使用谷歌圖表在網(wǎng)頁(yè)上可視化無(wú)線傳感器數(shù)據(jù)

描述

圖表、折線圖、餅圖等是可視化和分析傳感器數(shù)據(jù)的交互式方式。在本博客中，我們將重點(diǎn)介紹如何使用 Google 圖表來(lái)可視化無(wú)線振動(dòng)和溫度傳感器數(shù)據(jù)。這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以幫助我們?cè)谠缙诠收?a target='_blank' class='arckwlink_none'>檢測(cè)和消除機(jī)器退化的可能性后采取必要的可能步驟。我們?cè)谥暗牟┛椭锌吹綗o(wú)線振動(dòng)和溫度傳感器如何服務(wù)于不同的應(yīng)用，并幫助我們檢測(cè)故障和機(jī)器中的不規(guī)則振動(dòng)。

在此博客中，我們將從網(wǎng)關(guān)設(shè)備提供網(wǎng)頁(yè)，并將使用 Google Charts 監(jiān)控傳感器數(shù)據(jù)。在這里，我們將學(xué)習(xí)以下內(nèi)容：

• 無(wú)線振動(dòng)和溫度傳感器
• 硬件設(shè)置
• 使用無(wú)線網(wǎng)關(guān)設(shè)備收集數(shù)據(jù)
• 使用這些傳感器進(jìn)行振動(dòng)分析。
• 如何使用 ESP32 Asyncwebserver 制作網(wǎng)頁(yè)并提供服務(wù)。
• 在網(wǎng)頁(yè)中加載谷歌圖表。

硬件和軟件規(guī)格

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軟件規(guī)范

• 谷歌圖表 API
• Arduino IDE

硬件規(guī)格

• ESP32
• 無(wú)線溫度和振動(dòng)傳感器
• Zigmo 網(wǎng)關(guān)接收器

檢查機(jī)器振動(dòng)的指南

上一篇博客《感應(yīng)電機(jī)的機(jī)械振動(dòng)分析》中提到過(guò)。為了區(qū)分故障和故障識(shí)別振動(dòng)，需要遵循某些準(zhǔn)則。對(duì)于短暫的轉(zhuǎn)速頻率是其中之一。轉(zhuǎn)速頻率是不同故障的特征。

• 0.01g 或更少 - 狀況良好- 機(jī)器正常工作。
• 0.35g 或更少 - 狀況良好。機(jī)器工作正常。除非機(jī)器有噪音，否則無(wú)需采取任何措施。可能存在轉(zhuǎn)子偏心故障。
• 0.75g 或更多 - 粗糙條件- 需要檢查電機(jī)，如果機(jī)器噪音太大，可能存在轉(zhuǎn)子偏心故障。
• 1g 或更多 - 非常粗糙的條件- 電機(jī)可能存在嚴(yán)重故障。故障可能是由于軸承故障或鋼筋彎曲造成的。檢查噪音和溫度
• 1.5g 或更多 - 危險(xiǎn)級(jí)別- 需要修理或更換電機(jī)。
• 2.5g 或更多 - 重度- 立即關(guān)閉機(jī)器。

獲取振動(dòng)傳感器值

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我們從傳感器獲得的振動(dòng)值以英里為單位。這些由以下值組成。

• RMS 值- 沿所有三個(gè)軸的均方根值。峰峰值可以計(jì)算為

峰峰值 = RMS 值/0.707

• 最小值- 沿所有三個(gè)軸的最小值
• 最大值- 沿所有三個(gè)軸的峰峰值。可以使用此公式計(jì)算 RMS 值

RMS 值 = 峰峰值 x 0.707

• 早些時(shí)候，當(dāng)電機(jī)狀況良好時(shí)，我們得到的值約為 0.002g。但是當(dāng)我們?cè)谟泄收系碾姍C(jī)上嘗試時(shí)，我們檢查的振動(dòng)約為 0.80g 到 1.29g。故障電機(jī)的轉(zhuǎn)子偏心度很高。因此，我們可以使用振動(dòng)傳感器提高電機(jī)的容錯(cuò)能力。

