远程自动监测系统（精选十篇）
远程自动监测系统 篇1
要使监测数据准确、有效、可靠和及时, 就必须把空气自动监测站的运行维护保养工作做好。下面以我站使用的美国赛默飞世尔科技生产的43i脉冲荧光法SO2分析仪、42i化学发光法NO-NO2-NOx分析仪、146i动态气体校准仪和美国metone生产的BAM-1020PM10监测仪为例, 结合笔者在实际工作中积累的一些经验, 谈谈空气自动站故障分析及远程故障诊断问题。
1 自动监测仪器校零系统出现问题
在空气自动监测系统运行过程中, SO2读数时有负值出现。其原因是零点产生了漂移, 分析零点产生漂移的可能原因如下:
(1) 温度影响活性炭吸附。零气是由空压机抽取空气通过活性炭吸附和高锰酸钾球氧化后得到, 所以活性炭的吸附和脱附问题可能会影响校零, 产生假零点。平衡吸附量降低这是物理吸附的典型特征, 不同温度下活性炭的吸附性不一样, 随着温度的升高, 被吸附物受活性炭表面的作用力降低, 脱附速度加快, 达到吸附平衡时间偏短, 如果第1次的吸附温度比第2次的吸附温度低, 那么在第2次吸附时第1次的吸附就会有部分脱附现象产生, 造成假零点[1]。
(2) 活性炭过少或者是已吸附饱和。
(3) 室内外温差较大、空气湿度大, SO2遇水产生荧光猝灭现象, 此情况在北方冬季出现较多[2]。
(4) 室内空气的洁净性。如果室内废气长时间聚集过多, 会导致活性炭和高锰酸钾球的过负荷工作, 很容易使零气中含有SO2成分, 在校零过程中产生假零点, 导致零点漂移[3]。
(5) 仪器电零点漂移。
(6) 空气压缩机压强设置过低。当上限压强设置过低时, 空气压缩机再次启动前会使下限压强更加低, 造成零气流量不足, 从而造成稀释后的标准气不足。
综上所述, SO2读数出现负值的原因是仪器电零点发生了漂移。在天气条件好或者风力达到一定级别时, 在空气中检测出的SO2含量很少, 零点向下发生漂移, 很容易测出负值。
2 氮氧化物分析仪、二氧化硫分析仪与采样总管之间的硅胶管道凝水
管路中有水凝结后, 会导致采集的气体样品中一部分SO2 (NOx) 被水吸收, 以致数据偏低。当使用标准气体时, SO2 (NOx) 被吸收后会导致标定值偏低。在日常维护工作中发现硅胶管道中有少量的水凝结, 其原因是加热器工作不正常。通常加热器设定的温度是35℃, 实际工作温度约34.5℃左右, 故障时检查发现加热器的设定温度是35℃, 实际工作温度只有14℃, 温度误差大。原因是加热器的电路板损坏, 输出电压仅为10 V (规定电压是36 V) , 工作电压达不到要求, 以致加热温度达不到设定温度。修好后, 其硅胶管道内水凝结现象消失。
对于管路水凝结现象, 最好的清理措施是将采样总管和仪器上的硅胶管路取下, 将其一头接零气发生器的泵上进行吹扫, 硅胶管路内的凝结水可被清理得非常干净。
3 氮氧化物分析仪流量报警频繁
在仪器正常工作中发现42i氮氧化物分析仪突然报警, 进入仪器设置检查发现仪器流量过低。是仪器内一根石英管堵塞, 气路不通畅显示报警。将石英管拆下后管径内有黑色污物, 首先尝试将石英管用无水乙醇浸泡一段时间, 然后用洗耳球反复冲洗石英管内径, 效果不明显, 不能完全冲出污物。将石英管重新安装到仪器上虽然能勉强使用, 但时间不长仪器又会报警显示流量过低。对仪器正常工作有很大的影响。
尝试多种方法后, 最后找到一种的解决办法:将石英管放在装有蒸馏水的烧杯里, 然后用超声波清洗机清洗, 清洗15 min左右可将污渍完全清洗干净, 取出石英管用空压机吹干并可直接安装到仪器直接使用。这种方法是比较经济实惠且易行的方法, 在现场非常具有可操作性。
4 通过远程诊断判断各子站监测仪器的运行状态
环境空气监测系统中心站每天要对各个子站监测数据调取3~4遍, 通过分析调取来的数据, 从中发现问题, 了解现场监测仪器的运行情况, 并针对现场仪器的可能情况采取必要措施, 携带相应工具, 及时赶赴现场进行处理。
4.1 PM10监测数据异常
(1) 如果监测数据在量程范围内且以某一个恒值出现, 就可怀凝现场PM10监测仪纸带是否断裂亦或纸带用完, 或者纸带的传动系统是否出现了故障;
(2) 如果是在阴雨天监测数值有一个逐步递增过程并维持在某一高值不变甚至满标, 一般情况下可断定现场PM10仪器采样管路内进水了, 纸带被雨水浸湿, 对于该种情况, 只要到现场把仪器及采样管内部的水擦干, 并做好预防房顶漏水工作;
(3) 如果在同一监测时间段内某一站点的PM10监测数据相比其他子站的监测数据低很多, 一般情况下可怀凝PM10监测仪采样伸缩压头因机械润滑故障不能完全落下来压紧纸带, 使监测数值偏小, 此种情况可到现场对采样压头做适当润滑, 一般可解决问题;
(4) 如果在同一时间段内某一站点的PM10监测数据相比其他子站的监测数据有点偏低, 并且现场查看用过的纸带上面的圆圈周围比较模糊, 一般可断定是PM10监测仪采样压头纸带下积累的纸屑垫住采样头使其不能完全落下来所致, 此种情况只要把纸屑掏出来就可以解决问题。
4.2 SO2、NO2监测数据异常
(1) 如果监测数据中出现负值且负值绝对值不是太大, 一般情况下说明现场监测仪器的零点发生漂移, 需要对仪器进行校零;
(2) 如果SO2、NO2监测数据基本维持某个值或变化不是太明显, 一般可断定现场采样总管上的排风扇电机坏了;
(3) 如果SO2、NO2监测数据中的某一项监测数据基本维持某个值或变化不是太明显, 一般情况下可断定监测该项目的仪器采样泵出现故障 (例如SO2泵膜破裂) 或该仪器气路有些堵塞 (例如烧结过滤器堵塞) , 该种情况只需到现场进行相应泵膜、烧结过滤器的更换即可。
5 结语
环境空气自动监测是以各种在线自动分析仪器为核心, 运用现代自动监测技术、自动控制技术、计算机应用技术、现代通讯技术以及相关的软件和通讯网络为基础组成的一个自动监测系统。因此该系统在日常运行工作中产生的故障类型也多种多样, 有些问题比较简单而有些问题则较为复杂, 这就要求从事空气自动监测工作的人员应针对空气自动监测系统的特点, 不断加强自身的业务能力学习, 在实际工作中逐渐探索、研究、掌握整个空气自动监测系统的性能并擅于在工作中总结经验, 这样才能更加适应本职工作。
参考文献
[1]张伟平, 李沸, 杨轶颖.论大气自动监测系统SO2零点漂移的控制[J].辽宁城乡环境科技, 1997, 17 (2) :66.
[2]梁秋钢.大气自动监测系统校准过程中几点问题的探讨[J].辽宁城乡环境科技, 2003, 23 (6) :38-39.
