工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)據(jù)采集 課件 第10-12課時 采集溫濕度傳感器數(shù)據(jù)

第十課時

采集溫濕度傳感器數(shù)據(jù)（1）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)據(jù)采集（初級）講師：XXX202X.XX.XX在上一章的學習中，我們已經(jīng)充分了解并學會采集振動傳感器的數(shù)據(jù)，今天我們開始學習采集溫濕度傳感器數(shù)據(jù)。與振動傳感器相比，我們采集溫濕度傳感器數(shù)據(jù)的個數(shù)從單一變?yōu)閮蓚€，采集協(xié)議也有單一的模擬量采集到RS485協(xié)議采集，難度稍微提升。本任務采用的是JWSK-5系列溫濕度變送器（以下簡稱溫濕度傳感器），可對-20℃～60℃范圍內(nèi)的溫度測量和0-100%范圍內(nèi)的濕度測量。溫濕度傳感器的概念01溫濕度傳感器的設備信息02CONTENTS目錄溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)信息03學習目標素質(zhì)目標：1.

養(yǎng)成科學嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度；2.

體驗工作的成就感，樹立熱愛勞動意識。知識目標：1.

理解設備信息收集的基本概念和方法；2.

理解采集對象數(shù)據(jù)信息的基本概念；3.

了解工業(yè)智能網(wǎng)關選型涉及的其他信息。能力目標：1.

能夠準確收集設備信息；2.

能夠準確收集采集對象的數(shù)據(jù)信息；3.

能夠準確收集其他相關信息；4.

能夠結合設備信息和數(shù)據(jù)信息選擇合適的工業(yè)智能網(wǎng)關。1溫濕度傳感器的概念PartOne1.1溫濕度傳感器定義概念學習溫濕度傳感器如右圖所示，是指能將溫度量和濕度量轉換成容易被測量處理的電信號的設備或裝置，多以溫濕度一體式的探頭作為測溫元件，將溫度和濕度信號采集出來，轉換成與溫度和濕度成線性關系的電流信號或電壓信號輸出。如今，民用溫濕度傳感器的應用也越來越普遍，但是，工業(yè)級溫濕度傳感器仍然占據(jù)著主導地位，具有測量范圍廣、測量精度高、集成度高和頻率響應快等特點。溫濕度是一個基本的物理量，自然界中的一切過程無不與溫濕度密切相關。圖

