基于OneNet的恒电位仪远程监测系统

沈阳新大陆建筑设计有限公司 沈 月

引言

恒电位仪在电化学检测系统中的地位至关重要，也是组成各种电化学检测系统的核心部件，它的出现使得电化学在检测和分析等领域的发展呈现出多元化的趋势[1-3]。本文利用OneNet云平台对恒电位仪进行远距离监测和控制，用户可以凭借OneNet提供的接口对恒电位仪进行监控，使现场调试和维护变得更加便捷和高效。

1 系统方案设计与分析

整体思路为通过PLC对恒电位仪进行数据采集、数据转换等操作，之后通过GPRS模块将采集到的数据上传到OneNet云服务器中，用户可以通过OneNet云服务器在PC端和智能终端对数据进行查看和分析。可编程控制器PLC负责采集恒电位仪的电压、电流、电位等参数以及接收从OneNet平台传来的命令并根据命令对恒电位仪进行输出调控。可编程控制器与平台的交互通过GPRS模块来实现[4-5]，软件上的操作均基于OneNet云平台，为用户提供实时数据监测、图形化显示、数据存储等多种服务。

图1 恒电位仪监测系统原理图

1.1 GPRS模块

通过 GPRS 网络相互传输数据，使用该模块可实现串口到网络的双向数据透明传输。使用的波特率为115200bps，设置指令为AT指令集。此外该模块支持多种网络协议，例如TCP、UDP、HTTP等，说明GPRS模块具有较好的兼容性，适合多种多样的场合。

1.2 PLC控制器及接口模块

采用MAC310作为核心控制器，其包含了5路数字量输入接口，4路数字量输出接口，三个串行数据端口以及两个以太网口，其中串口用于与GPRS模块进行通信，而数字量输入接口则与其他拓展模块一起对恒电位仪进行参数采集和控制。选用EA100型模拟量输入拓展模块，采集恒电位仪的电压、电流和电位参数信号。EA100模块包含6路模拟量输入接口，本文使用第0路-第2路模拟量输入接口，分别对应0A0B0C、1A1B1C、2A2B2C接口。

图2 OneNet上层监控平台整体结构示意图

2 OneNet云平台简介

OneNet云平台为用户提供了多种接入方式和服务，从多方面考虑用户的需求，使用方法简单易上手，避开了诸多关于上层平台搭建的问题。选择的TCP透传协议主要具有数据透传、无需开发设备、灵活性较高和命令发送等特点。图2为OneNet上层监控平台整体结构，GPRS模块传来的数据经过用户自定义的脚本的解析最终显示在监控平台上，用户可以通过网页登陆或者通过智能手机、平板电脑等智能终端的APP登陆平台，然后对数据进行浏览；用户对恒电位仪进行操作也可以在监控平台上进行。用户在触发这些选项之后，依据用户的脚本，相应的指令会通过GPRS模块下放到下层控制系统，进而控制恒电位仪。

图3 解析数据部分函数示意图

图4 网页浏览系统监测情况示意图

解析数据部分函数如图3所示，该函数的入口参数dev为用户数据，即用户设备的各种参数，输出参数为接收数据的长度size和解析后的数据点集合json，其中size的单位为字节数。整个函数主要功能是解析底层设备上传的数据，关于用户处理上传数据的操作都可以写在此函数内。

3 测试与总结

系统监测情况如图4所示，PLC控制器的程序设置成每1秒向平台发送一次恒电位仪的参数值和工作状态，用户可通过折线图和仪表盘来详细的了解恒电位仪的参数情况，通过折线图了解恒电位仪当前的工作模式和参比电极选择情况。用户可以通过登录OneNet网页平台对恒电位仪的参数和工作状态进行浏览查询，此外还可以通过OneNet平台自助研发的APP应用访问该系统。

4 总结

本文通过OneNet云平台使得恒电位仪的监测和控制变得方便快捷，用户可以在任何有网络的地方通过网页登陆或者APP应用登陆的形式访问监测系统，真正实现了随时随地监控恒电位仪的目的。

[1]藤屿昭著,陈震,姚建年译．电化学测定方法[M]．北京∶北京大学出版社,1995∶51-53．

[2]钟海军．恒电位仪研究现状及基于恒电位仪的化学检测系统的应用[J]．分析仪器,2009,(2)∶1-5．

[3]郑耀汉．基于AVR单片机的智能恒电位仪的设计与实现[D]．青岛∶中国海洋大学,2014．

[4]王政,彭宏．远程网络视频监控管理平台的研究与实现[J]．中国有线电视, 2013,12∶1364-1369．

[5]陈金超,谢东亮．无线网络TCP拥塞控制算法研究综述[J]．软件,2015,36(1)∶82-87．