使用谷歌图表在网页上可视化无线传感器数据

描述

图表、折线图、饼图等是可视化和分析传感器数据的交互式方式。在本博客中，我们将重点介绍如何使用 Google 图表来可视化无线振动和温度传感器数据。这些统计数据可以帮助我们在早期故障检测和消除机器退化的可能性后采取必要的可能步骤。我们在之前的博客中看到无线振动和温度传感器如何服务于不同的应用，并帮助我们检测故障和机器中的不规则振动。

在此博客中，我们将从网关设备提供网页，并将使用 Google Charts 监控传感器数据。在这里，我们将学习以下内容：

• 无线振动和温度传感器
• 硬件设置
• 使用无线网关设备收集数据
• 使用这些传感器进行振动分析。
• 如何使用 ESP32 Asyncwebserver 制作网页并提供服务。
• 在网页中加载谷歌图表。

硬件和软件规格

 

软件规范

• 谷歌图表 API
• Arduino IDE

硬件规格

• ESP32
• 无线温度和振动传感器
• Zigmo 网关接收器

检查机器振动的指南

上一篇博客《感应电机的机械振动分析》中提到过。为了区分故障和故障识别振动，需要遵循某些准则。对于短暂的转速频率是其中之一。转速频率是不同故障的特征。

• 0.01g 或更少 - 状况良好- 机器正常工作。
• 0.35g 或更少 - 状况良好。机器工作正常。除非机器有噪音，否则无需采取任何措施。可能存在转子偏心故障。
• 0.75g 或更多 - 粗糙条件- 需要检查电机，如果机器噪音太大，可能存在转子偏心故障。
• 1g 或更多 - 非常粗糙的条件- 电机可能存在严重故障。故障可能是由于轴承故障或钢筋弯曲造成的。检查噪音和温度
• 1.5g 或更多 - 危险级别- 需要修理或更换电机。
• 2.5g 或更多 - 重度- 立即关闭机器。

获取振动传感器值

 

 

 

 

 

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我们从传感器获得的振动值以英里为单位。这些由以下值组成。

• RMS 值- 沿所有三个轴的均方根值。峰峰值可以计算为

峰峰值 = RMS 值/0.707

• 最小值- 沿所有三个轴的最小值
• 最大值- 沿所有三个轴的峰峰值。可以使用此公式计算 RMS 值

RMS 值 = 峰峰值 x 0.707

• 早些时候，当电机状况良好时，我们得到的值约为 0.002g。但是当我们在有故障的电机上尝试时，我们检查的振动约为 0.80g 到 1.29g。故障电机的转子偏心度很高。因此，我们可以使用振动传感器提高电机的容错能力。

使用 ESP32 AsyncwebServer 提供网页

首先，我们将使用 ESP32 托管一个网页。要托管网页，我们只需要按照以下步骤操作：

• 克隆或下载ESPAsyncWebServer库。
• ESPAsyncWebServer 库需要AsyncTCP才能运行。
• 包括库头文件。

#include "ESPAsyncWebServer.h"

• 然后初始化一个 Web Server 类的对象，它将端口作为参数。

AsyncWebServer server(80);

• 现在使用任何文本编辑器创建一个 HTML 网页，在我们的例子中我们使用的是 notepad++。要了解有关创建网页的更多信息，请访问此博客。在此网页中，我们调用谷歌图表 API 将传感器值提供给图表。此网页托管在根网页上。您可以在此处找到 HTML 网页代码。
• 将网页存储在 SPIFFS 中。
• 然后发送服务器请求以使用 server.on() 在 root 和其他 URL 中打开网页。

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

• 然后使用server.begin() 启动服务器

使用 ThingSpeak MQTT 发布和订阅

• 发布到频道供稿channels//publish/
• 发布到特定字段channels//publish/fields//
• 订阅频道字段channels//subscribe/ /
• 订阅私人频道 feed channels//subscribe/fields//
• 订阅频道的所有字段。频道//subscribe/fields//

 

 

 

 

 

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数据可视化

 

 

 

 

 

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Google Charts 提供了一种非常有效的方式来可视化您的网站或静态网页上的数据。从简单的折线图到复杂的分层树状图，谷歌图表库提供了大量即用型图表类型。

在这里，我们制作了一个用户界面来使用谷歌图表分析传感器数据。它的工作原理如下。

 

 

• 在网络浏览器上打开本地 WiFi IP。网页在此 IP 上提供。
• 从下拉列表中选择传感器类型。列表中有不同的传感器可用。
• 然后为电子邮件通知或移动通知创建一个事件。使用 IFTTT。要了解有关 IFTTT 和 webhook 以及设置的更多信息，请参阅此博客。
• 然后点击提交按钮。点击提交按钮后，该函数将调用 Thingspeak API。它以 JSON 格式从事物中提取传感器读数。这个 JSON 数据将被解析以获得真实的振动值。
• 该图表将显示在网页的左侧。

振动警报的电子邮件通知

我们正在使用 IFTTT 小程序向用户提供实时天气报告电子邮件通知。有关 IFTTT 设置的更多信息，您可以浏览此博客。所以，我们已经通过 ThingSpeak 实现了它。每当机器中发生温度变化时，我们都会向用户发送电子邮件通知。它将触发电子邮件通知“多么美好的一天”。每天上午 10:00 左右（IST），我们将收到一封电子邮件通知