电动车远程信息管理与监控平台的设计与实现

这是一篇关于数据传输中心,远程监控平台,Apache Mina,Spring,Hibernate,HPLoadRunner的论文, 主要内容为伴随经济及技术的发展,我国电动自行车的保有量将持续快速增长,如何有效解决其日益突出的盗窃及行车安全问题将成为车主们日益关注的热点。与传统防盗方式相比,基于物联网技术的电动自行车远程信息感知与监控系统,具有安全可靠、使用方便、费用低廉等特性,将成为电动自行车防盗的主流。本文提出的一种基于C/S与B/S混合模式架构的电动自行车远程信息感知与监控系统是将传感器技术、GPS卫星定位系统、无线通信网络、信息传输技术及动态WEB数据库技术相结合的集防盗监控、位移报警、实时定位、状态检测、安全警告等功能于一体的电动自行车信息服务系统。本文在阐述课题研究背景、现状、意义及关键技术的基础上对系统的整体框架进行分析,将系统分为车载终端、数据传输中心、远程监控平台三个部分,重点研究了整个系统建设过程中数据传输中心和远程监控平台的设计与实现,并从功能和性能两个方面给出测试结果。其中,数据传输中心采用基于Java NIO技术的Apache Mina网络应用程序框架进行开发,实现了车载终端与远程监控平台之间的信息交互,且系统具有较高的TCP长连接数(31500个)、较短的事务响应时间(<0.219秒)及较为平缓的系统资源消耗曲线(CPU占用率、可用物理内存数及线程数),即：数据传输中心性能较为稳定,基本能满足电动自行车行业高并发量、高密集型I/O操作及较短事务响应时间的应用需求；远程监控平台采用基于Spring+Hibernate组合框架进行分层架构设计,构建了数据存储层、数据访问层、业务逻辑层、控制层和视图层,实现了用户注册登录、状态信息显示、终端参数配置及车辆远程监控等功能,且在并发用户数为300时,各类事务的成功率均大于98%,事务平均响应时间均小于5秒,CPU占用率和可用物理内存数的曲线总体较为平缓,其性能相对稳定。

数字孪生驱动的高温双轴试验装备智慧监控平台实现

这是一篇关于数字孪生,高温双轴试验装备,远程监控平台,WebGL的论文, 主要内容为随着测试技术和信息技术的快速发展,现代高端试验装备不断向着智能化和数字化转变,然而极端工况下材料力学性能试验装备运行时内部环境复杂苛刻,会存在运行状态不可知、人机交互效果不理想等问题,影响试验装备的稳定性和测试过程的精准性。为了实现试验装备的状态可视化,采用数字孪生技术作为物理世界与数字世界的融合方法。本文从高温双轴试验装备的全生命周期需求出发,基于数字孪生技术对试验装备的设计、验证、运行和运维阶段进行分析,并为其搭建智慧监控平台,提升试验装备的可视化程度和人机交互性,降低故障风险,减少维护成本。本文以高温双轴试验装备为研究对象,首先,通过实际调研和鱼骨图分析等方法分析当前该存在的问题,结合其实际需求提出智慧监控平台的设计目标及整体架构,确定了以数字孪生五维模型作为研究框架;然后,根据数字装备的几何、物理、行为、规则四维模型分析了试验装备在设计阶段的形状尺寸、验证阶段的物理场构成以及运行阶段的功能实现和运维阶段的异常状态提前预警;进而,基于Web GL技术绘制试验装备的三维可视化模型,并通过集成控制器及各类数据采集终端采集装备实时运行数据和测试数据,在数据整合后远程传输至服务器端并采用Websocket协议完成浏览器端与服务器端的实时通信;最后实现智慧监控平台的搭建,选择B/S架构、采用Vue.js+Spring Boot框架作为平台开发的手段,完成数据库的设计,并信息加工经济原则的指导下完成各个功能模块UI界面的设计。该平台的实现,使用户能够实时监测试验装备的运行参数,更全面地掌握其运行状态,有利于提高测试过程的稳定性和可视化程度,为数字孪生应用于试验装备的智慧监控提供了值得借鉴的方法,对材料试验装备的数智化升级以及疫情防控下的远程试验工作具有一定的参考价值。

