[發明專利]基于MQTT協議的微波燒結實時遠程監控系統

有效

• 申請號: 201910330530.5
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110138842B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 王琳;胡健;周建
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04W4/38;H04W4/70;G05B19/048
• 代理公司: 武漢天力專利事務所 42208
• 代理人: 吳曉穎

本發明涉及互聯網通信領域，提供一種基于MQTT協議的微波燒結實時遠程監控系統，適用于先進微波燒結裝備的遠程狀態監測；包括監測數據采集傳感器、物聯網網關、MQTT消息服務器、流式傳感器數據處理平臺、監測客戶端。本發明系統能在不可靠的網絡環境下可靠傳輸監測數據從而完成微波燒結的實時遠程監測，使用MQTT協議減少了數據傳輸所需的帶寬，降低了數據傳輸的時延，增強了微波燒結遠程監測系統的實時性，同時使用實時數據分析方法實時發現監測數據中的異常值。

技術領域

本發明涉及互聯網通信領域，具體地說是一種基于MQTT協議的微波燒結實時遠程監控系統。

背景技術

微波燒結是一種使用微波能對材料進行加熱，以實現材料燒結的新型材料致密化燒結工藝。由于其在陶瓷材料制備領域的突出優勢和具有傳統燒結方法無法比擬的優點，表明它將成為最有效和最具競爭力的新一代燒結技術。開發更加自動化智能化的微波燒結設備是陶瓷材料制備領域中存在的眾多問題之一。一方面，對于現有的微波燒結實驗系統而言，使用本地監控的方案，在微波燒結裝置的控制臺上顯示如溫度和功率等信息，一次微波燒結實驗歷時2-4小時，過程中需要管理員一直守候在設備旁，這不僅降低了管理員的工作效率，還存在因微波泄露對身體造成危害的風險；另一方面，微波燒結的數據存儲在設備本地，需要進行導出才能用于研究，不利于訪問。甚至會因為設備未開機或被占用而無法訪問歷史數據，對管理員的正常工作造成困擾。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術中的不足，提供一種基于MQTT協議的微波燒結實時遠程監控系統，該系統能在不可靠的網絡環境下可靠傳輸監測數據從而完成微波燒結的實時遠程監測，使用MQTT協議減少了數據傳輸所需的帶寬，降低了數據傳輸的時延，增強了微波燒結遠程監測系統的實時性，同時使用實時數據分析方法實時發現監測數據中的異常值。

本發明的發明目的是通過如下技術方案實現的。

基于MQTT協議的微波燒結實時遠程監控系統，適用于先進微波燒結裝備的遠程狀態監測；包括監測數據采集傳感器、物聯網網關、MQTT消息服務器、流式傳感器數據處理平臺、監測客戶端；所述監測數據采集傳感器用于采集微波燒結過程中的狀態信息，如功率和溫度，此外使用數字電位器實現燒結功率的遠程調節；所述物聯網網關用于實現傳感器的物聯網接入，通過MQTT客戶端使用移動通信網發布傳感器數據；所述MQTT消息服務器為MQTT消息的發布、訂閱提供網絡服務，同時完成監測數據的持久化；所述流式傳感器數據處理平臺用于實時檢測傳感器數據中的異常點，并對異常數據進行標記；所述監測客戶端用于向用戶可視化展示微波燒結設備的當前運行狀態，包括Android客戶端和網頁版的JavaScript客戶端。

在上述技術方案中，所述監測數據采集傳感器用于采集微波燒結過程中的狀態信息，如功率和溫度，以及燒結功率的遠程調節；溫度信息采集使用紅外測溫儀，紅外測溫儀的位置為燒結腔體觀察窗的正上方，該測溫儀將輻射功率轉換成電信號，該信號在補償環境溫度之后進行模擬輸出，使用Arduino微控制的模擬輸入IO口捕獲該信號后進行模數轉換得到溫度的數字信號值；功率信息采集使用電流表采集微波發生器的陰極電流，電流表使用RS485總線輸出電流值，通過RS485轉TTL接入Arduino微控制器，完成電流值的讀取；功率調節使用數字電位器替代原有的旋鈕電位器，實現Arduino微控制器對微波發生器功率的控制功能，數字電位器采用型號的X9C103S。