远程自动监测技术 篇2
摘要：环境在线监测系统日趋成熟,本文阐述了基于遥感技术、GPRS技术、Ad hoc网络的环境在线监测系统的`现状,分析了每种技术的特点和应用范围,总结了环境在线监测系统的作用和前景.作 者：王海宝 吴婷婷 吴光杰 WANG Hai-bao WU Ting-ting WU Guang-jie 作者单位：王海宝,WANG Hai-bao(重庆邮电大学通信与信息工程学院,重庆,400065;重庆三峡学院,重庆万州,404100)
吴婷婷,WU Ting-ting(重庆邮电大学通信与信息工程学院,重庆,400065)
吴光杰,WU Guang-jie(重庆三峡学院,重庆万州,404100)
电梯远程无线监测系统 篇3
摘要：随着城市化进程的加速，电梯已成为百姓出行必备的垂直交通工具，电梯安全问题不仅与每个公民的日常生活息息相关，更事关人们的健康发展和安全。为能够迅速准确地掌握电梯的日常运转情况、及时发现电梯故障、提高工作效率和经济效益，设计电梯远程安全监控系统，是集仪表检测、红外视频监控、无线网络通讯、计算机技术于一体的新一代远程智能管理控制系统，该系统可实现对电梯运转的数据采集、远程传输、计算机存储和处理、远程设备操控及远程视频监控，以便实时监控电梯的运行状态和各种随机状况。
关键词：电梯远程无线监控；安全监测；无线网络通讯；计算机系统管理
1、电梯监控现状
我国电梯已成为与居民联系紧密的一种公共交通工具。但是，作为一种复杂的机电设备，电梯的安全属性与人民群众日益增长的安全需求是有差距的。2011年7月5日，北京地铁4号线上行自动扶梯突然发生倒转，造成电梯上的乘客1死3重伤，27人轻伤的惨剧。事故发生后，北京市对地铁站内涉及事故的OTIS电梯同型号电梯177台自动扶梯停运整改，期间乘客只能步行进出车站，涉及人次以百万计，其影响甚至直到2012年春运。虽然过去10年间我国万台电梯事故率由1.56起降至0.15起，但随着电梯保有量的上升，在用电梯的使用加剧，加之维护不及时、不规范的现象的存在，电梯运行的安全隐患必然将进一步加大。现今我国的电梯仍采用传统的人工报修方式。由于发现存在问题的以第三方维保居多，老旧电梯居多，居民使用的乘客电梯居多，其所有的电梯都处于一个较低的技术状态，真正发生安全事故无法及时阻止和处理。
2、电梯远程无线监控
电梯远程无线监控系统已摆脱了传统的监控模式，电梯采用远程控制智能管理，信息采集准确、快捷；为电梯日常管理运行提供保障；可及时发现故障隐患，确保人员安全。针对电梯的特点，电梯处于楼宇井道内，环境恶劣，该系统前端传感器如位移、压力、电量等传感器均为防爆壳体、卡装或强磁吸附安装，安装拆卸便捷；现场控制柜内装有控制和数据处理单元，接线、安装均符合电梯行业相关标准要求。北方地区全年温差较大，该系统前端传感器、网络红外摄像机、现场主控柜内设备均选用宽温产品可适应-40℃～+65℃温度范围，保证系统可全天候稳定运行。
3、电梯远程无线监控系统主要构成
现场数据采集部分：根据电梯的实际情况，可采用载荷位移传感器、压力传感器、网络红外摄像机等设备。无线设备内部使用高能电池，在井道只进行一次性安装，没有任何外接电源，不仅简化了现场安装，减少了干扰，后期维护更简单方便。
控制柜：柜内配有电量模块、三相电参数检测传感器、启停控制器和数据采集控制器，进行现场所需数据的采集、处理，及电梯的启停控制等，并为相关设备提供现场电源。
无线通讯：如数据采用有线传输方式则耗费巨大，且由于距离遥远现场情况复杂布线难度很大，采用其他如GPRS/CDMA等传输方式需要高昂的使用费，而无线网桥接入方式使用民用自由辐射频段，不用申请也无需另行付费，更不必担心与其他无线信号发生干扰。接入方式灵活方便、性能稳定、可靠、高速，可满足实时视频传输要求。
终端服务器：在远程中控室内设有终端服务器，配有终端组态软件，用于数据接收、处理和显示。软件包括数据采集模块、数据转换模块、网络管理模块、显示模块、控制模块、数据库等多个模块，具有良好的人机交互界面，操作人员可以在计算机上远程监控现场设备的各项数据、控制电梯远程启停等。
4.电梯远程无线监控系统主要功能
可远程对电机等重要设备运行数据进行实时监控，如三相电流、电压、功率；可给出上电流、下电流、电流平衡度及冲次时间，便于操作人员掌控电梯前端信息采集与上报，然后通过网络将数据和视频信息上传至市级监测平台进行分析、应用，并可以和其他政府部门互联互通。电梯远程无线监控系统的实施，有利于加强电梯安全性能的监管，能够解决长期以来电梯安全监察工作中存在的电梯管理被动后置、专业管理部门职责不明、缺乏有效的监控和安全评价的手段的问题，实现风险关口前移，提高监管的前瞻性，保证电梯安全监察的动态性和时效性。
采用网络红外摄像机进行井道内视频监控，可直观的监控传动部位发热烧伤和抱轴，造成滚动或滑动部位的零部件损坏。可通过远程视频方式观看电梯情况，判断现场故障问题，减少人工工作量，降低劳动强度，增加工作效率。
5、电梯远程无线监控系统发展前景
若想大幅降低国内电梯的故障，就一定要在继续加强电梯可靠性设计和制造技术的同时，加强管理和及时维修，保证维保资金的到位，是使电梯在整个使用寿命中一直处于良好的工作状态。在加强改进电梯可靠性设计的同时，加强使用的维护保养和建立可靠性管理系统也是很重要的。实践证明，很多故障是可以在日常工作的检查和维护保养时消除的。电梯的远程无线监控系统前端传感器与控制柜内的数据采集控制器间采用短程无线数据传输方式，无需挖沟排管布线，不会对现场的环境产生大的改动；一个数据采集控制器可对相邻距离较近的几台电梯传感器数据进行采集处理，综合成本较低，性价比较高。前端传感器采用卡夹等方式，安装方便，在维修和作业时便于拆卸和重新安装。该系统不仅减少事故的发生率，降低事故的严重程度，使事故的损失大大降低，而且减少了设备的磨损，延长设备的寿命，同时还降低设备的能耗，降低设备的维修率，节省人力资源。这样就大大的提高了电梯的使用寿命。为保障使用者的人身安全提供了有力的技术支持，采用无线的传输方式可以远程监控，大大提高管理水平和效率。这种技术在交通安全日益提高重视的今天，显得尤为主要和突出，在以后的电梯安装使用中一定会非常的受欢迎。
6. 结束语
以上所有论述都围绕一个论点，电梯远程无线监控系统的使用必然成为趋势，将成為电梯科学管理维护不可缺少的保护系统。在电梯频繁出现安全事故等情况的今天，准确有效的事故预报警保护系统对电梯安全运行将起到重要的支持作用。
参考文献：
[1]郭伟.省级电网互联网信息安全关键技术研究与应用[J].电力信息化，2012，06：82-86.
小水电站远程监测系统 篇4
中国农村水电资源十分丰富, 据最近资源复核初步统计, 可开发量约为113亿kW, 居世界第一。资源分布广泛, 全国30多个省 (区、市) 的1 600 多个县 (市) 都有农村水电资源, 主要集中在西部、中部地区[1]。目前, 小水电在我国发展迅速, 已经成为其中很多县的主要电力供应来源之一。由于小水电站普遍位于偏远的深山地区, 绝大多数地方交通不便, 且使用人工调度和管理小水电站。
1.1 小水电调度管理现状
小水电站通常归属于县级电力公司管理和调度, 大多数电站并网于当地10 kV线路, 少数并网在35 kV线路上。小水电站一般分布在山区, 交通极其不便, 没有调度通信专线, 部分地区没有中国移动无线网络的覆盖, 有线电话线全部通达。目前的调度, 通常采用电话上报情况和下达指令, 手工记录的方式。
全国范围内, 有零星地区已采用小水电监测系统, 存在着通信方法单一, 系统功能不全面, 防雷措施较少的不足。
1.2 电力公司迫切的信息化需求
管理小水电站的县电力公司, 从科学管理和节省成本的角度出发, 提出了以下几个方面的迫切需求。
(1) 掌握小水电发电量, 科学决策市网关口购电量。
县电力公司向全县的用户提供的电力为小水电的发电量和市网关口的购电量2部分之和。市网关口购电量申报的准确程度是重要的经济考核指标, 必须实时动态掌握小水电发电量总和, 才能科学决策市网关口购电量。
(2) 实时掌握小水电站发电状态, 精确调度。
小水电发电机的发电功率、有功无功情况、功率因数、三相电压、三相平衡状况, 以及缺相、电压和功率因数越界等异常数据, 必须实时获得, 才能精确调度。
(3) 远程抄表, 生成准确、详实的各类报表。
使用计算机生成发电量、发电质量等方面的日、月、年报表。提升管理信息化水平, 减少在抄表结算上投入的人力和车辆成本。
1.3 小水电站远程监测系统功能
小水电站远程监测系统利用了网络通信、GPRS无线通信、电话线拨号网络通信、数据库和信息管理等技术, 实现了以下功能, 充分满足了上述电力公司的管理需求。
(1) 采集传输发电机状态数据。
将发电机组所发三相交流电的有功电能、无功电能、功率因数、电压、电流、有功功率、无功功率等状态数据实时传输到监控中心。
(2) 异常情况上报。
实时上报缺相、电压越限、电流越限、功率因数越限等异常状态数据, 并实时告警。
(3) 统计分析。
多角度统计分析电压合格率、功率因数合格率、三相不平衡率等数据。结合其他数据, 进行中低压线损分析。
(4) 数据共享, 报表生成。
根据用户管理需求, 实现各类报表生成、Web数据查询、信息共享、统计曲线生成等功能。
2 系统总体结构
整个系统包括2个子系统:远程终端子系统、监控中心子系统。根据通信方式的不同, 远程终端有2种:GPRS远程终端, 通过GPRS连接Internet, 实现和监控中心之间的通信;PSTN远程终端, 通过电话线拨号连接Internet, 实现与监控中心之间的通信。2种终端分别满足小水电站不同的通信条件。监控中心由通信前置机、数据库服务器、监测计算机、Web服务器等通过交换机组成网络。系统总体结构如图1所示。
