本實(shí)用新型涉及系統(tǒng)架構(gòu)和通訊控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于微信公眾平臺(tái)的通用數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

通用數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（Supervisory Control and Data Acquisition, 簡(jiǎn)稱SCADA) 在遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中占重要地位, 它可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行智能硬件進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、智能硬件控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能。SCADA經(jīng)歷了較長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，并且取得了快速的進(jìn)步。但是隨著社會(huì)的發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，特別是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，使得用戶對(duì)智能采集及監(jiān)控系統(tǒng)也提出了更高的要求，在追求可視化的同時(shí)，用戶希望可以更加方便快捷地參與到系統(tǒng)的監(jiān)控與操作當(dāng)中，并且可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)控制系統(tǒng)。相對(duì)而言，傳統(tǒng)通用數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)存在以下缺點(diǎn)：

1、系統(tǒng)部署、維護(hù)成本高，每個(gè)監(jiān)控處都需要額外購(gòu)買系統(tǒng)進(jìn)行部署，必須請(qǐng)專業(yè)人員設(shè)置部署，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題需要維修人員上門(mén)現(xiàn)場(chǎng)提供服務(wù)，而且其成本及費(fèi)用會(huì)隨著傳統(tǒng)采集和監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)量的增多而線性增多；

2、傳統(tǒng)通用數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)采用PC端軟件管理，如果相應(yīng)的工作人員流動(dòng)性比較大的話，較難做到隨時(shí)隨地對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行跟進(jìn)監(jiān)控，監(jiān)控受地域影響大，用戶參與性和實(shí)時(shí)交互性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)傳統(tǒng)通用數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)的高成本、難部署、難擴(kuò)展、用戶參與性和實(shí)時(shí)交互性差的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種基于微信公眾平臺(tái)的通用數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱微信通用監(jiān)控系統(tǒng)。 該系統(tǒng)利用監(jiān)控終端設(shè)備作為信息傳遞通道，使用戶能夠可視化地完成對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的采集以及對(duì)智能硬件的遠(yuǎn)程控制，從而使用戶不受地域限制地參與到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制過(guò)程之中，從而實(shí)現(xiàn)及時(shí)、便捷地對(duì)智能硬件及系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明，本實(shí)用新型采用技術(shù)方案如下：

一種基于微信公眾平臺(tái)的通用數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，包括智能硬件、監(jiān)控終端設(shè)備和云服務(wù)器模塊，所述智能硬件由處理器模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊和傳感器及相應(yīng)接口模塊組成,處理器模塊的通訊端與網(wǎng)絡(luò)通訊模塊相連，網(wǎng)絡(luò)通訊模塊通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與云服務(wù)器模塊、監(jiān)控終端設(shè)備無(wú)線連接，處理器模塊的采集端通過(guò)接口模塊與若干被采集與監(jiān)視的傳感器相連。

一種基于微信公眾平臺(tái)的通用數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，所述云服務(wù)器模塊由TCP服務(wù)器模塊、Web服務(wù)器模塊組成。

一種基于微信公眾平臺(tái)的通用數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，所述監(jiān)控終端設(shè)備包括PC電腦、手機(jī)或平板電腦。

一種基于微信公眾平臺(tái)的通用數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，所述網(wǎng)絡(luò)通訊模塊包括WiFi、2G、3G、4G和5G無(wú)線通訊模塊。

一種基于微信公眾平臺(tái)的通用數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，所述網(wǎng)絡(luò)通訊模塊為ESP8266模塊， 由集成的天線開(kāi)關(guān)、射頻 balun、功率放大器、低噪放大器、過(guò)濾器和電源管理模塊，內(nèi)置 Tensilica L106 32 位微型控制器 (MCU)，低功耗的網(wǎng)絡(luò)通訊模塊組成。

一種基于微信公眾平臺(tái)的通用數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，其特征是：所述溫濕度傳感器是已校準(zhǔn)的數(shù)字溫濕度傳感器DHT22，具有標(biāo)準(zhǔn)單總線接口。工作溫度范圍為-40 ℃～80 ℃。

通過(guò)采用上述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)越性：

1、 擴(kuò)大操作監(jiān)控用戶的地域流動(dòng)性，用戶或者操控人員只要接入互聯(lián)網(wǎng)就可以對(duì)微信通用監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行操控；

2、豐富、擴(kuò)大遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制的應(yīng)用領(lǐng)域，例如：智慧農(nóng)業(yè)、智能家居等領(lǐng)域均可使用此微信通用監(jiān)控系統(tǒng)方案；