各類溫濕度傳感器1.2溫濕度傳感器主要類型概念學習（2）485型溫濕度傳感器電路采用微處理器芯片、溫度傳感器、濕度傳感器，確保產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性和互換性。采用顆粒燒結探頭護套，探頭與殼體直接相連。輸出信號類型為RS485，能可靠地與上位機系統(tǒng)等進行集散監(jiān)控，最遠可通信1000米，標準的Modbus協(xié)議，支持二次開發(fā)。（3）網(wǎng)絡型溫濕度傳感器可采集溫濕度數(shù)據(jù)并通過以太網(wǎng)/WiFi/GPRS方式上傳到服務器。充分利用已架設好的通訊網(wǎng)絡實現(xiàn)遠距離的數(shù)據(jù)采集和傳輸，實現(xiàn)溫濕度數(shù)據(jù)的集中監(jiān)控?？纱蟠鬁p少施工量，提高施工效率和維護成本。溫濕度傳感器主要可分為3種：（1）模擬量型溫濕度傳感器溫濕度一體化傳感器是采用數(shù)字集成傳感器做探頭，配以數(shù)字化處理電路，從而將環(huán)境中的溫度和相對濕度轉換成與之相對應的標準模擬信號，DC4～20mA、DC0～5V或者DC0～10V。溫濕度一體化模擬量型傳感器可以同時把溫度及濕度值變化，轉換成電流/電壓值的變化，可以直接同各種標準的模擬量輸入的二次儀表連接。1.2溫濕度傳感器主要類型概念學習（2）485型溫濕度傳感器電路采用微處理器芯片、溫度傳感器、濕度傳感器，確保產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性和互換性。采用顆粒燒結探頭護套，探頭與殼體直接相連。輸出信號類型為RS485，能可靠地與上位機系統(tǒng)等進行集散監(jiān)控，最遠可通信1000米，標準的Modbus協(xié)議，支持二次開發(fā)。（3）網(wǎng)絡型溫濕度傳感器可采集溫濕度數(shù)據(jù)并通過以太網(wǎng)/WiFi/GPRS方式上傳到服務器。充分利用已架設好的通訊網(wǎng)絡實現(xiàn)遠距離的數(shù)據(jù)采集和傳輸，實現(xiàn)溫濕度數(shù)據(jù)的集中監(jiān)控?？纱蟠鬁p少施工量，提高施工效率和維護成本。溫濕度傳感器主要可分為三種：（1）模擬量型溫濕度傳感器溫濕度一體化傳感器是采用數(shù)字集成傳感器做探頭，配以數(shù)字化處理電路，從而將環(huán)境中的溫度和相對濕度轉換成與之相對應的標準模擬信號，DC4～20mA、DC0～5V或者DC0～10V。溫濕度一體化模擬量型傳感器可以同時把溫度及濕度值變化，轉換成電流/電壓值的變化，可以直接同各種標準的模擬量輸入的二次儀表連接。1.3溫濕度傳感器常見使用場景場景人類社會中，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、科研、國防、醫(yī)學及環(huán)保等領域都與溫度有著密不可分的關系。溫度傳感器是實現(xiàn)溫度檢測與控制的重要器件，在種類繁多的傳感器中，溫度傳感器是應用最廣泛、發(fā)展最快的傳感器之一。在工業(yè)生產(chǎn)自動化流程中，溫度測量點要占全部測量點的一半左右。例如，在鋼鐵冶煉過程中，準確地控制冶煉溫度可以明顯地提高產(chǎn)品質(zhì)量，還能節(jié)能降耗；在石油煉化廠，準確地控制裂解溫度，可以得到不同品質(zhì)的柴油系列產(chǎn)品。我們以溫濕度傳感器在紡織定型機上的節(jié)能應用為例，進行講解。1.3溫濕度傳感器應用場景目前，大多數(shù)印染廠所采用的溫濕度的調(diào)節(jié)方式都是簡單的手動調(diào)節(jié)方式。具體調(diào)節(jié)由設備頂部的排氣風機控制，排氣管道上裝有手動的調(diào)節(jié)閥門。采用智能化的監(jiān)控方式，則是一種節(jié)約能源的有效途徑。在給定的烘干時間內(nèi)，烘箱內(nèi)水分蒸發(fā)量與織物的原料成分、面料密度、幅寬、烘干前后本身含水率以及烘干速度等參數(shù)有關。烘燥機在不同的排氣濕度情況下，“蒸發(fā)效率”和“能耗”的變化是非線性的。定型機（如右圖）熱利用效率不到30%，其中最大的熱損失是排氣過程中。經(jīng)測定，排氣濕度在5%時，空氣體積是水蒸汽的19倍；而排氣濕度20%時，空氣體積是水蒸汽的4倍。相差水蒸汽體積15倍的熱空氣所攜帶的熱量完全是浪費，裝帶有溫濕度傳感器的高溫濕度測控儀，可自動控制定型機烘干濕度，從而節(jié)省大量加溫費用。圖

紡織定型機2溫濕度傳感器的設備信息PartTwo2.1設備的基本信息

根據(jù)第3章任務中的內(nèi)容，我們了解到：收集設備的信息，首先要對設備有基本的了解，包括設備類型、設備名稱、生產(chǎn)廠家、設備型號、設備數(shù)量等，并據(jù)此來查閱準確的設備資料（如產(chǎn)品手冊、說明書等），縮小工業(yè)智能網(wǎng)關的選型范圍，進而確定工業(yè)智能網(wǎng)關的具體型號。如在本任務中，需收集的信息內(nèi)容也是一樣的。我們將要收集的設備基本信息如下表所示：表