3 监控中心软件设计
监控中心软件模块化设计, 各功能模块如图2所示。
为了系统的可靠性、稳定性、安全性及使用的方便性, 通信前置机、数据库服务器和Web服务器运行Linux操作系统, 其他计算机运行Windows操作系统。各功能软件模块功能如下。
(1) TCP/IP网络通信模块完成监控中心和远程终端之间的网络数据通信功能。
(2) 电站工作状态数据处理模块接收并根据协议分析发电机状态数据, 插入相应的数据库记录表中。
(3) 告警数据处理模块接收到告警数据后, 立即分析处理存入数据库告警表, 并通知告警模块处理, 及时发出告警。
(4) 数据库记录存储整个系统所有数据, 为整个系统提供数据服务。使用人员具有不同权限分级使用数据库, 并达到数据完整性、一致性、较少数据冗余等要求。
(5) 状态实时监测模块采用图形化等方式, 形象展示电站实时状态数据, 便于相关人员准确、直观地获取电站运行状态。
(6) 查询模块实现多角度的数据查询功能。
(7) 告警模块实时跟踪分析告警数据, 发现异常, 立即进行声光形式告警。
(8) Web服务器模块提供外网访问该系统部分数据的功能。
(9) 报表生成模块根据客户需求生成所需的各类报表。
(10) SCADA网关模块提供本系统和原有SCADA系统的数据接口, 实现数据共享。
4 远程终端设计
根据山区的通信条件, 设计开发了2种远程终端。在有中国移动的GSM/GPRS无线信号的地区, 使用安装方便, 防雷效果好, 通信费用低的GPRS远程终端。在无GSM/GPRS信号的地区, 使用电话线拨号上网的PSTN远程终端。
4.1 GPRS远程终端
GPRS通过Internet数据传输的原理如图3所示。利用中国移动GSM网的GPRS功能[2,3], 进行无线传输数据, 只需开发GPRS远程终端和监控中心两端的硬件和软件。
GPRS远程终端具有表计数据采集和GPRS无线数据传输的功能, 其内部组成原理如图4所示。
该终端采用具有2个通用串口的微控制器LPC2106, 一个串口连接Max3485芯片, 完成232/485通信协议转化, 通过485总线实现对1个或多个表计的数据采集功能;另一个串口连接西门子GPRS模块MC55i, 通过AT命令实现终端和监控中心之间的双向通信, 将采集到的数据以一定的协议格式无线发送到监控中心;同时, 可以接收监控中心传来的数据, 实现双向通信。键盘实现工作参数设置。
4.2 PSTN远程终端
该终端通过中国电信提供的电话线拨号上网服务, 实现远程终端和监控中心数据传输功能。该终端用于地处没有GSM/GPRS无线信号的水电站。其内部组成原理如图5所示。
该终端的微控制器、232/485转换、键盘等电路与GPRS终端相同。通信电路部分采用集成Tcp/ip协议芯片CO110PC 和工业级调制解调器 (Modem) , 通过公用电话线连接终端, 拨号实现与监控中心之间的网络通信功能。
5 雷电侵害防护
远程终端安装在山区, 属于雷电高发区。在系统使用初期, 由于雷电防护考虑不足, 在7月和8月的雷电高发期, 终端总共损坏了35%左右。取回损坏终端, 仔细研究, 发现被损坏的都是使用电话线通信的PSTN终端, 调制解调器有严重的烧焦发黑现象, 多数Tcp/ip协议芯片和微控制器芯片被损坏, 还有少数232/485转换芯片被损坏并累及表计的通信电路失效。
5.1 雷击原因分析[4]
根据上述终端的损坏情况, 仔细分析, 得出以下几点结论。
(1) 终端不是被直接雷击中。
终端安放在发电机计量箱内, 周围都有更高的物体, 建筑物顶有避雷针, 发电机组和变电设备严格接地并装有避雷器。现场只有远程终端被损坏, 其他设备没有被损坏。所以, 终端不是被雷电直接击中。
(2) 终端是被感应雷击中损坏。
被损坏的都是PSTN终端, 调制解调器烧焦, 结合当地人员所述电话机常被雷电打坏的情况, 分析可知:终端是被电话线中由雷电引起的浪涌电压损毁的。浪涌电压的产生原因有2个:当雷云中的电荷积聚时, 附近的电话线也会感应上相反的电荷, 当雷击放电时, 雷云中的电荷迅速释放, 而电话线中原来被雷云电场束缚住的静电也会沿导体流动寻找释放通道, 就会在电话线路中形成电脉冲;在雷云放电时, 迅速变化的雷电流在其周围产生强大的瞬变电磁场, 在其附近的平行架空的电话线中产生很高的感生电动势, 形成浪涌电压。
5.2 预防雷击措施
根据上述雷击原因的分析, 采取了以下几点防雷击措施。
(1) 尽量使用GPRS终端。
无线通信的GPRS终端由于没有很长的架空电话线接入, 被感应雷击中的概率很小。在一些GSM/GPRS信号较弱的站点, 使用增益高的天线, 并寻找信号强的天线安装地点, 以使GPRS终端正常工作。
(2) 电话线进线穿管埋地。
在必须使用PSTN终端的地方, 将电话线进线穿入30 m长的镀锌金属管中, 埋入地下半米深处, 金属管和接地基础重复接地。
(3) 使用信号避雷器。
电话线进线插入RJ11-TELE型信号避雷器, 再接入PSTN终端。避雷器和终端金属外壳都可靠接地。
5.3 实际避雷效果
采用上述措施, 对远程终端的安装进行现场改造, 系统运行已达2年多时间, 没有发生终端被雷电损坏事件。
6 系统使用总结
本小水电站远程监测系统已在江西吉安市多个县运行, 很好地实现了对小水电的精准调度, 降底了抄表等管理成本, 提高了管理的信息化水平, 在小水电丰富的地区有很好的推广价值。
摘要：小水电站远程监测系统解决了边远地区的小水电站运行状态数据的自动监测问题, 实现了小水电站调度和管理的信息化, 提高了效率, 节约了成本。详述了该系统的组成和功能、监控中心和远程终端的设计, 并给出了终端防雷击的措施和实际效果。该系统已运行在江西吉安市的多个县电力公司。
关键词：调度管理,监控中心,远程终端,防雷,远程监测
参考文献
[1]程回洲.关于中国农村水电发展的几个问题[J].小水电, 2004, (1) :2-4.
[2]吴旭春, 李新民, 周和平.灌区信息化平台的设计与实现[J].中国农村水利水电, 2008, (6) :11-12.
[3]吴秋兰, 梁勇, 张承明, 等.GPRS技术在闸门远程监控系统中的应用[J].中国农村水利水电, 2007, (1) :99-100.
远程自动监测系统 篇5
摘要：介绍应用UBICOM公司的SX52BD单片机构建用于远程电网监测的嵌入式系统的具体方案，使基于单片机的测控设备可以方便地连接到以太网，实行电网参数的远程网络监控。
关键词：电网监测 嵌入式系统
为了保证电网的安全运行，了解电网运行状况，需要对电网的各种运行参数(如三相电压、电流、有功功率、无功功率等)进行实时监测。嵌入式远程电网监测系统将现代计算机、通信、网络及自动化技术融为一体，对配电网进行远程监测、协调和控制，从而优化配电网络。利用以太网的丰富资源及UBICOM公司高速单片机SX52BD构建分布式以太网嵌入测控系统是一种低成本、高可靠且快捷的技术方案。
1 系统结构
系统结构如图1所示。监控中心工作人员可通过以太网直接访问分布在各监控现场的监测仪，了解各电网的运行状况，从而采取相应措施。电网远程监控系统的核心部件是嵌入式电网监测仪，与PC机+网卡+采集卡的以太网测空系统相比成本大为降低，实现了嵌入式系统的大众化、普及化。
图1 嵌入式电网监控系统结构
2 嵌入式电网监测仪的结构功能
电网监测仪对电网上的.电压、电流信号进行采样和数据处理，在一定时间要保存数据，具体功能如下：
(1)实时监测三相电压Va、Vb、Vc和四相电流Ia、Ib、Ic、T0;
(2)监测A、B、C三相功率因素;
(3)通过RJ45接口与以太网通信;
(4)保存整点时刻电压、电流数据、功率因素，保存月统计数据;
(5)用数码管显示，使用户可以在现场查看和设置仪表的运行参数及历史记录。
该电网监测仪结构如图2所示。主要由单片机、电压电流采样模块、功率因素监测模块、以太网接口模块等组成。完成对电网参数的监测，实现信号处理、数据显示及电网运行状态显示等功能。
2.1 单片机
单片机模块是整个电网监测仪的核心。主要完成两大功能：(1)数据采集处理;(2)实现以太网的接入。将经过电压电流监测模块得到的三相实时电压、三相实时电流和中线电流进行处理;实时监测数据可通过RJ45接口传送以太网，使监控中心及时得到电网的相关参数;同时电网监控软件根据测试参数判断电网运行状况，电压是否越限或老家低等。
单片机选用UBICOM公司8位超高速单片机SX52BD，每秒运行数据能力达1亿次。由于UBICOM单片机的速度极高，能够实现实时多任务操作，可以在MCU执行数据采集和控制功能的同时把数据打包并传送到互联网上。用8位微控制器通过ISP接入互联网，外围器件少，系统成本低。UBICOM单片机属RISC结构，芯片上有Flash程序存储器，可以在安装在系统后进行编程和调试。由于CPU采用并行流水作业方式，执行一条指令只需要一个时钟周期，工作在100MHz时指令执行速度可达100MIPS，所有I/O可以通过编程灵活配置。
(本网网收集整理)
SX52BD单片机可以轻松地实现虚拟外设的功能。CPU通过执行虚拟软件模块直接驱动普通I/O口实现硬件外设功能(如UART、I2C、SPI、Caller ID、FSK等)。即把许多需要硬件实现的功能接口，借助处理器的高速处理能力，通过编写相应的软件模块实现。UBICOM公司用汇编语言实现以太网TCP/IP协议栈。在外妆一个以太网控制芯片(RTL8019AS)的情况下还可以实现互联网(IEEE802.3)协议处理，使该单片机系统可以直接通过RJ45连到以太网上。
2.2 电压电流采样模块
