本发明专利技术提供一种基于北斗通讯的跨区域车间管控系统，每个监测单元配备有现场主机和融合终端，融合终端包括现场传感器监测模块和定量采样监测模块，现场计算机通过检测总线控制融合终端的现场传感器监测模块和定量采样监测模块，管理数据采集的时机、序列、过滤和整合；现场计算机通过IP网络总线与终端计算机连接，终端计算机通过北斗卫星或GSM/GPRS基站将监测数据传输到服务器。该系统能够实时监控水质参数，及时响应环境变化和潜在的污染事件，从而更有效地保护水资源；融合终端集成了来自不同传感器和采样仪器的数据，可以提供更全面和精确的水质分析；利用北斗卫星通讯技术远程控制和管理各个监测点，减少现场检测所需的人工成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于跨域车间环保监控，具体涉及一种基于北斗通讯的跨区域车间管控系统。
技术介绍
1、北斗导航卫星系统（beidou navigation satellite system, bds）作为一种综合的全球卫星导航系统，提供高精度的时间同步和定位服务，并在不断完善和拓展其功能与服务覆盖范围。它在全球范围内提供的覆盖使其尤其适合在地理环境挑战严峻或者基础通信设施不发达地区提供关键服务。对于偏远地区的工业实体而言，如分布于不同地域的制造车间，在保障通讯和数据传输顺畅的同时，车间的物理结构、水资源改造和布局也经常需要依据业务需求进行专业的改造与调整。这不仅仅是为了适应生产流程的优化，有时还需针对搭载的通信技术如bds进行特定的改造。车架改造项目还需要导入远程管理系统，以支持更精细化的生产过程控制，并通过卫星系统实现实时数据回传和远程监控，从而提高制造效率和产品质量。
2、对于分布于不同地域的制造车间升降改造过程中，可能会面临当地落后的通讯基础设施和服务的局限性，特别是当这些车间横跨不同的国家和地区时，现有的地面通信网络可能无法满足企业的需求。在这些情况下，依赖于bds的通信服务可以提供一个可靠的备选方案，以确保各地车间间的信息流和数据传输的持续性和安全性。在应对紧急情况，如自然灾害时，bds提供的稳定通信服务显得尤为关键。由于其基于卫星的特性，在地面通信基础设施损毁时，bds依然能够维持通信网络的运行，保障车间生产安全及水资源监控系统的信息流通不受中断，这样的能力对于企业的应急响应和灾害恢复具有极大的价值。
>3、目前，与bds通信服务结合应用时，现有多跨域车间水资源监测总线控制系统仍然面临一系列的挑战和问题，例如环境因素或传感器故障会影响监测数据的准确性，如果传感器校准和维护不当，则可能导致数据存在误差；数据融合性不足，各检测点的数据单一，例如，温度、湿度或流速通常单独监测，且数据缺少融合性，无法综合不同数据源来提供全面的水资源状态分析；硬件故障、软件错误以及人为操作失误都有可能导致系统监测中断，从而影响整个监测系统的连续性和可用性。传感器和其他监测设备需在极端环境下工作，而现有技术可能无法充分适应极端的温度、湿度、化学腐蚀等条件，影响设备性能和寿命。而通过车间的专业改造和升级，尤其是对传感器和通信设备的保护与增强，可以大幅提升在恶劣环境下的稳定运行能力。现有系统中缺乏有效的工具来管理和分析庞大的数据集合，通过改造优化后，闲置卫星导航和通信技术，可以建立起更为强大的数据处理与分析能力，进一步提升对大数据的管理和洞察，这限制了从数据中提取洞察力的能力，并阻碍了快速决策制定。
技术实现思路
1、针对现有多跨域车间水资源远程监控系统存在检测精度差和缺少信息融合等问题，本专利技术提供一种基于北斗通讯的跨区域车间管控系统，将多个监测点的水质数据通过多种监测手段集中处理，确保信息的准确性和实时性，远程监控和存储大量的监测数据，便于历史数据的查询、分析和备份。
