物聯網平台下的工業級高溫無線測溫監控系統

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物聯網平台下的工業級高溫無線測溫監控系統工業製造業中由於其環境的惡劣易使得從業人員患上職業病，如塵肺、矽肺等。長期工作存在安全隱患，常規檢測手段無法實現有效監管。因此，開發了一套對重點區域實時在線無線測溫預警系統。解決了傳統的有線測溫方式純在的線路複雜、事故率高、成本高、維護困難等問題，具有重大的工程意義。

目錄

內容和技術

針對工業溫度範圍大，工作環境差，工作人員操作範圍小，工廠場地大等工業特有環境。採取成本低、耐用高的器件和接觸式的測溫探頭，減少設備損耗，提高測量精度。應用Lora實現超遠距離傳輸。利用模塊化設計和分層結構設計，讓測溫端應用於不同場景並縮小測溫端的體積。使用低功耗器件和獨立式供電，使CPU在需要測量時供電，極大程度降低功耗提高電池的使用壽命。採用自動化設計定時響應、測量、上傳數據，節約人工成本，提高工作效率。

應用和前景

該產品應用範圍廣泛，通過增減模塊可以滿足不同場合的需求，比如產品可以選擇BC26、LORA等通信方案，以及其他通過IIC通信的傳感器，測溫探頭也可更換支持測量更高溫度的專用探頭，讓客戶有更多的選擇範圍。且產品簡潔明了，安裝便捷，可節省人工成本。由於選用的器件以及工作模式都為低功耗的，在前期的實際測量中一節功率電池可以支持整機工作半年以上，且器件成本可壓縮，方案尚可改進優化，對於中小工廠來說是個不錯的選擇。

二、技術方案與指標

（包括：問題分析、技術方案、創新設計、關鍵技術、技術指標、實施計劃、應用場景等）

問題分析

為能採集關鍵設備接點的實時溫度，同時需要解決有線測量溫度的短板(測量迴路多、安裝空間有線，導致布線及維護難度較大)。

技術方案

本小組設計的雲平台下的工業高溫測溫及小電壓監測系統整體由終端，網關，雲平台組成。

終端：終端部分由ARM作為主控芯片，由功率電池供電，控制兩路MAX31865組成的PT100測溫電路和一路MCP3421小電壓測量電路（0-100mv）以自定義的時間獲取數據，並將數據通過板載LORA模塊發送至網關。

網關：網關部分由STM32F103C8T6單片機，LORA模塊，ESP8266組成。其使用LORA接收終端數據再通過HTTP傳輸協議將數據傳輸至ONENET平台儲存顯示。

雲平台：雲平台依託中國移動onenet物聯網 平台，實現對無線終端統一智能接入管理、解析、數據管理、分析、應用賦能等基礎能力，實現企業全廠區終端感知設備的數據上雲。用戶可登錄ONENET平台實時查看數據，也可將數據從雲平台轉載至其他平台，方便用戶的二次開發。

創新設計

（1）無線設計，數據傳輸方便，可在雲端實時監控；

（2）模塊化設計，更改、維修、測量方便；

（3）低功耗設計，錯峰測量；

（4）自動化設計，省去人工費用；

（5）可集中管理，便於用戶大規模使用；

關鍵技術和技術指標

（1）Onenet平台：使用Onenet雲平台，實現對無線終端統一智能接入管理、解析、數據管理、分析、應用賦能等基礎能力，用戶可在網上查看測量目標的歷史數據。以及一定範圍內的數據最大最小值，方便用戶分析和管理。

（2）芯片選擇：傳感器芯片均採用低功耗、內置高精度ADC的芯片，節省外部器件的數量。在3.6V電壓供電下，休眠瓦數僅為3mW，LORA通信時瓦數為1.031W，持續0.5S，保證作品續航能力。

實施計劃和應用場景

主要是面向冶金行業生產中電解池的溫度測量和電級電流監測以及其他生產環節的溫度測量，亦可應用與其他場合，比如機床電機溫度、配電箱節點溫度等。

三、創新成果與形式

（項目技術報告，可運行的創新成果演示系統，包括硬件或軟件）

通過兩路MAX31865組成的PT100測溫模塊測量物體溫度，通過MCP3421測壓模塊測量電極電路上的壓降，以此來監測電路電流的變化。三路模塊測量誤差均小於1%，滿足大部分用戶使用，且更換不同PT100溫度探頭可適用於不同測量環境。例如，將浸入式PT100探頭更換為磁吸式探頭便可將其應用於各機箱測溫（如配電箱、機床電機外殼等），且電壓測量功能可外接其他產生小電壓的模塊，以此來擴大系統的應用範圍。

板載的LORA模塊及MCU工作方式均為低耗能模式。系統可自定義數據採集、發送的時間，例如可設置每五分鐘發送一次數據至雲平台。在待機時系統電流最低僅1.4mA，在兩塊功率電池的供電下可持續工作一年以上。且各方案模塊均為模塊化設計，若損壞或更換其他功能模塊都極為簡便，直接拔插即可，大大提高了系統維護的簡便性與可升級性。

在3.6V電壓供電下，休眠瓦數僅為3mW，LORA通信時瓦數為1.031W，持續0.5S。

網關功能作用：對各個終端上傳的數據進行操作，將所需的數據轉為JSON格式，通過ESP8266上傳至onenet雲平台。

雲平台使用ONENET雲平台，既能存儲數據也能直接在線監控數據，可以設置預警數值進行警報，後期完善可以對終端發送指令控制，且預留了開放式的接口，方便企業的二次開發。