根据采样信号的不同，可分为直流采样与交流采样两大类。直流采样是把交流电压、电流信号转化为0～5V的直流电压，再送到A/D转换器进行转换。即A/D转换器采样的模拟量为直流信号。它的主要特点是：数据刷新速度快，随着元器件技术的发展，稳定度、精确定大为提高。
交流采样是相对直流采样而言，直接对交流电压和电流波形进行采样，然后通过一定的算法计算出电压、电流的有效值、有功功率、无功功率等。
交流采样对环境温度有一定要求，同时对A/D转换器的转换速度和采样保持器要求较高;为了保证测量精度，一个周期内，必须保证足够的采样点数，而且采样计算程序相对复杂，对CPU要求较高，因此该仪器采用直流采样。其工作原理如图3所示。
2.3 功率因素检测模块
功率因素检测模块有两大功能：(1)判别电压是超前还是滞后电流;(2)判别功率因素大小。具体相关电路如图4所示。是当电压超前电流时，U15B输出为“1”;反之输出为“0”。电压、电流的正弦波形分别经过零比较器后(电路忽略)转
换为方波，输入2/4译码电路。译码电路只有当A、B信号为“01”或“10”时，X端口才输出Vref，对积分电流充电;当A、B信号为“00”或“11”时，输出端口为零。而A、B信号为“01”或“10”的时间正是电压、电流相位差的时间。时间越长，对电容C23充电的时间也越长。因此，电容上的电压反映了相位差的大小。CPU经过数据处理可确定功率因素的大小。
2.4 以太网接口模块
以太网接口模块选用RealTek公司的RTL8019AS全双工以太网控制器，主要功能是处理以太网协议。它自带16KB的SRAM，并通过RJ5接口与以太网通信。数据的流向为：请求信息从以太网来，通过RJ45送到RTL8019AS，处理后的数据包送入SX52BD协议栈，由协议栈对数据包进行解析，得到原始请求信息。请求信息再经过SX52BD的处理，产生回复信息。回复信息到以太网的过程与上述过程正好相比。
2.5 其它模块电路
EEPROM：CPU通过I2C总线访问EEPROM器件24C256。网页就存储在EEPROM中。EEPROM中的网页内容通过主CPU的读写操作可以实现网页的浏览、重新下载和更新。受容量的限制它不可能存储大量页面。
图4 功率因素检测模块电路图
时钟模块电路：选用了时钟芯片DS12B887。它可以产生秒、分、时、日、星期、月及年等七个时标。可以通过编程读取和修改这些时标，也可以编程产生定时中断。采用硬时钟，可以不占用单片机的定时器资源，减轻软件设计量。
远程自动监测系统 篇6
摘 要 测试北京依科曼生物技术股份有限公司生产的“闪讯”害虫远程实时监测系统监测水稻二化螟。试验结果表明，该系统自动计数较准确，诱测效果良好，与测报灯诱蛾量及田间发生动态趋势一致，吻合度较高，能较好地反映二化螟各代种群数量动态。
关键词 害虫远程实时监测系统；二化螟；性诱剂；监测
中图分类号：S436.8；TP274 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2016）06--03
秀山县常年种植水稻2 万hm2左右，二化螟[Chilo suppressalis（Walker）]是水稻生产上的重要害虫。二化螟虫情监测预警，主要利用测报灯结合田间调查等方法进行，劳动强度大，费力费时。利用昆虫性信息素进行害虫种群监测，由于其专一性和敏感性的优势，不需要进行种类鉴定，受到国际植保专家的认可和基层技术人员的欢迎[1]。性信息素和性诱剂作虫情测报，具有灵敏度高，准确性好，使用简便，费用低廉等优点，应用越来越广泛[2]。但在利用二化螟性诱监测技术进行远程实时自动记载、传输和监控的研究报道较少。2015年，进行了害虫远程实时监测系统在二化螟监测上的应用试验，测试北京依科曼生物技术股份有限公司生产的“闪讯”害虫远程实时监测系统，验证该系统的自动计数的准确性和诱测效果。
1 材料与方法
1.1 供试材料
试验设备为北京依科曼生物技术股份有限公司生产的“闪讯”害虫远程实时监测系统1台，型号为3SJ-1。该系统包括害虫诱捕器、环境监测器、数据处理和传输系统、供电系统、支架和避雷针和软件处理系统等。害虫诱捕器主要用于特定害虫的诱集、触杀。环境监测器主要用于监测环境温度、湿度等气象因子。數据处理和传输系统主要用于对诱捕触杀的害虫进行自动计数及气象因子的序列记载和远程传输。供电系统主要由太阳能电池板及蓄电池组成，保证系统在田间野外环境中自行取得自然能源，维持系统长期运作。软件处理系统采用电脑、手机、IPAD等可接入互联网的设备，进行数据查询、处理分析和储存等管理工作。试验设200 W频振式测报灯、屋式二化螟性诱剂诱捕器各1台作对照工具。闪讯诱捕器和屋式诱捕工具的诱芯为PVC毛细管型。
1.2 试验作物及监测对象
试验作物为水稻，监测对象为二化螟。
1.3 试验田基本情况
试验设在秀山县清溪场镇东林居委大坟堡组，地理坐标为北纬28°24′32″，东经108°53′41″，海拔386 m。试验区地势平坦，为渝东南稻油两熟轮作、一季中稻区，二化螟常年发生较重。
1.4 田间诱捕器放置
诱捕器设置在比较空旷的田块上。“闪讯”害虫远程实时监测系统、测报灯和屋式诱捕器共3台以间距100 m、正三角形放置。放置高度在水稻拔节前高于水稻冠层10～20 cm，水稻拔节期及以后诱捕器底边接近水稻冠层叶面。
1.5 调查方法及分析
试验时间为在4-9月，在二化螟的主要发生期进行系统监测。每日09：00人工调查各诱捕器诱虫数量，并核查自动计数系统所计数据，计数后清空诱捕器。试验数据进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 系统自动计数的准确性
4月15日-9月5日按日数计算，自动计数与人工计数虫量一致的天数为112 d，计数准确率为77.8%。自动计数与人工计数虫量不一致的天数为32 d，存在多计数或少多计数，多计数1头的天数有12 d，多计数2头的天数有3 d，少计数1头的天数有11 d，少计数2头的天数有1 d。按诱虫数量计算，自动计数累计虫量为172 头，人工计数诱累计诱虫量为168头，误差率为+2.4%。SPSS统计分析配对样本t检验，相关系数r=0.952，t值为0.553，df=143，双尾P=0.581>0.05。结果表明，自动计数虫量与人工计数虫量无显著差异，准确性较高，效果显著（图1）。
2.2 不同监测工具的诱测效果
2.2.1 诱虫数量
4月15日-9月5日试验期间不同监测工具诱集二化螟成虫的效果比较得出，“闪讯”害虫远程实时监测系统、屋式诱捕器和频振式测报灯日均诱虫量分别为1.17头、0.97头和1.22头，最高单日诱虫量分别为10头、8头和12头，累计诱虫量分别为168头、142头和175头。在整个试验期间（共144 d），“闪讯”害虫远程实时监测系统的日均诱虫量、累计诱虫量分别是屋式诱捕器的1.21倍、1.18倍，是频振式测报灯的0.96倍、0.96倍。结果表明，“闪讯”害虫远程实时监测系统诱虫效果与对照工具无显著差异。
2.2.2 不同监测工具诱蛾动态消长情况比较
不同监测工具的诱测二化螟成虫效果（见表1）看出，成虫各世代始见日、高峰日、终见日比较接近，成虫发生期吻合度较高，以越冬代二化螟蛾高峰最为明显，单日诱虫量最高，性诱效果比其他代次好。从逐日诱虫量趋势曲线（见图2）看出，3种诱捕工具诱测成虫的发生趋势总体上趋于一致，以“闪讯”害虫远程实时监测系统的诱蛾趋势与频振式测报灯最为接近，峰型最为明显，吻合度最高，峰型最为明显，且蛾峰发生期基本一致，蛾峰日与灯测也基本一致。“闪讯”害虫远程实时监测系统与屋式诱捕器逐日诱虫量SPSS统计分析配对样本t检验，相关系数r=0.814，t值为2.054，df=143，双尾P=0.056>0.05。结果表明，“闪讯”害虫远程实时监测系统与屋式诱捕器逐日诱虫量无显著差异。“闪讯”害虫远程实时监测系统与频振式测报灯逐日诱虫量SPSS统计分析配对样本t检验，相关系数r=0.879，t值为-0.588，df=143，双尾P=0.557>0.05。结果表明，“闪讯”害虫远程实时监测系统与频振式测报灯逐日诱虫量无显著差异。
2.3 监测系统数据与田间发生情况比较
3月10-12日，田间调查水稻螟虫冬后密度，二化螟冬后活虫密度平均为227.8头/667 m2，越冬代二化螟发蛾始盛期为4月28日，高峰期为5月9日，盛末期为5月15日；一代二化螟卵孵始盛期为5月12日，高峰期为5月16日，盛末期为5月22日。诱测结果表明，“闪讯”害虫远程实时监测系统与田间二化螟成虫发生期、发生量基本一致，反映了田间二化螟发生变化情况。
2.4 气象因子和非靶标昆虫对诱捕效果的影响
2.4.1 气象因子的影响
二化螟越冬代成虫发生期平均温度20.4 ℃，相对湿度83.4%，降雨量3.0 mm，一代成虫发生期平均温度25.4 ℃，相对湿度83.9%，降雨量1.5 mm，二代成虫发生期平均温度23.7 ℃，相对湿度88.9%，降雨量8.0 mm。据监测工具诱测结果与气象因子的比较分析，降雨、风力、温度等因子对诱虫量的影响不明显。据试验期间气象条件分析，无大风大雨等极端气象因素对监测工具的影响。
2.4.2 其他非靶标昆虫的诱集及其影响
据观测和统计，害虫远程实时监测系统诱捕器没有诱集到个体较大的非靶标昆虫，对二化螟诱测的影响和干扰较小。有时诱集到小个体（几毫米）的非靶标昆虫，这些小非靶標昆虫对系统自动计数是否有影响有待进一步研究。而频振式测报灯除诱集二化螟外，还诱集了其他多种昆虫，这些混杂的虫种常影响二化螟虫体的完整性，增加了识别记数和监测的难度。
3 结语