2、本专利技术解决其技术问题的方案是：采用一种基于北斗通讯的跨区域车间管控系统，每个跨域车间至少有一个监测单元，每个监测单元配备有现场计算机、现场传感器监测模块和采样监测模块，以及总线系统，所述现场传感器监测模块包括环境监测传感器、能源使用传感器、光照传感器和运动传感器，其中，环境监测传感器：包括温度传感器、湿度传感器和烟尘传感器，用于实时监测室内环境的温度、湿度和空气中的烟尘含量，数据通过总线系统传输到现场计算机；能源使用传感器：用于监测水资源的使用量和空气质量指标，与现场计算机协作，分析能源使用效率，辅助实现节能减排；光照传感器：监测自然光照水平，自动调整照明系统，实现能源的有效使用；运动传感器：结合红外线和声波传感器，监测厂房内的人员活动和机器运转情况；所述采样监测模块包括设备功能监测模块、能源监测模块和定量采样监测模块，其中，设备功能监测模块：对关键设备进行定时采样和状态变化采样监测，确保设备的稳定运行；能源监测模块：监测整个电力系统的使用情况，通过总线系统与现场计算机联动，进行能源消耗分析和优化管理；定量采样监测模块：对水资源和空气质量进行定期采样监测；现场计算机对收集的数据进行汇总、分析和处理，生成有价值的洞察和控制指令，根据分析结果，现场计算机通过总线系统向相应设备发送控制指令，实现智能化的环境和设备管理；现场计算机将数据通过ip网络总线传输到区域内的终端计算机，终端计算机通过北斗卫星通信系统将处理后的监测数据发送到远程服务器；服务器作为远程监控系统的核心，负责接收、存储和进一步处理从终端计算机传来的数据；服务器的远程监控系统包括数据仿真：对接收到的数据进行仿真，模拟各种设备和环境条件下的表现；状态显示：实时显示厂房环境和设备的状态；分析诊断：对数据进行深入分析，诊断潜在的问题或故障；数据管理：高效管理收集的数据，包括存储、检索和备份；报警：在检测到异常或预设条件触发时，系统会发出警报；数据训练模块：利用历史数据对系统进行机器学习训练，以提高预测和诊断的准确性。
3、优选地，还包括融合终端，数据来源包括现场传感器监测模块和采样监测模块，现场传感器监测模块：主要监测厂房工作环境、水资源和空气质量的直接监测信息；采样监测模块：主要监测设备功能、电力使用、水资源使用和空气质量的信息；融合终端负责将现场传感器监测模块和采样监测模块收集的数据进行整合和融合，确保数据的一致性和准确性；融合终端接受采集端数据，并将处理后的数据通过总线系统发送到现场计算机。
4、优选地，采集终端：包括各种传感器，用于直接收集现场的实时数据；包括采样仪器：用于采集设备性能，获取水资源和空气质量的具体样本数据。
5、优选地，水资源传感器被放置在采集区的策略性点位，以直接测量水质信号，定量采样监测模块连接到多种检测仪器，这些仪器放置在水位之上用于收集独立样本并测量相应的水质信号；传感器组包括用于监测ph值、溶解氧、浑浊度、温度、重金属和生物参数的单元；当现场计算机启动采集任务时，它通过检测总线控制融合终端的现场传感器监测模块和定量采样监测模块。
6、优选地，现场计算机进一步包括信号切换电路单元、处理器、检测总线接口和远程输入或键入设置模块；处理器与控制总线端口、信号切换电路单元、传感器监测模块、定量采样监测模块以及远程输入或键入设置模块进行通信；信号切换电路单元连接网络互联总线端口和检测总线接口以进行设备通信。
7、优选地，在处理器的控制下，信号切换电路单元用于在检测总线信号输入和网络互联总线端口信号输入之间切换，网络互联总线端口的信号经过处理后对外传输；当远程输入或键入设置模块接收到工作人员发送的选择监测模式的请求信号时，处理器控制信号切换电路将当前的检测总线信号输入切换到网络互联总线端口的信号输入，将对应监测模式的监测数据或融合数据输入至终端计算机。
8、优选地，融合终端通过ip网络总线进一步与终端计算机通信连接，现场计算机通过ip网络总线对融合终端提供的数据进行加密，以维护监测数据的安全性；本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于北斗通讯的跨区域车间管控系统，其特征在于，每个跨域车间至少有一个监测单元，每个监测单元配备有现场计算机、现场传感器监测模块和采样监测模块，以及总线系统，所述现场传感器监测模块包括环境监测传感器、能源使用传感器、光照传感器和运动传感器，其中，环境监测传感器：包括温度传感器、湿度传感器和烟尘传感器，用于实时监测室内环境的温度、湿度和空气中的烟尘含量，数据通过总线系统传输到现场计算机；能源使用传感器：用于监测水资源的使用量和空气质