設備基本信息收集表設備類型設備名稱生產(chǎn)廠家設備型號設備數(shù)量備注傳感器溫濕度傳感器北京昆侖海岸JWSK-5W1WD1知識鏈接1.2設備的技術參數(shù)信息通過查閱該款傳感器的產(chǎn)品說明書，我們能夠了解到本任務中所選用的JWSK-5W1WD型號溫濕度傳感器的全部技術參數(shù)如下表。序號參數(shù)技術指標1功耗網(wǎng)絡輸出型：≤0.48W2準確度溫度：±0.5℃（25℃）濕度：±3%RH（5%RH～95%RH，25℃）3響應時間溫度：≤4s（1m/s風速）濕度：≤15s（1m/s風速）4量程濕度：0%RH～100%RH溫度：-20℃～60℃5網(wǎng)絡輸出RS-485網(wǎng)絡總線輸出6負載電壓輸出阻抗≤250Ω，電流輸出≤500Ω7工作電壓網(wǎng)路輸出型:DC24V（12V～24V）8接線方式二線制9液晶顯示溫度℃，濕度%RH10顯示分辨力0.1%RH，0.1℃11電路工作條件濕度：0%RH～100%RH溫度：-20℃～60℃12外形尺寸125mm×70mm×41mm（不算探頭部分）13安裝方式壁掛式14重量ABS壁掛型約300g，金屬壁掛型約370g15傳感器特性重復性≤0.5%RH，≤0.1℃；年漂移≤1%RH，，≤0.1℃1.2設備的技術參數(shù)信息序號參數(shù)技術指標1輸出方式RS-4852接線方式二線制3量程濕度：0%RH～100%RH溫度：-20℃～60℃4顯示分辨力濕度：0.1%RH溫度：0.1℃本例中使用的溫濕度傳感器尾線說明如下圖：通過篩選，我們可知，需重點收集的設備參數(shù)信息如下表所示：3溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)信息PartThree2.4本任務中所使用的溫濕度傳感器做“濕度”。常用絕對濕度、相對濕度、比較濕度、混合比、飽和差以及露點等物理量來表示。本任務采集的濕度主要指絕對濕度。（2）露點（補充學習）氣象學概念，在空氣中水汽含量不變，保持氣壓一定的情況下，使空氣冷卻達到飽和時的溫度稱露點溫度，簡稱露點，其單位與氣溫相。一般把0℃以上稱為“露點”，單位用℃或℉表示。由于我們測量的溫濕度傳感器默認不顯示這個參數(shù)，因此在這里簡單了解即可。概念學習2.溫濕度的概念溫度是表示物體冷熱程度的物理量，從微觀上講，溫度是物體分子熱運動的劇烈程度。溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量，而用來量度物體溫度數(shù)值的標尺叫溫標。常見的標定溫度的方法主要有攝氏溫標（℃）、華氏溫標（℉）等。本任務所使用的溫濕度傳感器的溫標為攝氏溫標。（1）濕度濕度表示大氣干燥程度的物理量。在一定的溫度下在一定體積的空氣里含有的水汽越少，則空氣越干燥；水汽越多，則空氣越潮濕?？諝獾母蓾癯潭冉?.溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)顧名思義，溫濕度傳感器，其采集的數(shù)據(jù)就是傳感器所處環(huán)境的溫度和濕度。2.2工業(yè)智能網(wǎng)關選型涉及的其他信息知識鏈接當設備信息和數(shù)據(jù)信息已收集妥當之后，我們還需要關注更多的信息，以最終達成工業(yè)智能網(wǎng)關選型的任務目標。根據(jù)以上任務內(nèi)容整理——采集帶有溫濕度傳感器設備數(shù)據(jù)評估報告。班級：姓名：小組：學號：名稱內(nèi)容備注傳感器參數(shù)輸出數(shù)據(jù)、量程傳感器數(shù)據(jù)端口傳感器數(shù)據(jù)輸出方式數(shù)據(jù)采集連接方式選型網(wǎng)關智能網(wǎng)關型號智能網(wǎng)關采集接口采集數(shù)據(jù)上傳協(xié)議總結一、填空題1.

溫濕度傳感器是指能將

和

轉換成容易被測量處理的

的設備或裝置。2.

溫濕度傳感器根據(jù)輸出信號類型分主要有

、和

，本實訓項目中使用的JWSK-5W1WD是

。3.

溫濕度傳感器：電路采用微處理器芯片、溫度傳感器，確保產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性和互換性。輸出信號類型為RS485，能可靠地與上位機系統(tǒng)等進行集散監(jiān)控，最遠可通信

米，支持標準的

協(xié)議，支持二次開發(fā)。4.

網(wǎng)絡型溫濕度傳感器：可采集溫濕度數(shù)據(jù)并通過

、和

方式上傳到服務器。課后活動二、問答題1.

根據(jù)所學知識，簡要闡述拿到一臺傳感器重點關注哪些參數(shù)。5.

本任務中需要連接的實訓平臺智能網(wǎng)型號為

，接口標識為

和

。課外拓展根據(jù)右下圖，填寫工業(yè)智能網(wǎng)關信息采集表，在實訓臺上選出合適的工業(yè)智能網(wǎng)關，并說明理由。圖

粉塵變送器（VMS-3002-PM-N01）技術參數(shù)設備基本信息收集表項目詳細信息設備參數(shù)信息收集表參數(shù)技術指標數(shù)據(jù)信息收集表數(shù)據(jù)名稱數(shù)據(jù)特征其他信息收集表項目詳細信息表