二化螟性诱监测具有高度的灵敏性、准确性、专一性、环境友好性等优点，已广泛应用于测报。试验结果表明，“闪讯”害虫远程实时监测系统自动记载数据与人工记载数据之间的吻合程度较好，自动计数虫量与人工计数虫量无显著差异，自动计数准确率达77.8%，计数准确性较高，效果良好。
“闪讯”害虫远程实时监测系统对二化螟诱测效果良好，与测报灯诱蛾量的动态趋势一致， 与当地二化螟田间发生情况一致，吻合度较高，表现为诱测虫量较集中、有明显峰型，能较好地反映各代种群数量动态情况。结果表明，该系统的逐日诱虫量、诱蛾动态消长情况与屋式诱捕器、测报灯无显著差异。其受光源、天气等环境因素影响较小，而屋式诱捕器和测报灯受大风大雨等极端气象因素的影响较大，且测报灯还受灯光干扰和电压不足的影响[3-7]。该系统比屋式诱捕器及测报灯更专业，简易方便，放置灵活，操作安全，稳定性好，使用成本低，诱蛾专一、清晰，虫体容易识别，可自动记载和远程传输，预报较准确。
继续改进和完善系统性能。试验结果表明，“闪讯”害虫远程实时监测系统对二化螟的监测效果较好，能够满足当前测报工作的需求，通过网站实现统一查询、实时读取，实现害虫远程实时监测自动化。试验中发现，手机短信获取诱虫信息时，内容不很清晰，建议按日诱虫量每天1次发送手机短信，提高系统信息传输水平。随着该害虫远程实时监测系统工具的性能不断改进和完善，进一步提高诱捕器的结构和性能，完善远程数据分析及利用，在害虫监测应用方面可替代测报灯进行二化螟预测预报。该系统作为先进、实用、简便的现代新型测报工具，具有广阔的推广应用前景。
参考文献
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GPRS远程水库水位监测系统设计 篇7
1 水位监测系统总体概述
GPRS远程水位监测系统组成如图1所示。
监测系统主要由水位数据采集部分和数据接收部分组成。数据接收部分就是常用的具有短信收发功能的手机。水位数据采集部分安装于水库监测点, 液位变送器采集到的信号经过信号调理电路、模拟信号变换为数字信号, 然后送CPU LPC2132处理, 经LCD显示并以短消息形式发送到接收手机中。手机便于监测人员携带, 各个接收手机的SIM卡号必须开通短信的收发功能。采集部分也可以通过键盘设定接收手机的号码, 接收手机也可以给采集部分发送短信来设定接收手机的号码, 而且可以设定多部手机同时接收, 便于多人同时查看水位数据信息。水位数据采集部分主要由CPU LPC2132、液位变送器数据采集模块、GPRS模块、人机交互模块和声光报警模块等组成, 能够实现数据的现场显示和短消息的发送与接收功能。
2 系统硬件设计
2.1 处理器
LPC2132微处理器是一个具备嵌入式跟踪的32位ARM7TDMI-S CPU, 并且支持实时仿真功能, 带有64k B的高速Flash存储器[2]。128位宽度的存储器接口和加速器结构可以实现最大60MHz时钟速率下的运行, 具备多种低功耗工作模式。芯片内部集成了4个32位定时器、16k RAM、最多47个I/O管脚, 并且I/O口可承受5V的电压。此款芯片多应用于便携设备、较高的性价比和低功耗满足系统的需求。
2.2 GPRS模块设计
系统采用的GPRS模块是SIMCOM公司推出的SIM300模块, SIM300是一款三频段GSM/GPBS模块, 可以提供多达10个GPRS信道类型, 支持数据透明传输。SIM300为单电源供电, 电源电压4.2V, 模块内部封装了TCP/IP协议栈, 扩展了TCP/IP AT指令, 可以更加方便地开发数据传输[5]。SIM300通过串行接口 (RS232) 由CPU LPC2132控制, 在物理上具备一个40管脚的FPC连接器来和其他外围设备相连。FPC连接器包括串行接口、电源接口和SIM卡接口等。微处理器LPC2132通过发送AT指令与SIM300通信, 实现短消息的发送、接收和通信的连接等功能。
2.3 人机交互模块设计
人机交互模块包括LCD显示输出、键盘输入和声光报警。显示输出部分采用的是一块128×64 LCD, 型号为MS12864CR, 并且带汉字字库。系统输入部分采用4×5的键盘矩阵。LCD主要用来显示液位变送器采集到的水位数据和发送的超限报警短消息等内容。用户可以通过键盘来设定发送的接收手机号码, 以中断的方式向LPC2132发出指令。报警部分采用一个高亮的红色LED和一个蜂鸣器来对水位超过设定值的声光报警。
2.4 数据采集模块设计
液位变送器是基于水的静压与水的高度成正比的原理来测量高度的。采用的型号为RDZ-1001P, 具有电源极性防反保护和限流过载保护。液位变送器输出的是电流信号, 须将此电流信号转换为电压信号, 经过TLV2272运算放大器滤波放大, 然后进入高精度的12位A/D转换器TLC2543转换为数字信号。TLC2543具有4线制串行SPI接口, 分别为CS、CLOCK、DATA IN和DATA OUT, 可以直接与CPU LPC2132连接。
2.5 电源模块设计
由于水库水位需要实现连续24小时不间断实时监测, 系统供电选择12V, 2400m Ah的可充电锂电池。系统中GPRS模块SIM300的工作电压为4.2V, 在发送和接收数据时需要的电流较大, 峰值电流可能达到2A, 但在模块处于待机状态下其平均电流只有几十毫安, 采用LM2576来转换12V为5V, 其最大供电电流可达3A, 采用OCP2020来产生4.2V电源电路, LM1117来设计3.3V电路, 在每个电源芯片的输入端还并行接入470u F钽电容和10u F瓷片电容, 以减少电源上产生的干扰。
3 系统软件设计
3.1 µC/OS-II系统任务划分
系统程序设计中采用µC/OS-II操作系统, 具有便于移植、可裁剪, 稳定性和可靠性高的特点[3]。µC/OS-II操作系统的内核将硬件和应用程序结合起来, 在OS_CPU_C.C、OS_CPU.H、OS_CPU_A.ASM三个文件中与LPC2132相关部分进行修改。为保证系统划分的各个任务相对独立和避免调用频繁, 根据系统工作原理并结合µC/OS-II操作系统, 可将系统的任务划分为初始化任务、声光报警任务、短信发送和接收任务、串口通信任务、键盘输入任务、消息队列任务、数据采集任务和LCD显示任务 (优先级依次从高到低, 系统初始化任务优先级最高, LCD显示任务的优先级最低) 。监测系统软件运行流程如图2所示。
3.2 系统的通信方式
系统的数据采集部分和各个接收手机之间通信方式有查询和自动发送两种通信方式。
①查询方式:携带手机的人员可以通过向数据采集端发送编号来获取该采集点最新的水库水位值信息。当数据采集端接收到查询短信时, 先验证手机号码, 通过验证后才会回复当前最新的采集水位值, 如果手机号码没有通过验证, 系统则不回复, 这样可以屏蔽掉垃圾短信。
②自动发送方式:携带手机的人员可设定水位的超限报警值, 当水位超过设定值时系统自动向所有携带手机的人员发送当前水位值。也可设定时间采集某一时刻的水位值, 当到了定时时间, 系统会自动将此时的最新水位值发向携带手机的人员。
3.3 GPRS模块发送短信
GPRS模块SIM300和CPU LPC2132之间的通信采用AT指令, 通过发送和接收AT指令来建立通信链接, GPRS模块SIM300通过串口UART实现和CPU LPC2132的通信, 采用的是基于AT指令的PDU Mode, 短消息的内容都是经过Unicode编码后传输的[4]。目前中国各大运营商的网络都支持PDU Mode短信业务, 这样可以保证系统的广泛应用性和覆盖面。以某一时刻采集的水库水位数据为例, 需要发送的短信内容为“当前水位:25.6m;状态:未超警戒水位”。短信内容的Unicode编码为:5F53524D6C344F4DFF1A00320035002E0036006DFF1B72B66001FF1A672A8D858B6662126C344F4D。PDU作为一个数据包, 还应该包括发送的源地址、目的地址、有效时间、数据形式和数据内容, 其中数据内容的长度可达140字节。发送短信程序略。
4 系统测试
按照此方案设计的水库水位监测系统, 经水库的现场测试, 完全符合预期的设计要求, 系统测量准确, 工作稳定。从选取的几组实际测量数据可以看出:系统采用的高精度测量方法得当, 测量误差较小, 达到了使用要求 (见表1) 。测量值与实际值之间存在着较小的误差, 水库环境的液面不平稳和传感器本身存在误差是造成误差的主要因素。由于GPRS网络的稳定性和可靠性, 数据的传输不会造成任何误差。同时系统还有如下优点:①无缝覆盖。GPRS网络已基本能够覆盖全国任何地方, 具有可靠的传输稳定性。②成本低。利用GPRS网络节省了大量布线费用, 具有很高的成本优势。
从表1可以看出, 系统测量误差较小, 可满足使用要求, 而且系统运行稳定。
5 结束语
GPRS远程水库水位监测系统成功地实现了对水库水位的数据采集。系统使用大容量可充电锂电池供电, LPC2132具有掉电和空闲两种工作方式, 配合软件设计可大量节省耗电量, 可以满足24h的不间断工作。系统采用GPRS网络来实现数据的远程采集, 节省了大量布线的费用, 实现了多点无人监测, 而且通信费用仅仅与短信的使用量有关, 更具成本优势。经实际实验表明, 系统工作稳定可靠, 可以有效保证实时监测水库水位的实时性和精确性。
摘要：为了能够及时了解汛期水位情况, 设计了一种基于ARM7的水位监测系统。其以ARM7高性能微处理器LPC2132为核心, 采用高精度AD转化器TLC2543采集数据, 结合GPRS传输网络的系统软件和硬件设计, 包含对水位的传感器数据采集、GPRS短信远程传输、人机交互模块等多个组成部分。系统程序设计中采用C/OS-Ⅱ操作系统, 利用短信实现水位信息远程通信。实验测试结果表明:系统采集数据精度高, 传输稳定可靠, 有效实现了对水位数据的实时监测。