量指标，与现场计算机协作，分析能源使用效率，辅助实现节能减排；光照传感器：监测自然光照水平，自动调整照明系统，实现能源的有效使用；运动传感器：结合红外线和声波传感器，监测厂房内的人员活动和机器运转情况；所述采样监测模块包括设备功能监测模块、能源监测模块和定量采样监测模块，其中，设备功能监测模块：对关键设备进行定时采样和状态变化采样监测，确保设备的稳定运行；能源监测模块：监测整个电力系统的使用情况，通过总线系统与现场计算机联动，进行能源消耗分析和优化管理；定量采样监测模块：对水资源和空气质量进行定期采样监测；现场计算机对收集的数据进行汇总、分析和处理，生成有价值的洞察和控制指令，根据分析结果，现场计算机通过总线系统向相应设备发送控制指令，实现智能化的环境和设备管理；现场计算机将数据通过IP网络总线传输到区域内的终端计算机，终端计算机通过北斗卫星通信系统将处理后的监测数据发送到远程服务器；服务器作为远程监控系统的核心，负责接收、存储和进一步处理从终端计算机传来的数据。
2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，还包括融合终端，数据来源包括现场传感器监测模块和采样监测模块，现场传感器监测模块：主要监测厂房工作环境、水资源和空气质量的直接监测信息；采样监测模块：主要监测设备功能、电力使用、水资源使用和空气质量的信息；融合终端负责将现场传感器监测模块和采样监测模块收集的数据进行整合和融合，确保数据的一致性和准确性；融合终端接受采集端数据，并将处理后的数据通过总线系统发送到现场计算机。
3.根据权利要求2所述的监测系统，其特征在于，采集终端：包括各种传感器，用于直接收集现场的实时数据；包括采样仪器：用于采集设备性能，获取水资源和空气质量的具体样本数据。
4.根据权利要求1所述的管控系统，其特征在于，水资源传感器被放置在采集区的策略性点位，以直接测量水质信号，定量采样监测模块连接到多种检测仪器，这些仪器放置在水位之上用于收集独立样本并测量相应的水质信号；传感器组包括用于监测pH值、溶解氧、浑浊度、温度、重金属和生物参数的单元；当现场计算机启动采集任务时，它通过检测总线控制融合终端的现场传感器监测模块和定量采样监测模块。
5.根据权利要求1所述的管控系统，其特征在于，现场计算机进一步包括信号切换电路单元、处理器、检测总线接口和远程输入或键入设置模块；处理器与控制总线端口、信号切换电路单元、传感器监测模块、定量采样监测模块以及远程输入或键入设置模块进行通信；信号切换电路单元连接网络互联总线端口和检测总线接口以进行设备通信。
6.根据权利要求5所述的管控系统，其特征在于，在处理器的控制下，信号切换电路单元用于在检测总线信号输入和网络互联总线端口信号输入之间切换，网络互联总线端口的信号经过处理后对外传输；当远程输入或键入设置模块接收到工作人员发送的选择监测模式的请求信号时，处理器控制信号切换电路将当前的检测总线信号输入切换到网络互联总线端口的信号输入，将对应监测模式的监测数据或融合数据输入至终端计算机。
7.根据权利要求1所述的管控系统，其特征在于，融合终端通过IP网络总线进一步与终端计算机通信连接，现场计算机通过IP网络总线对融合终端提供的数据进行加密，以维护监测数据的安全性；终端计算机还使用控制互联总线来控制多个跨域车间的水资源监测设备的状态；当现场计算机提供互联网接入服务时，它可以通过IP网络总线对网关单元的系统参数进行配置，并在系统参数配置成功后提供互联网接入服务。
8.根据权利要求1所述的管控系统，其特征在于，融合终端与远程输入或键入设置模块以及现场计算机建立通信连接，融合终端的传感器组和检测仪器连接到网络信号输入端；融合终端根据远程输入或键入设置模块发送的控制信号，控制传感器组作为融合数据，提供来自传感器信号输入端的传感器监测信号；同时，融合终端根据用户远程输入或键入设置模块发送的控制信号，控制检测仪器作为融合数据，为现场计算机提供仪器监测信号。
9.根据权利要求1所述的管控系统，其特征在于，将PLC接入网关的网络数据包进行以太网报文处理，然后转发至终端计算机，反之，将终端计算机发送的数据进行以太网报...