工業(yè)智能網(wǎng)關選型信息收集表直流供電（默認）10～30VDC變送器電路工作溫度-20℃～+60℃，0%RH～80%RH通信接口485通訊（Modbus）協(xié)議波特率：2400、4800（默認）、9600數(shù)據(jù)位長度：8位奇偶校驗方式：無停止位長度：1位默認Modbus通信地址：1支持功能碼：03參數(shù)設置用提供的配置軟件通過485接口進行配置分辨率1μg/m3精度±10%測量范圍PM2.50～1000μg/m3PM100～1000μg/m3響應速度≤90s預熱時間≤2min202X謝謝觀賞講師：XXX202X.XX.XX第十一課時

采集溫濕度傳感器數(shù)據(jù)（2）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)據(jù)采集（初級）講師：XXX202X.XX.XXCONTENTS目錄配置工業(yè)智能網(wǎng)關基本參數(shù)02連接溫濕度傳感器和工業(yè)智能網(wǎng)關011連接溫濕度傳感器和工業(yè)智能網(wǎng)關PartOne學習目標素質(zhì)目標：1.

養(yǎng)成科學嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度；2.

體驗工作的成就感，樹立熱愛勞動意識；3.

培養(yǎng)舉一反三的學習能力。知識目標：1.

理解通信電纜的概念；2.

掌握通信電纜制作和檢測過程中需要使用的工具的概念。能力目標：1.

能夠正確制作通信電纜；2.

能夠正確檢測通信電纜；3.

能夠正確連接溫濕度傳感器和通信電纜。1.1了解被采集設備的接口類型、通信類型，選擇連接方式概念學習1.

RS485接口含義RS485通信接口是對通信接口的硬件描述，它只需要兩根通信線，即可以在兩個或兩個以上的設備之間進行數(shù)據(jù)傳輸。這種數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B接是半雙工通信方式，即在某一個時刻，一個設備只能發(fā)送數(shù)據(jù)或者接收數(shù)據(jù)。RS485總線組網(wǎng)接線如下圖所示。通信協(xié)議有統(tǒng)一標準的協(xié)議格式，例如，“Modbus”協(xié)議，這種標準的協(xié)議雖然內(nèi)容全面，但不易理解。在需求不復雜的情況下，我們可以根據(jù)需求自定義一種協(xié)議，簡單實用，這便是“自定義協(xié)議”的概念。2.Modbus協(xié)議Modbus協(xié)議可以說是工業(yè)自動化領域應用最為廣泛的通訊協(xié)議，因為他的開放性、可擴充性和標準化使它成為一個通用工業(yè)標準。有了它，不同廠商的產(chǎn)品可以簡單可靠的接入網(wǎng)絡，實現(xiàn)系統(tǒng)的集中監(jiān)控，分散控制功能。目前Modbus常用的接口形式主要有RS-232C、RS485、RS422、也有使用RJ45接口的，Modbus的ASCII，RTU協(xié)議則在此基礎上規(guī)定了消息、數(shù)據(jù)的結構、命令和應答的方式。圖

不同直徑的RVB1.2制作通信電纜1.

任務所使用的通信電纜、接口和線序簡介（1）通信電纜*知識鏈接：溫濕度傳感器同樣使用RVB，因此線纜的制作步驟與第3章3.2中的“通信電纜的制作”內(nèi)容完全一致，請大家認真復習，按步驟操作。（2）接口和線序RVB的紅色正極（+）和黑色負極（-）分別對應實訓平臺溫濕度傳感器接口的RS485A+/RS485B-，如右圖；同時，由于其輸出方式為RS-485總線輸出，因此RVB的另一端對應工業(yè)智能網(wǎng)關的485A/485B。2.

通信電纜的制作*知識鏈接：溫濕度傳感器同樣使用RVB，因此線纜的制作步驟與第3章3.2中的“通信電纜的制作”內(nèi)容完全一致，請大家認真復習，按步驟操作。圖

溫濕度傳感器接線端子1.3檢測并連接通信電纜1.檢測通信電纜通常通信電纜在制作完成后需要檢測是否制作成功。但由于RVB線不需要制作額外的接口，因此一般不需要另外進行檢測。2.連接通信電纜485總線設備連接電路如下圖所示。步驟一：將RVB線的一端接入到實訓平臺的溫濕度傳感器信號輸出接點端子，實訓模組中溫濕度傳感器接口位置及定義如下圖所示。其中紅線對應RS485A+口，黑線對應RS485B-口。將端口的開關打開，依順序插入RVB線，關閉開關。用手嘗試拽一下，若無松動，則為此端接線成功。圖

