1.远程设备监控系统原理
本文设计的基于互联网的远程设备监控系统主要由楼宇设备或工业设备、PLC控制柜、智能路由器、远程服务器四部分组成,如图1所示。楼宇设备可以包括空调、照明等。PLC控制柜的主要作用是控制设备的开启和关闭。远程服务器的作用是存储设备的实时监控信息,以便用户通过电脑、平板或手机等实时查看。服务器的另一个作用是当检测到设备数据异常时,向用户终端推送报警信息。
2. 智能路由器设计
本文将使用-A8嵌入式开发板来模拟智能路由器,智能路由器的软件设计主要包括嵌入式Linux操作系统、Web服务器、数据库mysql、协议和监控设备应用程序等;智能路由器上的主要硬件包括处理器、3G模块、以太网口、串口和SD卡插槽等。
2.1 数据收集
本文采用设备实时数据的传输协议,以串口和以太网口作为数据采集方式,最终通过以太网或者3G网络将数据传输到服务器,并将数据保存在服务器数据库中。从设备获取的所有数据都会保存在智能路由器的SD卡中,只需要将关键部分数据上传到服务器即可。当需要获取全部详细数据时,也可以远程登录智能路由器进行查看。这样做不仅可以大大减少服务器存储数据的容量,还可以大大减少客户端所需的宽带流量。
2.2 主要软件说明
Open Wrt 是一个开源的 Linux 发行版,具有良好的扩展性和强大的网络组件,适用于各类嵌入式设备和路由设备。Open Wrt 的文件系统是可写的,也就是说用户可以随意添加自己需要的功能,而不需要重新编译整个系统固件。它是一款专门针对高性能网站的开源 Web 服务器软件,性能良好,内存开销小,模块丰富,CPU 占用率极低。旨在为高性能网站提供兼容性好、快速、安全、灵活的网站服务器环境。
3.系统部分软件实现
3.1 添加新的需要监控的设备
每个需要监控的设备都由自己的设备名、设备IP、设备ID、设备端口等唯一标识,同时系统也会为该设备生成一个唯一的哈希值。在数据监控中,系统也将哈希值作为设备的唯一标识进行数据存储。这样做的目的是为了以后修改设备信息时,不用修改过多的数据表。一般情况下,为了更好的了解设备的运行状态,监控设备往往不只是一个设备点,而是多个,而每个被监控点由于自身数据的敏感度不同,可能要求不同的数据监控速度。为了方便用户添加新的设备以及需要监控的设备点、报警点的各种信息,系统为用户提供了tftp传输方式,让用户直接将指定格式的监控文件传输到智能路由器端。用户在添加新设备时,只需要填写相关的文件名和tftp服务器IP即可。
3.2 报警处理
为了能适用于大多数被监控设备,本文设计的监控系统除了需要监控灯泡等只有开和关两种状态的开关量外,还需要监控温度、湿度等数值量。开关量比数值量更容易监控。数值量的监控稍微复杂一些,因为数值量的数值是平滑的,在外界干扰下,可能造成其值在报警值上下波动,最终导致系统有时报警,有时不报警。为了解决上述问题,本文对数值量的报警值设置了一个缓冲区,当状态为不报警时,只有当数值量的数值大于报警点的数值时,才会报警;当状态为报警时,只有当数值量的数值小于报警点的数值时,才会取消报警。主要包括数据采集程序和报警程序。另外,考虑到数据可能因为外界干扰而发生抖动,只有当数据值到达状态变化区域,并在此区域持续一定时间后,才会进行处理。
结论
本文重点阐述了系统的基本原理,详细介绍了系统主要部分的硬件电路和系统软件的设计。相对于传统的IT运维服务,基于互联网的IT运维服务具有更多的优势。随着互联网应用领域的不断深入,智能路由器将得到更广泛的应用和发展,本文设计的远程监控系统也将发挥积极的作用。