周星光　費(fèi)愛萍　淘澤　盧青　李思圖　張琦晗

摘 要：針對(duì)本單位實(shí)驗(yàn)室的獨(dú)立伺服四點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)儀進(jìn)行了拓展功能程序的開發(fā)，以物聯(lián)網(wǎng)的思想實(shí)現(xiàn)獨(dú)立伺服四點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)儀遠(yuǎn)程監(jiān)控和記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)的功能。應(yīng)用C#、.Net、SQL語(yǔ)言編制程序?qū)ⅹ?dú)立試驗(yàn)儀與云端、手機(jī)終端連接起來，解決了大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)問題及實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)過程中人員遠(yuǎn)程監(jiān)控接收數(shù)據(jù)信息的需求，為高校實(shí)驗(yàn)室物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)提供可行參考。

關(guān)鍵詞：四點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)儀;物聯(lián)網(wǎng);云平臺(tái);遠(yuǎn)程監(jiān)控

一、引言

隨著信息化、物聯(lián)網(wǎng)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，高校實(shí)驗(yàn)室的智能化和物聯(lián)化需求不斷提高。特別在有毒、噪音大、實(shí)驗(yàn)時(shí)程長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)云平臺(tái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、傳輸、分析及遠(yuǎn)程監(jiān)控是十分必要的。李孟瑋[1]對(duì)物聯(lián)網(wǎng)在高校智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用案例進(jìn)行了歸類總結(jié);周娟[2]等人依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)進(jìn)行了研究開發(fā)，解決了試驗(yàn)設(shè)備的信息化管理;針對(duì)學(xué)校信息管理的特殊要求，夏平平[3]開發(fā)了學(xué)校私有的存儲(chǔ)系統(tǒng)——云盤系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)更好的校園資源管理提供了案例;學(xué)校之外有更多的企業(yè)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、云平臺(tái)等技術(shù)對(duì)其生產(chǎn)管理工作進(jìn)行優(yōu)化和探索：李江恒，趙燕熙[4]將物聯(lián)網(wǎng)、云數(shù)據(jù)技術(shù)和無線通訊技術(shù)引入到半連續(xù)剝采工藝中，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程調(diào)試維護(hù)控制系統(tǒng)的運(yùn)行;黎志，唐智，馮彥春[5]將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)應(yīng)用到直流電源設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，對(duì)直流電源設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行全方位的監(jiān)控，提高了電力運(yùn)行可靠性，降低了運(yùn)維人員的工作效率和運(yùn)營(yíng)成本。目前，信息化、云平臺(tái)等技術(shù)手段正逐漸應(yīng)用到高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研工作當(dāng)中。

道橋?qū)嶒?yàn)室的獨(dú)立伺服四點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)儀采用電液伺服閥及計(jì)算機(jī)數(shù)字控制先進(jìn)技術(shù)，能夠精確的測(cè)量和控制試驗(yàn)加荷、卸荷等試驗(yàn)過程是大專院校和科研單位不可缺少的試驗(yàn)設(shè)備。盡管我國(guó)的試驗(yàn)設(shè)備的自動(dòng)化程度較高，但由于疲勞試驗(yàn)的特殊性仍需要試驗(yàn)人員長(zhǎng)時(shí)間守在儀器旁查看試驗(yàn)數(shù)據(jù)和檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。而物聯(lián)網(wǎng)和微信小程序的興起為解決試驗(yàn)人員的束縛問題提供了可行方案。四點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)監(jiān)控與分析云平臺(tái)是Winform窗體程序、云服務(wù)器和微信小程序組成的一套可以遠(yuǎn)程監(jiān)控疲勞試驗(yàn)進(jìn)程系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)單，可隨時(shí)隨地查詢?cè)囼?yàn)進(jìn)程以及歷史數(shù)據(jù)，并且可以在線查詢?cè)囼?yàn)室其他儀器的使用情況，能夠極大的提高科研人員的工作效率。

二、系統(tǒng)基本組成

1.系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)是基于YX-DT型獨(dú)立伺服四點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)儀開發(fā)的試驗(yàn)輔助程序，其中包括試驗(yàn)機(jī)、上位機(jī)、數(shù)據(jù)采集上傳程序、云端數(shù)據(jù)庫(kù)、移動(dòng)端數(shù)據(jù)查詢程序。

2 ?系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

2.1 ?系統(tǒng)的總體框架

整個(gè)系統(tǒng)分為三部分，PC端、云服務(wù)器端和移動(dòng)端。其中PC端是指與上位機(jī)一同工作的，云服務(wù)器端用來儲(chǔ)存試驗(yàn)數(shù)據(jù)，移動(dòng)端為試驗(yàn)人員的移動(dòng)設(shè)備查詢?cè)囼?yàn)數(shù)據(jù)。

2.2 ? 系統(tǒng)功能說明

（1）數(shù)據(jù)讀取功能：數(shù)據(jù)讀取程序?qū)⒃囼?yàn)數(shù)據(jù)從上位機(jī)程序提取出，篩選出試驗(yàn)人員所需的數(shù)據(jù)存入臨時(shí)內(nèi)存數(shù)據(jù)表內(nèi)，主要由C#編程實(shí)現(xiàn)。

