工业级抗电磁干扰！弹药库房温湿度系统，复杂环境下稳定运行不 “掉链”

弹药库房温湿度监控系统方案

 

 

捣药库房温湿度监控系统监控室

一、方案背景

弹药作为特殊物资，其储存环境对温湿度有着严格要求。适宜的温湿度能有效保障弹药性能稳定，防止弹药因温湿度异常出现变质、失效等问题，进而确保弹药储存安全与使用可靠性。因此，构建一套科学、高效的弹药库房温湿度监控系统具有重要意义。

二、现状分析

目前部分弹药库房仍采用传统的人工巡检方式监测温湿度，该方式存在诸多弊端。一方面，人工巡检频率有限，无法实现 24 小时实时监控，难以及时发现温湿度的细微变化和突发异常情况；另一方面，人工记录数据易出现误差，数据的准确性和完整性难以保障，且后续数据查询、分析和追溯难度较大，不利于对弹药储存环境进行长期有效的管理和评估。

三、系统设计目标

1. 实现对弹药库房内温湿度的 24 小时实时、连续监测，准确采集温湿度数据，监测精度满足弹药储存要求（温度误差不超过 ±0.5℃，湿度误差不超过 ±3% RH）。

2. 当温湿度数据超出预设阈值时，系统能及时发出声光报警、短信报警、APP 推送报警等多种形式的预警信号，提醒相关人员及时采取调控措施。

3. 具备完善的数据存储功能，能长期保存温湿度监测数据，支持按时间、库房区域等条件进行数据查询、统计和分析，并能生成各类数据报表和趋势曲线图，为弹药储存环境管理提供数据支持。

4. 支持远程监控与管理，管理人员可通过电脑客户端、手机 APP 等终端随时随地查看库房温湿度数据、设备运行状态，实现对库房温湿度的远程监管和调控。

5. 系统具备良好的稳定性、可靠性和扩展性，能适应弹药库房复杂的环境条件，可根据库房数量、规模的变化进行灵活扩展，同时便于后期维护和升级。

四、系统整体架构

弹药库房温湿度监控系统采用分层架构设计，主要分为感知层、传输层、平台层和应用层四个部分，具体架构如下：

 

 

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

（一）感知层

感知层是系统数据采集的前端，主要由温湿度传感器、传感器供电模块等设备组成。根据弹药库房的面积、布局和监测需求，在库房内合理布置温湿度传感器，确保传感器能全面、准确地采集库房不同区域的温湿度数据。传感器选用工业级高精度设备，具备良好的抗干扰能力和稳定性，能适应库房内可能存在的电磁干扰、粉尘等环境因素影响。

（二）传输层

传输层负责将感知层采集到的温湿度数据传输至平台层，采用无线传输与有线传输相结合的方式，确保数据传输的稳定性和可靠性。

1. 无线传输：采用 LoRa、NB - IoT 等低功耗广域网通信技术，适用于库房内传感器分布较分散、布线困难的场景。该方式无需复杂布线，安装灵活便捷，且功耗低，能有效延长传感器的使用寿命。

2. 有线传输：对于库房内部分关键区域或对数据传输实时性要求较高的场景，采用以太网、RS485 总线等有线传输方式。有线传输具有传输速率快、稳定性高、抗干扰能力强等优点，能确保数据实时、准确传输。

 

 

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

（三）平台层

平台层是系统的核心处理部分，主要由数据服务器、应用服务器、数据库管理系统等组成，负责对传输层传输过来的数据进行接收、存储、处理、分析和管理。

1. 数据接收与处理：对感知层上传的温湿度数据进行实时接收和解析，去除无效数据和干扰数据，确保数据的准确性和有效性。

2. 数据存储：采用高性能数据库（如 MySQL、SQL Server 等）对温湿度数据进行长期存储，支持海量数据存储和快速查询，同时具备数据备份和恢复功能，防止数据丢失。

3. 数据处理与分析：运用数据挖掘、统计分析等技术对存储的温湿度数据进行处理和分析，计算温湿度平均值、最大值、最小值等统计指标，生成数据趋势曲线图，分析温湿度变化规律，为库房环境管理提供决策依据。

（四）应用层

应用层是系统与用户交互的界面，为管理人员提供多样化的功能应用，主要包括电脑客户端和手机 APP 两种形式。

1. 电脑客户端：具备温湿度实时监测、数据查询与统计、报警管理、设备管理、系统设置等功能。管理人员可通过电脑客户端查看库房内各传感器的实时温湿度数据、设备运行状态，查询历史数据并生成报表，对报警信息进行处理，对系统参数进行设置和管理。

