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基于MSP430的空压站多通道数据采集系统

作　者: 汪雪峰
导　师: 葛化敏
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 系统分析与集成
关键词: 空压机 MSP430 多通道 数据采集
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 315次
引　用: 3次
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内容摘要


活塞式空气压缩机以其损失小、效率高、压力范围广、适应性较强等优点,广泛应用于工业生产领域。随着矿井生产的现代化和大型化的发展,用风量不断增加,因此对空气压缩机运行的安全性和可靠性要求也越来越高。为了能够及时了解空压机的运行情况,保证日常生产的正常进行,本文设计了一个多通道的数据采集系统,用来对空压站内的每台机器进行实时的监测。根据模块的功能需求,同时考虑目前模块设计中低功耗化和微型化的发展趋势,本课题选用了TI公司的MSP430F437单片机作为中央处理器。该芯片具备强大的处理能力、具备高效的运算速度和灵活的运算方法、系统工作稳定可靠,丰富的片内外设为系统的单片解决方案提供了极大的方便。整个系统由数据采集模块、信号条理电路、模数转换模块、数据存储模块以及通信模块组成。文章首先介绍了空压站数据采集系统的整体功能;其次介绍了各个模块的硬件电路设计,说明了相应元器件的选择和应用,阐述了各部分的控制原理和软件调试。系统采用一片低功耗、高性能A/D转换器ADS1244,通过多路模拟开关对气压、水温、水位等45个参量分3个通道进行测量,并实现了MMC卡便携式数据存储。通信量模块通过RS-485通信接口,接收上位机的命令并对上位机进行数据发布,保证了通信的效率和可靠性。系统采用C语言进行编程,易于维护和修改。在开发设计过程中,根据实际现场设计了基于MSP430F437与ADS1244的集中监测系统,该监控系统具有成本低、开发周期短等特点;将MSP430F437应用到复杂度高、危险性大的大型空压机监控系统中,对提高系统运行的可靠性和安全性具有重要的意义;实现了空压机的近程和远程监控及实时数据记录,在帮助操作人员及时地了解设备的运行状态、制定合理的维修计划、降低故障率方面具有重要的意义。

全文目录


摘要  7-8
ABSTRACT  8-10
第一章 绪论  10-14
  1.1 课题的背景  10
  1.2 课题研究的意义  10-11
  1.3 课题研究的现状  11-12
  1.4 数据采集与处理的发展趋势  12-13
  1.5 本课题的主要内容  13
  1.6 本章小结  13-14
第二章 系统总体设计方案  14-21
  2.1 数据采集过程工艺描述  14-16
  2.2 数据采集系统的组成  16-17
  2.3 多通道采集方案的确定  17-19
  2.4 系统总体结构的确定  19-20
  2.5 本章小结  20-21
第三章 系统硬件选型  21-35
  3.1 传感器的选型  21-25
  3.2 A/D转换器选型  25-28
    3.2.1 常见的模数转换器及其选择要点  25-27
    3.2.2 ADS1244简介  27-28
  3.3 微处理器选型  28-35
第四章 系统硬件电路设计  35-55
  4.1 信号调理电路  35-38
    4.1.1 温度信号的调理  35-36
    4.1.2 压力信号的调理  36-37
    4.1.3 水位信号调理电路  37-38
  4.2 管理模块地设计  38-41
    4.2.1 时钟和复位电路  38-39
    4.2.2 电源电路  39-40
    4.2.3 时钟电路  40-41
  4.3 数据存储  41-44
    4.3.1 MMC卡简介  41-42
    4.3.2 MMC卡的通信协议与文件系统  42-43
    4.3.3 硬件连接电路  43-44
  4.4 通信模块  44-48
    4.4.1 通信方式的选择  44-46
    4.4.2 通信协议  46-48
  4.5 ADS1244工作电路  48-52
  4.6 信号采集与处理过程中的抗干扰措施  52-55
    4.6.1 系统中的主要干扰因素  52-53
    4.6.2 消除系统干扰的措施  53-55
第五章 系统软件设计  55-65
  5.1 系统软件设计概述  55-56
  5.2 软件程序设计  56-62
    5.2.1 总体设计  56-57
    5.2.2 MSP430定时功能及其实现  57-58
    5.2.3 A/D转换模块程序设计  58-59
    5.2.4 RS485通信的实现  59-61
    5.2.5 数据存储程序设计  61-62
  5.3 软件可靠性设计  62-64
  5.4 本章小结  64-65
第六章 总结与展望  65-66
参考文献  66-68
硕士在读期间发表的论文清单  68-69
致谢  69

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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