使用 ESP32 AsyncwebServer 提供網(wǎng)頁(yè)

首先，我們將使用 ESP32 托管一個(gè)網(wǎng)頁(yè)。要托管網(wǎng)頁(yè)，我們只需要按照以下步驟操作：

• 克隆或下載ESPAsyncWebServer庫(kù)。
• ESPAsyncWebServer 庫(kù)需要AsyncTCP才能運(yùn)行。
• 包括庫(kù)頭文件。

#include "ESPAsyncWebServer.h"

• 然后初始化一個(gè) Web Server 類的對(duì)象，它將端口作為參數(shù)。

AsyncWebServer server(80);

• 現(xiàn)在使用任何文本編輯器創(chuàng)建一個(gè) HTML 網(wǎng)頁(yè)，在我們的例子中我們使用的是 notepad++。要了解有關(guān)創(chuàng)建網(wǎng)頁(yè)的更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)此博客。在此網(wǎng)頁(yè)中，我們調(diào)用谷歌圖表 API 將傳感器值提供給圖表。此網(wǎng)頁(yè)托管在根網(wǎng)頁(yè)上。您可以在此處找到 HTML 網(wǎng)頁(yè)代碼。
• 將網(wǎng)頁(yè)存儲(chǔ)在 SPIFFS 中。
• 然后發(fā)送服務(wù)器請(qǐng)求以使用 server.on() 在 root 和其他 URL 中打開(kāi)網(wǎng)頁(yè)。

server.on("/", HTTP_GET, [](AsyncWebServerRequest *request){    request->send(SPIFFS, "/testFinal1.html", "text/html");  });

• 然后使用server.begin() 啟動(dòng)服務(wù)器

使用 ThingSpeak MQTT 發(fā)布和訂閱

• 發(fā)布到頻道供稿channels//publish/
• 發(fā)布到特定字段channels//publish/fields//
• 訂閱頻道字段channels//subscribe/ /
• 訂閱私人頻道 feed channels//subscribe/fields//
• 訂閱頻道的所有字段。頻道//subscribe/fields//

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數(shù)據(jù)可視化

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Google Charts 提供了一種非常有效的方式來(lái)可視化您的網(wǎng)站或靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)上的數(shù)據(jù)。從簡(jiǎn)單的折線圖到復(fù)雜的分層樹狀圖，谷歌圖表庫(kù)提供了大量即用型圖表類型。

在這里，我們制作了一個(gè)用戶界面來(lái)使用谷歌圖表分析傳感器數(shù)據(jù)。它的工作原理如下。

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• 在網(wǎng)絡(luò)瀏覽器上打開(kāi)本地 WiFi IP。網(wǎng)頁(yè)在此 IP 上提供。
• 從下拉列表中選擇傳感器類型。列表中有不同的傳感器可用。
• 然后為電子郵件通知或移動(dòng)通知?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)事件。使用 IFTTT。要了解有關(guān) IFTTT 和 webhook 以及設(shè)置的更多信息，請(qǐng)參閱此博客。
• 然后點(diǎn)擊提交按鈕。點(diǎn)擊提交按鈕后，該函數(shù)將調(diào)用 Thingspeak API。它以 JSON 格式從事物中提取傳感器讀數(shù)。這個(gè) JSON 數(shù)據(jù)將被解析以獲得真實(shí)的振動(dòng)值。
• 該圖表將顯示在網(wǎng)頁(yè)的左側(cè)。

振動(dòng)警報(bào)的電子郵件通知

我們正在使用 IFTTT 小程序向用戶提供實(shí)時(shí)天氣報(bào)告電子郵件通知。有關(guān) IFTTT 設(shè)置的更多信息，您可以瀏覽此博客。所以，我們已經(jīng)通過(guò) ThingSpeak 實(shí)現(xiàn)了它。每當(dāng)機(jī)器中發(fā)生溫度變化時(shí)，我們都會(huì)向用戶發(fā)送電子郵件通知。它將觸發(fā)電子郵件通知“多么美好的一天”。每天上午 10:00 左右（IST），我們將收到一封電子郵件通知

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