基于物联网的温室大棚智能监控系统研究

这是一篇关于温室大棚,物联网,ZigBee,NB-IoT,智能控制方法,STM32微控制器,远程监控平台的论文, 主要内容为温室大棚能够为农作物创造适宜的生长环境,促进农作物的高效优质生产。随着物联网技术的应用,温室大棚管理正朝着智能化、信息化的方向发展。为此,本论文研究一种基于物联网的温室大棚智能监控系统,通过传感器采集大棚内环境参数,采用无线通信技术上传至远程监控平台,供用户查看与控制,以此实现对温室环境的智能化监控。本论文主要的研究内容如下:(1)开展系统需求分析,进行总体方案设计,并对涉及到的关键技术作出介绍。系统由控制终端、嵌入式网关以及远程监控平台三部分组成,控制终端用于采集温室环境参数,并基于Zig Bee无线通信网络进行本地数据传输;嵌入式网关负责接收控制终端上传的数据,经数据处理后,利用NB-Io T无线通信完成数据的远程传输;远程监控平台包括服务器、数据库以及客户端三部分,服务器用来接收嵌入式网关上传的温室环境数据,数据库负责存储相关数据,客户端提供WEB网页进行展示,满足用户数据查询以及远程控制的需求。(2)系统软硬件设计。硬件设计包括控制终端和嵌入式网关两部分,主要进行器件选型、功能模块电路设计。软件设计包括控制终端和嵌入式网关两部分,主要对Zig Bee无线通信网络、STM32微控制器、NB-Io T无线通信等进行软件设计,并针对性的制定数据通信协议,保障数据的安全有效传输。(3)远程监控平台设计,基于阿里云服务器对服务器、数据库以及客户端等三部分展开设计。服务器采用Spring Boot框架与客户端进行交互,利用NIO网络模型与嵌入式网关建立数据通信;采用MySQL数据库存储相关数据,方便客户端查询及调用;客户端以Vue.js框架为核心完成WEB网页的设计。(4)针对温室环境特点,研究基于数据融合及模糊控制的智能控制方法。首先采用数据融合对采集的环境参数进行预处理,提高数据的可靠性及数据融合精度,然后利用模糊控制思想,建立多输入、多输出的模糊控制系统,控制执行机构工作状态,使温室环境快速接近设定值,并维持在稳定状态,满足温室环境的控制需求。(5)系统测试与分析,搭建实验测试平台,对数据采集、数据传输、远程监控平台以及智能控制方法等功能分别测试。测试结果表明,系统可实现对温室环境数据的采集以及可靠传输,远程监控平台可进行数据查看、数据存储以及远程控制,系统能实现对温室环境的有效调节。

