基于Internet的嵌入式設備狀態(tài)監測系統開(kāi)發(fā)與研究

前言

隨著(zhù)計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，多數企業(yè)的內部網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)建成，網(wǎng)絡(luò )化的設備狀態(tài)監測及故障診斷系統成為企業(yè)設備管理的發(fā)展方向。設備狀態(tài)監測網(wǎng)絡(luò )化特點(diǎn)在于：一方面，設備監測分析人員和專(zhuān)家們不再局限于在工業(yè)現場(chǎng)對設備進(jìn)行狀態(tài)監測，他們完全可以通過(guò)企業(yè)Intranet或Internet對設備運行狀況進(jìn)行遠程狀態(tài)監測和故障診斷；另一方面，由于單機版的設備狀態(tài)監測數據就存在本地機中，整個(gè)企業(yè)工廠(chǎng)的設備狀態(tài)數據分布在各個(gè)監測點(diǎn)上，較為凌亂，要統一集中化管理整個(gè)企業(yè)的設備數據較為困難。

基于此，作者開(kāi)發(fā)了一種基于Internet的嵌入式設備狀態(tài)監測和故障診斷系統，將整個(gè)企業(yè)的設備監測數據放在服務(wù)器進(jìn)行集中式管理，設備監測人員通過(guò)網(wǎng)絡(luò )，經(jīng)過(guò)服務(wù)器身份驗證后即可從服務(wù)器獲得相應權限的設備數據進(jìn)行在線(xiàn)狀態(tài)分析，同時(shí)本系統中也加大了服務(wù)器端監控軟件的監督管理功能，能夠監聽(tīng)到所有來(lái)自有客戶(hù)端的socket請求連接，并對其進(jìn)行身份驗證，以決定其是否可運行安裝在本地機的客戶(hù)端軟件，系統安全性、規范性得到了保證。

系統框架整個(gè)系統基于Internet架構。在工業(yè)現場(chǎng)，先通過(guò)網(wǎng)絡(luò )從服務(wù)器上下載設備巡檢路徑信息至現場(chǎng)嵌入式動(dòng)態(tài)測試分析儀中，然后嵌入式動(dòng)態(tài)測試分析儀按照所下傳的巡檢路徑信息采集現場(chǎng)設備的數據至分析儀中，既可以利用分析儀中的信號分析方法進(jìn)行數據現場(chǎng)分析，也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )上傳數據至服務(wù)器上指定的相應測點(diǎn)目錄下，同時(shí)將分析儀的采集數據刪除（根據實(shí)際需要，采集的數據也可保留在本地分析儀中）。遠程監控中心的設備管理人員或者專(zhuān)家經(jīng)過(guò)權限認證，從服務(wù)器上在線(xiàn)獲得所上傳的設備數據，在客戶(hù)端便可運用系統的信號分析軟件所提供的各種信號分析方法，對設備的運行狀況進(jìn)行分析，進(jìn)而進(jìn)行故障診斷，做出相應的維修決策。

系統結構設計及實(shí)現

本系統采用服務(wù)器的集中管理模式，同時(shí)又具有C/S和B/S模式的雙重特點(diǎn)，服務(wù)器不但提供數據庫服務(wù)器的功能，而且還擔任了WEB服務(wù)器的功能。WEB服務(wù)器的作用在于提供客戶(hù)端用戶(hù)（設備狀態(tài)監測人員及專(zhuān)家）在線(xiàn)注冊、下載客戶(hù)端軟件（包括信號分析診斷軟件和動(dòng)態(tài)信號采集軟件兩部分）、軟件實(shí)時(shí)更新等功能。通過(guò)提供WEB服務(wù)這樣一種方式，一方面通過(guò)用戶(hù)注冊，使得企業(yè)管理者可以及時(shí)了解整個(gè)廠(chǎng)的設備狀態(tài)監測人員的實(shí)際分布情況，如所屬分廠(chǎng)、車(chē)間、職務(wù)等信息，便于管理者統籌安排人力資源，另一方面，也為整個(gè)廠(chǎng)的各個(gè)監測點(diǎn)客戶(hù)端軟件的安裝和以后的軟件升級提供了一個(gè)平臺。數據庫服務(wù)器則存有整個(gè)廠(chǎng)的設備信息，包括設備測點(diǎn)路徑信息和和所采集的測點(diǎn)數據文件。

軟件實(shí)現

軟件是設備監測與故障診斷的中樞神經(jīng)。在本系統中，系統軟件分為系統軟件下載程序、客戶(hù)端信號分析診斷軟件、客戶(hù)端嵌入式動(dòng)態(tài)信號分析軟件、服務(wù)器端管理軟件四個(gè)部分。數據庫采用SQLServer2000,開(kāi)發(fā)語(yǔ)言工具為JSP，VC6.0。

用戶(hù)注冊、下載軟件程序

由前所述，利用系統所提供的WEB功能，企業(yè)各設備管理人員、設備采集人員需先從服務(wù)器上下載相應權限的客戶(hù)端軟件，這樣既可以實(shí)現企業(yè)設備管理人員的規范化管理，又為以后的軟件升級提供了方便。系統采用JSP建立用戶(hù)申請下載軟件界面，用戶(hù)通過(guò)瀏覽器輸入網(wǎng)址，在頁(yè)面上可以輸入已分配的用戶(hù)名和密碼，通過(guò)服務(wù)器驗證后即可從服務(wù)器下載相應的客戶(hù)端軟件。此外，用戶(hù)可在頁(yè)面上輸入個(gè)人的基本信息，如年齡、性別、用戶(hù)級別（廠(chǎng)長(cháng)、車(chē)間主任、設備管理人員、采集人員等）、所屬分廠(chǎng)、車(chē)間、電話(huà)等信息，并在服務(wù)器數據庫中建立用戶(hù)相應的信息表。

客戶(hù)端嵌入式動(dòng)態(tài)信號分析軟件

數據采集人員在客戶(hù)端，如現場(chǎng)工作站，運行嵌入式動(dòng)態(tài)測試分析儀中的信號分析軟件，輸入相應的用戶(hù)名和密碼，通過(guò)服務(wù)器驗證后即可連上服務(wù)器獲得數據。如前所述，一方面，該采集程序通過(guò)網(wǎng)絡(luò )從服務(wù)器上獲得巡檢計劃/路徑（分廠(chǎng)－車(chē)間－設備－測點(diǎn)）分析儀中，另一方面，將嵌入式動(dòng)態(tài)測試分析儀采集到的數據存為指定的文件格式，然后將所存的數據文件上傳至服務(wù)器巡檢路徑的指定測點(diǎn)目錄下，以備以后的遠程終端信號分析軟件分析使用。

除了采集、傳輸功能，該測試分析儀還集成了常用的各種分析方法，如時(shí)域（自相關(guān)，互相關(guān)等）、幅值域（參數計算，直方圖等）、頻域（倒譜、包絡(luò )譜、細化譜等），時(shí)頻分析（SFFT、小波分析、小波包分析（如圖２）），如果需要，在現場(chǎng)采完數據后即可進(jìn)行信號分析，及時(shí)判斷設備運行狀態(tài)。

圖1系統框架圖