关键词：GPRS网络,LPC2132,μC/OS-Ⅱ,水位数据采集
参考文献
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森林火灾远程监测及移动预警系统 篇8
在危害森林的诸因子中,火灾是最具破坏性的灾害,国内外在森林火灾监测方面作了大量研究[1],目前的监测方法主要有两种:一是利用便携式仪器的人工采样监测,劳动强度大,且监测范围有限[2];二是利用卫星遥感技术的综合监测[3],由于受到距离和分辨率的限制,存在数据精细度不高、参数不全等缺点,难以满足对条件恶劣、情况复杂的森林环境进行全方位远程监测的要求,且现有监测系统均局限于Web平台,实时性差[4]。
本文将无线传感器网络、GPRS和J2ME技术应用于林火监测,实现了林区无人值守,达到林区数据的实时监测和移动预警。利用无线网络的自组织功能,方便地增加监测点或调整监测点位置,与国内外同类森林火灾监测系统比较,较大地降低了成本,为我国林火监测研究提供了有益的思路。
1 系统总体设计
系统网络架构如图1所示:低层是由一级簇首、二级簇首和无线传感器终端节点组成的无线传感器网络,构成林火前端监测系统。汇聚点连接GPRS硬件模块,组成远程数据传输终端。GPRS、无线基站和Internet形成被测数据传输通路,WEB服务器和数据库服务器组成监测中心。手机客户端既可以从无线传感器网络获取火灾预警数据,也可从监测中心获取火灾动态分析数据。
无线传感器网络节点实时采集林区环境数据,经路由节点(一级簇首、二级簇首)将被测数据转发给协调器节点,然后通过GPRS模块发送到GPRS网络,并将报警信息以短信方式发送至手机客户端;同时将林区被测数据经GPRS模块通过无线基站和Internet送至监测中心数据库,最后利用数据挖掘技术对数据进行处理,达到对火灾隐患的动态分析,实现火灾监控辅助决策。
1.1 森林火灾监测系统
(1)Zig Bee无线传感器网络拓扑结构
传统的无线传感器网络组网方案是将节点随机地放置在需要进行监控的地点,各个节点对自己的覆盖区域进行数据采集,并将数据传送给汇聚节点。这种自组网存在传输信息量大、数据冲突、节点能量很快耗尽而导致通信中断等突出问题[5]。本文结合森林火灾监测特点,采用局部星型、整体树型的网络拓扑结构,在分布式基础上实现传感器节点的分簇置放[6],如图1所示,它是一个基于分簇结构的两层无线传感器网络组成的分布式系统[7],能够较好地解决上述问题。
(2)数据采集模块
林区信息采集使用温度、湿度、烟雾浓度等传感器。在传感器选型上,综合考虑了稳定性、精度和成本等因素。温度传感器采用DS18B20,分辨率可达0.0625℃,被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出;多个DS18B20可以并联到3根或2根线上,CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信,占用微处理器的端口较少,非常适用于远距离多点温度采集系统。湿度传感器采用HS1101,响应时间快、可靠性高、稳定性强。烟雾传感器采用低功耗的NIS-09C。
本文采用CC2431芯片开发传感器节点设备,它具有CC2430的优点,而且具有节点定位的功能,适用于各种Zig Bee或类似Zig Bee的无线网络节点[8],包括协调器、路由器和终端设备,特别适用于林火监测系统中上传火点地理位置。路由器节点和数据采集终端节点结构如图2所示,网络协调器节点在普通网络节点上通过RS232连接GPRS模块。
(3)能量供应模块和射频天线
由于森林环境限制,以及考虑到太阳能供电技术的成熟度及造价成本,系统采用高能大容量的碱性电池提供电能。在系统设计过程中从硬件和软件两方面尽量保证低功耗,以延长系统运行时间[9]。射频天线采用TA-XPQ2400-3d B橡皮天线,尺寸只有5cm,重量不到20克,易安装,发射频率典型值为2.4GHz。
1.2 GPRS数据终端模块
本文选用DTP-S05Ci,它支持EGSM900/GSM1800频段,采用5V DC电压,500m A电流的外接电源,功耗低,方便用户系统供电,使用RS232标准串口通信。林火监测系统采集到数据后,GPRS模块对智能手机终端发送预警信息,协调器通过串口将数据经过GPRS通信模块按TCP/IP协议转发到Internet,监测中心服务器读取数据并存储至数据库。
2 系统软件设计
2.1 节点软件设计
1)协调器节点软件设计
协调器主要负责Zig Bee网络和GPRS网络的双向数据传输,实际上是一个基于Zig Bee协议与GPRS协议的转换网关。协调器上电初始化后,首先主动建立一个网络且等待节点加入,在节点加入后对节点分配网络地址,以及收集、发送节点传来的数据。主要函数包括:
(1)协调器初始化网络的函数
NLME_Network Formation Request(zg Config PANID,
zg Default Channel List,zg Default Starting Scan Duration,beacon Order,superframe Orderfalse);
(2)节点加入上述网络的函数
NLME_Orphan Join Request(uint32 Scan Channels,byte Scan Duration);
(3)发送短信息函数
void SMS_CMD(uint16*ADDR_BUF,uint8*DATA_BUF,uint16ADDR_MXVL)。
GPRS模块的主要指令包括:
(1)con Print ROMString("rn AT+Irn");
(2)con Print ROMString("rn AT+IMCMrn");
(3)con Print ROMString("rn AT+CMGF=1rn");
(4)con Print ROMString("rn AT+CMGS=*********r");
//AT+CMGS=(手机号码)。
2)路由器节点软件设计
路由器上电初始化后,首先申请加入协调器建立的网络,成功加入后,其工作于监控状态:(1)监控是否有其他路由节点或终端节点申请加入网络,若有则给该节点分配网络地址。(2)判断是否有从协调器发来的命令,如果有且是设置命令则需根据命令参数设置该节点;如果有且是读状态命令则需发送节点工作状态给协调器。(3)采集相关数据。
3)终端节点软件设计
终端节点的主要功能是采集数据,与路由器节点的区别是不支持其他节点的加入,当没有数据发送或接收时,转入休眠模式,使节点功耗降到最低。
2.2 服务器端软件设计
服务器端采用Socket通信,监测中心与传输终端采用客户机/服务器模型。服务器与终端的连接采用了线程技术,防止服务器和多个终端同时进行通信时发生信息阻塞。服务器端开放一个端口,启动服务后,进行终端数据的监听,在有终端请求时便建立一个连接,服务器处理该终端数据发送和接收的数据,如图3所示。
系统采用中心对多点的组网模式,终端或者同时访问,或者一个终端在一个时间段内多次访问服务器。当GPRS模块掉电后再次上电访问服务器时,IP地址是随机分配的;而GPRS终端IP地址变化后,服务器每次都要判断这些IP地址以确认是否来自同一个设备,影响系统效率,安全性也很难控制;终端设备SIM(20)位卡号是固定不变的,可以作为终端设备的识别,本系统以每包发送的SIM卡号作为终端设备ID的标识,进行数据的接收和处理。
2.3 手机客户端软件设计
手机客户端主要实现火险数据的查询功能,如浏览实时监测的环境数据、按照指定条件查询监测数据。使用J2ME设计客户端的类图如图4所示。
智能手机客户端与Servlet进行网络通信的关键代码如下:
3 系统测试
3.1 Zig Bee组网测试
终端节点、路由节点、中心节点三者之间组成无线传感器网络。节点下载程序后,用串口线将中心节点与PC机相连。各个节点上电复位,完成自检功能后,自动建立网络,路由节点和终端节点自动找到中心节点并申请入网。中心节点向路由节点和终端节点发送网络参数,终端节点保存参数并加入网络。在PC机上通过串口测试助手查看数据是否正常。如图5所示,其中两个终端节点入网成功,它们的物理地址分别为0x1699和0x169A。采集到的温度分别为0x001D°C(十进制数为29°C,此为加温后测试的温度)和0x0017°C(十进制数为23°C,正常气温)。
3.2 GPRS模块测试
将GPRS模块用串口线和PC机连接,经超级终端发送AT指令进行短信收发,通过手机查看短信内容判断GPRS通信是否正常。
3.3 系统联调
经过前两步测试后,采用图1所示的系统架构,将GPRS与Zig Bee中心节点相连,上电复位后,查看服务器端数据库和智能手机端是否收到节点发来的数据及预警信息,并于实际测量值进行比对,试验结果表明该系统实现了火险信息无线采集和移动预警功能,且性能稳定。图6为智能手机客户端查询服务器端数据库收集的林区数据。
4 结语
本文构建的“森林火灾远程监测及移动预警系统”经项目合作单位在兰州市龚家湾林区综合监控试验证明:系统体系结构设计合理,具备普适性、可用性和可扩展性;系统实现的功能对森林环境监测和森林防火移动预警、应急事件处理过程的监控和应急救援指挥的辅助决策等方面的支持作用明显;系统运行稳定、可靠。
局限性及进一步研究的方向:本系统采用了GPRS技术,因此本文仅针对人工林区和GPRS覆盖区进行研究与试验,如果针对原始森林,需要结合卫星通信,是下一步研究的方向。