基于物联网的温室大棚智能监控系统研究

这是一篇关于温室大棚,物联网,ZigBee,NB-IoT,智能控制方法,STM32微控制器,远程监控平台的论文, 主要内容为温室大棚能够为农作物创造适宜的生长环境,促进农作物的高效优质生产。随着物联网技术的应用,温室大棚管理正朝着智能化、信息化的方向发展。为此,本论文研究一种基于物联网的温室大棚智能监控系统,通过传感器采集大棚内环境参数,采用无线通信技术上传至远程监控平台,供用户查看与控制,以此实现对温室环境的智能化监控。本论文主要的研究内容如下:(1)开展系统需求分析,进行总体方案设计,并对涉及到的关键技术作出介绍。系统由控制终端、嵌入式网关以及远程监控平台三部分组成,控制终端用于采集温室环境参数,并基于Zig Bee无线通信网络进行本地数据传输;嵌入式网关负责接收控制终端上传的数据,经数据处理后,利用NB-Io T无线通信完成数据的远程传输;远程监控平台包括服务器、数据库以及客户端三部分,服务器用来接收嵌入式网关上传的温室环境数据,数据库负责存储相关数据,客户端提供WEB网页进行展示,满足用户数据查询以及远程控制的需求。(2)系统软硬件设计。硬件设计包括控制终端和嵌入式网关两部分,主要进行器件选型、功能模块电路设计。软件设计包括控制终端和嵌入式网关两部分,主要对Zig Bee无线通信网络、STM32微控制器、NB-Io T无线通信等进行软件设计,并针对性的制定数据通信协议,保障数据的安全有效传输。(3)远程监控平台设计,基于阿里云服务器对服务器、数据库以及客户端等三部分展开设计。服务器采用Spring Boot框架与客户端进行交互,利用NIO网络模型与嵌入式网关建立数据通信;采用MySQL数据库存储相关数据,方便客户端查询及调用;客户端以Vue.js框架为核心完成WEB网页的设计。(4)针对温室环境特点,研究基于数据融合及模糊控制的智能控制方法。首先采用数据融合对采集的环境参数进行预处理,提高数据的可靠性及数据融合精度,然后利用模糊控制思想,建立多输入、多输出的模糊控制系统,控制执行机构工作状态,使温室环境快速接近设定值,并维持在稳定状态,满足温室环境的控制需求。(5)系统测试与分析,搭建实验测试平台,对数据采集、数据传输、远程监控平台以及智能控制方法等功能分别测试。测试结果表明,系统可实现对温室环境数据的采集以及可靠传输,远程监控平台可进行数据查看、数据存储以及远程控制,系统能实现对温室环境的有效调节。

工业机器人远程监控与诊断系统的研究与设计

这是一篇关于工业机器人,碰撞检测,滚动轴承故障诊断,远程监控平台的论文, 主要内容为工业机器人是推进制造强国的关键支撑装备,远程监控和故障诊断是维持其高可靠、高精度运行的重要保障。本论文旨在攻克个体差异显著、工况复杂多变下工业机器人的远程监控与故障诊断问题,并设计一套各大机器人厂商主流设备通用的工业机器人远程监控与诊断系统,系统的设计包括异常监控方法的设计、故障诊断方法的设计以及远程监控平台的设计三个方面。工业机器人的异常监控和故障诊断都是非常宽泛的研究领域,本论文由于篇幅有限不可能涉及到所有的方面,故挑选了机器人的碰撞检测以及机器人滚动轴承的故障诊断这两个十分重要的问题进行了研究,并提出了解决方案:(1)针对工业机器人的碰撞检测问题,首先对机器人进行了动力学模型的研究,然后对机器人的机械碰撞进行了MATLAB仿真。研究和仿真发现机器人的碰撞会造成机器人关节力矩的突变,也会导致关节角加速度以及角速度发生相应的变化。目前常用的一种碰撞检测方法是设定关节力矩阈值,这种方法很容易发生误报和漏报的现象。本文提出了一种基于机器人多维参数异常检测的机器人碰撞检测方法,该方法使用孤立森林算法得到机器人各关节多项参数的异常分数,然后设计了一个判定规则以判断碰撞具体发生在机器人的第几连杆。(2)针对工业机器人滚动轴承的故障诊断问题,对工业机器人滚动轴承的结构以及故障机理进行了研究,研究发现滚动轴承发生故障后最明显的一个表现就是振动加剧,并且滚动轴承不同部位故障的振动频率不同。为了解决工业机器人轴承故障诊断问题,提出了一种基于振动信号分析的滚动轴承故障诊断方法。该方法首先结合使用完备全体经验模态分解法和小波包阈值法对轴承的振动信号进行降噪处理,然后通过小波变换得到轴承振动信号的时频特性图像,最后设计了一个深度卷积神经网络对时频特性图像进行分类。通过以上三步便能实现滚动轴承的故障诊断。为了实现机器人的远程监控,基于B/S(Browser/Server)架构设计了工业机器人远程监控平台,通过该平台用户可以在任何有网络的地方查看机器人的实时运行参数和运行状态。平台开发采用前后端分离的模式:后端基于J2EE(Java 2 Platform Enterprise Edition)平台、SSH(struts spring hibernate)框架开发,部署在Tomcat7服务器;前端基于VUE框架、Element UI库开发。在平台的设计中,主要做了以下工作:为了实现不同型号机器人数据的采集,对主流机器人设备接口进行了调研,并应用工厂模式编写了数据采集程序;为了实现数据的安全传输,在MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)协议的基础上设计了一种私有数据加密传输方法;为了保证系统的流畅性和易用性,使用Ajax技术或Web Socket协议实现端与客户端的交互。

