《基于ECharts的“绿色车间”监控可视化研究》-工学论文，计算机论文-论文范文参考-科学狗论文网

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基于ECharts的“绿色车间”监控可视化研究

范文

郑菲陈晓凤谢豆刘文军

摘要：随着经济发展方式的转变和物联网、云计算和人工智能技术的发展，传统生产车间逐渐开始向“绿色车间”转变。“绿色车间”监控可视化系统是一种基于ECharts的车间大数据可视化服务平台，采用Spring Boot实现业务分层，采用Ajax实现后端动态数据加载。通过ECharts实现对工厂情况监测、设备状态控制、室温数据读取、气体浓度统计分析等功能的动态可视化呈现，为工厂提供更具有绿色、安全、节能的生产工作环境。

关键词：绿色车间;监控平台;数据可视化;ECharts

中图分类号：TP399 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）18-0221-03

開放科学（资源服务）标识码（OSID）：

1 引言

绿色车间监测系统是以生产车间安全、高效、节能为设计目标，综合运用物联网技术、软件开发和云计算大数据技术，融合软硬件开发和设计，实现车间智能化监控的信息系统。采集的车间数据通过分析和合理的可视化手段进展展示能够方便用户查看历史数据及实时数据。相关文献给出了智能车间监测的前端实现方法。文献[1]通过百度ECharts的特点及使用方法并分析在数据可视化中的应用，文献[2-4]探索了ECharts平台的可视化开发方法，展示了结合Ajax技术实现动态数据绘制，文献[5]中介绍了可视化监控系统需求分析，数据的实时采集、分析和处理是可视化检测的重要流程。

车间智能监控系统提供了良好的人机交互与展示界面，通过系统可以实现远程监控。用户可以设置环境质量标准，通过可视化界面远程查看设备是否关闭，实现远程控制（设备）开关。同时，可视化图表梳理数据，更容易洞察数据效益，提升管理水平。基于ECharts丰富的图表展示获取车间的各种参数指标，可以直观的反映出工厂实时情况，使管理者更好统筹工厂的生产经营状况，有助于提升科学决策水平。

系统可视化呈现综合使用Vue和ECharts技术，Vue的使用实现了前后端分离，在代码上做到更好的控制和流畅，ECharts的使用提供了丰富的交互功能和直观生动可视化效果。在数据流方面，前端通过Ajax技术异步调用方式动态读取数据库，将数据以仪表盘、柱形图等各种图形界面呈现在页面中。此外，为了提升开发效率，通过第三方视频平台接人视频流，将工厂实时监控接人平台。利用视觉对图形、颜色的快速感知，为用户提供更高效的信息获取方式。

2 相关技术

2.1 ECharts

ECharts是一款流行的开源可视化图表设计工具，由百度公司推出，具有易于使用，轻便灵活，表现力强等典型特点。ECharts的使用首先在官网上选择合适的下载版本，随后引入echarts文件，即。其次，绘制一个简单的图表，即准备一个DOM容器，如

。最后，编写Javas-cript脚本，通过该脚本完成以下工作，其绘制过程如图l所示。

2.2 Vue技术

Vue是一种基于JavaScript的用于构建分层开发中构建Web页面的渐进式框架。Vue采用自底向上的设计思想，特别关注视图层，通过与其他第三方框架组合使用，提供快速构建前端页面的能力。Vue的使用首先推荐在浏览器上下载VueDevtools，在运行出问题的时候可以在界面上更好的审查和调试。由于Vue项目依赖node.js npm需要先安装，再安装Vue，即cnpm install -g vue-cli，这里的安装使用了淘宝镜像来加快安装速度。最后通过vue init webpack my-vue完成项目创建。

2.3 Ajax技术

Ajax是一种广泛使用的用于创建快速动态交互式网页的技术。Ajax提供异步通信功能，实现高效的数据请求和传递，在前台页面和后台服务器之间进行数据交换，在不重新加载整个网页情况下进行网页部分更新，以此提供良好的用户体验。其主要工作流程如图2所示下：

3 系统设计

3.1 功能设计

该数据平台功能包括实时运行工况、在线操作设备、现场监测和环境监测，其中在线操作可控制通风扇、声光报警器、照明灯等设备开关以及查看摄像头等设备所在状态;现场监测包括视频数据及气体流量传感器、压力传感器、位移传感器、温度传感器、测速传感器、角度传感器、液位传感器等设备信息;环境监测则包括车间中温湿度传感器、可燃性气体传感器、光照传感器、PM2.5等数据信息。具体如图3所示。

这些功能通过仪表盘、数据集、象柱状图等多种方式呈现，提供给用户一种友好的交互界面。

3.2 数据调用

本文“绿色车间”监控可视化服务平台基于Spring Boot框架开发，采用前后端分离模式使对服务器的压力减小到最小，后台错误也不会直接影响到前台，这种前后端各尽其职能最大程度上减少开发难度，降低维护成本。采集的车间数据需要长久保存以方便进行即时查询访问和后期的趋势分析，根据实际需要可以采用关系型数据库，如SQL Server.或文件式数据库，如JSon。在视图层组合使用Ajax和ECharts来实现前后端数据的交互并完成各种图表的页面呈现。此系统数据采集节点实现方法分三类：

1.NB-IoT数据采集节点，适合于对于需要远程进行数据统计监控，且传输的数据量不高的情况，如仪表类监测。直接把数据发送到华为OceanConnect平台，再把数据转发到自定义服务器平台。

2.RS485、Zigbee数据采集节点，主要采集环境监测传感器的数据，将采集到的数据按照统一的数据通讯协议进行封装后传送到智能网关，最后传输到数据平台。

3.视频影像数据节点，主要获取车间设备实时运转和环境影像数据。通过4G/5G等方式进行传输。特别地，在本地完成数据的预处理以降低通信开销。

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