2. 手机 APP：具备温湿度实时查看、报警信息接收与处理、数据查询等功能。管理人员可通过手机 APP 随时随地掌握库房温湿度情况，及时接收报警信息并进行处理，实现对库房温湿度的移动化监管。

五、硬件设备选型

（一）温湿度传感器

选用 盛世宏博H-TH系列工业级温湿度传感器，该传感器具有以下特点：

1. 测量精度高：温度测量范围为 - 40℃~125℃，误差不超过 ±0.5℃；湿度测量范围为 0% RH~100% RH，误差不超过 ±3% RH，能满足弹药库房温湿度监测精度要求。

2. 抗干扰能力强：采用先进的传感技术和信号处理算法，具备良好的抗电磁干扰、抗粉尘污染能力，能在弹药库房复杂环境下稳定工作。

3. 低功耗：采用低功耗设计，支持电池供电或外部直流供电，电池供电时使用寿命可达 1 - 2 年，减少了后期维护成本和工作量。

4. 通信接口丰富：支持 I2C、RS485 等多种通信接口，可灵活适配不同的传输方式，便于与传输层设备连接。

（二）数据传输设备

1. LoRa 网关：选用工业级 LoRa 网关，支持多通道接收，能同时接收多个 LoRa 传感器上传的数据，传输距离可达 1 - 10 公里（视环境而定），具备良好的穿透能力，适用于库房内无线数据传输。网关支持以太网、4G 等多种上行通信方式，可将接收的数据传输至平台层。

2. RS485 总线转换器：对于采用 RS485 总线传输的传感器，选用工业级 RS485 总线转换器，将 RS485 信号转换为以太网信号，实现与平台层的数据通信，确保数据稳定传输。

 

 

 

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

 

 

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

 

 

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

 

 

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

（三）数据服务器与应用服务器

1. 数据服务器：选用高性能机架式服务器，配置多核 CPU、大容量内存（不低于 32GB）和高速硬盘（总容量不低于 2TB SSD + 8TB HDD），具备强大的数据处理和存储能力，能满足系统海量温湿度数据的存储和处理需求。服务器支持冗余电源和硬盘阵列，提高系统的可靠性和数据安全性。

2. 应用服务器：选用与数据服务器配置相当的机架式服务器，负责运行系统应用程序，处理用户请求，提供数据查询、统计分析、报警管理等服务，确保系统应用的稳定运行和高效响应。

（四）报警设备

1. 声光报警器：在库房值班室、管理人员办公室等关键位置安装声光报警器，当系统检测到温湿度异常时，声光报警器发出强烈的声光信号，提醒现场人员及时处理。

2. 短信报警模块：选用工业级短信模块，与系统平台连接，当发生温湿度异常报警时，系统自动向预设的管理人员手机号码发送报警短信，告知报警库房、报警类型、当前温湿度值等信息。

3. APP 推送模块：通过集成第三方推送服务（如极光推送、个推等），实现报警信息向管理人员手机 APP 的推送，确保管理人员能及时接收报警信息。

六、软件功能设计

（一）实时监测功能

1. 实时数据采集与显示：系统实时采集各温湿度传感器上传的数据，在电脑客户端和手机 APP 上以数字、仪表盘、曲线图等形式直观显示库房内各区域的实时温湿度数据，同时显示传感器的设备编号、安装位置、运行状态等信息。

2. 库房地图展示：在电脑客户端上提供库房电子地图，将传感器的安装位置在地图上进行标注，管理人员可通过点击地图上的传感器图标，查看该传感器对应的实时温湿度数据和设备状态，直观了解库房温湿度分布情况。

（二）报警管理功能

1. 报警阈值设置：管理人员可根据弹药储存的温湿度要求，为每个库房或每个传感器设置独立的温度上限、温度下限、湿度上限、湿度下限阈值，系统根据预设阈值对温湿度数据进行实时监测。

2. 多形式报警：当温湿度数据超出预设阈值时，系统立即触发报警，同时发出声光报警、短信报警、APP 推送报警等多种形式的报警信号，确保管理人员能及时知晓报警信息。

3. 报警信息处理：系统对报警信息进行记录和管理，包括报警时间、报警库房、报警位置、报警类型（温度过高 / 过低、湿度过高 / 过低）、当前温湿度值、处理状态等信息。管理人员可在系统中对报警信息进行查看、确认、处理和备注，形成完整的报警处理记录，便于后续追溯和分析。

