工业互联网设备数据采集 课件 第十二课时 采集温湿度传感器数据3

第十二课时

采集温湿度传感器数据（3）工业互联网设备数据采集（初级）讲师：XXX202X.XX.XXCONTENTS目录测试工业互联网设备数据采集系统02设置工业智能网关采集参数011设置工业智能网关采集参数PartOne学习目标素质目标：1.

养成科学严谨的工作态度；2.

体验工作的成就感，树立热爱劳动意识；3.

培养举一反三的学习能力。知识目标：1.

了解工业智能网关网络设置的步骤；2.

了解工业智能网关数据采集设置的步骤。能力目标：1.

能够正确登录智能网关Web配置界面2.

能够掌握在Web界面进行网络设置的方法；3.

能够正确设置Web界面中温湿度传感器数据采集协议。1.1智能网关VT-SDU-N001的网络配置

1.智能网关VT-SDU-N001的网络配置（1）ETH2以太网口为数据接口，与电脑端连接。其IP地址可进行重新配置，但是需要注意，应与电脑的网络配置处于同一网段，末位需不同。子网掩码、网关、DNS按网络要求设置，默认、51、。其余参数，如Modbus端口号和ModbusID分别为默认值502、1，不可随意改动。（2）如右图，由于温湿度传感器通过485A/485B接口连接工业智能网关，因此ETH1以太网无需进行额外设置。2.智能网关的数据采集配置（1）串口设置ModbusRtu协议使用串口上传数据至数据采集网关，所以此处应配置成与传感器相同的串口通讯参数配置，图

配置智能网关登录界面COM1下的通讯模式一栏下拉后可选择三种标准的通讯方式，根据相同的方式配置数据长度，停止位，校验位，波特率可直接输入。1.2智能网关的数据采集配置

根据传感器的上传方式此处配置为RS485，9600，8位数据，1，无校验，如下图所示。（2）量程在对工业智能网关进行数据采集配时，需要根据数据采集的实际需求，进行量程的填写。本章节使用的RS485接口，所以模拟量部分无需修改。（3）Modbus映射区域本任务采集温湿度传感器的温度值和湿度值，同一设备上采集多个数据。我们默认Modbus映射区域为“1”，设置参数如下图所示。图

配置智能网关串口配置界面图

配置智能网关数据采集界面一、填空题1.

工业智能网关ETH2以太网口为

，与电脑端连接。2.

通过电脑端配置智能网关采集参数时连接的工业智能网关以太网端口是

。3.

温湿度传感器通过

端口连接工业智能网关。二、判断题1.

工业智能网关的数据采集配置中量程是固定的一般不需要配置。（）2.

工业智能网关的数据采集配置中“设备ID”，可根据实际需要配置。（）课后活动三、问答题1.

根据所学知识，简要阐述工业智能网关配置界面的各选项功能。2测试工业互联网设备数据采集系统PartTwo学习目标素质目标：1.

养成科学严谨的工作态度；2.

体验工作的成就感，树立热爱劳动意识；3.

培养举一反三的学习能力。知识目标：1.

了解工业智能网关网络连接状态检测方法；2.

了解常用网络工具的使用方法；3.

了解工业数据的存储方法、查询方法。能力目标：1.

能够通过电脑正确检测网关设备网络连接状态；2.

能够分析设备网络连接质量；3.

能够正确设置数据采集的频率；4.

能够正确查询存储的历史数据；5.

能够正确判断网关与PC端的网络通信数据；6.

能够对采集的数据进行简单的逻辑判断。2.1测试网络连通性概念学习1.测试网络连通性通过ping命令查看PC端与网关的网络连通性，如下图所示。2.测试数据采集的准确性（1）采集数据准确性含义准确的数据测量是数据采集的基础。在数据采集的过程中，数据是否做了清洗，清洗的逻辑是否合理，比如是否需要去重、是否做去了重，数据是否有缺失、上游产系统的数据回传是否正常，是否做了预警监控等。这是我们在加工、应用数据时，必须做好的检查和准备，来确保数据是准的。数据的准确性，直接影响数据应用最终的呈现效果，也从而影响基于数据的商业决策和产品智能效果。（2）提升数据准确性的方法实际生产生活中，可以采用“收集-清洗-规整”三步法来提升数据的准确性。图测试网络连通2.2测试数据采集的准确性①数据的收集（Collecting）需要注意几个方面：数据输入点最好是在事件发生地附近。最好能够实时进行数据采集。如果数据记录的延迟时间过多，则观察对象可能已经发生了变化。尽可能采用自动化技术来采集数据，来替代人工的收集和记录，这一点和我们的数据采集项目契合度极高。②数据的清洗（Cleaning）在收集了数据之后，就需要对其准确性进行检验，作必要的纠正。如何能够发现数据中的错误呢？这里有若干小技巧：找出那些显然缺失的数据。如果一份数据表格中有明显的空白，则可能在数据收集和录入的时候有所遗漏。注意那些“鹤立鸡群”的数据，或者说“奇点”数据。如果某个点的数值比同类点明显高出一个数量级以上，则可

能存在笔误等情况。检验数据之间的逻辑关系。按照常识来判断数量级。例如：如果某类汽车零部件的单个重量超过100吨，则此数据必然有错。③数据的规整（Normalizing）主要解决两个问题：数据格式的统一，以及数据流的打通。数据格式之所以需要“统一”，往往是因为系统中存在多套数据库：它们来自不同的供应商，在数据格式上有很大的差异。如果不能够对格式作及时转换和标准化，可能会给用户带来很大的困扰（要同时适应好几套不同的表达方式），并且各个数据库中的数据记录可能会存在重复的现象。数据流的打通也是很重要的：在各个数据库和数据源之间，如果不能存在数据的同步更新，以至于出现了一定的“时间差”，即使有正确的数据收集和清洗机制，也可能导致系统中存在自相矛盾的信息。1.

