智能冶钢厂环境监控与设备控制系统(边缘物联网网关)

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了智能冶钢厂环境监控与设备控制系统(边缘物联网网关)。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

目录

1、项目背景

2、项目功能介绍

3、模块框架 

3.1 架构框图

3.2 架构介绍

 4、系统组成与工作原理

4.1 数据采集

4.2 指令控制

4.3 其他模块

4.3.1 网页、qt视频流

4.3.2 qt搜索进程

 5、成果呈现

 6、问题解决

7、项目总结 


1、项目背景

        这个项目的背景是钢铁行业的数字化转型和智能化升级。随着工业4.0的发展,钢铁生产企业面临着提高生产效率、优化生产流程、降低成本和减少环境污染等挑战。为了应对这些挑战,钢铁企业需要引入先进的数字化技术,实现对生产过程的远程监控和智能化控制。

        钢铁生产过程中涉及到诸多复杂的参数和环境因素,如温度、湿度、氧气含量、烟气排放等,传统的人工监控和调节方式已经无法满足生产的需求。因此,引入智能冶钢厂环境监控与设备控制系统,可以实现对生产过程中各项参数的实时监测和智能化控制,从而提高生产效率、优化生产流程,并最终达到降低成本和减少环境污染的目的。

        同时,智能冶钢厂环境监控与设备控制系统也符合国家对工业生产过程环境保护和安全生产的要求,有利于提升企业的社会责任形象,促进可持续发展。因此,这个项目的背景是钢铁行业数字化转型的大环境下,钢铁企业迫切需要引入智能化技术来提升生产水平和管理水平,实现高质量、高效率、可持续发展的生产模式。

2、项目功能介绍

  1. 数据采集和传输模块:该模块负责采集生产过程中的各种参数数据,如温度、湿度、氧气含量、烟气排放等,通过传感器将这些数据上传至云端服务器或本地服务器。

  2. 数据存储和处理模块:该模块负责将采集到的数据进行处理和分析,并将结果存储在数据库中,以便后续的查询和分析。

  3. 远程监测和控制模块:该模块负责远程实时监测和控制生产过程中的各项参数,如温度、压力、流量、钢铁传送带、排气扇等,以及自动化调节和优化生产过程。

  4. 报警和预警模块:该模块负责监测生产过程中的异常情况,并发出相应的报警和预警,以便及时采取措施避免事故发生。

  5. 界面和操作指导模块:该模块主要是提供给用户管理员良好的界面体验,提供美观简洁的操作界面显示数据和控制设备。

3、模块框架 

3.1 架构框图

智能冶钢厂环境监控与设备控制系统(边缘物联网网关),物联网,网络,linux,数据库,边缘计算,stm32,iot
图3-1 架构框图

3.2 架构介绍

         用户层:主要是网页端、qt客户端、阿里云。实时接收对应模块传输上来的数据,并且以图形化界面的形式显示出来。对于控制硬件设备,下发相应格式的数据帧给对应模块,经过一系列处理完成控制。

        网关层:本层主要是上下两层的中间枢纽,负责上传数据,下达命令等;充当一个中转站,是本架构设计中必不可缺的一层。各个进程间的通信通过套接字、共享内存、消息队列来实现。

        设备层:Modbus Slave 软件模拟的多个设备以及STM32各个外设组成的设备层。模拟实际工厂中设备情况。

 4、系统组成与工作原理

        如图3-1所示,该项目主要分为三层,每层具体的通信以及配合工作的原理如下介绍。

4.1 数据采集

        Modbus Slave 模拟工业设备相关参数。STM32连接各类外设。

智能冶钢厂环境监控与设备控制系统(边缘物联网网关),物联网,网络,linux,数据库,边缘计算,stm32,iot
图4-1 设备参数配置及数据设置
智能冶钢厂环境监控与设备控制系统(边缘物联网网关),物联网,网络,linux,数据库,边缘计算,stm32,iot
图4-2 STM32设备情况

        Modbus服务器通过ModbusTCP协议读寄存器或线圈的数据或状态,具体的帧格式:事务处理标识符|协议标识符|长度标识符|单元标识符|功能码|数据。通过向TCP客户端发送此类帧格式,成功采集到数据或状态。