（三）数据查询与统计分析功能

1. 数据查询：支持按库房名称、传感器编号、时间范围（日、周、月、年）等条件查询历史温湿度数据，查询结果可导出为 Excel、PDF 等格式，方便管理人员进行数据存档和分析。

2. 统计分析：系统自动对历史温湿度数据进行统计分析，计算出各库房、各时间段的温度平均值、最大值、最小值、湿度平均值、最大值、最小值等统计指标，并生成温湿度趋势曲线图、柱状图等图表，直观展示温湿度变化规律，帮助管理人员了解库房温湿度变化情况，及时发现潜在问题并采取相应措施。

（四）设备管理功能

1. 设备信息管理：管理人员可在系统中添加、修改、删除温湿度传感器、数据传输设备、服务器等设备的基本信息，包括设备编号、设备名称、设备型号、安装位置、IP 地址、通信端口、出厂日期、维保期限等信息，实现对设备的统一管理。

2. 设备状态监测：系统实时监测各设备的运行状态，包括传感器是否在线、数据传输是否正常、服务器是否正常运行等，当设备出现故障或异常时，系统及时发出设备故障报警，提醒管理人员进行检修和维护。

3. 设备维护管理：系统支持对设备的维护记录进行管理，管理人员可记录设备的维护时间、维护内容、维护人员、维护结果等信息，便于跟踪设备的维护情况，制定合理的设备维护计划，延长设备使用寿命。

（五）用户管理与权限控制功能

1. 用户信息管理：系统支持添加、修改、删除用户账号，设置用户姓名、手机号码、电子邮箱、所属部门、职位等基本信息，实现对系统用户的统一管理。

2. 权限控制：采用基于角色的权限管理机制，管理人员可根据用户的职责和工作需求，为不同用户分配不同的角色，每个角色对应不同的系统操作权限，如数据查看权限、报警处理权限、设备管理权限、系统设置权限等，确保系统操作的安全性和规范性，防止未授权人员对系统进行非法操作。

（六）系统设置功能

1. 基本参数设置：管理人员可在系统中设置库房基本信息（如库房名称、库房编号、库房面积、储存弹药类型等）、数据采集周期（如 1 分钟、5 分钟、10 分钟等）、数据存储周期（如 1 年、3 年、5 年等）等基本参数，确保系统按照预设要求正常运行。

2. 报警参数设置：除了设置温湿度报警阈值外，管理人员还可设置报警持续时间、报警重复次数、报警接收人员等报警参数，根据实际需求调整报警方式和报警策略，提高报警的有效性和及时性。

3. 通信参数设置：管理人员可对数据传输设备的通信参数（如 IP 地址、子网掩码、网关、DNS 服务器地址、通信端口、波特率、数据位、停止位、校验位等）进行设置和修改，确保数据传输设备与系统平台之间的正常通信。

七、安装部署方案

（一）感知层设备安装

1. 传感器安装位置规划：根据弹药库房的布局、货架分布、通风情况等因素，结合温湿度监测需求，合理规划传感器的安装位置。一般在库房的四角、中部、货架上方、通风口附近等关键位置安装传感器，确保传感器能全面覆盖库房各个区域，避免监测死角。对于大型库房，可采用分层、分区的方式布置传感器，提高监测精度和可靠性。

2. 传感器安装方式：传感器采用壁挂式或吸顶式安装，安装高度一般为 1.5 - 2 米，确保传感器能准确采集库房内空气的温湿度数据，同时避免传感器受到阳光直射、雨淋、振动等因素的影响。安装时需使用膨胀螺丝或其他合适的固定件将传感器牢固固定在墙面或天花板上，确保传感器安装稳定可靠。

3. 传感器供电：根据传感器的供电方式，为传感器提供相应的电源。若采用电池供电，需选择高性能锂电池，并确保电池安装正确；若采用外部直流供电，需从库房内的专用电源插座引出电源线，为传感器提供稳定的直流电源，电源线需采用阻燃、抗干扰的电缆，并进行穿管保护，确保用电安全。

（二）传输层设备安装

1. LoRa 网关安装：LoRa 网关安装在库房内较高且空旷的位置，如库房顶部或值班室天花板上，确保网关能接收到各个 LoRa 传感器上传的无线信号，减少信号遮挡和干扰。网关安装时需使用支架或其他固定件进行固定，确保安装稳定。网关的电源可从库房值班室的专用电源插座引出，采用交流 220V 供电，电源线需进行穿管保护。同时，根据网关的上行通信方式，为网关配置相应的网络参数，如以太网连接需设置 IP 地址、子网掩码等，4G 连接需插入 SIM 卡并配置 APN 参数。

