本实用新型涉及一种基于物联网的工业数据测控终端。
背景技术：
对于目前制造业企业，工业数据采集和控制一直是很难解决的问题，传统的方式不仅耗费人力物力，并且数据的实时性和准确度都无法得到保证，尤其针对于一些高危行业，环境恶劣，不适宜进行人工操作，要实现高效率、简洁、实时的数据采集更是一大难题。面对这些问题，人们提出一种数据采集终端，而在许多应用场合，需要采集的点不仅多、而且分布广，如何将这些数据信号集中到主控是很多系统设计中的难题，在以往通常采用的是用有线的方式来实现信息传输，在物联网日益发展的今天，通过WIFI无线的方式实现物与人、物与物之间的信息无障碍沟通显得尤为重要。因此迫切需要一种基于物联网的工业数据测控终端。
技术实现要素：
本实用新型针对上述现有技术存在的问题，提出一种基于物联网的工业数据测控终端。
本实用新型包括STM32控制核心、模拟量采集模块、模拟量信号调理模块、数字量采集模块、数字量信号调理模块、数字量输出驱动模块、数字量输出继电器控制模块、232通讯模块，以及WIFI通讯模块。
232通讯模块与STM32控制核心的USART1口相连，WIFI通讯模块与STM32控制核心的USART2口相连，模拟量采集模块与模拟量信号调理模块相连，模拟量信号调理模块与STM32控制核心的GPIOC口相连。数字量采集模块与数字量信号调理模块相连，数字量信号调理模块与STM32控制核心的GPIOD口相连。STM32控制核心的GPIOB口与数字量输出驱动模块相连，数字量输出驱动模块与数字量输出继电器控制模块相连。232通讯模块与本地控制器相连。WIFI通讯模块通过socket方式与云平台相连。数字量采集模块采集到的数据经过数字量信号调理模块之后送至STM32控制核心进行数据处理；模拟量采集模块采集到的数据经模拟量信号调理模块之后送至STM32控制核心进行数据处理；STM32控制核心接收远程上位机的控制指令请求，经处理后将信号发送至数字量输出驱动模块，数字量驱动模块驱动数字量输出继电器控制模块，数字量输出继电器控制模块为250V-10A继电器，通过接收数字量输出驱动模块发来的控制信号，驱动线圈导通和关闭，带动触点的吸合与关断，控制设备的导通与关断。
本实用新型的数据采集过程如下：
STM32控制核心循环扫描检测模拟量信号调理模块、数字量信号调理模块、数字量输出驱动模块的状态，当接收到WIFI模块或者232模块的请求指令之后，STM32控制核心将当前的实时数据通过WIFI通讯模块或232通讯模块发送到远程云平台或本地控制端。同时STM32控制核心循环检测WIFI通讯模块和232通讯模块的状态，一旦检测到到有请求信息，便及时对该请求进行解析，根据请求内容读取模块数据或者执行控制指令，同时将处理结果实时反馈给远程设备。
进一步的，所述的STM32控制核心采用Cortex-M3系列的LQFP100封装的STM32F103VCT6型号控制器。
进一步的，所述的模拟量采集模块可以实现16路模拟量数据采集。
进一步的，所述的16路模拟量数据采集均可以支持0-10V电压信号信号采集。
进一步的，所述的数字量采集模块可以实现16路数字量数据采集。
进一步的，所述的16路数字量数据采集均可以支持12-36V的高电平信号范围。
进一步的，所述的数字量输出继电器控制模块可以实现16路继电器输出控制。
进一步的，所述的16路继电器输出控制均可以支持最大240V、10A的继电器控制输出能力。
进一步的，所述的通讯方式采用232通讯和WIFI无线通讯两种方式，通讯协议为MODBUS-RTU从机协议。
进一步的，所述的WIFI通讯模块型号为USR-C322，WIFI通讯模块与云平台通讯的模式为透传模式。
进一步的，所述的云平台采用TLINK公司的云平台。
进一步的，所述的TLINK云平台的传输协议为MODBUS-RTU主机协议，通过套接字模式和注册包机制与WIFI通讯模块建立连接。
本实用新型解决了现有技术中交互性差，采集控制过程复杂的问题，在工业复杂危险的环境下，通过对工业设备及周边环境的状态、温度等参数的采集，利用WIFI、GPRS等方式将数据实时传输到远程控制端，解决传统采集方式在数据采集点多，分布广的情况下无法保证数据稳定性和布局便捷性的问题，可帮助管理人员实现对设备的远程监测和控制，便于及时对设备运行状态做出决策。本实用新型可应用于智慧工厂、智能电网、远程监控、数据采集及工业物联网等诸多领域。
附图说明
图1为本发明的系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。
如图1所示，本实用新型基于物联网的工业数据测控终端包括STM32控制核心、模拟量采集模块、模拟量信号调理模块、数字量采集模块、数字量信号调理模块、数字量输出驱动模块、数字量输出继电器控制模块、232通讯模块，以及WIFI通讯模块。
