本實用新型涉及一種控制系統(tǒng)，尤其是一種基于云平臺的一體式變頻水泵智能控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，傳統(tǒng)水泵的工作狀態(tài)難以監(jiān)控，當出現(xiàn)故障時，難以發(fā)現(xiàn)，容易出現(xiàn)問題，當需要改變水泵工作狀態(tài)時，必須要進行現(xiàn)場操作，工作效率低。一方面，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)和變頻恒壓供水系統(tǒng)逐漸取代了傳統(tǒng)的水泵供水系統(tǒng)；另一方面，隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，一些傳統(tǒng)的非智能設備已經(jīng)無法滿足時代的需求，對于傳統(tǒng)的非智能水泵供水系統(tǒng)，工作人員只能前往現(xiàn)場去了解其運轉(zhuǎn)情況，這樣不僅人工成本高、工作效率低、危險系數(shù)大。而實現(xiàn)水泵供水系統(tǒng)智能化后，工作人員只需通過客戶終端APP遠程實時監(jiān)視水泵運轉(zhuǎn)情況；如遇高峰、低谷時段，可利用APP實時進行人工調(diào)控；在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可及時做出相應的處理。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務是對現(xiàn)有技術(shù)方案進行完善與改進，提供一種基于云平臺的一體式變頻水泵智能控制系統(tǒng)，以方便用戶通過APP遠程實現(xiàn)一體式水泵設備的設置、監(jiān)控為目的。為此，本實用新型采取以下技術(shù)方案。
一種基于云平臺的一體式變頻水泵智能控制系統(tǒng)，包括下位機、上位機及云系統(tǒng)，所述的云系統(tǒng)與下位機和上位機相連，所述的下位機包括一體式變頻水泵設備及用于與云系統(tǒng)相連的GPRS模組；所述的云系統(tǒng)包括socket服務器、web服務器、用于對一體式變頻水泵設備進行數(shù)據(jù)采集、存儲和分析的DB服務器，所述的上位機包括用于監(jiān)視和控制一體式變頻水泵設備的APP上位機和用于后臺管理的WEB后臺管理端，所述的GPRS模組、APP上位機與socket服務器之間通過有線和/或無線相連，所述的WEB后臺管理端與web服務器之間通過有線和/或無線相連。通過云系統(tǒng)可以方便的對一體式變頻水泵設備進行大數(shù)據(jù)的采集、存儲和分析，其分析后的數(shù)據(jù)可對精確控制水泵起著一定的指導和參考意義；通過APP上位機，可以方便監(jiān)視和控制一體式變頻水泵設備，方便遠程操作，當遇高峰、低谷時段，用戶可在APP上位機上進行實時調(diào)控，當遇水泵系統(tǒng)故障時，用戶可在APP上位機上及時查看并做出相應的處理。本技術(shù)方案可以實現(xiàn)水泵供水系統(tǒng)的智能和集中控制，其方便靈活、實時性強，安全度高、且不需浪費人力資源。
作為對上述技術(shù)方案的進一步完善和補充，本實用新型還包括以下附加技術(shù)特征。
所述的socket服務器設有用于監(jiān)聽GPRS模塊的鏈接請求并建立連接的鏈接模塊及用于對來自GPRS模組和APP上位機的數(shù)據(jù)進行緩存的存儲模塊。通過socket服務器，能夠高效、穩(wěn)定的實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、消息轉(zhuǎn)發(fā)等服務，既能實現(xiàn)常規(guī)連接訪問，又能方便的實現(xiàn)對來自GPRS模組和APP上位機的數(shù)據(jù)進行緩存。
所述的APP上位機包括一體式變頻水泵設備的啟動、停止、速度輸入及其他參數(shù)功能操作的控制模塊和實時接收并顯示一體式變頻水泵設備運轉(zhuǎn)狀況的監(jiān)視模塊，所述的監(jiān)視模塊的監(jiān)視信息包括實時速度及故障信息。在控制模塊中，APP上位機作為主機使用，操作人員可在APP客戶端界面上通過操作不同的按鍵來控制一體式水泵設備的啟動、停止、速度輸入等，在監(jiān)視模塊下，用戶可實時接收并顯示一體式變頻水泵設備的運轉(zhuǎn)狀況，包括實時速度及故障等，除此之外，用戶可通過APP客戶端查看操作提示，所述的操作提示是經(jīng)過數(shù)據(jù)庫的大數(shù)據(jù)分析而得出的結(jié)果，具有較強的指導和參考意義。