2. RS485 总线转换器安装：RS485 总线转换器安装在库房值班室或靠近传感器的位置，通过 RS485 总线与传感器连接，通过以太网与平台层服务器连接。安装时需确保转换器的安装位置通风良好，避免受到电磁干扰。转换器的电源采用直流供电，可从值班室的电源适配器获取，电源线需连接牢固，确保供电稳定。

（三）平台层设备安装

1. 服务器安装：数据服务器和应用服务器安装在库房专用的机房或值班室的机柜内，机柜需具备良好的通风、散热、防尘、防潮功能，确保服务器能在适宜的环境下稳定运行。服务器安装时需按照机柜安装规范进行固定，确保服务器安装牢固，避免振动。同时，为服务器连接电源、网线等线缆，电源线需连接到专用的 UPS 电源上，防止突然断电导致服务器损坏和数据丢失；网线需连接到库房的局域网交换机上，确保服务器能与传输层设备和应用层终端正常通信。

2. 数据库安装与配置：在数据服务器上安装 MySQL 或 SQL Server 等数据库管理系统，根据系统需求创建数据库和数据表，设置数据库用户和权限，配置数据库的备份策略，确保数据库的安全和稳定运行。

3. 应用程序部署：在应用服务器上部署系统应用程序，配置应用程序的运行参数，如数据库连接参数、通信端口参数、报警参数等，确保应用程序能正常运行，并与数据服务器、传输层设备和应用层终端进行数据交互。

（四）应用层终端部署

1. 电脑客户端安装：在管理人员的办公电脑上安装系统电脑客户端软件，客户端软件支持 Windows、Linux 等操作系统。安装完成后，管理人员需输入服务器 IP 地址、端口号、用户名和密码等信息进行登录，登录成功后即可使用客户端的各项功能。

2. 手机 APP 部署：系统手机 APP 支持 Android 和 iOS 两种操作系统，管理人员可通过手机应用商店下载安装 APP，或通过系统提供的下载链接下载安装。安装完成后，管理人员需输入用户名和密码进行登录，登录成功后即可随时随地查看库房温湿度数据、接收报警信息等。

八、系统运维管理

（一）日常巡检

1. 设备巡检：定期对感知层、传输层、平台层的设备进行巡检，检查传感器是否正常工作、数据传输是否稳定、服务器是否正常运行、报警设备是否灵敏等。巡检过程中需做好巡检记录，发现设备故障或异常情况及时进行处理。

2. 数据巡检：定期查看系统采集的温湿度数据，检查数据是否准确、完整，是否存在数据缺失、异常波动等情况。若发现数据异常，需及时排查原因，确保数据的可靠性。

（二）设备维护

1. 传感器维护：定期对温湿度传感器进行校准，确保传感器的测量精度。校准周期一般为 1 年，校准可委托专业的计量机构进行，或使用标准温湿度设备进行自行校准。同时，定期清洁传感器表面的灰尘和污垢，防止影响传感器的测量性能。对于电池供电的传感器，需定期检查电池电量，当电池电量不足时及时更换电池。

2. 传输设备维护：定期检查 LoRa 网关、RS485 总线转换器等传输设备的运行状态，清理设备表面的灰尘，检查设备的连接线缆是否牢固，通信是否正常。若发现设备故障，需及时进行维修或更换。

3. 服务器维护：定期对数据服务器和应用服务器进行维护，包括清理服务器内部的灰尘、检查服务器的硬件设备（如 CPU、内存、硬盘、电源等）是否正常工作、更新服务器操作系统和应用软件的补丁程序、备份数据库数据等，确保服务器的稳定运行和数据安全。

（三）故障处理

1. 故障监测与报警：系统具备设备故障自动监测功能，当设备出现故障时，系统及时发出故障报警，提醒管理人员进行处理。管理人员可通过系统查看故障设备的名称、编号、安装位置、故障类型等信息，快速定位故障点。

2. 故障处理流程：接到故障报警后，管理人员需按照故障处理流程及时进行处理。对于简单的故障（如传感器电池电量不足、传输线缆松动等），可现场进行维修或更换；对于复杂的故障（如服务器硬件故障、软件系统故障等），需及时联系设备供应商或专业的技术人员进行维修，确保故障得到及时解决，减少系统停机时间。