使用Web客户端查看采集的数据（1）登录Web客户端打开浏览器输入http://localhost:8081，进入Web客户端界面。图

采集温湿度传感器数据初始界面图

登录工业互联网设备数据采集系统（2）进入对应任务-温湿度传感器项目输入对应的智能网关的IP（如01，根据选择网关不同IP会不同）和端口号（默认502）点击连接，右侧就会出现采集到的振幅值，每点击一次连接更新一次采集的数据，如下图。2.3测试工业智能网关采集数据的准确性2.3测试工业智能网关采集数据的准确性最终采集数据的结果如下图所示：上述数据与实训台工业传感器模组中温湿度传感器实物显示数据对比可查看采集数据是否正确。图

连接错误提示框图

采集温湿度传感器数据结果可以根据温湿度传感器的参数范围，对采集的数据进行简单的逻辑判断，如果采集显示的数据在温湿度传感器的参数范围内，那说明采集数据准确；如果不在温湿度传感器的参数范围内就需要检查采集系统，查找出现问题的原因。下图为温湿度传感器实物图。1.3测试网关数据通信的实时性智能网关采集实训平台模组数据，通过ModbusTCP协议上传数据至Web客户端显示。智能网关采集传感器模组上传数据通信地址及寄存器定义如下图红框中所示：图

VT-EDU-N001智能网关ModbusTCP寄存器定义1.

采集数据实时性含义数据实时性是现场IO数据的更新周期，一般数据的实时性主要受现场设备的制约，数据采集系统实现了计算机系统和物理客观世界的相连接，数据采集系统采集客观世界的各类数据信息，并存储在计算机系统上，通过建立数据统一的数学模型进行数据分析与处理。2.

验证方法（1）使用ModbusPoll测试采集的实时性关闭Web页面，打开ModbusPoll电脑端打开ModbusPoll客户端，单击Connection，选择Connect：1.3测试网关数据通信的实时性ConnectionSetup下选择ModbusTCP/IP协议，输入网关Web登录IP（01）及Modbus端口号（502），然后点击OK。采集的温湿度数据在智能网关寄存器地址为20000，寄存器数量为2：ModbusPoll获取到的数据是实际值的10倍，所以真实值为寄存器值除以10，Modbus寄存器值采集结果如下：图进入ConnectionSetup界面图

返回采集结果实际值举例：温度寄存器20000读数为269，实际温度值为恶26.9℃；湿度寄存器20001度数为774，实际湿度为77.4%RH。图

设置参数步骤1.4测试网关数据通信的稳定性&采集数据存储配置1.

采集数据稳定性含义数据稳定性是衡量数据波动性与离散性的指标，数据波动越小，离散程度越小，则稳定性越高。通常以属性评价值的熵作为数据稳定性的度量。主要有三种方法判断稳定性：最值差值法、统计学方法、百分数衡量法。（1）最值差值法：最值差值法的判断思路是寻找某一固定时间段内出现的参数最大值和最小值，通过比较它们差值的绝对值与比较值的大小来判断其稳定性。（2）统计学方法：借用数学上的统计指标，对参数数据进行方差或均方差等的比较，进而分析参数的稳定区间。（3）百分数衡量法：百分数衡量法则是通过分析参数最大值和最小值差值占参数均值的百分值来判断稳定性。本章节可采用该方法进行计算。2.

验证方法知识链接：操作方法可详见第3章3.5中的相关内容。采集数据存储配置1.

登录Web客户端打开浏览器输入http://localhost:8081，进入Web客户端界面。2.

进入对应任务-采集温湿度传感器项目点击左侧“采集温湿度传感器数据”项目，进入采集振动传感器数据界面，右侧为采集配置区及采集数据展示区。1.5采集数据存储配置及历史数据查询3.

存盘时间设置可以根据所采集的设备数据需求设置存盘时间间隔即采样频率，通过点击下左图右上方的“数据存储”按钮，进入存储设置页面如下右图所示，可以设置存盘时间间隔和是否保存数据。4.

数据库配置通过点击“数据存储”按钮，进入存储设置页面所示，其中数据库配置可以手动选择需要增加的存储数据表字段，根据需要存储的内容选择对应的字段选项，点击保存。根据选择的字段不同，数据库会创建不同的数据存储表格，历史查询时展现内容会有不同效果。5.历史数据查询及导出如果选择了存储采集数据，可以通过数据查询查看历史数据。界面如下图所示，点击界面右上方的“历史数据”按钮，进入相对应页面，选择查询的时间段，点击查询，右侧列表显示查询结果。1.5采集数据存储配置及历史数据查询通过“导出”按钮导出所查询的历史数据，以