物联网平台下的工业级高温无线测温监控系统查看源代码讨论查看历史

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物联网平台下的工业级高温无线测温监控系统工业制造业中由于其环境的恶劣易使得从业人员患上职业病，如尘肺、矽肺等。长期工作存在安全隐患，常规检测手段无法实现有效监管。因此，开发了一套对重点区域实时在线无线测温预警系统。解决了传统的有线测温方式纯在的线路复杂、事故率高、成本高、维护困难等问题，具有重大的工程意义。

内容和技术

针对工业温度范围大，工作环境差，工作人员操作范围小，工厂场地大等工业特有环境。采取成本低、耐用高的器件和接触式的测温探头，减少设备损耗，提高测量精度。应用Lora实现超远距离传输。利用模块化设计和分层结构设计，让测温端应用于不同场景并缩小测温端的体积。使用低功耗器件和独立式供电，使CPU在需要测量时供电，极大程度降低功耗提高电池的使用寿命。采用自动化设计定时响应、测量、上传数据，节约人工成本，提高工作效率。

应用和前景

该产品应用范围广泛，通过增减模块可以满足不同场合的需求，比如产品可以选择BC26、LORA等通信方案，以及其他通过IIC通信的传感器，测温探头也可更换支持测量更高温度的专用探头，让客户有更多的选择范围。且产品简洁明了，安装便捷，可节省人工成本。由于选用的器件以及工作模式都为低功耗的，在前期的实际测量中一节功率电池可以支持整机工作半年以上，且器件成本可压缩，方案尚可改进优化，对于中小工厂来说是个不错的选择。

二、技术方案与指标

（包括：问题分析、技术方案、创新设计、关键技术、技术指标、实施计划、应用场景等）

问题分析

为能采集关键设备接点的实时温度，同时需要解决有线测量温度的短板(测量回路多、安装空间有线，导致布线及维护难度较大)。

技术方案

本小组设计的云平台下的工业高温测温及小电压监测系统整体由终端，网关，云平台组成。

终端：终端部分由ARM作为主控芯片，由功率电池供电，控制两路MAX31865组成的PT100测温电路和一路MCP3421小电压测量电路（0-100mv）以自定义的时间获取数据，并将数据通过板载LORA模块发送至网关。

网关：网关部分由STM32F103C8T6单片机，LORA模块，ESP8266组成。其使用LORA接收终端数据再通过HTTP传输协议将数据传输至ONENET平台储存显示。

云平台：云平台依托中国移动onenet物联网 平台，实现对无线终端统一智能接入管理、解析、数据管理、分析、应用赋能等基础能力，实现企业全厂区终端感知设备的数据上云。用户可登录ONENET平台实时查看数据，也可将数据从云平台转载至其他平台，方便用户的二次开发。

创新设计

（1）无线设计，数据传输方便，可在云端实时监控；

（2）模块化设计，更改、维修、测量方便；

（3）低功耗设计，错峰测量；

（4）自动化设计，省去人工费用；

（5）可集中管理，便于用户大规模使用；

关键技术和技术指标

（1）Onenet平台：使用Onenet云平台，实现对无线终端统一智能接入管理、解析、数据管理、分析、应用赋能等基础能力，用户可在网上查看测量目标的历史数据。以及一定范围内的数据最大最小值，方便用户分析和管理。

（2）芯片选择：传感器芯片均采用低功耗、内置高精度ADC的芯片，节省外部器件的数量。在3.6V电压供电下，休眠瓦数仅为3mW，LORA通信时瓦数为1.031W，持续0.5S，保证作品续航能力。

实施计划和应用场景

主要是面向冶金行业生产中电解池的温度测量和电级电流监测以及其他生产环节的温度测量，亦可应用与其他场合，比如机床电机温度、配电箱节点温度等。

三、创新成果与形式

（项目技术报告，可运行的创新成果演示系统，包括硬件或软件）

通过两路MAX31865组成的PT100测温模块测量物体温度，通过MCP3421测压模块测量电极电路上的压降，以此来监测电路电流的变化。三路模块测量误差均小于1%，满足大部分用户使用，且更换不同PT100温度探头可适用于不同测量环境。例如，将浸入式PT100探头更换为磁吸式探头便可将其应用于各机箱测温（如配电箱、机床电机外壳等），且电压测量功能可外接其他产生小电压的模块，以此来扩大系统的应用范围。

板载的LORA模块及MCU工作方式均为低耗能模式。系统可自定义数据采集、发送的时间，例如可设置每五分钟发送一次数据至云平台。在待机时系统电流最低仅1.4mA，在两块功率电池的供电下可持续工作一年以上。且各方案模块均为模块化设计，若损坏或更换其他功能模块都极为简便，直接拔插即可，大大提高了系统维护的简便性与可升级性。

在3.6V电压供电下，休眠瓦数仅为3mW，LORA通信时瓦数为1.031W，持续0.5S。

网关功能作用：对各个终端上传的数据进行操作，将所需的数据转为JSON格式，通过ESP8266上传至onenet云平台。

云平台使用ONENET云平台，既能存储数据也能直接在线监控数据，可以设置预警数值进行警报，后期完善可以对终端发送指令控制，且预留了开放式的接口，方便企业的二次开发。