（2）數(shù)據(jù)上傳功能：得到數(shù)據(jù)讀取功能寫入的數(shù)據(jù)表后，將數(shù)據(jù)表轉(zhuǎn)化為特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上傳到云端，同時(shí)將試驗(yàn)機(jī)狀態(tài)也上傳到云端，主要API接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)。

（3）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能：在云服務(wù)器利用MySQL2008儲(chǔ)存上位機(jī)上傳的試驗(yàn)數(shù)據(jù)及儀器工作狀態(tài)。

（4）數(shù)據(jù)查詢功能：微信小程序不受限于硬件環(huán)境，只要能夠安裝微信便能運(yùn)行，試驗(yàn)人員可以利用個(gè)人手機(jī)隨時(shí)隨地查詢歷史試驗(yàn)數(shù)據(jù)及工作中試驗(yàn)機(jī)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。

2.3 ?開發(fā)技術(shù)簡(jiǎn)介

（1）PC端程序開發(fā)——C#（winform窗體程序）編程技術(shù)

（2）云端數(shù)據(jù)庫(kù)——MSSQL2008數(shù)據(jù)庫(kù)

（3）云端應(yīng)用程序接口—基于C#語(yǔ)言的WebAPI編程技術(shù)

（4）移動(dòng)端數(shù)據(jù)查詢程序——微信小程序開發(fā)技術(shù)

2.4 ?軟件工作流程

三、系統(tǒng)運(yùn)行及數(shù)據(jù)分析

3.1 ?系統(tǒng)運(yùn)行及實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)儀器連接正確后，通電，啟動(dòng)上位機(jī)程序，設(shè)置試驗(yàn)參數(shù)。將試件固定于四支點(diǎn)彎曲夾具，安裝位移傳感器，放入環(huán)境箱內(nèi)特定位置。運(yùn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)讀取與上傳程序，設(shè)置軟件參數(shù)設(shè)置，主要為：設(shè)置數(shù)據(jù)上傳周期;APIURL路徑設(shè)置;設(shè)置試驗(yàn)儀器ID 注：PC端程序的系統(tǒng)參數(shù)安裝時(shí)設(shè)置一次即可，系統(tǒng)參數(shù)若無變動(dòng)，不需重復(fù)設(shè)置）。

當(dāng)軟件提示注冊(cè)成功時(shí)即可正常使用，若提示注冊(cè)失敗檢查APIURL路徑設(shè)置是否正確及網(wǎng)絡(luò)通信是否正常。

當(dāng)試件在環(huán)境箱內(nèi)規(guī)定溫度下養(yǎng)生4小時(shí)以上便可以進(jìn)行試驗(yàn)。

數(shù)據(jù)查詢程序是試驗(yàn)人員查詢?cè)囼?yàn)數(shù)據(jù)的終端程序。因?yàn)槲⑿判〕绦虿恍枰螺d和安裝即可使用，根植與微信中，避免了跨平臺(tái)（Android/IOS）問題，操作簡(jiǎn)單，無需試驗(yàn)人員學(xué)習(xí)便可使用，因此可作為搭建數(shù)據(jù)查詢程序的方案。

數(shù)據(jù)查詢程序不僅能夠查詢?cè)囼?yàn)數(shù)據(jù)，同時(shí)內(nèi)置了實(shí)驗(yàn)室資產(chǎn)管理，在線設(shè)備查詢等功能，為試驗(yàn)管理人員可以供試驗(yàn)室管理的一種方案。

四、結(jié)束語(yǔ)

通過實(shí)際試驗(yàn)和測(cè)試，本系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期效果，實(shí)現(xiàn)了YX-DT型獨(dú)立伺服四點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)儀信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控和采集傳輸?shù)墓δ?，并減輕了試驗(yàn)人員進(jìn)行瀝青混合料四點(diǎn)彎曲疲勞壽命試驗(yàn)的工作量。本系統(tǒng)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)思想，借助用云平臺(tái)技術(shù)，可將試驗(yàn)儀器通過傳感器或者相應(yīng)的程序然后由互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭苿?dòng)端，實(shí)現(xiàn)了人與儀器的分離。

本系統(tǒng)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的思想，在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)儀器的物聯(lián)化做出一點(diǎn)探索，或可為以后智能實(shí)驗(yàn)室、智能校園等物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目提供參考。

基金項(xiàng)目：遼寧科技大學(xué)省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目（201810146107）

參考文獻(xiàn)

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[4] 李江恒，趙燕熙.基于云平臺(tái)的大型露天礦半連續(xù)廢石輸送系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控應(yīng)用[J].中國(guó)礦業(yè)，2020（1）：75-80;

[5]黎志，唐智，馮彥春.基于智能云平臺(tái)的直流電源設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在重慶鋼鐵的應(yīng)用[J].冶金動(dòng)力，2020（1）：64-67.

（作者單位：遼寧科技大學(xué)土木工程學(xué)院）