工业机器人远程监控与诊断系统的研究与设计

这是一篇关于工业机器人,碰撞检测,滚动轴承故障诊断,远程监控平台的论文, 主要内容为工业机器人是推进制造强国的关键支撑装备,远程监控和故障诊断是维持其高可靠、高精度运行的重要保障。本论文旨在攻克个体差异显著、工况复杂多变下工业机器人的远程监控与故障诊断问题,并设计一套各大机器人厂商主流设备通用的工业机器人远程监控与诊断系统,系统的设计包括异常监控方法的设计、故障诊断方法的设计以及远程监控平台的设计三个方面。工业机器人的异常监控和故障诊断都是非常宽泛的研究领域,本论文由于篇幅有限不可能涉及到所有的方面,故挑选了机器人的碰撞检测以及机器人滚动轴承的故障诊断这两个十分重要的问题进行了研究,并提出了解决方案:(1)针对工业机器人的碰撞检测问题,首先对机器人进行了动力学模型的研究,然后对机器人的机械碰撞进行了MATLAB仿真。研究和仿真发现机器人的碰撞会造成机器人关节力矩的突变,也会导致关节角加速度以及角速度发生相应的变化。目前常用的一种碰撞检测方法是设定关节力矩阈值,这种方法很容易发生误报和漏报的现象。本文提出了一种基于机器人多维参数异常检测的机器人碰撞检测方法,该方法使用孤立森林算法得到机器人各关节多项参数的异常分数,然后设计了一个判定规则以判断碰撞具体发生在机器人的第几连杆。(2)针对工业机器人滚动轴承的故障诊断问题,对工业机器人滚动轴承的结构以及故障机理进行了研究,研究发现滚动轴承发生故障后最明显的一个表现就是振动加剧,并且滚动轴承不同部位故障的振动频率不同。为了解决工业机器人轴承故障诊断问题,提出了一种基于振动信号分析的滚动轴承故障诊断方法。该方法首先结合使用完备全体经验模态分解法和小波包阈值法对轴承的振动信号进行降噪处理,然后通过小波变换得到轴承振动信号的时频特性图像,最后设计了一个深度卷积神经网络对时频特性图像进行分类。通过以上三步便能实现滚动轴承的故障诊断。为了实现机器人的远程监控,基于B/S(Browser/Server)架构设计了工业机器人远程监控平台,通过该平台用户可以在任何有网络的地方查看机器人的实时运行参数和运行状态。平台开发采用前后端分离的模式:后端基于J2EE(Java 2 Platform Enterprise Edition)平台、SSH(struts spring hibernate)框架开发,部署在Tomcat7服务器;前端基于VUE框架、Element UI库开发。在平台的设计中,主要做了以下工作:为了实现不同型号机器人数据的采集,对主流机器人设备接口进行了调研,并应用工厂模式编写了数据采集程序;为了实现数据的安全传输,在MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)协议的基础上设计了一种私有数据加密传输方法;为了保证系统的流畅性和易用性,使用Ajax技术或Web Socket协议实现端与客户端的交互。