另外,本文研究阶段综合考虑多方面因素采用CC2431芯片研制节点,经反复试验,其在林区可靠通信距离为50米左右(CC2431的理论通信距离为不大于100米),导致在一个典型林区布点太多。经项目组与合作单位反复讨论,重点考虑技术成熟度、功耗和通信距离三方面因素,系统在实际推广应用中可选用技术比较成熟,功耗更低的芯片(JN5148),它的低功耗模块通信距离最大可达1KM(其高功耗模块的通信距离最大为4KM)。
摘要：针对目前林火监测技术存在的不足,提出并实现一种基于无线传感器网络、GPRS和J2ME技术的森林火灾远程监测及移动预警系统,给出系统架构及实现方案。实验测试表明,系统性能稳定,节点的灵敏度和网络传输达到理想效果,实现了实时监测和移动预警,对林火监测提供了有益的思路。
关键词：无线传感器网络,GPRS,森林防火,实时监测,移动预警
参考文献
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远程自动抄表系统设计 篇9
远程抄表系统主要由主站端数据采集计算机、客户端基于单片机的抄表模块、具有串行数据通信接口的电能计量仪表三部分组成。客户端的自动抄表模块与数据采集计算机通过RS-485串行通信接口相连接,实现数据传输。
远程抄表系统的工作原理是:用户终端的智能电表通过RS-232协议将数据传送给抄表终端模块,抄表终端在收到命令后把存储的数据信息发送给上级数据采集计算机,这样就完成了一次数据交换。本次毕业设计主要是研究客户端基于单片机的电能表远程抄表系统终端的实现方案和硬件设计。
综合考虑各种因素之后,将该终端单片机抄表模块所需实现的主要功能定义如下。
第一,正常情况下采用市电(220 V交流电)供电的方式,即采用交流电源即能维持终端模块的正常工作,系统具有备用电池供电功能以保证在断电情况下的供电。
第二,具有数据掉电保护功能,能保存用户用电电量等信息。
第三,抄表终端与智能电表、远方数据采集计算机分别通过RS-232和RS-485协议进行通信。
第四,终端模块具有实时时钟功能,便于实时测量用户用电电量。
2 系统分析
应用于远程自动抄表系统的电能表有脉冲电能表和智能电能表两类。
脉冲电能表:能够输出与转盘数成正比的脉冲串[1]。
智能电能表:可以通过串行口以编码方式进行通信,按照智能表的输出接口通信方式划分,智能电能表可分为串行通行接口型和低压配电线载波接口型两大类[1]。
电能表的两种输出接口比较:输出脉冲方式技术简单但在传输过程中容易发生丢失脉冲或产生多脉冲现象,而且不能重新发送,而具有串行接口输出方式的智能电表则可以通过相关协议将采集的多项数据进行可靠的远程传输[1]。因而本文中采用的电能表为具有串行通信接口的智能电表。
3 系统硬件电路设计
3.1 系统供电方式设计
由于本模块的使用现场环境相对特殊,故对于电源的设计必须充分考虑到系统供电的稳定性和可靠性。长期以来单片机系统中使用的集成电路器件绝大多数在5 V或3 V的典型电压下工作。为了避免采用多电源供电方案带来的供电模块设计过于复杂等问题,在设计本单片机系统时所采用的集成器件的典型工作电压均为5 V。
在本系统中,220 V的单相交流电作为电源输入,输出为稳定的+5 V电压。供电模块用来实现220～5 V的电压转换。设计方案如下:首先220 V的交流电通过防雷抗干扰电路,接着利用220/18 V变压器降压,再经过桥式整流电路得到18 V左右直流电压,再接着通过一系列的隔离滤波进入直流转换稳压器件LM2575最终得到系统正常工作所需要的5 V电压。另外,考虑到现场存在停电的可能性,还应该设计系统的备用电源。备用电源可以采用比较常见的镍氢电池,当系统正常供电时,电池处于充电状态,对于充电的管理可以选用比较常用的电源充电管理芯片MAX713来管理备用电池的充电过程。当现场停电时,自动转为备用电池给抄表终端系统供电[7]。
3.1.1 正常条件下供电电路
系统在正常运行时采用单相交流电源供电方式,提供给单片机稳定的+5 V电源。可以采用典型的单相桥式整流电路得到18 V直流电压,后通过直流转换稳压器件LM2575转换得到系统正常工作所需的
3.1.2 备用电池充电电路
系统在由外部电源正常供电的同时对备用镍氢电池进行充电。备用电池充电电路的功能主要由电源充电管理芯片MAX713来完成。MAX713系列是Maxim公司生产的快速充电管理芯片,适合1～16节镍氢电池或镍镉电池的充电。它可以通过简单的管脚电压配置进行编程来实现对充电电池数量和最大充电时间的控制。当系统失去外部市电供电电压以后自动切换为由备用电池供电。
3.2 系统基本电路设计
由抄表系统结构原理图可知,抄表终端要使用两个串口分别对上层和下层通信,一个串口用作RS-232,用来和电表进行通信;一个串口用作RS-485,用来和数据采集计算机通信。由于一般的5 1单片机只有一个串口驱动器,因此主控制器可以直接选用华邦公司的具有两个串口驱动器的W77E58单片机或者采用一般单串口单片机外加串口扩展芯片例如16C550来扩展出第二个串口[5]。
下面对这两种方案做简单的对比。
方案1:采用具有两个串口驱动器的增强型单片机W77E58。
由于串口驱动器在单片机内部,所以不用外部再增加硬件设备就可以实现双串口功能,同时这种方案的稳定性好也比较可靠,而且相对于采用单串口单片机外加串口扩展芯片16C550成本要低一些。
方案2:采用具有一个串口驱动器的单片机外加串口扩展芯片16C550。
这种方案是对单片机扩展了一组外部寄存器,硬件投入比方案1多,系统稳定性没有方案1好。
3.2.1 控制核心W77E58单片机
根据上文所述对单片机功能的要求以及方案的对比,本设计采用华邦公司的双串口单片机W77E58。W77E58单片机内含2个增强型串口和32 kB大容量Flash存储器,指令集与5 1系列单片机完全兼容,非常适合在智能化监控系统中使用[6]。
时钟振荡电路是CPU所需要的各种定时控制信号的必备单元,它为单片机提供时钟脉冲序列。复位电路由22uF的电容和1 k的电阻及IN4148二极管组成。在满足单片机可靠复位的前提下,该复位电路的优点在于降低复位引脚的对地阻抗,可以显著增强单片机复位电路的抗干扰能力,二极管可以实现快速释放电容电量的功能,满足短时间复位的要求。
3.2.2 W77E58单片机核心电路
单片机的核心电路包括单片机W77E58、单片机系统中常用的地址锁存器芯片74LS373和存储器SRAM6264。
由于单片机的I/O引脚有限,实际应用中常采用地址锁存器进行单片机系统总线的扩展。本设计中地址锁存器74LS373用来扩展单片机的系统总线,以连接单片机和存储容量为8kB的片外随机存储器SRAM6264。SRAM6264采用+5 V的单电源,所有的输入端和输出端都与TTL电路兼容。WE为写信号,CS为片选信号,OE为输出允许信号,D0～D7为8位数据线,A0～A12为13根地址线[3,7,8]。
3.3 掉电数据保护功能的实现
在单片机控制系统中,通常要保证一些重要的数据在系统掉电后不丢失,当系统再次上电后能够正确地读取这些数据。本设计中就需要实现一些通信数据的掉电保护功能。实现掉电数据保护功能的方法有很多,常用的有系统扩展易失性存储器(RAM)外加电池的方法和系统扩展非易失性存储器(ROM)的方法。其中系统扩展非易失性存储器的方法中常使用EEPROM和FLASH作为存储介质。EEPROM也称为可擦除可编程ROM(Electrically Erasable PROM),随着技术的发展,EEPROM的擦写速度将不断加快,容量将不断提高,将可作为非易失性的RAM使用。由于所设计的系统中需要实现掉电数据保护功能的数据不多,所以选用支持IIC总线数据传输协议的串行EEPROM AT24C04作为系统的掉电数据保护介质,它拥有512×8bit的存储容量,具有结构紧凑、存储容量大等特点。它的IIC接口简单、操作方便,特别适合存储单片机控制系统中一些重要参数[7,11]。
3.3.1 IIC总线简介
IIC(Inter-Integrated Circuit)总线是由PHILIPS公司开发的由数据线SDA和时钟线SCL构成的两线式串行总线,用于连接微控制器及其外围设备。
IIC总线最主要的有点是简单性和有效性。由于接口直接接在组件之上,因此IIC总线占用的空间非常小,减少了电路板的空间和芯片管脚的数量,降低了互联成本。但要注意IIC总线的接口一般为开漏或开集电极输出,所以在实际电路连接时需要加上拉电阻[5]。
3.3.2 掉电数据保护电路设计
由于所选用的W77E58单片机没有IIC总线接口,所以我们要用单片机的I/O口模拟IIC总线的时序来实现芯片的读写功能。用单片机的普通I/O口模拟IIC总线的硬件连接非常简单,只需要使用W77E58单片机的P1.0口连接SCL,P1.1口连接SDA即可。
3.4 基于RS-232、RS-485串行通信接口电路设计
在实际应用中,单片机很多时候不是作为一个独立的控制单元而存在,它还要与其他单元进行通信。串行接口是单片机应用系统常用的通信接口。在实际应用中,单片机系统使用的是TTL电平,单片机中的串口输出的信号也是如此,但是串行通信中一般使用的是RS-232通信协议,二者的电平并不相同,需要外接接口进行电平匹配。实现这种电平变换可以使用分立元件,也可以采用集成电路芯片,目前较为广泛的是使用集成电路转换芯片[7,8]。
由于抄表终端与数据采集计算机的距离较远,采用RS-232标准进行通信,带负载能力差、通信范围小,传送距离不超过15 m,难以满足远距离的数据传输和控制。长距离通信通常采用RS-485方式。在单片机系统中加入RS-485方式的串行通信,就可以完成抄表终端与远程上位数据采集计算机的数据传送。RS-485总线采用差分信号传输,抗干扰能力强,传输距离远。采用双绞线在100 kbit/s的速率时可以传送的距离为1.2 km,若速率降到9600 bit/s则传送距离可达15 km。RS-485可以实现多个负载的功能。用一对线便可连接多达32个不同设备[13]。
