基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的鐵路機(jī)房設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

摘 要：當(dāng)前我國(guó)鐵路事業(yè)飛速發(fā)展，做好機(jī)房設(shè)備和環(huán)境監(jiān)測(cè)工作越來越重要。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為智能化技術(shù)之一，將其應(yīng)用到鐵路機(jī)房設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中非常必要。文章從鐵路機(jī)房設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀分析入手，設(shè)計(jì)了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的鐵路機(jī)房設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案，并探究了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的鐵路機(jī)房設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；鐵路；機(jī)房設(shè)備；狀態(tài)；環(huán)境監(jiān)測(cè)；系統(tǒng)

一、鐵路機(jī)房設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀

隨著標(biāo)準(zhǔn)接口構(gòu)建的實(shí)現(xiàn)，多元化功能的環(huán)境監(jiān)控得到了較好的開發(fā)，現(xiàn)在鐵路機(jī)房設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境監(jiān)測(cè)能夠采用IP技術(shù)、EI技術(shù)等，監(jiān)測(cè)信息可以通過多種技術(shù)作為載體進(jìn)行傳遞，在很多方面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，空調(diào)門鎖智能控制、視頻監(jiān)控、語言控制等功能已經(jīng)得到廣泛使用。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)， 為鐵路機(jī)房設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境監(jiān)測(cè)提供了又一次進(jìn)步的階梯，可進(jìn)一步提高鐵路機(jī)房設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境監(jiān)測(cè)智能化水平。

二、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的鐵路機(jī)房設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案總設(shè)計(jì)

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的鐵路機(jī)房設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境監(jiān)測(cè)方案主要由后臺(tái)應(yīng)用服務(wù)和前端數(shù)據(jù)采集終端兩大部分組成。

后臺(tái)服務(wù)程序的主要作用是對(duì)采集終端采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析和處理，將得到的數(shù)據(jù)制成圖表，并將圖表顯示在監(jiān)測(cè)終端。若采集終端采集到的濕度、溫度數(shù)據(jù)超過規(guī)定數(shù)值或者顯示的電壓、電流不正常，那么采集終端會(huì)將數(shù)據(jù)通過警報(bào)方式發(fā)送到數(shù)據(jù)終端，并由后臺(tái)服務(wù)程序向系統(tǒng)管理人員發(fā)送報(bào)警信息，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)報(bào)警。

采集終端主要通過溫度、濕度、電流電壓傳感器將機(jī)房?jī)?nèi)所監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)參數(shù)通過物聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)綗o線自組網(wǎng)傳輸單元，并最終到達(dá)網(wǎng)絡(luò)總線上，將采集到的數(shù)據(jù)傳到對(duì)應(yīng)服務(wù)器上進(jìn)行顯示和處理。

三、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的鐵路機(jī)房設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)

1.硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)鐵路機(jī)房設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需求，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，通常情況下，整個(gè)系統(tǒng)可分為四個(gè)模塊，分別為數(shù)據(jù)傳輸模塊、電源管理模塊、單片機(jī)核心模塊、前端處理模塊。其中電源管理模塊一般有兩種情況：其一是使用采集器電源供電方式；其二是使用電源接入段采用分離整流方式供電，這兩種方式均可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電能供應(yīng)。前端處理模塊主要包含有數(shù)據(jù)感知單元、電流采集、溫度采集等模塊。單片機(jī)核心模塊主要采用的是嵌入式微處理器，該處理器作為一個(gè)時(shí)鐘周期指令的方式，可大大加快單片機(jī)的處理速度，還可在一定程度上降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度，為程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提供較為有力的保證。數(shù)據(jù)傳輸模塊主要包含兩個(gè)部分：其一是以無線為基礎(chǔ)的無線數(shù)據(jù)傳輸；其二是以POE技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。這兩種方式在系統(tǒng)使用過程中可以實(shí)現(xiàn)有效切換，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽俊⒎€(wěn)定。

2.軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鐵路機(jī)房設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)主要包含串口指令發(fā)送和接受、電流讀取和溫濕度讀取、系統(tǒng)初始化等軟件功能。系統(tǒng)初始化主要包括看門狗定時(shí)器初始化、溫濕度數(shù)據(jù)讀取端口初始化、A/D 轉(zhuǎn)換初始化、定時(shí)器初始化以及串口初始化等。當(dāng)系統(tǒng)完成了初始化之后就會(huì)處于休閑模式，當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到有異常數(shù)據(jù)時(shí)，可以使系統(tǒng)重新進(jìn)入工作狀態(tài)，并根據(jù)實(shí)際情況完成對(duì)應(yīng)的操作。

3.系統(tǒng)測(cè)試

原型設(shè)備聯(lián)機(jī)調(diào)試：在硬件設(shè)備以及配套驅(qū)動(dòng)完成設(shè)計(jì)和設(shè)備完成組裝之后，系統(tǒng)通過串口與上位機(jī)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，上位機(jī)超級(jí)終端發(fā)送指令，分別通過無線和網(wǎng)絡(luò)的方式把測(cè)試信息傳送到采集終端，采集終端獲得測(cè)試指令之后，返回對(duì)應(yīng)的溫濕度和電流值。系統(tǒng)聯(lián)機(jī)測(cè)試完成之后，會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安裝的所有設(shè)備進(jìn)行聯(lián)合測(cè)試，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果安排系統(tǒng)試運(yùn)行，將得到的試運(yùn)行結(jié)果和機(jī)房安全環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到鐵路機(jī)房設(shè)備檢測(cè)和環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中可以使技術(shù)人員實(shí)時(shí)地掌握鐵路機(jī)房設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境濕度，并將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)桨踩O(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，使鐵路機(jī)房工作人員更好掌握機(jī)房運(yùn)行情況，為鐵路機(jī)房安全運(yùn)行打下良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖宏飛.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)機(jī)房管理中的應(yīng)用研究[J].巢湖學(xué)院學(xué)報(bào)，2016（3）：31-34.

[2]韓 琦.基于物聯(lián)網(wǎng)的機(jī)房環(huán)境綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].測(cè)控技術(shù)，2016（7）：107-111.