3、與微信結(jié)合，更易于操作管理，并能及時(shí)獲取微信公眾號(hào)推送的系統(tǒng)信息；

4、數(shù)據(jù)關(guān)鍵處（TCP服務(wù)器模塊和智能硬件之間數(shù)據(jù)傳輸）加密處理，安全性高；

5、本發(fā)明采用云服務(wù)器，對(duì)于用戶的傳感器、待控制設(shè)備數(shù)量的增加部署，具備自適應(yīng)的彈性冗余適應(yīng)能力，從而降低成本、提高系統(tǒng)擴(kuò)展性；

6、此微信通用監(jiān)控系統(tǒng)提供權(quán)限管理，對(duì)于團(tuán)隊(duì)協(xié)作，將提供富有靈活性的管理和操作模式，從而提高工作效率。

附圖說(shuō)明

圖1：微信通用監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2：農(nóng)業(yè)大棚智能硬件及監(jiān)控終端設(shè)備關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3：智能電飯煲及監(jiān)控終端設(shè)備關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4：野外氣象站智能硬件及監(jiān)控終端設(shè)備關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1、2、3、4所示，一種基于微信公眾平臺(tái)的通用數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，包括智能硬件、監(jiān)控終端設(shè)備和云服務(wù)器模塊，所述智能硬件由處理器模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊和傳感器及相應(yīng)接口模塊組成,處理器模塊的通訊端與網(wǎng)絡(luò)通訊模塊相連，網(wǎng)絡(luò)通訊模塊通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與云服務(wù)器模塊、監(jiān)控終端設(shè)備無(wú)線連接，處理器模塊的采集端通過(guò)接口模塊與若干被采集與監(jiān)視的傳感器相連。

所述云服務(wù)器模塊由TCP服務(wù)器模塊、Web服務(wù)器模塊組成。

所述監(jiān)控終端設(shè)備包括PC電腦、手機(jī)或平板電腦。

所述網(wǎng)絡(luò)通訊模塊包括WiFi、2G、3G、4G和5G無(wú)線通訊模塊。

所述網(wǎng)絡(luò)通訊模塊為ESP8266模塊， 由集成的天線開(kāi)關(guān)、射頻 balun、功率放大器、低噪放大器、過(guò)濾器和電源管理模塊，內(nèi)置 Tensilica L106 32 位微型控制器 (MCU)，低功耗的網(wǎng)絡(luò)通訊模塊組成。

所述溫濕度傳感器是已校準(zhǔn)的數(shù)字溫濕度傳感器DHT22，具有標(biāo)準(zhǔn)單總線接口。工作溫度范圍為-40 ℃～80 ℃。

實(shí)施例1

農(nóng)業(yè)大棚溫濕度控制，一種基于微信公眾平臺(tái)的通用數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng),該實(shí)施例通過(guò)手機(jī)微信端對(duì)大棚內(nèi)溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程采集在手機(jī)微信端顯示，并通過(guò)手機(jī)微信端對(duì)農(nóng)業(yè)大棚的溫濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)；該實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)通訊模塊采用ESP8266模塊， 它是一款高度集成了天線開(kāi)關(guān)、射頻 balun、功率放大器、低噪放大器、過(guò)濾器和電源管理模塊，內(nèi)置 Tensilica L106 32 位微型控制器 (MCU)，低功耗的網(wǎng)絡(luò)通訊模塊。通過(guò)遠(yuǎn)程服務(wù)器連接、通訊。

該實(shí)施例使用的溫濕度傳感器是DHT22高精度溫濕度傳感器，它是已校準(zhǔn)的數(shù)字溫濕度傳感器，采用DHT22(AM2302)，標(biāo)準(zhǔn)單總線接口。該傳感器及相應(yīng)接口模塊負(fù)責(zé)微信通用監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集功能，可對(duì)范圍-40 ℃～80 ℃的溫度進(jìn)行測(cè)量。具體實(shí)施如下：

用戶開(kāi)通手機(jī)微信通用監(jiān)控系統(tǒng)微信公眾號(hào)，并通過(guò)微信API接口將監(jiān)控終端設(shè)備和智能硬件前臺(tái)操控模塊關(guān)聯(lián)起來(lái)，API接口關(guān)聯(lián)需要填寫(xiě)智能硬件前臺(tái)操控模塊處理接口地址。

用戶通過(guò)微信關(guān)注微信通用監(jiān)控系統(tǒng)微信公眾號(hào)成為微信通用監(jiān)控系統(tǒng)用戶，用戶的基本微信信息會(huì)通過(guò)微信公眾號(hào)API接口傳送至智能硬件前臺(tái)操控模塊保存至數(shù)據(jù)庫(kù)模塊用戶表。