【技术特征摘要】
1.一种基于北斗通讯的跨区域车间管控系统，其特征在于，每个跨域车间至少有一个监测单元，每个监测单元配备有现场计算机、现场传感器监测模块和采样监测模块，以及总线系统，所述现场传感器监测模块包括环境监测传感器、能源使用传感器、光照传感器和运动传感器，其中，环境监测传感器：包括温度传感器、湿度传感器和烟尘传感器，用于实时监测室内环境的温度、湿度和空气中的烟尘含量，数据通过总线系统传输到现场计算机；能源使用传感器：用于监测水资源的使用量和空气质量指标，与现场计算机协作，分析能源使用效率，辅助实现节能减排；光照传感器：监测自然光照水平，自动调整照明系统，实现能源的有效使用；运动传感器：结合红外线和声波传感器，监测厂房内的人员活动和机器运转情况；所述采样监测模块包括设备功能监测模块、能源监测模块和定量采样监测模块，其中，设备功能监测模块：对关键设备进行定时采样和状态变化采样监测，确保设备的稳定运行；能源监测模块：监测整个电力系统的使用情况，通过总线系统与现场计算机联动，进行能源消耗分析和优化管理；定量采样监测模块：对水资源和空气质量进行定期采样监测；现场计算机对收集的数据进行汇总、分析和处理，生成有价值的洞察和控制指令，根据分析结果，现场计算机通过总线系统向相应设备发送控制指令，实现智能化的环境和设备管理；现场计算机将数据通过ip网络总线传输到区域内的终端计算机，终端计算机通过北斗卫星通信系统将处理后的监测数据发送到远程服务器；服务器作为远程监控系统的核心，负责接收、存储和进一步处理从终端计算机传来的数据。
2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，还包括融合终端，数据来源包括现场传感器监测模块和采样监测模块，现场传感器监测模块：主要监测厂房工作环境、水资源和空气质量的直接监测信息；采样监测模块：主要监测设备功能、电力使用、水资源使用和空气质量的信息；融合终端负责将现场传感器监测模块和采样监测模块收集的数据进行整合和融合，确保数据的一致性和准确性；融合终端接受采集端数据，并将处理后的数据通过总线系统发送到现场计算机。
3.根据权利要求2所述的监测系统，其特征在于，采集终端：包括各种传感器，用于直接收集现场的实时数据；包括采样仪器：用于采集设备性能，获取水资源和空气质量的具体样本数据。
4.根据权利要求1所述的管控系统，其特征在于，水资源传感器被放置在采集区的策略性点位，以直接测量水质信号，定量采样监测模块连接到多种检测仪器，这些仪器放置在水位之上用于收集独立样本并测量相应的水质信号；传感器组包括用于监测ph值、溶解氧、浑浊度、温度、重...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴良君，解丹丹，高天修，许长伟，李广杰，杨召锋，许可，李守位，
申请(专利权)人：郑州华泰联合工业自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：
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