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网络化铜缆气压监控系统的研究

作　者: 隋瑞红
导　师: 宋吉江
学　校: 山东理工大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 网络化监控 电缆气压 多CPU 监控软件
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 6次
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内容摘要


随着科技的发展,通信行业对数据传输的质量要求越来越高,因此对通信维护设备也提出了更高的要求。在通信电缆中,铜缆的应用比较广泛,而且大都采用充气方式进行维护,因此对铜缆内部气压的监控成为铜缆维护的关键。而现有的充气维护监控设备已很难满足对铜缆内部气压的测量精度、充气控制、实时数据传输、数据分析等方面的要求。为了进一步满足通信行业的需求,研制适合我国国情的通信电缆监控系统是非常有必要的。本文针对这一情况,进行了网络化铜缆气压监控系统的研究,主要研究内容如下:一、分析电缆充气维护设备的现状,研究并提出网络化铜缆气压监控系统的总体方案,包括系统的总体要求、系统的拓扑结构,并确定系统后台监控软件的具体功能。二、研究铜缆内部气压信号的测量、调理及补偿方法。首先对压力传感器的选择及其输出信号的调理做了分析,在此基础上提出了压力传感器输出信号的非线性补偿方法,并通过仿真和实验进行验证。三、结合现代网络技术和多CPU技术,设计出系统的硬件电路。为实现网络化管理的目标,设计出铜缆气压监控系统与网络的接口电路。四、在对压力传感器信号调理补偿研究和系统硬件设计的基础上,用单片机C语言和C++语言,分别设计出单片机的控制程序和适合本系统的后台监控程序,并在WAVE6000和Visual C++6.0中调试。五、在软硬件设计的同时,分别研究了它们的抗干扰技术,采用了滤波、屏蔽、隔离、软件陷阱、指令冗余等方法,提高了系统的可靠性。本文中的网络化铜缆气压监控系统由上位机、下位机以及其它部分组成。下位机以两片单片机构成的单片机基本系统为核心,完成对下位模块的控制和气压等参数的采集;上位机为用户提供了良好的界面,方便进行人机交流和数据管理,有利于实现网络化的实时监控。本文完成了整个系统的软硬件设计,达到了预期的效果,并通过了省级鉴定。目前该系统已经被应用并表现出了良好的性能。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-8
第一章 绪论  8-13
  1.1 课题的来源及意义  8
  1.2 我国通信电缆监控设备的发展  8-11
  1.3 本课题的研究内容  11-12
  1.4 本章小结  12-13
第二章 系统总体方案  13-21
  2.1 系统的总体要求  13-14
  2.2 网络化铜缆气压监控系统总体方案  14-15
    2.2.1 监控系统的总体方案设计原则  14-15
    2.2.2 系统总体方案  15
  2.3 网络化铜缆气压监控系统的基本原理  15-16
  2.4 系统设计的关键技术  16-20
    2.4.1 嵌入式技术综述  16-17
    2.4.2 串口通信概述  17
    2.4.3 多传感器信息融合技术的原理  17-18
    2.4.4 短信传送技术  18
    2.4.5 多线程技术  18-19
    2.4.6 数据库访问技术  19-20
  2.5 系统的创新点  20
  2.6 本章小结  20-21
第三章 铜缆内部气压测量的研究  21-28
  3.1 压力传感器的原理及选择  21
  3.2 压力传感器输出信号的调理  21-23
  3.3 压力传感器输出信号的非线性补偿  23-27
    3.3.1 开环式非线性校正的原理  24
    3.3.2 非线性反函数的逼近算法  24-27
  3.4 本章小结  27-28
第四章 网络化铜缆气压监控系统的硬件设计  28-45
  4.1 双单片机基本系统  29-31
    4.1.1 AT89S52单片机  29
    4.1.2 双单片机构成的单片机基本系统的设计  29-31
  4.2 自动充气控制子系统的设计  31-34
  4.3 数据采集器子系统的设计  34-36
  4.4 报警子系统的设计  36-38
  4.5 电缆线压检测子系统的设计  38-39
  4.6 电缆充气气体流量计的设计  39-41
  4.7 机房环境监测子系统的设计  41-42
  4.8 单片机与上位机通信接口电路的设计  42-43
  4.9 系统硬件抗干扰问题的解决  43-44
  4.10 本章小结  44-45
第五章 网络化铜缆气压监控系统的软件设计与实现  45-64
  5.1 开发语言及环境简介  45-46
  5.2 分布式下位机的软件设计  46-50
  5.3 网络监控软件的设计  50-53
  5.4 网络监控软件的实现  53-61
    5.4.1 数据库管理程序的实现  54-56
    5.4.2 用户管理程序的实现  56-58
    5.4.3 电缆气压监测程序的实现  58-59
    5.4.4 充气机实时监控程序的实现  59
    5.4.5 其它程序的实现  59-61
  5.5 软件抗干扰的方法  61-62
  5.6 本章小结  62-64
第六章 总结与展望  64-66
  6.1 总结  64-65
  6.2 展望  65-66
参考文献  66-69
硕士期间发表的论文  69-70
致谢  70-71
附录1 电缆充气系统电路图  71-72
附录2 分流量计电路图  72-73
附录3 报警电路图  73-74
附录4 环境监测电路图  74

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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 > 监视、报警、故障诊断系统
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