溫濕度傳感器接線端子圖多個485總線設備采集連接圖1.3檢測并連接通信電纜步驟二：將選定的工業(yè)智能網(wǎng)關的鳳凰端子端口取下，用2.0*50mm的一字螺絲刀松動對應的端口螺絲，線序?qū)希悄芫W(wǎng)關接口如下圖所示。步驟三：將RVB線插入鳳凰端子，并用螺絲刀擰緊，連接方式如右圖所示。用手嘗試拽一下，如無松動，則為此端接線成功。步驟四：將端子插回工業(yè)智能網(wǎng)關，并將溫濕度傳感器和工業(yè)智能網(wǎng)關通電，查看是否連接成功并收集數(shù)據(jù)。圖

把連接線接入對應端子口圖

智能網(wǎng)關RS485接口接線端子工業(yè)傳感器模組電源線接頭（防水級航空插頭）有防反接設計，需對準凸起處進行電源安裝，安裝好后需擰緊接口后端螺絲。一、填空題1.

RS485通訊接口是對通訊接口的硬件描述，它只需要根通訊線，即可以在

個或

個以上的設備之間進行數(shù)據(jù)傳輸。這種數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B接，是

雙工的通訊方式，即在某一個時刻，一個設備只能進行發(fā)送數(shù)據(jù)或接收數(shù)據(jù)。2.

目前Modbus常用的接口形式主要有

、

、

、也有使用RJ45接口的，Modbus的

，

協(xié)議則在此基礎上規(guī)定了消息、數(shù)據(jù)的結構、命令和應答的方式。3.

Modbus數(shù)據(jù)通信采用

，即

端發(fā)出數(shù)據(jù)請求消息，

端接收到正確消息后就可以發(fā)送數(shù)據(jù)到

端以響應請求；

端也可以直接發(fā)消息修改

端的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)雙向讀寫。課后活動二、問答題1.

根據(jù)所學知識，制作一根連接溫濕度傳感器與智能網(wǎng)關的通信線纜并連接設備。4.

和

是本任務中需要連接的實訓平臺溫濕度傳感器接口標識。5.

本任務中需要連接的實訓平臺智能網(wǎng)型號為

，接口標識為

和

。2配置工業(yè)智能網(wǎng)關基本參數(shù)PartTwo學習目標素質(zhì)目標：1.

養(yǎng)成科學嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度；2.

體驗工作的成就感，樹立熱愛勞動意識；3.

培養(yǎng)舉一反三的學習能力。知識目標：1.

了解工業(yè)智能網(wǎng)關配置前準備工作的步驟；2.

了解工業(yè)智能網(wǎng)關配置頁面的基本設置構成；3.

了解工業(yè)智能網(wǎng)關基本參數(shù)配置的步驟。能力目標：1.

能夠正確進行工業(yè)智能網(wǎng)關配置前準備工作；2.

登入/登出工業(yè)智能網(wǎng)關配置界面；3.

能夠正確操作工業(yè)智能網(wǎng)關的系統(tǒng)設置。2.1認識智能網(wǎng)關的配置界面工業(yè)智能網(wǎng)關的配置界面的結構大體相同，同時根據(jù)其型號、采集的設備以及數(shù)據(jù)采集的需求略有不同。本任務將以溫濕度傳感器數(shù)據(jù)采集所選用的VT-SDU-N001的配置界面為例（如右圖），進行詳細講解網(wǎng)絡設置、數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)信息的相關內(nèi)容。VT-SDU-N001的配置界面分為五個部分，分別為網(wǎng)絡設置、MQTT、串口設置、數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)信息。MQTT和串口設置的內(nèi)容部分將在后續(xù)數(shù)據(jù)采集項目實施中進行詳細講解。圖智能網(wǎng)關的配置界面結構1.系統(tǒng)信息系統(tǒng)信息內(nèi)容主要包括設備ID、版本號、出廠編號下載配置文件。其中除了設備ID可以根據(jù)實際工作需要進行修改，其他的信息皆為默認。下載配置文件選項為廠家維護接口，在此不做詳細解析。概念學習2.1認識智能網(wǎng)關的配置界面2.

網(wǎng)絡設置網(wǎng)絡設置分為兩部分如下左圖所示，左側部分為數(shù)據(jù)上傳接口設置，與電腦的IP地址處于同一網(wǎng)段；右側為設備接口設置，由于采集的是振動傳感器，工業(yè)智能網(wǎng)關與傳感器直接連接，無需額外設置。3.