232通讯模块与STM32控制核心的USART1口相连，WIFI通讯模块与STM32控制核心的USART2口相连，模拟量采集模块与模拟量信号调理模块相连，模拟量信号调理模块与STM32控制核心的GPIOC口相连。数字量采集模块与数字量信号调理模块相连，数字量信号调理模块与STM32控制核心的GPIOD口相连。STM32控制核心的GPIOB口与数字量输出驱动模块相连，数字量输出驱动模块与数字量输出继电器控制模块相连。232通讯模块与本地控制器相连。WIFI通讯模块通过socket方式与云平台相连。数字量采集模块采集到的数据经过数字量信号调理模块之后送至STM32控制核心进行数据处理；模拟量采集模块采集到的数据经模拟量信号调理模块之后送至STM32控制核心进行数据处理；STM32控制核心接收到远程上位机的控制指令请求，经处理后将信号发送至数字量输出驱动模块，数字量驱动模块驱动数字量输出继电器控制模块，数字量输出继电器控制模块为250V-10A继电器，通过接收数字量输出驱动模块发来的控制信号，驱动线圈导通和关闭，带动触点的吸合与关断，最终实现控制设备导通与关断的目的。
模拟量采集模块将模拟信号，例如电压、温度等，通过模拟量信号调理模块将读到的连续的模拟量采用逐次逼近法对信号进行采样，之后发送到STM32控制核心，将信号转换成浮点型变量，最后将数据通过232通讯模块或WIFI模块传输到远程控制端，实现近程和远程的模拟量数据采集。例如：当外部温度传感器输出电压值为5V时，对应温度为50摄氏度，模拟量采集模块对该数据进行采集，之后将数据传输到模拟量信号调理模块，将5V电压以线性的方式调理到1.5V。STM32控制核心对读到的数据1.5除以3乘以100，得到十进制数50，单位为摄氏度，通过MOSBUS-RTU通讯协议，将数据转换为十六进制的的文本方式，传输到远程云平台。远程云平台通过解析MODBUS-RTU协议数据：00 32，即可得到实时的温度值。
数字量采集模块可以支持12-36V的高电平信号，可以将采集到的设备开关状态，例如电动机的运行与停止状态、电灯泡的亮灭状态等，经数字量调理模块处理后，得到一个STM32控制核心能够识别、支持的0-3.3V的电平信号。STM32控制核心对该电平信号进行判断，最终得到一个0-1数字量，该数字量通过与USART1口相连的WIFI模块，通过MOSBUS-RTU通讯协议，将数据转换为十六进制的的文本方式，传输到远程云平台。远程云平台通过解析MODBUS-RTU协议数据，即可得到实时的设备状态。
数字量输出模块通过接收STM32控制核心从232通讯模块或者WIFI通讯模块得到的控制数据，经数字量输出驱动模块调理之后，数字量输出模块执行最后的输出动作，可以输出接通-关断两种状态，可支持最大240V、10A的继电器输出能力。
232通讯模块用于实现本地的数据采集和监控，传输协议为MODBUS-RTU协议。
WIFI通讯模块通过套接字方式与云平台建立连接，模块socket设置为Clinet模式，IP地址设置为Tlink云平台IP，即127.27.27.15。端口设置为：8899。注册包为16位字母与数字组合的设备唯一SN，同时WIFI通讯模块需接入互联网。
云平台与WIFI模块建立连接的方式为socket Server模式，云平台需要输入设备唯一SN，通过MODBUS-RTU主机协议发送请求，经互联网实现远程读取数据测控终端数据内容。
云平台控制软件为组态形式，云平台通过MODBU-RTU主机协议向测控终端发送查询指令，指令通过以太网传输到WIFI通讯模块，WIFI通讯模块通过USART2接口将数据发送到STM32控制核心，STM32控制核心接收到指令后读取采集到的设备参数用以响应主机的请求，数据通过STM32控制核心的USART2口发送到WIFI通讯模块，WIFI通讯模块通过以太网将数据传输到云平台，云平台将读到的数据进行解析，转换成可以识别的变量值，例如电压：220V，电流：25A等，最后通过组态的方式展示在监控页面，以此实现数据的远程采集和监控。
当需要对设备进行控制时，远程云平台通过组态界面修改变量的值，例如设置状态由当前状态停止设置为启动，当用户点击确认之后，云平台将数据转换为MODBUS-RTU请求，将请求通过以太网传输到WIFI通讯模块，WIFI通讯模块将数据通过USART2口将数据传输到STM32控制核心，STM32控制核心得到指令后解析数据，根据解析到的数据内容通过数字量驱动模块驱动数字量输出继电器控制模块执行最后的控制指令，即启动当前设备，完成数据采集和设备控制的功能。