用戶通過(guò)智能硬件前臺(tái)操控模塊對(duì)智能硬件進(jìn)行WiFi配網(wǎng)，使用微信的Airkiss技術(shù)，輸入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)WIFI密碼，連接網(wǎng)絡(luò)，智能硬件前臺(tái)操控模塊調(diào)用微信客戶端功能進(jìn)行配網(wǎng)功能實(shí)現(xiàn)，所述微信客戶端是騰訊移動(dòng)端微信。

用戶掃描二維碼形式的智能硬件編號(hào)、綁定智能硬件，將硬件信息綁定到微信公眾號(hào)用戶的微信號(hào)上，操作產(chǎn)生的數(shù)據(jù)經(jīng)監(jiān)控終端設(shè)備API接口傳送至智能硬件前臺(tái)操控模塊，由智能硬件前臺(tái)操控模塊處理后保存至數(shù)據(jù)庫(kù)模塊智能硬件表中，建立微信公眾號(hào)用戶微信號(hào)和智能硬件的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

當(dāng)大棚濕度過(guò)低時(shí)，可以向智能硬件發(fā)送噴水指令，智能硬件接收到該指令后，控制外圍設(shè)備向大棚內(nèi)噴出霧狀水，以提高大棚內(nèi)的濕度，其中操作命令以POST形式發(fā)送至TCP服務(wù)器。TCP服務(wù)器將接收到的命令解析并打包成二進(jìn)制命令，發(fā)送至智能硬件。

智能硬件將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)行相應(yīng)處理（例如從溫濕度傳感器處獲取濕度數(shù)值），處理完畢后返回操作結(jié)果，操作結(jié)果以二進(jìn)制形式傳回至TCP服務(wù)器;

TCP服務(wù)器收到數(shù)據(jù)包后進(jìn)行解包，生成的數(shù)據(jù)發(fā)送給智能硬件前臺(tái)操控模塊，智能硬件前臺(tái)操控模塊收到數(shù)據(jù)，解析后將相關(guān)信息通過(guò)監(jiān)控終端設(shè)備API接口發(fā)送至微信公眾號(hào)用戶微信號(hào)，同時(shí)更新智能硬件前臺(tái)操控模塊界面顯示信息。

實(shí)施例2

智能家居控制電飯煲開(kāi)啟，用戶開(kāi)通微信通用監(jiān)控系統(tǒng)微信公眾號(hào)，并通過(guò)微信API接口將監(jiān)控終端設(shè)備和智能硬件前臺(tái)操控模塊關(guān)聯(lián)起來(lái)，API接口關(guān)聯(lián)需要填寫(xiě)智能硬件前臺(tái)操控模塊處理接口地址（URL）、Token和EncodingAESKey。該操作在監(jiān)控終端設(shè)備設(shè)置完成。

用戶通過(guò)微信關(guān)注微信通用監(jiān)控系統(tǒng)微信公眾號(hào)成為微信通用監(jiān)控系統(tǒng)用戶，用戶的基本微信信息會(huì)通過(guò)微信公眾號(hào)API接口傳送至智能硬件前臺(tái)操控模塊保存至數(shù)據(jù)庫(kù)模塊用戶表。

用戶通過(guò)智能硬件前臺(tái)操控模塊對(duì)智能硬件進(jìn)行WiFi配網(wǎng)（使用微信的Airkiss技術(shù)，輸入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)WIFI密碼，連接網(wǎng)絡(luò)），智能硬件前臺(tái)操控模塊調(diào)用微信客戶端功能進(jìn)行配網(wǎng)功能實(shí)現(xiàn)，所述微信客戶端是騰訊移動(dòng)端微信。

用戶掃描二維碼形式的智能硬件編號(hào)、綁定智能硬件，將硬件信息綁定到微信公眾號(hào)用戶的微信號(hào)上，操作產(chǎn)生的數(shù)據(jù)經(jīng)監(jiān)控終端設(shè)備API接口傳送至智能硬件前臺(tái)操控模塊，由智能硬件前臺(tái)操控模塊處理后保存至數(shù)據(jù)庫(kù)模塊智能硬件表中，建立微信公眾號(hào)用戶微信號(hào)和智能硬件的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

電飯煲里提前放入符合煮飯要求且調(diào)配好的食材。

進(jìn)入智能硬件前臺(tái)操控模塊的智能硬件電飯煲管理界面，在此界面可以遠(yuǎn)程對(duì)所綁定的電飯煲進(jìn)行操作，例如開(kāi)啟即時(shí)煮飯開(kāi)關(guān)、關(guān)閉煮飯開(kāi)關(guān)、定時(shí)開(kāi)啟煮飯開(kāi)關(guān)，其中操作命令被打包以POST形式通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至TCP服務(wù)器。TCP服務(wù)器將接收到的命令解析并打包成二進(jìn)制命令發(fā)送至智能硬件。