數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集主要包括電流采集量程、電壓采集量程、Modbus映射區(qū)域，這三個部分是需要設置的，智能網(wǎng)關數(shù)據(jù)采集界面如下右圖所示。圖

數(shù)據(jù)采集界面圖

網(wǎng)絡設置界面2.2工業(yè)智能網(wǎng)關配置前準備工作工業(yè)智能網(wǎng)關（已選定為VT-EDU-N001型號）通電后，用網(wǎng)線連接工業(yè)智能網(wǎng)關的上傳接口網(wǎng)口（Web登錄網(wǎng)口）與電腦網(wǎng)口，設置電腦的IP與VT-EDU-N001網(wǎng)關在同一網(wǎng)段下，即00（智能網(wǎng)關默認IP）進行用戶側IP設置。具體步驟如下：步驟一：WINDOWS電腦點擊開始——控制面板——網(wǎng)絡和Internet——網(wǎng)絡和共享中心——更改適配器——本地連接——屬性；步驟二：選取“Internet協(xié)議版本4（TCP/IPv4）”，然后單擊“屬性”，或者直接雙擊“Internet協(xié)議版本（TCP/IPv4）”；步驟三：選擇“使用下面的IP地址”和“使用下面的DNS服務器地址”，按照以下參數(shù)進行填寫：IP地址：192.168.1.XXX：（XXX的范圍：2-99，101-254）子網(wǎng)掩碼：默認網(wǎng)關：（可以忽略）DNS服務器：14（可以忽略）填寫完畢后，點擊“確定”保存設置。圖

電腦IP設置一、填空題1.

智能網(wǎng)關配置界面網(wǎng)絡設置分為兩部分，左側部分為

接口設置，與電腦的IP地址處于同一網(wǎng)段；右側為

接口設置，由于采集的是溫濕度傳感器，工業(yè)智能網(wǎng)關與傳感器直接連接，無需額外設置。2.

智能網(wǎng)關配置界面

主要包括電流采集量程、電壓采集量程、Modbus映射區(qū)域需要設置。3.

登錄智能網(wǎng)關設置界面時，設置電腦的IP與智能網(wǎng)關需要在

網(wǎng)段下進行用戶側IP設置。4.

智能網(wǎng)關配置界面分為五個部分，分別為網(wǎng)絡設置、MQTT、串口設置、數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)信息，本項目不涉及的功能是

。課后活動二、問答題1.

根據(jù)所學知識，簡要描述登錄智能網(wǎng)關前電腦端IP地址配置步驟。202X謝謝觀賞講師：XXX202X.XX.XX第十二課時

采集溫濕度傳感器數(shù)據(jù)（3）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)據(jù)采集（初級）講師：XXX202X.XX.XXCONTENTS目錄測試工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)02設置工業(yè)智能網(wǎng)關采集參數(shù)011設置工業(yè)智能網(wǎng)關采集參數(shù)PartOne學習目標素質(zhì)目標：1.

養(yǎng)成科學嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度；2.

體驗工作的成就感，樹立熱愛勞動意識；3.

培養(yǎng)舉一反三的學習能力。知識目標：1.

了解工業(yè)智能網(wǎng)關網(wǎng)絡設置的步驟；2.

了解工業(yè)智能網(wǎng)關數(shù)據(jù)采集設置的步驟。能力目標：1.

能夠正確登錄智能網(wǎng)關Web配置界面2.

能夠掌握在Web界面進行網(wǎng)絡設置的方法；3.

能夠正確設置Web界面中溫濕度傳感器數(shù)據(jù)采集協(xié)議。1.1智能網(wǎng)關VT-SDU-N001的網(wǎng)絡配置

1.智能網(wǎng)關VT-SDU-N001的網(wǎng)絡配置（1）ETH2以太網(wǎng)口為數(shù)據(jù)接口，與電腦端連接。其IP地址可進行重新配置，但是需要注意，應與電腦的網(wǎng)絡配置處于同一網(wǎng)段，末位需不同。子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關、DNS按網(wǎng)絡要求設置，默認、51、。其余參數(shù)，如Modbus端口號和ModbusID分別為默認值502、1，不可隨意改動。（2）如右圖，由于溫濕度傳感器通過485A/485B接口連接工業(yè)智能網(wǎng)關，因此ETH1以太網(wǎng)無需進行額外設置。2.智能網(wǎng)關的數(shù)據(jù)采集配置（1）串口設置ModbusRtu協(xié)議使用串口上傳數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關，所以此處應配置成與傳感器相同的串口通訊參數(shù)配置，圖

配置智能網(wǎng)關登錄界面COM1下的通訊模式一欄下拉后可選擇三種標準的通訊方式，根據(jù)相同的方式配置數(shù)據(jù)長度，停止位，校驗位，波特率可直接輸入。1.2智能網(wǎng)關的數(shù)據(jù)采集配置