所述的GPRS模組包括GPRS模塊和模組端MCU，所述的GPRS模塊與模組端MCU通過串口連接。
所述的模組端MCU通過RS485與一體式變頻水泵設備連接，采用標準modbus協(xié)議進行通訊，所述的模組端MCU與GPRS模塊通過AT指令進行通訊，GPRS模塊將收到的模組MCU數(shù)據(jù)再通過TCP協(xié)議傳輸至socket服務器。模組端MCU通過RS485接口能夠穩(wěn)定便捷的實現(xiàn)與一體式變頻水泵設備的通訊，modbus協(xié)議不但適用面廣，而且標準免費，開放，無須承擔知識產(chǎn)權(quán)風險；模組端MCU通過串口與GPRS模塊連接，采用AT指令可以方便的用于接收來自socket服務器的數(shù)據(jù)及發(fā)送一體式變頻水泵設備的反饋數(shù)據(jù)至socket服務器。
所述的GPRS模組和APP上位機通過TCP連接到socket服務器；所述的TCP的連接方式為TCP長連接。通過TCP長連接方式能夠保持APP上位機端和GRPS模組與socket服務器的連接，能夠方便的實現(xiàn)遠程控制和監(jiān)視。
所述的WEB后臺管理端通過HTTP協(xié)議訪問web服務器， HTTP協(xié)議應用廣泛，并且能夠跨平臺使用，各種操作系統(tǒng)的智能終端和服務器均可以方便使用，HTTP也是web訪問的一種主要方式。
所述的一體式變頻水泵設備包括水泵電機和與水泵電機一體的變頻器，所述的變頻器設有與水泵電機相配的專用控制器。通過專用變頻器，不需要像通用變頻器那樣進行參數(shù)設置等步驟便可使用，具有效率高、成本低、針對性強等特點。
所述的云系統(tǒng)采用linux服務器。linux服務器穩(wěn)定性好，開發(fā)成本低。
所述的GPRS模組還包括SIM卡插槽。通過插入SIM卡，可以方便的對下位機進行唯一性識別和定位通訊。
所述的APP上位機通過云系統(tǒng)與一臺或多臺下位機相連，所述的APP上位機設有對不同下位機操作和監(jiān)控進行切換的模塊。通過APP上位機可以控制和監(jiān)視任意一臺或多臺下位機，在需要實時監(jiān)視不同的下位機時，可以方便的進行切換。
有益效果：通過云系統(tǒng)，在APP客戶端上，實現(xiàn)實時監(jiān)視和控制一體式水泵設備，使設備實現(xiàn)智能化控制，在實時監(jiān)控和減少人力成本上有著顯著的特點。
附圖說明
圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：1-一體式變頻水泵設備；2- GPRS模組；3- socket服務器；4-web服務器；5- DB服務器；6- APP上位機；7-web后臺管理端。
具體實施方式
以下結(jié)合說明書附圖對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細說明。
如圖1所示，一種基于云平臺的一體式變頻水泵智能控制系統(tǒng)，包括位于下位機端的一體式變頻水泵設備1、GPRS模組2，位于云系統(tǒng)的socket服務器3、web服務器4、用于對一體式變頻水泵設備1進行數(shù)據(jù)采集、存儲和分析的DB服務器5，位于上位機端的用于監(jiān)視和控制一體式變頻水泵設備1的APP上位機6和用于后臺管理的WEB后臺管理端7，GPRS模組2包括GPRS模塊和模組端MCU，GPRS模塊與模組端MCU通過串口連接，GPRS模組2和APP上位機6通過TCP連接到socket服務器3，WEB后臺管理端7通過網(wǎng)頁訪問連接到web服務器4。
為了能夠高效、穩(wěn)定的實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、消息轉(zhuǎn)發(fā)等服務，socket服務器3監(jiān)聽GPRS模塊的鏈接請求并建立連接，并且對來自GPRS模組2和APP上位機6的數(shù)據(jù)進行緩存。通過socket服務器3，既能實現(xiàn)常規(guī)連接訪問，又能方便的實現(xiàn)對來自GPRS模組2和APP上位機6的數(shù)據(jù)進行緩存，能夠高效、穩(wěn)定的實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、消息轉(zhuǎn)發(fā)等服務。
