基於物聯網的自動氮吹儀

基於物聯網的自動氮吹儀摘要：介紹基於物聯網的自動氮吹儀的工作原理，硬體組成和軟體構架，以及原型機。

圖1工作原理示意圖2.硬體組成自動氮吹儀硬體組成如圖2所示：主要包括主控制器、流量控制模塊、雙漩渦裝置、液位感測器模塊、電源模塊和APP終端。流量控制模塊負責控制氮氣的壓力和流量。雙漩渦裝置負責將氮氣轉換成雙漩渦氣流，控制吹向液面的切入角。液位感測器負責向主控器傳送液位信號。電源模塊主要負責電壓轉換和電流驅動。APP終端負責軟體操作，顯示氮吹儀狀態。

圖2硬體組成結構圖3.軟體構架自動氮吹儀軟體構架如圖3所示：主要包括設備端和客戶端[5]。設備端基於Arduino平台，網路通訊採用機智雲的GAgent，MCU代碼自動生成；客戶端採用機智雲APP開源框架，封裝AndroidSDK。設備端和客戶端通過機智雲進行遠程交互或直接通過區域網進行交互。

圖3.軟體構架圖4.原型機原型機開發流程如圖4所示：首先註冊一個機智雲開發者賬號，在機智雲開發者中心點擊「創建新產品」後輸入自動氮吹儀，以及選擇自動氮吹儀接入方案為MCUArduino，完成「新產品」的創建。接著創建自動氮吹儀的數據點，數據點是一個產品的重要屬性，明確產品功能是產品智能化的第一步，自動氮吹儀定義了繼電器控制和感測器狀態兩個數據點。

圖4.原型機開發流程硬體方面，原型機主控器採用物聯網硬體機智雲Git3.0模塊，液位感測器採用電容感測，一種是貼片電容感測器，一種是柱式電容感測，靜態測試後採用貼片式電容感測器。貼片式電容感測器型號為XXC-Y26-V，輸入為5-24V，輸出為高低電平；流量控制採用節流閥和電磁閥，節流閥調節流量大小，電磁閥結合繼電器驅動模塊控制氣路打開與閉合。

圖5.氮吹儀APP功能圖5.結語原型機採用機智雲Git3.0硬體開發套裝和貼片式電容感測器，基本能實現自動濃縮功能。採用的貼片式電容感測器，抗干擾能力差，原型機無加熱裝置，濃縮過程管壁有冷凝水產生，靜態測試判斷終點1mL以內，動態測試效果不佳，下一步考慮採用機器視覺進行液位控制[6,7]，增加加熱裝置和尾氣回收裝置，並計劃對機智雲Git3.0硬體和軟體進行二次開發。

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