智能硬件將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解包，根據(jù)解包后獲取到的命令進(jìn)行相應(yīng)處理，例如打開(kāi)煮飯開(kāi)關(guān)，處理完畢后返回操作結(jié)果，操作結(jié)果以二進(jìn)制形式傳回至TCP服務(wù)器。

TCP服務(wù)器收到數(shù)據(jù)包后進(jìn)行解包，生成的數(shù)據(jù)發(fā)送給智能硬件前臺(tái)操控模塊，智能硬件前臺(tái)操控模塊收到數(shù)據(jù)，解析后將相關(guān)信息通過(guò)監(jiān)控終端設(shè)備API接口發(fā)送至微信公眾號(hào)用戶微信號(hào)，同時(shí)更新智能硬件前臺(tái)操控模塊界面顯示信息。

該實(shí)例極大的方便了我們的生活，在外面任何一個(gè)可以接入互聯(lián)網(wǎng)的地方，就可以發(fā)出煮飯命令進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，回到家后飯就已經(jīng)煮好了。

實(shí)施例3

野外氣象站數(shù)據(jù)采集 ，當(dāng)智能硬件工作在野外偏遠(yuǎn)地區(qū)沒(méi)有WiFi熱點(diǎn)信號(hào)覆蓋的環(huán)境下時(shí)的實(shí)施。該實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)通訊模塊可以采用GPRS或2G或3G或4G模塊或其他移動(dòng)通訊技術(shù)模塊。通過(guò)這幾種模塊只需插入SIM卡即可通過(guò)移動(dòng)無(wú)線使智能硬件連接至互聯(lián)網(wǎng)。

用戶掃描二維碼形式的智能硬件編號(hào)、綁定智能硬件，將硬件信息綁定到微信公眾號(hào)用戶的微信號(hào)上，操作產(chǎn)生的數(shù)據(jù)經(jīng)監(jiān)控終端設(shè)備API接口傳送至智能硬件前臺(tái)操控模塊，由智能硬件前臺(tái)操控模塊處理后保存至數(shù)據(jù)庫(kù)模塊智能硬件表中，建立微信公眾號(hào)用戶微信號(hào)和智能硬件的關(guān)聯(lián)關(guān)系。智能硬件接入溫濕度傳感器、氣壓傳感器、光照度傳感器、風(fēng)速傳感器和和PM2.5傳感器，可以采集監(jiān)測(cè)目標(biāo)氣象站所在區(qū)域的溫度、濕度、氣壓、光照、風(fēng)力風(fēng)量、PM2.5等數(shù)據(jù)。

進(jìn)入智能硬件前臺(tái)操控模塊的智能硬件氣象站管理界面，在此界面可以遠(yuǎn)程對(duì)所綁定的氣象站進(jìn)行監(jiān)控。例如監(jiān)控溫度信息，其中操作命令被打包成，并以POST形式通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至TCP服務(wù)器。

TCP服務(wù)器將接收到的命令解析并打包成二進(jìn)制命令發(fā)送至智能硬件，智能硬件將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解包，根據(jù)解包后獲取到的命令進(jìn)行相應(yīng)處理，例如獲取溫度傳感器溫度采集信息，處理完畢后返回操作結(jié)果，操作結(jié)果以二進(jìn)制形式傳回至TCP服務(wù)器;

TCP服務(wù)器收到數(shù)據(jù)包后進(jìn)行解包，生成的數(shù)據(jù)發(fā)送給智能硬件前臺(tái)操控模塊;智能硬件前臺(tái)操控模塊收到數(shù)據(jù)，解析后將相關(guān)信息通過(guò)監(jiān)控終端設(shè)備API接口發(fā)送至微信公眾號(hào)用戶微信號(hào)，同時(shí)更新智能硬件前臺(tái)操控模塊界面顯示信息，例如：溫度信息。

以上詳細(xì)的解釋了本實(shí)用新型設(shè)計(jì)以及使用方法，在符合以上實(shí)施方式所示原理的基礎(chǔ)上，可以衍生出各種改變，包括在傳感器類型、控制方式上等設(shè)計(jì)變化。公開(kāi)本實(shí)用新型的目的旨在保護(hù)本本實(shí)用新型范圍內(nèi)的一切變化和改進(jìn)，本實(shí)用新型并不局限于以下所列舉的實(shí)施方式， 而由此所引申出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。