根據(jù)傳感器的上傳方式此處配置為RS485，9600，8位數(shù)據(jù)，1，無校驗，如下圖所示。（2）量程在對工業(yè)智能網(wǎng)關進行數(shù)據(jù)采集配時，需要根據(jù)數(shù)據(jù)采集的實際需求，進行量程的填寫。本章節(jié)使用的RS485接口，所以模擬量部分無需修改。（3）Modbus映射區(qū)域本任務采集溫濕度傳感器的溫度值和濕度值，同一設備上采集多個數(shù)據(jù)。我們默認Modbus映射區(qū)域為“1”，設置參數(shù)如下圖所示。圖

配置智能網(wǎng)關串口配置界面圖

配置智能網(wǎng)關數(shù)據(jù)采集界面一、填空題1.

工業(yè)智能網(wǎng)關ETH2以太網(wǎng)口為

，與電腦端連接。2.

通過電腦端配置智能網(wǎng)關采集參數(shù)時連接的工業(yè)智能網(wǎng)關以太網(wǎng)端口是

。3.

溫濕度傳感器通過

端口連接工業(yè)智能網(wǎng)關。二、判斷題1.

工業(yè)智能網(wǎng)關的數(shù)據(jù)采集配置中量程是固定的一般不需要配置。（）2.

工業(yè)智能網(wǎng)關的數(shù)據(jù)采集配置中“設備ID”，可根據(jù)實際需要配置。（）課后活動三、問答題1.

根據(jù)所學知識，簡要闡述工業(yè)智能網(wǎng)關配置界面的各選項功能。2測試工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)PartTwo學習目標素質(zhì)目標：1.

養(yǎng)成科學嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度；2.

體驗工作的成就感，樹立熱愛勞動意識；3.

培養(yǎng)舉一反三的學習能力。知識目標：1.

了解工業(yè)智能網(wǎng)關網(wǎng)絡連接狀態(tài)檢測方法；2.

了解常用網(wǎng)絡工具的使用方法；3.

了解工業(yè)數(shù)據(jù)的存儲方法、查詢方法。能力目標：1.

能夠通過電腦正確檢測網(wǎng)關設備網(wǎng)絡連接狀態(tài)；2.

能夠分析設備網(wǎng)絡連接質(zhì)量；3.

能夠正確設置數(shù)據(jù)采集的頻率；4.

能夠正確查詢存儲的歷史數(shù)據(jù)；5.

能夠正確判斷網(wǎng)關與PC端的網(wǎng)絡通信數(shù)據(jù)；6.

能夠?qū)Σ杉臄?shù)據(jù)進行簡單的邏輯判斷。2.1測試網(wǎng)絡連通性概念學習1.測試網(wǎng)絡連通性通過ping命令查看PC端與網(wǎng)關的網(wǎng)絡連通性，如下圖所示。2.測試數(shù)據(jù)采集的準確性（1）采集數(shù)據(jù)準確性含義準確的數(shù)據(jù)測量是數(shù)據(jù)采集的基礎。在數(shù)據(jù)采集的過程中，數(shù)據(jù)是否做了清洗，清洗的邏輯是否合理，比如是否需要去重、是否做去了重，數(shù)據(jù)是否有缺失、上游產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)回傳是否正常，是否做了預警監(jiān)控等。這是我們在加工、應用數(shù)據(jù)時，必須做好的檢查和準備，來確保數(shù)據(jù)是準的。數(shù)據(jù)的準確性，直接影響數(shù)據(jù)應用最終的呈現(xiàn)效果，也從而影響基于數(shù)據(jù)的商業(yè)決策和產(chǎn)品智能效果。（2）提升數(shù)據(jù)準確性的方法實際生產(chǎn)生活中，可以采用“收集-清洗-規(guī)整”三步法來提升數(shù)據(jù)的準確性。圖測試網(wǎng)絡連通2.2測試數(shù)據(jù)采集的準確性①數(shù)據(jù)的收集（Collecting）需要注意幾個方面：數(shù)據(jù)輸入點最好是在事件發(fā)生地附近。最好能夠?qū)崟r進行數(shù)據(jù)采集。如果數(shù)據(jù)記錄的延遲時間過多，則觀察對象可能已經(jīng)發(fā)生了變化。盡可能采用自動化技術來采集數(shù)據(jù)，來替代人工的收集和記錄，這一點和我們的數(shù)據(jù)采集項目契合度極高。②數(shù)據(jù)的清洗（Cleaning）在收集了數(shù)據(jù)之后，就需要對其準確性進行檢驗，作必要的糾正。如何能夠發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的錯誤呢？這里有若干小技巧：找出那些顯然缺失的數(shù)據(jù)。如果一份數(shù)據(jù)表格中有明顯的空白，則可能在數(shù)據(jù)收集和錄入的時候有所遺漏。注意那些“鶴立雞群”的數(shù)據(jù)，或者說“奇點”數(shù)據(jù)。如果某個點的數(shù)值比同類點明顯高出一個數(shù)量級以上，則可

