基于OneNET 的ZH 型强磁选机水压监测系统设计①

付亦文， 辛业薇， 白利宾， 洪润江

（长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南 长沙410012）

ZH 强磁选机历经多年迭代升级，目前已在金属矿磁选和非金属矿除杂领域广泛应用。 它具有分选指标好、不易堵塞、设备占用空间小、耗电量低、容易操作等特点［1］。 但是随着工业物联网的蓬勃发展，要求对设备运行的关键数据进行实时采集、监控和存储。 本文利用中移OneNET 云平台来设计ZH 强磁选机监测系统，以ZH 强磁选机冲洗水压力为例，设计设备数据的采集和上传云端进行存储与显示的方案，实现设备上云。

1 冲洗水压监测系统的硬件结构设计

ZH 强磁选机冲洗水压监测系统的设计结构如图1 所示。

图1 ZH 强磁选机冲洗水压监测系统硬件设计结构图

设计目的是为了实现ZH 强磁选机冲洗水压数据能实时上传至中移OneNET 云端进行存储与显示。 主要采用压力变送器进行液压测量，利用模拟采集模块采集液压信号。 数据以modbus RTU 协议通过RS485接口传输到物联网网关4G DTU 模块上，通过4G DTU的modbus TCP／RTU 转换功能，将数据以modbus TCP协议通过RS485 串口转4G 传输到中移OneNET 云平台。

2 监控系统的硬件选型

通过阅读相关文献和选型应当遵守的规制，结合本次基于中移OneNET 监测系统的设计要求，最终选用扩散硅压力变送器SIN-P300、模拟采集模块DAQM4206、物联网网关4G DTU（TAS-L15）模块等硬件。

2.1 压力变送器选型

扩散硅压力变送器具有工作可靠、性能稳定、安装使用方便、体积小、质量轻、性能价格比高等特点，能在各种正负压力测量中得到广泛应用。 采用进口扩散硅或芯体作为压力检测元件，传感器信号经高性能电子放大器转换成0～10 mA 或4～20 mA 统一输出信号。

2.2 模拟采集模块选型

模拟采集模块具有性能稳定、精度高、抗干扰能力强体积小、质量轻、性能价格比高等特点，能在各种采集4～20 mA 电流信号中得到广泛应用。

2.3 4G DTU 物联网网关选型

TAS-L15 是2018 年推出的4G 产品。 软件功能完善，覆盖绝大多数常规应用场景，支持2G／3G／4G 移动、联通手机卡及物流网卡，具有Modbus RTU 转TCP，TCP、UDP、MQTT 连接，自定义注册包、心跳包等功能。 通过AT 指令进行设置，即可使用本产品实现串口到网络的双向数据透明传输。

3 冲洗水压监测系统的软件设计

3.1 水压监测系统产品的创立

将设备数据接入OneNET 云端，第一步，创建产品，选择TCP 透传，如图2 所示。

第二步，需要创建设备、记录设备ID 等信息，为注册包设置打下基础，如图3 所示。

第三步，上传Lua 脚本，通过页面上传解析脚本到产品［2］。 这样就为ZH 强磁选机冲洗水压数据上传OneNET 云平台打下基础。

3.2 TCP 透传脚本编写

TCP 透传使用Lua 脚本。它是一个小巧的脚本语言，其设计目的是为了通过灵活嵌入应用程序中从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。 在TCP透传中，脚本的作用是用于解析从设备上传的数据，从平台给设备下发命令，经数据脚本解析后，通过设备上传的数据能够在平台展示；并可以被统计、分析。 监测系统对DTU 上传的modbus TCP 响应报文进行解析，将冲洗水压数据在平台上显示。 脚本具体编程见图4。

图2 创建产品

图3 创建设备ID 等信息

图4 脚本编程

3.3 AT 指令

AT 指令集是从终端设备（Terminal Equipment，TE）或数据终端设备（Data Terminal Equipment，DTE）向终端适配器（Terminal Adapter，TA）或数据电路终端设备AT（Data Circuit Terminal Equipment，DCE）发送的，通过TA，TE 发送AT 指令来控制移动台（Mobile Station，MS）的功能，与GSM 网络业务进行交互。 用户可以通过AT 指令进行呼叫、短信、电话本、数据业务、传真等方面的控制［3］。

本系统设计主要使用AT 指令，实现4G DTU（TAS-L15）与中移OneNET 物联网云平台双向数据透明传输。

3.4 OneNET view 可视化屏幕建立

OneNET view 是中国移动OneNET 云平台设置的可视化平台，其具有快速、灵活搭建专业水准的物联网可视化大屏应用，无缝对接海量数据，完美适配多分辨率大屏，提供丰富的物联网行业定制模版和行业组件，能应对智能家居、智慧城市、水利水电、智慧医疗等数据可视化需求［4］。

本文利用此功能完成对上传数据进行可视化操作，首先利用保存在OneNET 平台的数据通过格式转换成现实水压，将其与时间等数据一起建立数据集，如表1 所示。 通过项目列表功能，实现ZH 强磁选机冲洗水可视化，如图5 所示。

表1 ZH 强磁选机冲洗水水压监测数据集

图5 ZH 强磁选机冲洗水压监测大屏幕

4 结 语

以中国移动OneNET 物联网云为基础，确定了实现ZH 强磁选机冲洗水压力数据上传云端的硬件设计方案，按照OneNET 设备上传云端的要求，选择合适的透传方式，编写合适的登入AT 指令和数据处理脚本，成功实现基于中移OneNET 云平台的ZH 强磁选机冲洗水压监测系统设计。