祁玉平QI Yu-ping

（華北制藥河北華民藥業(yè)有限責(zé)任公司，石家莊052165）

0 引言

無線數(shù)據(jù)傳輸及監(jiān)控技術(shù)是基于無線局域網(wǎng)技術(shù)的一種較為廣泛的應(yīng)用技術(shù)。它在原有以太網(wǎng)監(jiān)控的基礎(chǔ)上，用無線微波作介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸可以對(duì)分散的、無人值守的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行定時(shí)采集，并且可以發(fā)送簡(jiǎn)單的控制命令。它將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)有機(jī)結(jié)合為一體，適用于地域廣闊的各種環(huán)境。

隨著GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的逐步成熟，無線數(shù)據(jù)相關(guān)應(yīng)用已經(jīng)成為當(dāng)前的應(yīng)用熱點(diǎn)。

GSM網(wǎng)絡(luò)是國內(nèi)覆蓋范圍最廣，應(yīng)用最普遍的無線通信網(wǎng)絡(luò)。SMS(Short Message Service)短信息服務(wù)是GSM系統(tǒng)中提供的一種GSM終端之間通過服務(wù)中心進(jìn)行文本信息收發(fā)的應(yīng)用服務(wù)，其中服務(wù)中心完成信息的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)功能。短信報(bào)警就是利用高覆蓋率的無線GSM網(wǎng)絡(luò)，將報(bào)警信息或監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息以短信的形式無線傳送到工作人員手機(jī)上或監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)上，輕松實(shí)現(xiàn)報(bào)警信息、數(shù)據(jù)信息從有線到無線遠(yuǎn)程的跨躍。

1 項(xiàng)目需求

我公司質(zhì)量部實(shí)驗(yàn)室有5臺(tái)工業(yè)冷藏箱及6臺(tái)生化培養(yǎng)箱，用來存放藥品及微生物培養(yǎng)試驗(yàn)使用。工藝要求所有設(shè)備內(nèi)部溫度保持在一定的范圍內(nèi)，因?yàn)橐坏囟瘸霈F(xiàn)問題而不能及時(shí)處理，將影響到藥品及樣品的質(zhì)量。因此我們?cè)O(shè)計(jì)了一套溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)可采集11臺(tái)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，當(dāng)溫度超出控制范圍時(shí)，能在最短的時(shí)間內(nèi)將故障點(diǎn)傳達(dá)給相關(guān)人員，使之能夠迅速到達(dá)報(bào)警點(diǎn)排除故障。

2 溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)綜述

本系統(tǒng)采用的是設(shè)備內(nèi)溫度數(shù)據(jù)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(wǎng)模塊、GSM短信模塊以及上位機(jī)組成。

該監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)在每臺(tái)工業(yè)冷藏箱及生化培養(yǎng)箱內(nèi)部布置一至兩個(gè)溫度傳感器，同時(shí)在設(shè)備外部布置一臺(tái)無線溫度采集模塊，無線溫度采集模塊實(shí)時(shí)采集溫度傳感器數(shù)據(jù)，并將采集的數(shù)據(jù)打包處理后發(fā)送到無線網(wǎng)絡(luò)；每個(gè)值班崗位分別設(shè)置一臺(tái)無線接收模塊，由于無線數(shù)據(jù)采集模塊在無線網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)冷藏箱及生化培養(yǎng)箱的溫度數(shù)據(jù)24小時(shí)不間斷監(jiān)測(cè)。

每臺(tái)設(shè)備的無線接收模塊可通過NP801串口通信服務(wù)器連接到辦公局域網(wǎng)絡(luò)上，用局域網(wǎng)模式可有效防止因?yàn)榫嚯x較遠(yuǎn)導(dǎo)致的信號(hào)衰弱對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的影響，局域網(wǎng)中的任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)可以對(duì)這11臺(tái)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。本系統(tǒng)設(shè)置一臺(tái)上位機(jī)，內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)組態(tài)軟件，與局域網(wǎng)模塊通過以太網(wǎng)口連接，實(shí)時(shí)記錄分析采集到的數(shù)據(jù)，一旦出現(xiàn)溫度越線（超出設(shè)定值范圍），即產(chǎn)生報(bào)警，報(bào)警信息通過GSM短信模塊發(fā)送至相關(guān)人員手機(jī)，從而該人員可以第一時(shí)間到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)排除故障，最大限度地保障每臺(tái)設(shè)備安全可靠的運(yùn)行。