能存在筆誤等情況。檢驗數(shù)據(jù)之間的邏輯關系。按照常識來判斷數(shù)量級。例如：如果某類汽車零部件的單個重量超過100噸，則此數(shù)據(jù)必然有錯。③數(shù)據(jù)的規(guī)整（Normalizing）主要解決兩個問題：數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一，以及數(shù)據(jù)流的打通。數(shù)據(jù)格式之所以需要“統(tǒng)一”，往往是因為系統(tǒng)中存在多套數(shù)據(jù)庫：它們來自不同的供應商，在數(shù)據(jù)格式上有很大的差異。如果不能夠?qū)Ω袷阶骷皶r轉換和標準化，可能會給用戶帶來很大的困擾（要同時適應好幾套不同的表達方式），并且各個數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)記錄可能會存在重復的現(xiàn)象。數(shù)據(jù)流的打通也是很重要的：在各個數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)源之間，如果不能存在數(shù)據(jù)的同步更新，以至于出現(xiàn)了一定的“時間差”，即使有正確的數(shù)據(jù)收集和清洗機制，也可能導致系統(tǒng)中存在自相矛盾的信息。1.

使用Web客戶端查看采集的數(shù)據(jù)（1）登錄Web客戶端打開瀏覽器輸入http://localhost:8081，進入Web客戶端界面。圖

采集溫濕度傳感器數(shù)據(jù)初始界面圖

登錄工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（2）進入對應任務-溫濕度傳感器項目輸入對應的智能網(wǎng)關的IP（如01，根據(jù)選擇網(wǎng)關不同IP會不同）和端口號（默認502）點擊連接，右側就會出現(xiàn)采集到的振幅值，每點擊一次連接更新一次采集的數(shù)據(jù)，如下圖。2.3測試工業(yè)智能網(wǎng)關采集數(shù)據(jù)的準確性2.3測試工業(yè)智能網(wǎng)關采集數(shù)據(jù)的準確性最終采集數(shù)據(jù)的結果如下圖所示：上述數(shù)據(jù)與實訓臺工業(yè)傳感器模組中溫濕度傳感器實物顯示數(shù)據(jù)對比可查看采集數(shù)據(jù)是否正確。圖

連接錯誤提示框圖

采集溫濕度傳感器數(shù)據(jù)結果可以根據(jù)溫濕度傳感器的參數(shù)范圍，對采集的數(shù)據(jù)進行簡單的邏輯判斷，如果采集顯示的數(shù)據(jù)在溫濕度傳感器的參數(shù)范圍內(nèi)，那說明采集數(shù)據(jù)準確；如果不在溫濕度傳感器的參數(shù)范圍內(nèi)就需要檢查采集系統(tǒng)，查找出現(xiàn)問題的原因。下圖為溫濕度傳感器實物圖。1.3測試網(wǎng)關數(shù)據(jù)通信的實時性智能網(wǎng)關采集實訓平臺模組數(shù)據(jù)，通過ModbusTCP協(xié)議上傳數(shù)據(jù)至Web客戶端顯示。智能網(wǎng)關采集傳感器模組上傳數(shù)據(jù)通信地址及寄存器定義如下圖紅框中所示：圖

VT-EDU-N001智能網(wǎng)關ModbusTCP寄存器定義1.

采集數(shù)據(jù)實時性含義數(shù)據(jù)實時性是現(xiàn)場IO數(shù)據(jù)的更新周期，一般數(shù)據(jù)的實時性主要受現(xiàn)場設備的制約，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實現(xiàn)了計算機系統(tǒng)和物理客觀世界的相連接，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集客觀世界的各類數(shù)據(jù)信息，并存儲在計算機系統(tǒng)上，通過建立數(shù)據(jù)統(tǒng)一的數(shù)學模型進行數(shù)據(jù)分析與處理。2.

驗證方法（1）使用ModbusPoll測試采集的實時性關閉Web頁面，打開ModbusPoll電腦端打開ModbusPoll客戶端，單擊Connection，選擇Connect：1.3測試網(wǎng)關數(shù)據(jù)通信的實時性ConnectionSetup下選擇ModbusTCP/IP協(xié)議，輸入網(wǎng)關Web登錄IP（01）