3. 故障记录与分析：对每次设备故障的情况进行详细记录，包括故障发生时间、故障设备、故障类型、故障原因、处理过程、处理结果等信息。定期对故障记录进行分析，总结故障发生的规律和原因，采取相应的预防措施，减少故障的发生频率。

（四）数据管理

1. 数据备份：按照系统设置的数据备份周期，定期对数据库中的温湿度数据进行备份。备份方式可采用本地备份和异地备份相结合的方式，本地备份将数据备份到服务器的本地硬盘或外接存储设备上，异地备份将数据备份到远程服务器或云存储服务上，确保数据的安全性和可恢复性。

2. 数据清理：随着时间的推移，数据库中的数据量会不断增加，为了保证数据库的运行效率，需定期对数据库中的历史数据进行清理。清理时可根据数据存储周期的要求，将超过存储周期的历史数据导出为备份文件进行存档，然后从数据库中删除，释放数据库存储空间。

3. 数据安全：加强数据安全管理，设置严格的数据库用户权限，防止未授权人员访问和修改数据库数据。同时，采用数据加密技术对传输和存储的温湿度数据进行加密处理，防止数据被窃取和篡改，确保数据的机密性和完整性。

九、安全保障措施

（一）物理安全

1. 库房安全：加强弹药库房的物理安全防护，安装门禁系统、视频监控系统、红外报警系统等安防设备，防止无关人员进入库房，确保库房内弹药和监控设备的安全。

2. 设备安全：将服务器、数据传输设备等关键设备安装在专用的机房或值班室，并采取防火、防盗、防潮、防尘、防电磁干扰等安全防护措施，确保设备的物理安全。

（二）网络安全

1. 网络隔离：将弹药库房温湿度监控系统的网络与外部公共网络进行隔离，采用防火墙、路由器等网络设备设置访问控制策略，限制外部网络对系统网络的访问，防止外部网络攻击和入侵。

2. 数据传输安全：采用加密技术（如 SSL/TLS 加密协议）对传输层传输的温湿度数据进行加密处理，确保数据在传输过程中不被窃取、篡改和伪造，保障数据传输的安全性和完整性。

3. 终端安全：加强对系统应用层终端（如办公电脑、手机等）的安全管理，安装杀毒软件、防火墙等安全防护软件，定期更新操作系统和应用软件的补丁程序，防止终端设备受到病毒、木马等恶意软件的攻击，确保终端设备的安全运行。

（三）数据安全

1. 数据访问控制：采用基于角色的权限管理机制，对系统用户进行严格的权限划分，限制用户对数据的访问和操作权限，只有授权用户才能访问和操作相应的数据，防止未授权人员获取和篡改数据。

2. 数据备份与恢复：建立完善的数据备份与恢复机制，定期对数据库中的温湿度数据进行备份，并对备份数据进行妥善保管。当发生数据丢失或损坏时，能及时通过备份数据进行恢复，确保数据的可恢复性。

3. 数据审计：开启系统的数据审计功能，对用户访问和操作数据的行为进行记录和审计，包括用户登录时间、登录 IP 地址、操作内容、操作时间等信息。通过数据审计，可及时发现和追溯非法访问和操作数据的行为，保障数据的安全。

十、方案优势

1. 实时性强：系统实现 24 小时实时监测，能及时采集和传输温湿度数据，管理人员可实时掌握库房温湿度情况，及时发现异常并采取措施。

2. 精度高：选用高精度温湿度传感器和先进的数据处理技术，确保温湿度数据测量准确，为弹药储存环境管理提供可靠的数据支持。

3. 报警及时：采用多种报警方式，当温湿度超出阈值时能及时发出报警信号，确保管理人员第一时间知晓并处理，有效避免因温湿度异常导致的弹药安全问题。

4. 功能完善：系统具备实时监测、报警管理、数据查询与统计分析、设备管理、用户管理等丰富功能，能满足弹药库房温湿度监控的多样化需求。

5. 可靠性高：系统采用分层架构设计，选用工业级硬件设备和成熟的软件技术，具备良好的稳定性和可靠性，能适应弹药库房复杂的环境条件，长期稳定运行。

6. 扩展性好：系统设计时充分考虑了扩展性，可根据库房数量、规模的增加和监测需求的变化，灵活扩展传感器数量、传输设备和系统功能，无需对系统进行大规模改造。

7. 易维护：系统硬件设备选用标准化、模块化产品，软件界面简洁直观，操作方便，便于后期维护和管理，降低了维护成本和工作量。