RS-232既是电气标准也是物理标准,而RS-485只是电气标准,没有规定现实其电气特性所必需的物理环境,故可采用RS-232的物理标准。这就为在单片机系统中实现RS-485通信提供了方便。应用时仍使用单片机的串口,但是信号传递过程中使用RS-485协议,以达到较长的传输距离。本系统中需要使用两个串行通信接口,一个用来和数据采集计算机通信,一个用来和电表通信,分别采用RS-485和RS-232标准。
摘要：随着我国国民经济和电力事业的迅速发展,实现各种用户仪表的自动抄录具有重要意义。利用本地和远程自动抄表技术,可以实现自动抄表并达到实时监控电能表的目的,同时减少人工上门抄表、数据输入等繁杂又容易出错的劳动,提高工作效率,真正做到用电管理自动化。自动抄表系统成为电力公司解决抄表问题的一种选择。本论文主要介绍了基于单片机的远程自动抄表系统用户终端模块的硬件设计。该模块主要完成数据的采集和发送功能,本文主要解决了下面四个方面的问题:一是供电方式的硬件电路设计;二是掉电数据保护功能的设计:三是Rs-232、Rs-485串行通信设计;四是实时时钟功能的设计。
电能质量远程监测系统的设计与实现 篇10
由于不对称、冲击性、非线性负荷容量的不断增长，电能质量问题日益突出;同时，越来越多的敏感负载对电能质量有着更高的要求。改善电能质量对于电网和电气设备的安全、经济运行等均有重要意义。对电能质量各项指标进行监测是进一步改善电能质量的基础和前提。
目前，国内大部分地区仍采用便携式电能质量监测仪进行电能质量测量，由于其测量指标单一，不能够连续监测，测量劳动强度大等原因，不能够很好地适应电能质量管理的需要。随着数字化测量技术、计算机技术和网络通信技术的飞速发展，国内一些科研院所已开展了电能质量远程监测系统的研究。例如：有的文献提出了分布式电能质量监测系统的设计思路，利用公用电话网络建立监测中心工作站与厂站终端装置的通讯联系。采用计算机远程在线监测，具有连续多点监测、辅助管理等优点，克服了传统手工监测手段的缺陷[1,2]。本文所设计的电能质量远程监测系统把虚拟仪器技术应用到电能质量监测中，同样具有上述优点，并且实现起来较为方便。
1 虚拟仪器简介[3]
所谓虚拟仪器VI(Virtual Instrument)，就是在以计算机为核心的硬件平台上，其功能由用户设计和定义，具有虚拟面板，其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。虚拟仪器是计算机软硬件技术和仪器仪表测控技术相结合的产物，它的硬件部分往往具有很大程度上的通用性，软件是系统的核心。它从根本上更新了仪器的概念，具有传统仪器无法比拟的优势。
不同的电能质量指标对测试仪器的功能要求不同。因此，过去对于不同的测试量，往往需要采用不同的测量分析仪器，有时甚至在同一项目中测量和分析需要分别采用不同的仪器。这样不但测试设备繁多、利用率低、测试成本高，而且也给测试和分析工作带来诸多不便。利用虚拟仪器可以很好地解决这个问题，因为虚拟仪器用软件来实现测试功能，可以编制不同的软件在同一台计算机上实现不同的传统仪器的功能。
2 系统组成
系统的总体设计框图如图1所示。
图中信号转换电路的作用是将被测的高电压和大电流转换为-5 V到+5 V的电信号，在信号转换电路的内部还包含有抗干扰、滤波等电路。数据采集卡采用美国NI(National Instrument)公司的PCI6024e卡，它的性能指标如下：16路单端/8路差分模拟输入，12位精度，200 ks/s采样率，±0.05到±10V输入范围，两路12位模拟输出，两路24位计数器/定时器。
电能质量指标测量系统软件运行在前端数据采集和数据处理计算机上，它在美国NI公司推出的虚拟仪器开发平台Lab VIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)8.0上开发完成。Lab VIEW是一个优秀的虚拟仪器开发平台，它基于图形语言，编程界面形象直观，提供各种旋钮、波形图等控制与显示元件，用于创建虚拟仪器的前面板;它使用图标、连线来编写程序。对于开发测量系统有重要意义的是，Lab VIEW以图标的形式提供了进行经典的信号分析和处理的很多函数，比如，数字滤波、窗函数、相关分析、频谱分析等等;还有微分、积分、傅氏变换、拉氏变换等各种数学工具。另外它还提供联合时频分析，小波变换等信号处理工具包。测量技术人员只要进入这个平台，通过调用控件、图标就可以轻松构建高性能的测量仪器。本文中设计出了测量以下电能质量指标的程序：频率、电压偏差、电压波动与闪变、谐波、三相电压不平衡度[4]。
3 远程监测功能的实现
为了通过网络实现远程监测电能质量指标和远程控制电能质量监测程序，必须进行程序的网络发布。
LabVIEW 6.1及以后的版本，具备Remote Panels(远程面板)发布的能力，即能直接在本地(Client端)计算机上打开并操作位于远程(Web Server端)计算机上的VI前面板。本系统就是利用Lab VIEW提供的Remote Panels技术实现程序的网络发布。有两种方式可以实现在客户端计算机进行Remote Panels操作：一是在LabVIEW环境中直接操作Remote Panels;二是利用网页浏览器在网页中直接操作Remote Panels。这里采用第二种方式。
在Web上发布LabVIEW程序，必须首先在Server计算机(图1中的前端数据采集和处理计算机)上运行Lab VIEW，并配置Web Server。Web Server需要下面三个方面的配置：
1)文件路径和网络设置
在LabVIEW主菜单中选择Tools>>Options，在随后弹出的Options对话框上部的下拉列表框中选择Web Server:Configuration，切换到Configuration配置页面即可进行配置。主要的配置内容为：启动Web Server服务器、Web服务器存放HTML文件的位置、HTTP端口等。这里的各项配置取系统的默认值。
2)客户机访问权限设置
在下拉列表中选择Web Server:Browser Access，将页面切换到Browser Access页即可进行配置。主要配置客户机的访问权限。客户机的访问权限有三种：Allow Viewing and Controlling、Allow Viewing、Deny Access。这里设置为允许任意客户机观看并控制程序前面板。
3)Vis访问权限设置
在下拉列表中选择Web Server:Visible VIs，将页面切换到Visible VIs页即可进行配置，设置允许客户访问的VIs。这里将powerquality.vi即电能质量监测程序设置为允许客户机访问。
创建HTML文件的方法是用Tools>>Web Publishing Tool菜单弹出发布网页对话框。该对话框的主要内容为：
a.填写出现在网页上的标题、出现在图像上方和下方的文字。本文设置这些内容都是空白，所以在图中没有显示这几项的内容。
b.填写被发布的程序名。这里填的是powerquality.viㄢ
c.浏览选项Viewing Options，其中Embedded表示允许在网页浏览器中浏览并控制远程程序;Snapshot表示网页中程序面板图像是静态的;Monitor表示网页中程序面板图像是不断刷新的快照。Snapshot和Monitor方式都不能对程序进行远程控制。这里选择的是Embedded方式。
网页配置之后需要保存为一个文件，按下Save to Disk保存文件之后弹出如图所示的对话框，对话框给出了浏览这个网页时需要输入的URL。给出的URL中“ychcksys”是服务器的计算机名，也可以用该计算机的IP地址代替。“powerquality”是要发布的程序名。
系统测试时先在服务器端运行powerquality.vi，其程序的前面板如图3所示。然后在客户端浏览器中输入图2给出的URL地址，即可远程通过浏览器监测电能质量的各项指标，如图4所示。图4中的波形、测量结果和图3中的波形、测量结果同步变化。
在客户端浏览器中打开程序的前面板后，在如图4所示界面的程序前面板上单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“Request Control of VI”，当出现“Control Granted”提示后，浏览器前面板上的菜单栏处于可用状态，此时便可以在浏览器中远程控制程序的运行，比如执行关闭、运行程序，修改数据采集参数等操作。在前面板的左下角显示服务器的计算机名。
与此同时，在图3所示的服务器程序前面板上出现“Control transferred to ZHUGENGHUI”提示，其中“ZHUGENGHUI”是浏览器所在的计算机名。程序前面板上的菜单处于不可用状态(灰色)，前面板的左下角显示浏览器所在的计算机名。浏览器端已经完全获得了程序的控制权。
4 总结
用虚拟仪器技术构建远程电能质量监测系统与传统方法相比其开发效率、性能价格比及可操作性、可维护性等方面都具有明显的优势。本文所设计的电能质量远程监测系统能长期在线运行、实时分析。在本系统中可以加上数据记录模块，把一段时间的测量结果保存到数据文件中。另外，也可以用本文的方法构建分布式电能质量监测系统。
参考文献
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