        STM32服务器其实就是一个TCP服务器,32通过ESP8266配置相应的模式具有了联网的功能,两者之间的交互通过TCP进行数据交互。

        Modbus服务器和STM32服务器将采集到的数据通过共享内存共享到某一块具体的地址空间以供别的进程获取数据。

  • 网页端:网页服务器进程获取特定段的共享内存的地址,服务器再解析相应数据,然后通过HTTP协议上传JSON格式的数据给xxx.html。然后解析节点数据完成数据采集显示。
  • QT端:上报进程获取到共享内存的数据,然后该进程解析数据,通过MQTT协议发送JSON格式的数据帧到qt客户端,客户端解析节点数据完成后,在相应组件显示数据。
  • 阿里云:阿里云服务器同样获取共享内存内的数据,解析数据封装为JSON格式,然后通过MQTT协议发送给响应进程,进程解析显示数据。

4.2 指令控制

  • 网页端:通过点击相应按钮,发出相应指令给网页服务器,过程中使用的协议也是HTTP完成数据通信。网页服务器进程发送数据帧到消息队列中,供给相应服务器(Modbus服务器、STM32服务器)读取消息,然后下发到具体的设备完成控制。
  • QT端:通过点击相应按钮,发出相应指令给qt服务器(使用的MQTT协议),然后同样发送到消息队列中,供给相应服务器(Modbus服务器、STM32服务器)读取消息,然后下发到具体的设备完成控制。
  • 阿里云:同样如此,使用阿里云提供的LINKSDK压缩包,进行部分处理之后,同样完成类似操作控制具体的硬件设备。

4.3 其他模块

4.3.1 网页、qt视频流

        视频流模块都是使用开源的mjpg-stream工具来开发的,mjpg-streamer 提供了一种简单而有效的方式来实现实时视频流的传输和展示,重定向输出流到对应端,一个以HTTP方式传输,一个以UDP方式传输。

        视频处理过程可能会出现分辨率不合适导致视频流传输错误,可以通过相应配置解决问题。该模块运行在虚拟机上,将采集到的视频流传输到网页端和QT端,提供监控功能,保证工厂正常运转。

4.3.2 qt搜索进程

        qt广播搜索本公司的所有产品,然后建立TCP连接传输设备信息。具体的实现可以参照我的以往的博客

 5、成果呈现

智能冶钢厂环境监控与设备控制系统(边缘物联网网关),物联网,网络,linux,数据库,边缘计算,stm32,iot
图5-1 网页界面预览
智能冶钢厂环境监控与设备控制系统(边缘物联网网关),物联网,网络,linux,数据库,边缘计算,stm32,iot
图5-2 阿里云界面预览
智能冶钢厂环境监控与设备控制系统(边缘物联网网关),物联网,网络,linux,数据库,边缘计算,stm32,iot
图5-3 阿里云图形化界面预览
智能冶钢厂环境监控与设备控制系统(边缘物联网网关),物联网,网络,linux,数据库,边缘计算,stm32,iot
图5-4 阿里云图形化界面预览

 6、问题解决

  • WIFI模块的模式配置,发送AT指令,但是一直连接不上服务器。

        解决:wifi连接的5G,模块不支持5G,更改网络连接。

  • Modbus服务器采集数据错误,有时出现乱码。

       解决:具体的帧格式的起始地址和数量和Modbus Slave设备端不统一,更改地址及数量。

  • 网页端接收数据错误。

       解决:在传JSON格式的时候,发送数据长度没指定好,导致出现乱码,规定长度并且清空缓冲区解决问题。

  • 视频采集模块无法正常传输数据。

        解决:以为是代码的问题,结果更改分辨率即可。

  • 阿里云在获取数据之后就无法再次去控制设备了。

        解决:由于对前端不是很了解,自己查资料F12检查,看到好像自己数据类型的键报错,结果发现表示范围0-100,而我传输数据两千多,导致界面卡死。重新配置设备参数解决问题。

  • 上报QT的数据以及设备信息总是出问题。

        解决:这一块的程序相对复杂且繁琐,数据帧的格式不统一导致接收数据错误,JSON格式数据传输错误,多线程中传参取地址不对。将数据格式全部统一、避免数据的冲突,并且多加几条容错判断,解决上述问题。

7、项目总结 

        智能冶钢厂环境监控与设备控制系统的实施为冶钢厂提供了实时监测、远程控制和智能预警的功能,提高了生产效率、降低了能耗,并确保了冶钢过程的安全稳定运行。在项目实施过程中,我克服了各种挑战,取得了良好的成果和效益。

智能冶钢厂环境监控与设备控制系统(边缘物联网网关),物联网,网络,linux,数据库,边缘计算,stm32,iot文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-761333.html