為了實現(xiàn)對一體式變頻水泵設備1的遠程控制和監(jiān)視，APP上位機6包括一體式變頻水泵設備1的啟動、停止、速度輸入及其他參數(shù)功能操作的控制模塊和實時接收并顯示一體式變頻水泵設備1運轉(zhuǎn)狀況的監(jiān)視模塊，監(jiān)視模塊的監(jiān)視信息包括實時速度及故障信息。在控制模塊中，APP上位機6作為主機使用，操作人員可在APP客戶端界面上通過操作不同的按鍵來控制一體式水泵設備的啟動、停止、速度輸入等，在監(jiān)視模塊下，用戶可實時接收并顯示一體式變頻水泵設備1的運轉(zhuǎn)狀況，包括實時速度及故障等，除此之外，用戶可通過APP客戶端查看操作提示，操作提示是經(jīng)過數(shù)據(jù)庫的大數(shù)據(jù)分析而得出的結(jié)果，具有較強的指導和參考意義。
為了實現(xiàn)穩(wěn)定高效的通訊連接，模組端MCU通過RS485與一體式變頻水泵設備1連接，采用標準modbus協(xié)議進行通訊，模組端MCU與GPRS模塊通過AT指令進行通訊，GPRS模塊將收到的模組MCU數(shù)據(jù)再通過TCP協(xié)議傳輸至socket服務器3。模組端MCU通過RS485接口能夠穩(wěn)定便捷的實現(xiàn)與一體式變頻水泵設備1的通訊，modbus協(xié)議不但適用面廣，而且標準免費，開放，無須承擔知識產(chǎn)權(quán)風險；模組端MCU通過串口與GPRS模塊連接，采用AT指令可以方便的用于接收來自socket服務器3的數(shù)據(jù)及發(fā)送一體式變頻水泵設備1的反饋數(shù)據(jù)至socket服務器3。
為了實現(xiàn)連續(xù)實時的遠程控制和監(jiān)視，TCP的連接方式為TCP長連接。通過TCP長連接方式能夠保持APP上位機端6和GRPS模組2與socket服務器3的連接，能夠方便的實現(xiàn)實時遠程控制和監(jiān)視。
為了適應不同操作系統(tǒng)平臺的后臺管理需要，WEB后臺管理端7通過HTTP協(xié)議訪問web服務器4。HTTP協(xié)議應用廣泛，并且能夠跨平臺使用，各種不同操作系統(tǒng)的智能終端和服務器均可以方便使用，HTTP也是web訪問的一種主要方式。
為了提升應用方便性，簡化操作，一體式變頻水泵設備1包括一體化結(jié)構(gòu)的水泵電機和變頻器，變頻器為無需進行參數(shù)設置便可使用的水泵電機配套專用控制器。通過專用變頻器，不需像通用變頻器那樣進行參數(shù)設置等步驟便可使用，具有效率高、成本低、針對性強等特點。
為了實現(xiàn)高效穩(wěn)定的云端服務，云系統(tǒng)采用linux服務器。linux服務器穩(wěn)定性好，免費開源代碼較多，開發(fā)成本低。
為了方便的對下位機進行唯一性識別和定位通訊，GPRS模組2還包括SIM卡插槽。通過插入SIM卡，可方便的通過公網(wǎng)對下位機進行唯一性識別和定位通訊。
為了讓單個APP客戶能夠?qū)Χ鄠€下位機進行監(jiān)視和控制，APP上位機6通過云系統(tǒng)連接到一臺或多臺下位機，APP上位機6設有對不同下位機操作和監(jiān)控的切換機制。通過APP上位機6可以控制和監(jiān)視任意一臺或多臺下位機，在需要實時監(jiān)視不同的下位機時，可以方便的進行切換。
應用原理過程如下：
1）在下位機上電后，GPRS模組2開機，然后主動連接云端socket服務器3，連接成功后，APP上位機6發(fā)送命令至GPRS模塊, GPRS模塊將收到的信息傳給模組MCU，APP便可對下位機端進行監(jiān)視和控制操作，在沒有命令操作期間，GPRS模組2的模組端MCU則以“心跳包”的方式與socket服務器3通訊， “心跳包”每隔一段時間發(fā)送一次，以保持GPRS模組2與socket服務器3的連接，GPRS模組2默認為接收狀態(tài)，接收從socket服務器3發(fā)出的查詢和控制命令；DB服務器5進行大數(shù)據(jù)的采集、分析和存儲。
2）模組端MCU將收到的信息整理成標準modbus協(xié)議格式，再將整理后的數(shù)據(jù)幀發(fā)送至一體式變頻水泵設備1；
3）一體式變頻水泵設備1收到由APP上位機6發(fā)送的命令后應答模組端MCU；
4）模組端MCU整理一體式變頻水泵設備1應答的數(shù)據(jù)，并經(jīng)GPRS模塊反饋至APP上位機6。
其中，步驟1）和4）均有云系統(tǒng)的服務器參與，云系統(tǒng)的服務器作為APP上位機6和GPRS模組2的中間媒介，即服務器將收到的GPRS信號轉(zhuǎn)發(fā)給APP上位機6或者服務器將收到的APP信號轉(zhuǎn)發(fā)給GPRS模組2。
以上圖1所示的一種基于云平臺的一體式變頻水泵智能控制系統(tǒng)是本實用新型的具體實施例，已經(jīng)體現(xiàn)出本實用新型實質(zhì)性特點和進步，可根據(jù)實際的使用需要，在本實用新型的啟示下，對其進行形狀、結(jié)構(gòu)等方面的等同修改，均在本方案的保護范圍之列。