工业机器人远程监控与诊断系统的研究与设计

这是一篇关于工业机器人,碰撞检测,滚动轴承故障诊断,远程监控平台的论文, 主要内容为工业机器人是推进制造强国的关键支撑装备,远程监控和故障诊断是维持其高可靠、高精度运行的重要保障。本论文旨在攻克个体差异显著、工况复杂多变下工业机器人的远程监控与故障诊断问题,并设计一套各大机器人厂商主流设备通用的工业机器人远程监控与诊断系统,系统的设计包括异常监控方法的设计、故障诊断方法的设计以及远程监控平台的设计三个方面。工业机器人的异常监控和故障诊断都是非常宽泛的研究领域,本论文由于篇幅有限不可能涉及到所有的方面,故挑选了机器人的碰撞检测以及机器人滚动轴承的故障诊断这两个十分重要的问题进行了研究,并提出了解决方案:(1)针对工业机器人的碰撞检测问题,首先对机器人进行了动力学模型的研究,然后对机器人的机械碰撞进行了MATLAB仿真。研究和仿真发现机器人的碰撞会造成机器人关节力矩的突变,也会导致关节角加速度以及角速度发生相应的变化。目前常用的一种碰撞检测方法是设定关节力矩阈值,这种方法很容易发生误报和漏报的现象。本文提出了一种基于机器人多维参数异常检测的机器人碰撞检测方法,该方法使用孤立森林算法得到机器人各关节多项参数的异常分数,然后设计了一个判定规则以判断碰撞具体发生在机器人的第几连杆。(2)针对工业机器人滚动轴承的故障诊断问题,对工业机器人滚动轴承的结构以及故障机理进行了研究,研究发现滚动轴承发生故障后最明显的一个表现就是振动加剧,并且滚动轴承不同部位故障的振动频率不同。为了解决工业机器人轴承故障诊断问题,提出了一种基于振动信号分析的滚动轴承故障诊断方法。该方法首先结合使用完备全体经验模态分解法和小波包阈值法对轴承的振动信号进行降噪处理,然后通过小波变换得到轴承振动信号的时频特性图像,最后设计了一个深度卷积神经网络对时频特性图像进行分类。通过以上三步便能实现滚动轴承的故障诊断。为了实现机器人的远程监控,基于B/S(Browser/Server)架构设计了工业机器人远程监控平台,通过该平台用户可以在任何有网络的地方查看机器人的实时运行参数和运行状态。平台开发采用前后端分离的模式:后端基于J2EE(Java 2 Platform Enterprise Edition)平台、SSH(struts spring hibernate)框架开发,部署在Tomcat7服务器;前端基于VUE框架、Element UI库开发。在平台的设计中,主要做了以下工作:为了实现不同型号机器人数据的采集,对主流机器人设备接口进行了调研,并应用工厂模式编写了数据采集程序;为了实现数据的安全传输,在MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)协议的基础上设计了一种私有数据加密传输方法;为了保证系统的流畅性和易用性,使用Ajax技术或Web Socket协议实现端与客户端的交互。

开水机物联网监控系统及投放策略研究

这是一篇关于开水机,物联网,NB-IoT,远程监控平台,投放策略,神经网络的论文, 主要内容为随着物联网技术的发展与应用,开水机逐渐朝着智能化、信息化的方向发展,并广泛地投放在各类公共场所中,为人们提供了饮水便利。但是当前开水机缺乏物联网监控系统和有效的投放策略,造成多地开水机运行管理效率低,供求不均衡的问题。为此,本文开展了开水机物联网监控系统及投放策略研究,设计开水机控制器,通过无线通信技术实现开水机控制器与远程监控平台间的数据通信,构建开水机物联网监控系统,并开展面向供求均衡的的开水机投放策略研究,为科学合理投放开水机提供有效建议。本论文的主要研究内容包括以下两部分:(1)开水机物联网监控系统构建。本文针对当前开水机投放数量较多且分布范围广,缺乏物联网监控系统的问题,设计并构建了开水机物联网监控系统。本文以STM32微处理器为控制核心,设计了开水机控制器,实现开水机的工作参数采集、执行机构控制等功能;制定开水机控制器与远程监控平台间的通信协议,设计了人机交互和NB-IoT通信;基于阿里云服务器,开展云服务器、数据库以及客户端的功能设计。云服务器采用Spring Boot框架与客户端进行通信,并集成了Netty框架与开水机控制器进行数据交互;数据库采用My SQL数据库存储开水机的工作数据;客户端以Vue.js框架为设计核心,完成登录、监控、历史数据查询等界面的设计。本文通过搭建系统测试平台,对数据采集、人机交互、数据传输以及远程监控平台展开测试分析工作。测试结果表明,系统能够完成开水机的工作数据采集、设备监控以及数据的可靠传输,远程监控平台可实现数据查看、数据存储以及远程控制,提高了开水机的运行管理效率。(2)开水机投放策略研究。本文针对当前开水机投放缺乏科学有效的策略,造成供求不均衡的问题,开展了面向供求均衡的开水机投放策略研究。本文以高校用户为研究对象,对数据来源进行样本筛选,并获取样本范围内每所高校在校生人数、当地年均最高气温、当地年均相对湿度、开水机的投放数量以及观测周期内单台开水机的平均用水量,将获取的样本数据进行归一化处理,基于Matlab软件建立GA-BP(Genetic Algorithm-Back Propagation,遗传算法-反向传播)神经网络模型进行训练,得到满足精度要求的模型后,预测投放区域内开水机的年均用水量。仿真结果表明,该研究能以实现开水机供求均衡为目标,分析该区域内开水机的投放数量,为科学投放开水机提供有效的指导建议。综上所述,本文开展的开水机物联网监控系统及投放策略研究,能够提高开水机运行管理效率,并能为开水机投放提供科学指导,实现开水机的供求均衡。

