無線數據傳輸及監測技術的應用

祁玉平QI Yu-ping

（華北制藥河北華民藥業有限責任公司，石家莊052165）

0 引言

無線數據傳輸及監控技術是基于無線局域網技術的一種較為廣泛的應用技術。它在原有以太網監控的基礎上，用無線微波作介質進行數據傳輸可以對分散的、無人值守的現場數據進行定時采集，并且可以發送簡單的控制命令。它將先進的計算機技術、通信技術有機結合為一體，適用于地域廣闊的各種環境。

隨著GPRS/CDMA網絡技術的逐步成熟，無線數據相關應用已經成為當前的應用熱點。

GSM網絡是國內覆蓋范圍最廣，應用最普遍的無線通信網絡。SMS(Short Message Service)短信息服務是GSM系統中提供的一種GSM終端之間通過服務中心進行文本信息收發的應用服務，其中服務中心完成信息的存儲和轉發功能。短信報警就是利用高覆蓋率的無線GSM網絡，將報警信息或監測數據信息以短信的形式無線傳送到工作人員手機上或監控中心的計算機上，輕松實現報警信息、數據信息從有線到無線遠程的跨躍。

1 項目需求

我公司質量部實驗室有5臺工業冷藏箱及6臺生化培養箱，用來存放藥品及微生物培養試驗使用。工藝要求所有設備內部溫度保持在一定的范圍內，因為一旦溫度出現問題而不能及時處理，將影響到藥品及樣品的質量。因此我們設計了一套溫度遠程監測系統，系統可采集11臺設備的實時數據，當溫度超出控制范圍時，能在最短的時間內將故障點傳達給相關人員，使之能夠迅速到達報警點排除故障。

2 溫度遠程監測系統綜述

本系統采用的是設備內溫度數據的有線采集和無線傳輸組成。具體采用無線溫度采集模塊、無線接收模塊，局域網模塊、GSM短信模塊以及上位機組成。

該監測報警系統在每臺工業冷藏箱及生化培養箱內部布置一至兩個溫度傳感器，同時在設備外部布置一臺無線溫度采集模塊，無線溫度采集模塊實時采集溫度傳感器數據，并將采集的數據打包處理后發送到無線網絡；每個值班崗位分別設置一臺無線接收模塊，由于無線數據采集模塊在無線網絡中具有唯一地址，無線接收模塊通過接收不同地址的采集模塊數據，可以實現對工業冷藏箱及生化培養箱的溫度數據24小時不間斷監測。

每臺設備的無線接收模塊可通過NP801串口通信服務器連接到辦公局域網絡上，用局域網模式可有效防止因為距離較遠導致的信號衰弱對監控系統的影響，局域網中的任意一臺計算機可以對這11臺設備進行監控。本系統設置一臺上位機，內置標準組態軟件，與局域網模塊通過以太網口連接，實時記錄分析采集到的數據，一旦出現溫度越線（超出設定值范圍），即產生報警，報警信息通過GSM短信模塊發送至相關人員手機，從而該人員可以第一時間到達現場排除故障，最大限度地保障每臺設備安全可靠的運行。

3 溫度遠程監測系統示意圖及網絡結構圖

3.1 溫度遠程監測系統示意圖如圖1所示。

溫度遠程監測系統運用無線溫度傳感技術，無線通信技術可實時自動采集及監測設備內的溫度，并將數據傳至主控PC，并可通過GSM短信模塊將重要參數的超限報警信息發送至工作人員手機，從而輕松實現無人值守和遠程監測。

3.2 溫度遠程監測系統網絡結構圖如圖2所示。

11臺設備分布在6樓和7樓兩個樓層，每臺設備配備一個無線溫度采集模塊，并將由無線射頻發射到無線接收模塊，無線接收模塊將數據傳至計算機局域網。系統在8樓設置一臺計算機，用來記錄分析并處理采集到的數據。

4 溫度遠程監測系統功能

系統能對設備內的溫度進行數據采集，并將數據傳輸到PC機上進行數據存儲與分析，并輸出打印曲線。當設備內溫度出現超標的時候，系統可進行超標報警，系統能實現以下功能：

4.1 動態記錄功能 連續如實的采集和記錄監測箱體內各種數據，以文字、數字和圖形、表格方式進行實時顯示和記錄監測信息。（圖3、圖4）

4.2 數據存儲功能 所有的數據采集實時記錄到主機計算機上，按要求記錄各個傳感器的通訊狀況，實時數據、實時曲線、歷史曲線或表格及工作情況報告；可以定時自動保存、備份、歸檔等。

4.3 用戶分級管理 嚴格的密碼授權制度和用戶分級制度為用戶提供了一個總監控管理平臺，以保證只有授權的工作人員才可進行相應的管理和操作。

4.4 短信報警功能 本系統采用GSM短信模塊及上位軟件組態實現了短信超限報警功能。

在出現超標數據的時候，如溫度超過設定上下限時，可以按照操作人員指定設置的方式輸出報警方式。本系統采用短信報警方式。報警參數可以根據實際要求在軟件中設置，包括設備的高溫報警（高于此溫度報警）、低溫報警參數（低于此溫度報警）、報警時發送報警信息的手機號、多次發送的時候每條短信延遲時間參數、報警短信免打擾時間以及是否讓電腦的揚聲器發聲報警等。

5 結束語

溫度遠程監測系統運用無線數據傳輸及監測技術實現了設備數據的遠程監測，并且通過GSM短信報警技術將測量點的超限報警信息發送至設定聯系人的手機，從而保障了在現場無人值守的情況下，相關負責人仍然可以在收到報警短信后第一時間處理異常情況，輕松實現了24小時無人值守及遠程監測。

溫度遠程監測系統實施后大大提高了崗位人員的工作效率及工作質量，得到相關部門領導的一致贊譽。

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