基于物联网水泵测控系统的软件设计

范志华 杨光 苏成贵 钟文才

摘要：提出了一种基于物联网水泵测控系统的软件设计方法。该设计方法以MySQL、LabVIEW和自动控制技术为核心，可实现对多传感器节点的信息（流量、扬程、转速等水泵运行参数）远程采集和数据存储功能；实现对多控制节点（电机、阀门等）的远程控制。经测试，该系统实现了远程无线监控，一台手机便可以管理水泵的运行状态，具有硬件成本低、性价比高的特点。

关键词：物联网； MySQL； LabVIEW； 测控系统

中图分类号：TH38文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.11.009

0引言

智能手机是近年来发展迅速的移动式智能设备，具有价格便宜、体积小、易携带、硬件配置高、功能接近PC 机等特点。利用智能手机为物联网水泵测控系统搭载平台，可大大提高其便携性和普及性，可以将现场处理和通过网络的远程处理有机地结合，有利于水泵测控系统产品的推广与应用。

本文结合MySQL、LabVIEW和自动控制技术，设计出一套硬件成本低、功能全、稳定性好、性价比高的水泵测控系统软件。它将采集到的水泵运行参数数据及视频信息由互联网传送到网络数据库中，网络数据库接收数据并储存，再将采集到的水泵运行数据传送至手机APP，从而实现对流量、扬程、转速、电机、电动阀门等参数的动态远程实时监控。通过操作手机APP可对电机、电动阀门的运行状态进行修改并发送至网络数据库中储存。该系统为拟采用便携式测控系统的建设单位提供了一套可行的技术解决方案。

1系统总体设计

该系统主要由水泵运行参数采集、执行设备自动控制、数据采集仪、网络数据库、主控计算机以及Android手机客户端等组成。该系统的技术路线如图1所示。通过手机APP监测水泵运行过程中流量、扬程、转速的实测数据；能够控制电机的启/停和阀门的开/关（阀门开度可调），实现物联网的功能。

2主控计算机软件设计

主控计算机的应用软件采用LabVIEW系统语言开发，它实现了对水泵运行参数的实时采集；水泵启动/停止，电动阀门开/关的手动控制，实时数据的本地存储和服务器存储等功能。包含：参数设置子程序、数据采集子程序、控制面板子程序、数据查询子程、实时曲线子程序。参数设置子程序可以对水泵运行需要控制的参数（电机功率、电动阀门的口径）进行输入，对流量、出口压力、入口压力、转速等传感器的技术参数进行输入，同时对数据采集的时间、数据存储路径等系统管理参数进行输入。 数据采集子程序可以图形化显示所测量参数（流量、出口压力、入口压力、转速）的实测值，同时进行实测数据的本地存储，并上传到网络数据库。控制面板子程序能实现电机启动/停止，电动阀门开/关的手动控制。该界面可以通过工控机对水泵运行情况进行人工调整，并把实时运行参数上传到网络数据库。数据查询子程序对水泵运行的测量数据进行定时记录，记录的数据包括：流量、出口压力、入口压力、转速的实测值及电机、阀门的当前状态。该记录可实现依据要查询的起止时间进行筛选查询，查询结果存储在EXCEL文件中，可进行对数据的编辑、打印。实时曲线子程序将水泵运行的流量、出口压力、入口压力、转速等实测数据，以曲线的形式展现出来，更具有直观性。

本软件利用LabVIEW图形化的优势对水泵运行中各个实测参数值的图形化显示、执行设备运行状态进行直观的显示，使用户易于操作。

3网络数据库设计

为了实现物联网水泵测控系统访问数据库，必须在主控计算机的操作系统下配置ODBC数据源。数据源是指数据库应用程序所使用的数据库或者数据库服务器。ODBC是微软公司开放服务结构中有关数据库的一个组成部分，它建立了一组规范，并提供了一组对数据库访问的标准API，这些API利用SQL来完成其大部分任务。

Navicat for MySQL是一套管理和开发MySQL的理想解决方案，支持单一程序。它是功能齐备的前端软件，为数据库管理、开发和维护提供了直观而强大的图形界面，为MySQL新手及专业人士提供了一组全面的开发工具。依据数据库的设计原则和基于物联网水泵测控系统的实际应用，本系统设计了基本参数表（如图2）、实时数据表（如图3）、存储记录表（如图4）。基本参数表里定义了数据库的字段信息；实时数据表里存储系统的管理数据，实时测量数据及电机、阀门的状态信息；存储记录表实现了将实时数据存储到MySQL中，可随时随地读取数据。实时数据表中的信息，主控计算机软件和手机APP同时更新或读取，是实现物联网功能的关键。

4Android手机端软件设计

手机APP的开发环境选用开放源代码、基于Java 语言的可扩展的 Eclipse。将 Android 智能手机与无线路由器通过WiFi 建立無线连接，通过访问无线路由器获取MySQL中实时数据表的相应信息，并且将实时测量水泵运行的流量、出口压力、入口压力、转速等数据显示到手机界面上。同时，手机界面也可以控制水泵开关和阀门开度按钮，并把修改后的状态信息存储到MySQL的实时数据表中，实现了异地监测与控制。这种设计，保证了APP端和上位机软件的信息同步。

5结束语

经测试，该系统具有数据传输快、准确率高、可视化程度高，能实现手机和计算机远程测控等优点，可应用到一切物联网监测系统中，更适用于郊区或者深山的水泵、高位水池、化工厂、制药厂等人员不便接近的地方。

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