学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于远程通信的水处理设备数据采集系统

作　者: 张华
导　师: 蔡振江
学　校: 河北农业大学
专　业: 农业电气化与自动化
关键词: ADE7763 SHT11 MODBUS协议 GSM通讯 SIM300C
分类号: TP274.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 76次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着我国经济的快速增长,传统的水处理已不能满足社会经济快速发展的需要,新的技术,新的工艺,新的设备应运而生。针对目前水处理设备出现的问题提出了一种基于网络通信技术、自动采集技术的数据自动采集、传输及处理系统。本文研究的基于远程通信的水处理设备数据采集系统通过远程检测和调控,实现了系统的一体化,提高了对设备的自动化水平、数据采集精度和故障排查能力。论文介绍了数据采集系统的目标功能,通过对现有国内外系统结构的分析,确定了本系统的结构设计方案。采用电能计量专用芯片配合MCU+MCU的系统结构方案,即系统可分为采集终端和集中采集器。其结构具有更高的集成度、精度、可靠性,并简化了电路的设计和软件的设计,降低了系统的成本和维护难度。根据设计的需要选用宏晶科技公司的STC12C5628AD和STC12C5A60S2单片机,可以使系统简化,结构简单,提高系统的处理能力;数据采集使用美国模拟器件公司最新推出的专用电能计量芯片ADE7763,以提高电压、电流采样的精度;并详细介绍了ADE7763的工作原理和外围电路及底层读写程序。存储模块选用FM25256铁电存储器,其高速的SPI接口增强了数据的读写能力,且具有比其它非易失性存储器高的多的读写操作次数。温湿度的检测选用SHT11温湿度传感器,其检测精度更高,湿度精度在±3%以内,温度精度在±0.4℃以内(25℃)。DS12C887时钟芯片的使用保证了时间的实时精确性。液晶模块为用户的操作提供了很好的人机交互界面,使系统的可操作性更强,数据更直观。而双MCU之间的通信采用RS485通讯,并配以MODBUS协议,MODBUS协议的超强错误校验能力,使数据信息的传输可靠性更高。最后,介绍了系统的远程通信的方式(GSM通信)。并对GSM网络进行了详细的阐述,介绍了通讯模块SIM300C及其硬件外围电路和SIM卡的接口电路。通过介绍AT指令,阐述了AT指令的格式和模块的程序流程图。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 引言  9-11
  1.1 课题背景及意义  9
  1.2 我国的水处理水平与国外的差距  9-10
  1.3 课题研究主要内容  10-11
2 方案总体设计  11-19
  2.1 系统的目标功能  11-12
    2.1.1 电压、电流检测  11
    2.1.2 监视功能  11
    2.1.3 数据显示功能  11
    2.1.4 存储功能  11
    2.1.5 数据通讯功能  11-12
  2.2 系统结构设计方案比较  12
  2.3 芯片选型  12-16
    2.3.1 MCU 选型  13-15
    2.3.2 测量芯片选型  15-16
  2.4 总体方案设计  16-18
  2.5 本章小结  18-19
3 系统硬件设计  19-33
  3.1 硬件总体设计  19-20
  3.2 测量芯片ADE7763 介绍  20-23
    3.2.1 测量芯片ADE7763 介绍  20
    3.2.2 测量芯片ADE7763 引脚功能  20-22
    3.2.3 测量芯片ADE7763 的的工作原理及外围硬件设计  22-23
  3.3 存储模块  23-24
  3.4 RS485 串行通讯  24-26
  3.5 温湿度测量模块  26-28
  3.6 时间模块  28-29
  3.7 人机界面模块  29-30
  3.8 系统的抗干扰性  30-32
    3.8.1 硬件抗干扰  30-31
    3.8.2 软件抗干扰  31
    3.8.3 “看门狗”  31-32
  3.9 本章小结  32-33
4 系统软件设计  33-44
  4.1 系统总体软件设计  33
  4.2 采集模块的软件设计  33-36
    4.2.1 ADE7763 内部寄存器读写的基本操作  33-34
    4.2.2 ADE7763 软件流程  34-36
  4.3 湿度软件设计  36-39
  4.4 串行口通讯部分软件设计  39-43
  4.5 本章小结  43-44
5 系统的 GSM 设计  44-55
  5.1 GSM 概述  44-45
    5.1.1 GSM 原理  44
    5.1.2 GSM 特点  44-45
  5.2 GSM 通讯的硬件设计  45-50
    5.2.1 SIM300C 通讯模块简介  45-48
    5.2.2 SIM300C 模块外围电路设计  48-49
    5.2.3 SIM 卡接口部分电路设计  49-50
  5.3 AT 指令  50-54
    5.3.1 AT 指令的介绍  50
    5.3.2 AT 指令的格式  50-52
    5.3.3 程序设计  52-54
  5.4 本章小结  54-55
6 结论与展望  55-56
  6.1 结论  55
  6.2 展望  55-56
参考文献  56-57
在读期间发表的学术论文  57-58
作者简介  58-59
致谢  59-60

基于远程通信的水处理设备数据采集系统

内容摘要

全文目录

相似论文