【摘 要】
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随着物联网技术和人工智能语音技术的蓬勃发展,为科研设备远程控制智能化指明了发展方向。研究人员在实际光纤链路中进行科研实验时,各个设备分布在全国各地的机房里,主要存在如下问题:地域障碍、实时获取设备工作状态及各种重要参数（如进入设备前的功率,当前信号质量,波形图,温度等）。因此,设计和研发适用于光纤时频传递中继的智能化系统对高效管理分布在不同地域的设备具有重要的意义。本课题针对传统设备控制智能化程度
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随着物联网技术和人工智能语音技术的蓬勃发展,为科研设备远程控制智能化指明了发展方向。研究人员在实际光纤链路中进行科研实验时,各个设备分布在全国各地的机房里,主要存在如下问题:地域障碍、实时获取设备工作状态及各种重要参数（如进入设备前的功率,当前信号质量,波形图,温度等）。因此,设计和研发适用于光纤时频传递中继的智能化系统对高效管理分布在不同地域的设备具有重要的意义。本课题针对传统设备控制智能化程度低和成本高等问题,基于物联网技术和人工智能语音技术,设计开发了一套基于光纤时频传递中继的智能值守系统。系统以物联网技术感知机房设备实时信息为基础,着力于解决智能化控制问题,设计实现了设备终端控制平台、数据服务中心平台和设备远程控制平台三个部分。该系统可以实时掌握分布在不同地域的设备工作状况等信息,并可以在设备终端直接对设备进行手动操作和管理、或者通过Web控制系统、微信小程序、语音交互系统对设备进行远程控制管理。本文的主要研究内容以及所做的工作如下:1.设备终端控制平台的设计实现。该平台集成了设备信息采集系统和设备控制系统。其中设备采集系统主要是驱动传感器和各种功能模块对设备机箱内部和链路信息进行采集,核心器件是树莓派,驱动华为4G模块,结合贴片天线来搭建无线网络,并通过无线网络传输至数据服务中心,网络部分包括开机自动连网,断网检测和断网自动重连等功能;设备控制系统主要是将采集系统采集到的数据信息展示于界面上,界面采用PyQt开发的,可以直接通过触摸设备界面对设备进行控制。同时,系统具有短信预警功能,当设备出现温度过高或与数据服务中心断开连接的情况时,工作人员将会收到预警短信。2.系统数据服务中心平台的设计实现。该平台在系统设计过程中经历了借助阿里云物联网平台、自定义搭建Socket服务器和MQTT服务器三个阶段,逐个阶段递进,经长时间测试比较后,最终决定采用MQTT物联网协议搭建服务器来作为数据服务中心平台。数据服务中心平台运行于腾讯云服务器中,向系统设备控制终端和远程控制平台部分提供接口服务,处理来自系统控制终端、Web控制界面、微信小程序和语音交互系统平台的请求服务,收发各平台数据,并将关键性数据信息存储于Mysq1数据库中。3.设备远程控制平台的设计实现。该平台主要分为Web控制系统、系统微信小程序及语音交互系统三个部分。Web控制系统部分是基于PHP、HTML、CSS、JavaScript程序语言实现的,前端采用Ajax技术、表单等方式与后端接口进行数据交互,系统对用户登录、登录拦截、免输入登录、实时检测、设备控制、操作提示、高温及连接断开预警等功能进行了设计实现。系统微信小程序部分使用微信官方的微信开发者工具开发设计的,设计了微信小程序端各控制功能页面,来实现对终端设备实时控制。语音交互系统部分是借助语音识别模块和语音合成播报模块实现的,关键在于最大限度地挖掘模块的功能,才能更好地服务于智能值守系统,最终可通过下达语音指令对设备进行控制,并且具有语音询问功能,可询问设备的工作状态等参数。设计的智能值守系统已经在实验室中投入使用,基本满足实际需求,系统运行稳定,工作人员反馈良好。
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