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管道阴极保护电位无线采集系统研制

作　者: 唐大全
导　师: 林伟国
学　校: 北京化工大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 埋地管道防腐阴极保护电位无线数据采集系统 MSP430 CC1101
分类号: TP368.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 28次
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内容摘要

腐蚀是影响管道系统可靠性及使用寿命的关键因素,管道腐蚀所带来的种种隐患制约着油气的输送。为控制埋地金属管道在土壤中的电化学腐蚀,公认的做法是采用外防腐层和阴极保护的联合防护措施。其中外防护层是主要防腐手段,阴极保护作为防护层防腐的补充手段,为防护层缺陷处的管道外表面提供电化学保护。目前国内长距离埋地管道防护层阴极保护电位检测多数仍为人工逐点检测,不仅操作不便还容易造成误差。本课题设计了一套应用于管道阴极保护工况下、基于MSP430单片机和CC1101及ARM的无线采集系统的软硬件设计和构成,实现对阴极保护电位的无线采集及进一步处理。论文介绍了无线数据采集系统的总体设计框架,对无线数据采集系统中低功耗现场采集仪表及车载仪表硬件设计进行了详细说明,并阐述了系统的相关低功耗软件设计实测表明,本系统对信号的测定工作兼具稳定及准确度高的特点,并能够对测得阴极保护电位数据进一步处理分析,达到了预期要求。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-13
第一章绪论  13-29
  1.1 课题研究的背景和意义  13-15
  1.2 文献综述  15-24
    1.2.1 埋地管道腐蚀的危害与维护  15
    1.2.2 埋地管道发展状况  15-16
    1.2.3 埋地油气管道腐蚀防护  16-20
    1.2.4 阴极保护技术概述  20-24
  1.3 短距离无线通信技术现状  24-25
  1.4 基于无线通信的数据采集系统现状  25
  1.5 本文研究内容及目标  25-26
  1.6 研究思路及意义  26-29
第二章系统总体设计方案  29-33
  2.1 系统总体设计  29-30
  2.2 现场测试/采集模块(现场采集仪表)设计  30-31
  2.3 无线数据接收模块(车载仪表)设计  31-33
第三章系统硬件电路设计  33-47
  3.1 现场采集仪表电路设计  33-41
    3.1.1 前端信号调理电路模块(LM358)  33-35
    3.1.2 MSP430F2012模块  35-38
    3.1.3 CC1101  38-40
    3.1.4 现场采集仪表PCB设计及制板  40-41
  3.2 数据接收模块(车载仪表)电路设计  41-45
    3.2.1 MSP430F149主控制器  41-44
    3.2.2 ARM模块  44-45
  3.3 车载仪表设计  45-47
第四章系统软件设计  47-59
  4.1 车载仪表程序设计  47-49
  4.2 现场采集模块(现场采集仪表)程序设计  49-51
  4.3 埋地管道信号采集  51-53
    4.3.1 CC1101的寄存器配置  51
    4.3.2 SPI模拟  51-52
    4.3.3 MSP430管道阴极保护电位信号采集  52-53
  4.4 基于ARM的嵌入式linux系统  53-59
    4.4.1 Boot Loader  54
    4.4.2 嵌入式Linux系统的移植  54-56
    4.4.3 基于QT的图形用户界面  56-59
第五章系统功能测试  59-67
  5.1 数据采集准确度测试  59-62
  5.2 传输距离测试  62-64
  5.3 采集车运行速度测试  64-65
  5.4 采集模块低功耗测试及估算  65-66
  5.5 系统稳定性测试  66-67
第六章总结与展望  67-69
  6.1 总结  67-68
  6.2 展望  68-69
参考文献  69-73
附录  73-83
  附录1 现场仪表程序  73-74
  附录2 车载仪表程序  74-77
  附录3 CC1101设置  77-80
  附录4 现场仪表前端信号调理模块与主控制器电路设计图  80-81
  附录5 现场仪表PCB设计  81-83
致谢  83-85
研究成果及发表的学术论文  85-87
作者及导师简介  87-88
附件  88-89

管道阴极保护电位无线采集系统研制

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