开水机物联网监控系统及投放策略研究

这是一篇关于开水机,物联网,NB-IoT,远程监控平台,投放策略,神经网络的论文, 主要内容为随着物联网技术的发展与应用,开水机逐渐朝着智能化、信息化的方向发展,并广泛地投放在各类公共场所中,为人们提供了饮水便利。但是当前开水机缺乏物联网监控系统和有效的投放策略,造成多地开水机运行管理效率低,供求不均衡的问题。为此,本文开展了开水机物联网监控系统及投放策略研究,设计开水机控制器,通过无线通信技术实现开水机控制器与远程监控平台间的数据通信,构建开水机物联网监控系统,并开展面向供求均衡的的开水机投放策略研究,为科学合理投放开水机提供有效建议。本论文的主要研究内容包括以下两部分:(1)开水机物联网监控系统构建。本文针对当前开水机投放数量较多且分布范围广,缺乏物联网监控系统的问题,设计并构建了开水机物联网监控系统。本文以STM32微处理器为控制核心,设计了开水机控制器,实现开水机的工作参数采集、执行机构控制等功能;制定开水机控制器与远程监控平台间的通信协议,设计了人机交互和NB-IoT通信;基于阿里云服务器,开展云服务器、数据库以及客户端的功能设计。云服务器采用Spring Boot框架与客户端进行通信,并集成了Netty框架与开水机控制器进行数据交互;数据库采用My SQL数据库存储开水机的工作数据;客户端以Vue.js框架为设计核心,完成登录、监控、历史数据查询等界面的设计。本文通过搭建系统测试平台,对数据采集、人机交互、数据传输以及远程监控平台展开测试分析工作。测试结果表明,系统能够完成开水机的工作数据采集、设备监控以及数据的可靠传输,远程监控平台可实现数据查看、数据存储以及远程控制,提高了开水机的运行管理效率。(2)开水机投放策略研究。本文针对当前开水机投放缺乏科学有效的策略,造成供求不均衡的问题,开展了面向供求均衡的开水机投放策略研究。本文以高校用户为研究对象,对数据来源进行样本筛选,并获取样本范围内每所高校在校生人数、当地年均最高气温、当地年均相对湿度、开水机的投放数量以及观测周期内单台开水机的平均用水量,将获取的样本数据进行归一化处理,基于Matlab软件建立GA-BP(Genetic Algorithm-Back Propagation,遗传算法-反向传播)神经网络模型进行训练,得到满足精度要求的模型后,预测投放区域内开水机的年均用水量。仿真结果表明,该研究能以实现开水机供求均衡为目标,分析该区域内开水机的投放数量,为科学投放开水机提供有效的指导建议。综上所述,本文开展的开水机物联网监控系统及投放策略研究,能够提高开水机运行管理效率,并能为开水机投放提供科学指导,实现开水机的供求均衡。