到了这里,关于智能冶钢厂环境监控与设备控制系统(边缘物联网网关)的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • EAP设备自动化控制系统在设备数采和控制方面的优势

    随着科技的不断进步和工业自动化的发展,EAP(Equipment Automation Program)设备自动化控制系统在各个行业中扮演着越来越重要的角色。作为连接MES(Manufacturing Execution System)和设备层的沟通桥梁,EAP系统实现了设备的实时监控和自动化控制,为生产过程带来了诸多优势。本文将

    2024年02月15日
    浏览(20)
  • 操作系统进行设备控制的方式

    上一篇的博客介绍了设备管理的一些概念基础知识点,其中I/O控制方式这一块没有详细说明。设备管理的主要任务之一是控制设备和内存或CPU之间的数据传送。外围设备和内存之间的输入/输出控制方式有4种,下面分别加以介绍。 也叫程序查询方式。 信息交换的控制完全由

    2024年02月16日
    浏览(19)
  • LabVIEW多设备控制与数据采集系统

    LabVIEW多设备控制与数据采集系统 随着科技的进步,自动化测试与控制系统在工业、科研等领域的应用越来越广泛。开发了一种基于LabVIEW平台开发的多设备控制与数据采集系统,旨在解决多设备手动设置复杂、多路数据显示不直观、数据存储不便等问题。通过RS232串口协议和

    2024年04月27日
    浏览(13)
  • 虚拟电厂负荷控制系统三维可视化监控 | 数字孪生

    随着国家“双碳”及“构建以新能源为主体的新型电力系统”等目标的提出,清洁化、数字化越来越成为电力系统面临的迫切需求,负控系统的发展对电力营销现代化建设具有重要的意义。 负控管理系统是一个着眼于全面加强电力信息管理的,集负荷控制、远程抄表、电量数

    2023年04月08日
    浏览(19)
  • linux系统中利用设备树完成对LED的控制

         大家好,今天主要和大家聊一聊,如何使用linux系统中的设备树控制led。 目录 第一:设备树LED基本驱动原理 第二:LED灯驱动程序的实现         本次实验采用设备树向linux内核传递相关的寄存器物理地址,linux驱动文件使用of函数从设备树中获取所需的属性值,然后使

    2023年04月09日
    浏览(8)
  • 智能家居(13)——智能家居控制系统

    灯光的控制:模拟客厅灯、餐厅灯、二楼灯、卫生间灯。灯光可以通过手机App、语音、控制开关。 家内发生火灾后报警功能。 温湿度检测通过服务器上传到手机App。 摄像头安全监控,将视频上传到手机App,并通过摄像头实现人脸识别智能开锁。 灯光通过普通IO口控制,自己

    2024年02月11日
    浏览(20)
  • 智能算法实现PID智能车控制系统

    PID控制是自动控制领域中产生最早,应用最广的一种控制方法。本文以论述PID参数先进整定方法开始,介绍了近几年得到的最新研究成果。接下来,从PID控制的结构形式实际控制工程需求和实现条件分析了PD控制的独特优点和理论依据。在众多的PID调整方法中,本文选择了内

    2024年02月08日
    浏览(14)
  • 毕业/课程设计——基于STM32的智能灯光控制系统(物联网、智能家居、手机APP控制、语音控制)

            文章 首先介绍本系统所包含的功能 ,主要包含六方面功能, 之后逐步分享开发过程 ,其流程如下:点亮灯带(三极管) → 调节灯光亮度(PWM)→为系统添加远程控制功能→为系统添加语音识别功能→添加超声波姿态监测功能→添加OLED显示功能         特别

    2024年02月03日
    浏览(23)
  • 智能照明控制系统助力“双碳”目标

    安科瑞 崔丽洁         【摘 要】 : 随着电力电子技术的快速发展,智能照明控制技术已经成为楼宇自动化控制系统的重要组成部分,是绿色照明的发展方向。智能照明控制系统在照明节能上起到重要的作用。文章结合实际案例,探讨了智能照明控制技术在照明节能上的应

    2024年02月16日
    浏览(11)
  • LabVIEW智能家居控制系统

    LabVIEW智能家居控制系统 介绍了一个基于LabVIEW的智能家居控制系统的开发过程。该系统利用LabVIEW软件与硬件设备相结合,通过无线网络技术实现家居环境的实时监控与控制,提升居住舒适度和能源使用效率。 项目背景:随着科技的发展和生活水平的提高,智能家居系统越来

    2024年02月21日
    浏览(20)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包