，建立微信公众号用户微信号和智能硬件的关联关系。

当大棚湿度过低时，可以向智能硬件发送喷水指令，智能硬件接收到该指令后，控制外围设备向大棚内喷出雾状水，以提高大棚内的湿度，其中操作命令以POST形式发送至TCP服务器。TCP服务器将接收到的命令解析并打包成二进制命令，发送至智能硬件。

智能硬件将接收到的数据进行进行相应处理（例如从温湿度传感器处获取湿度数值），处理完毕后返回操作结果，操作结果以二进制形式传回至TCP服务器;

TCP服务器收到数据包后进行解包，生成的数据发送给智能硬件前台操控模块，智能硬件前台操控模块收到数据，解析后将相关信息通过监控终端设备API接口发送至微信公众号用户微信号，同时更新智能硬件前台操控模块界面显示信息。

实施例2

智能家居控制电饭煲开启，用户开通微信通用监控系统微信公众号，并通过微信API接口将监控终端设备和智能硬件前台操控模块关联起来，API接口关联需要填写智能硬件前台操控模块处理接口地址（URL）、Token和EncodingAESKey。该操作在监控终端设备设置完成。

用户通过微信关注微信通用监控系统微信公众号成为微信通用监控系统用户，用户的基本微信信息会通过微信公众号API接口传送至智能硬件前台操控模块保存至数据库模块用户表。

用户通过智能硬件前台操控模块对智能硬件进行WiFi配网（使用微信的Airkiss技术，输入无线网络WIFI密码，连接网络），智能硬件前台操控模块调用微信客户端功能进行配网功能实现，所述微信客户端是腾讯移动端微信。

用户扫描二维码形式的智能硬件编号、绑定智能硬件，将硬件信息绑定到微信公众号用户的微信号上，操作产生的数据经监控终端设备API接口传送至智能硬件前台操控模块，由智能硬件前台操控模块处理后保存至数据库模块智能硬件表中，建立微信公众号用户微信号和智能硬件的关联关系。

电饭煲里提前放入符合煮饭要求且调配好的食材。

进入智能硬件前台操控模块的智能硬件电饭煲管理界面，在此界面可以远程对所绑定的电饭煲进行操作，例如开启即时煮饭开关、关闭煮饭开关、定时开启煮饭开关，其中操作命令被打包以POST形式通过网络发送至TCP服务器。TCP服务器将接收到的命令解析并打包成二进制命令发送至智能硬件。

智能硬件将接收到的数据进行解包，根据解包后获取到的命令进行相应处理，例如打开煮饭开关，处理完毕后返回操作结果，操作结果以二进制形式传回至TCP服务器。

TCP服务器收到数据包后进行解包，生成的数据发送给智能硬件前台操控模块，智能硬件前台操控模块收到数据，解析后将相关信息通过监控终端设备API接口发送至微信公众号用户微信号，同时更新智能硬件前台操控模块界面显示信息。

该实例极大的方便了我们的生活，在外面任何一个可以接入互联网的地方，就可以发出煮饭命令进行远程控制，回到家后饭就已经煮好了。

实施例3

野外气象站数据采集 ，当智能硬件工作在野外偏远地区没有WiFi热点信号覆盖的环境下时的实施。该实施例的网络通讯模块可以采用GPRS或2G或3G或4G模块或其他移动通讯技术模块。通过这几种模块只需插入SIM卡即可通过移动无线使智能硬件连接至互联网。

用户扫描二维码形式的智能硬件编号、绑定智能硬件，将硬件信息绑定到微信公众号用户的微信号上，操作产生的数据经监控终端设备API接口传送至智能硬件前台操控模块，由智能硬件前台操控模块处理后保存至数据库模块智能硬件表中，建立微信公众号用户微信号和智能硬件的关联关系。智能硬件接入温湿度传感器、气压传感器、光照度传感器、风速传感器和和PM2.5传感器，可以采集监测目标气象站所在区域的温度、湿度、气压、光照、风力风量、PM2.5等数据。

进入智能硬件前台操控模块的智能硬件气象站管理界面，在此界面可以远程对所绑定的气象站进行监控。例如监控温度信息，其中操作命令被打包成，并以POST形式通过网络发送至TCP服务器。

TCP服务器将接收到的命令解析并打包成二进制命令发送至智能硬件，智能硬件将接收到的数据进行解包，根据解包后获取到的命令进行相应处理，例如获取温度传感器温度采集信息，处理完毕后返回操作结果，操作结果以二进制形式传回至TCP服务器;

TCP服务器收到数据包后进行解包，生成的数据发送给智能硬件前台操控模块;智能硬件前台操控模块收到数据，解析后将相关信息通过监控终端设备API接口发送至微信公众号用户微信号，同时更新智能硬件前台操控模块界面显示信息，例如：温度信息。

以上详细的解释了本实用新型设计以及使用方法，在符合以上实施方式所示原理的基础上，可以衍生出各种改变，包括在传感器类型、控制方式上等设计变化。公开本实用新型的目的旨在保护本本实用新型范围内的一切变化和改进，本实用新型并不局限于以下所列举的实施方式， 而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统，其特征是：包括智能硬件、监控终端设备和云服务器模块，所述智能硬件由处理器模块、网络通讯模块和传感器及相应接口模块组成,处理器模块的通讯端与网络通讯模块相连，网络通讯模块通过网络与云服务器模块、监控终端设备无线连接，处理器模块的采集端通过接口模块与若干被采集与监视的传感器相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统，其特征是：所述云服务器模块由TCP服务器模块、Web服务器模块组成。

3.根据权利要求1所述的一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统，其特征是：所述监控终端设备由PC电脑、手机或平板电脑组成。

4.根据权利要求1所述的一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统，其特征是：所述网络通讯模块由WiFi、或2G、3G、4G、5G无线通讯模块组成。

5.根据权利要求4所述的一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统，其特征是：所述WiFi的网络通讯模块为ESP8266模块， 由集成的天线开关、射频 balun、功率放大器、低噪放大器、过滤器和电源管理模块，内置 Tensilica L106 32 位微型控制器MCU，低功耗的网络通讯模块组成。

6.根据权利要求1所述的一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统，其特征是：所述传感器包括温湿度传感器、液位传感器、气压传感器、光照度传感器、风速传感器、PM2.5传感器；

所述温湿度传感器是已校准的数字温湿度传感器DHT22，具有标准单总线接口，工作温度范围为-40 ℃～80 ℃。

7.根据权利要求1所述的一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统，其特征是：所述的智能硬件为农业智能硬件，或家居智能硬件、气象智能硬件，农业智能硬件、气象智能硬件具有的温湿度传感器的工作温度范围为-40 ℃～80 ℃；家居智能硬件具有的温度传感器的工作温度范围为50 ℃～100 ℃。

8.根据权利要求7所述的一种基于微信公众平台的通用数据采集与监视控制系统，其特征是：农业智能硬件或家居智能硬件由处理器模块、网络通讯模块、执行机构和传感器及相应接口模块组成, 处理器模块控制端与执行机构相连。