油位監(jiān)測開源硬件

描述

概述：

設(shè)備故障會(huì)對制造業(yè)的業(yè)務(wù)造成巨大影響。保持生產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn)至關(guān)重要。發(fā)生這種情況的原因之一是油位不足。有時(shí)油不在庫存中，需要幾天時(shí)間才能買到。該系統(tǒng)監(jiān)控油位并向用戶指示油位是否低于特定油位。系統(tǒng)后端使用 Azure IOT 流分析并顯示石油消耗趨勢。它可用于預(yù)測性維護(hù)。該系統(tǒng)還可以判斷是否存在可能由潛在泄漏或其他問題引起的油耗異常。

建筑學(xué)：

該系統(tǒng)包括一個(gè)連接到 Raspberry Pi 的力傳感器。樹莓派上的維護(hù)引擎會(huì)定期檢查傳感器測量的重量。它會(huì)將重量通知給 UWP App 和 Azure。UWP 應(yīng)用將在屏幕上顯示關(guān)卡。在 Azure 上，IOT 套件將使用遙測數(shù)據(jù)并定義將根據(jù)油位向 Raspberry Pi 發(fā)送消息的業(yè)務(wù)規(guī)則。Raspberry Pi 上的維護(hù)引擎將監(jiān)聽消息并將其傳輸?shù)綉?yīng)用程序以顯示給用戶。關(guān)鍵消息還將激活硬件上的 LED。

• 為了使其更加健壯，維護(hù)引擎還具有通知應(yīng)用程序的本地邏輯。如果互聯(lián)網(wǎng)連接失敗，這是一個(gè)備份。
• 傳感器與電位器耦合，而不是固定電阻器。這可以在現(xiàn)場進(jìn)行微調(diào)。

約束：

該系統(tǒng)旨在僅測量油的重量，并且可以在未來擴(kuò)展以進(jìn)行詳細(xì)的油分析。該系統(tǒng)還可以擴(kuò)展為發(fā)送推送通知并與公司的采購系統(tǒng)集成。

構(gòu)建系統(tǒng)：

該項(xiàng)目包括使用 Raspberry Pi、UWP 應(yīng)用程序構(gòu)建硬件以及使用 Azure IOT 套件創(chuàng)建后端分析解決方案。

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Hardware:

力傳感器 FSR402 是一種模擬設(shè)備。MCP3208 用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。連接 FSR402 和電位器后，按照以下步驟連接 MCP3208。

• MCP3208：樹莓派 2 或 3 上的 VDD - 3.3V
• MCP3208：VREF - Raspberry Pi 2 或 3 上的 3.3V
• MCP3208：AGND - Raspberry Pi 2 或 3 上的 GND
• MCP3208：CLK - Raspberry Pi 2 或 3 上的“SPI0 SCLK”
• MCP3208：Dout - Raspberry Pi 2 或 3 上的“SPI0 MISO”
• MCP3208：Din - Raspberry Pi 2 或 3 上的“SPI0 MOSI”
• MCP3208：CS/SHDN - Raspberry Pi 2 或 3 上的“SPI0 CS0”
• MCP3208：DGND - Raspberry Pi 2 或 3 上的 GND
• MCP3208：CH0——電位器抽頭引腳

這將連接傳感器。將 LED 和電阻連接到 GPIO4 以指示關(guān)鍵更改。

Azure 物聯(lián)網(wǎng)套件：

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Azure IOT 套件提供用于創(chuàng)建后端的模板化解決方案。

過程很簡單。

1. 轉(zhuǎn)到Azure IOTsuite 門戶并登錄

2. 單擊創(chuàng)建新解決方案。

3. 選擇遠(yuǎn)程監(jiān)控解決方案。創(chuàng)建它需要一段時(shí)間。

4. 使用模擬設(shè)備創(chuàng)建解決方案。您可以轉(zhuǎn)到“設(shè)備”選項(xiàng)卡并刪除這些設(shè)備。

5. 點(diǎn)擊添加設(shè)備，選擇自定義設(shè)備

6. 創(chuàng)建設(shè)備后，記下設(shè)備 ID、IoT 中心主機(jī)名和設(shè)備密鑰的值。

UWP 應(yīng)用程序：

UWP 應(yīng)用程序的代碼可以從 Github 下載。

根據(jù)從 Azure IOT Suite AzureWeightSensor.cs獲得的值更新 UWP 應(yīng)用中的以下值

OilAlertDeviceID 使用 IOT 解決方案 AzureConnector.cs中的設(shè)備 ID 進(jìn)行更新

使用 IOT 解決方案中的 IoT 中心主機(jī)名進(jìn)行更新。HostName

使用 IOT 解決方案中的設(shè)備密鑰進(jìn)行更新。DeviceKey

打開 Cloud Explorer 并使用您的帳戶進(jìn)行連接。

打開DocumentDB 對應(yīng)的設(shè)備。

在 JSON 文件中，更新遙測部分如下：

"Telemetry": [     
{       
"Name": "Weight",       
"DisplayName": "Weight",       
"Type": "double"     
}   
],

這定義了儀表板的遙測參數(shù)。

使用 Visual Studio 在 Raspberry Pi 上部署應(yīng)用程序。

在應(yīng)用程序中，單擊開始按鈕。當(dāng)您在力傳感器上施加和減少壓力時(shí)，它應(yīng)該反映在應(yīng)用程序以及遙測儀表板中。

（注意：只有在傳感器邊界內(nèi)施加力時(shí)才能識(shí)別力。）

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