3 溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

3.1 溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖如圖1所示。

溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)用無線溫度傳感技術(shù)，無線通信技術(shù)可實(shí)時(shí)自動(dòng)采集及監(jiān)測(cè)設(shè)備內(nèi)的溫度，并將數(shù)據(jù)傳至主控PC，并可通過GSM短信模塊將重要參數(shù)的超限報(bào)警信息發(fā)送至工作人員手機(jī)，從而輕松實(shí)現(xiàn)無人值守和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。

3.2 溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

11臺(tái)設(shè)備分布在6樓和7樓兩個(gè)樓層，每臺(tái)設(shè)備配備一個(gè)無線溫度采集模塊，并將由無線射頻發(fā)射到無線接收模塊，無線接收模塊將數(shù)據(jù)傳至計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。系統(tǒng)在8樓設(shè)置一臺(tái)計(jì)算機(jī)，用來記錄分析并處理采集到的數(shù)據(jù)。

4 溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能

系統(tǒng)能對(duì)設(shè)備內(nèi)的溫度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機(jī)上進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析，并輸出打印曲線。當(dāng)設(shè)備內(nèi)溫度出現(xiàn)超標(biāo)的時(shí)候，系統(tǒng)可進(jìn)行超標(biāo)報(bào)警，系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)以下功能：

4.1 動(dòng)態(tài)記錄功能 連續(xù)如實(shí)的采集和記錄監(jiān)測(cè)箱體內(nèi)各種數(shù)據(jù)，以文字、數(shù)字和圖形、表格方式進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和記錄監(jiān)測(cè)信息。（圖3、圖4）

4.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能 所有的數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)記錄到主機(jī)計(jì)算機(jī)上，按要求記錄各個(gè)傳感器的通訊狀況，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線或表格及工作情況報(bào)告；可以定時(shí)自動(dòng)保存、備份、歸檔等。

4.3 用戶分級(jí)管理 嚴(yán)格的密碼授權(quán)制度和用戶分級(jí)制度為用戶提供了一個(gè)總監(jiān)控管理平臺(tái)，以保證只有授權(quán)的工作人員才可進(jìn)行相應(yīng)的管理和操作。

4.4 短信報(bào)警功能 本系統(tǒng)采用GSM短信模塊及上位軟件組態(tài)實(shí)現(xiàn)了短信超限報(bào)警功能。

在出現(xiàn)超標(biāo)數(shù)據(jù)的時(shí)候，如溫度超過設(shè)定上下限時(shí)，可以按照操作人員指定設(shè)置的方式輸出報(bào)警方式。本系統(tǒng)采用短信報(bào)警方式。報(bào)警參數(shù)可以根據(jù)實(shí)際要求在軟件中設(shè)置，包括設(shè)備的高溫報(bào)警（高于此溫度報(bào)警）、低溫報(bào)警參數(shù)（低于此溫度報(bào)警）、報(bào)警時(shí)發(fā)送報(bào)警信息的手機(jī)號(hào)、多次發(fā)送的時(shí)候每條短信延遲時(shí)間參數(shù)、報(bào)警短信免打擾時(shí)間以及是否讓電腦的揚(yáng)聲器發(fā)聲報(bào)警等。

5 結(jié)束語

溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)用無線數(shù)據(jù)傳輸及監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，并且通過GSM短信報(bào)警技術(shù)將測(cè)量點(diǎn)的超限報(bào)警信息發(fā)送至設(shè)定聯(lián)系人的手機(jī)，從而保障了在現(xiàn)場(chǎng)無人值守的情況下，相關(guān)負(fù)責(zé)人仍然可以在收到報(bào)警短信后第一時(shí)間處理異常情況，輕松實(shí)現(xiàn)了24小時(shí)無人值守及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。

溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)施后大大提高了崗位人員的工作效率及工作質(zhì)量，得到相關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)的一致贊譽(yù)。

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