發(fā)布時(shí)間：2017-07-26 12:30

  本文關(guān)鍵詞：供水管水壓遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 管網(wǎng)漏損 壓力管理 控制器終端 監(jiān)控系統(tǒng) 通信協(xié)議

【摘要】：目前,中國(guó)水資源短缺,使用情況面臨著矛盾,一邊水資源缺少,為調(diào)水解困要投資千億元,另一邊,水資源的低效使用,浪費(fèi)現(xiàn)象十分嚴(yán)重,其中水的低效使用主要是由供水網(wǎng)管的漏損造成。漏損的控制早已經(jīng)是全世界關(guān)注的課題。理論和研究都表明,壓力管理是一種非常經(jīng)濟(jì)、有效的降損方法,其對(duì)降低管網(wǎng)漏損、預(yù)防爆管、控制滲漏反彈、延緩檢漏周期以及維護(hù)檢漏成果起到了積極的作用。壓力管理的核心在于壓力的監(jiān)控,結(jié)合如今移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0等概念,供水壓力管理的“物聯(lián)網(wǎng)化”勢(shì)在必行。因此,本文分析設(shè)計(jì)了一種供水管道減壓閥壓力的遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng),本系統(tǒng)包括下位機(jī)智能控制器無(wú)線終端和上位機(jī)Web壓力管理系統(tǒng)服務(wù)器兩部分,主要的內(nèi)容包括如下幾方面:(1)設(shè)計(jì)使用壓力控制減少整個(gè)管網(wǎng)漏損的方案,根據(jù)原有的壓力控制閥門(mén)系統(tǒng),本文分析研究了一種新的控制方式,開(kāi)發(fā)了一款智能控制器終端通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)閥門(mén)來(lái)控制出水壓力;(2)分析和設(shè)計(jì)智能控制器終端,控制器的中央處理器選TI公司的MSP430低功耗單片機(jī),結(jié)合壓力流量傳感器技術(shù)、電氣液技術(shù)、嵌入式技術(shù)、GSM/GPRS模塊的通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品要求的低功耗、時(shí)間閉環(huán)控制、定時(shí)壓力監(jiān)測(cè)、液晶菜單界面顯示與按鍵設(shè)置等任務(wù)要求。(3)上位機(jī)壓力監(jiān)控系統(tǒng)前臺(tái)是基于B/S模式搭建通過(guò)瀏覽器監(jiān)控,后臺(tái)基于C/S模式搭建用以Socket通信,采用Java的MVC技術(shù)和SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)搭建。由于整個(gè)控制系統(tǒng)功能要求的復(fù)雜性,需要分析和驗(yàn)證下位機(jī)無(wú)線終端控制器與上位機(jī)Web服務(wù)器通信協(xié)議設(shè)計(jì)的可靠性。Web服務(wù)器還需要在應(yīng)用層面上搭建與第三方軟件的通信協(xié)議,使得有權(quán)限的第三方軟件也能實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的功能。(4)管網(wǎng)水壓是本系統(tǒng)控制對(duì)象的核心,本文設(shè)計(jì)研發(fā)了系統(tǒng)專(zhuān)用控制驅(qū)動(dòng)算法。外界因素造成供水壓力波動(dòng)時(shí),控制器微調(diào)執(zhí)行器須能維持穩(wěn)住壓力;供水壓力需要調(diào)到指定壓力值時(shí),控制器能以粗調(diào)和微調(diào)相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)。下位機(jī)控制器選用了μC/OS-II嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)來(lái)保證設(shè)備的實(shí)時(shí)性與快速響應(yīng)性,用以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制閥門(mén)工況現(xiàn)場(chǎng)的壓力,并且快速響應(yīng)供水壓力參數(shù)上報(bào)壓力管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、執(zhí)行管理系統(tǒng)下發(fā)的控制設(shè)置等任務(wù)。
【關(guān)鍵詞】：管網(wǎng)漏損 壓力管理 控制器終端 監(jiān)控系統(tǒng) 通信協(xié)議
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP277;TU991.33
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第1章 緒論14-21
• 1.1 項(xiàng)目研究背景和意義14-16
• 1.1.1 研究的背景14-16
• 1.1.2 研究的意義16
• 1.2 供水管漏損分析與檢測(cè)技術(shù)16-17
• 1.2.1 漏損分析16-17
• 1.2.2 檢測(cè)相關(guān)技術(shù)17
• 1.3 壓力管理的理念及意義17-19
• 1.3.1 漏損與壓力的關(guān)系17-18
• 1.3.2 壓力管理的理念18
• 1.3.3 壓力控制方法的研究18-19
• 1.4 課題主要研究?jī)?nèi)容19-20
• 1.5 本章小結(jié)20-21
• 第2章 系統(tǒng)總體方案與控制流程分析21-27
• 2.1 原供水壓力控制系統(tǒng)21-24
• 2.1.1 原閥門(mén)系統(tǒng)先導(dǎo)減壓閥的工作原理和作用21-23
• 2.1.2 套筒節(jié)流閥工作原理23-24
• 2.1.3 原閥門(mén)控制系統(tǒng)24
• 2.2 減壓閥執(zhí)行器接口自動(dòng)控制方案24-25
• 2.3 壓力管理系統(tǒng)綜述25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 控制器控制板硬件設(shè)計(jì)27-38
• 3.1 硬件控制電路板綜述27-28
• 3.2 芯片選型與電路設(shè)計(jì)28-36
• 3.2.1 中央處理芯片選型28-30
• 3.2.2 無(wú)線通信模塊30-31
• 3.2.3 液晶屏顯示模塊31-32
• 3.2.4 時(shí)鐘模塊32-33
• 3.2.5 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊33-34
• 3.2.6 信息參數(shù)采集模塊34-35
• 3.2.7 驅(qū)動(dòng)輸出模塊35
• 3.2.8 PCB設(shè)計(jì)與控制卡35-36
• 3.3 控制器整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)36-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第4章 WEB壓力管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與通信協(xié)議38-51
• 4.1 減壓閥上位機(jī)管理系統(tǒng)38-44
• 4.1.1 軟件的結(jié)構(gòu)功能設(shè)計(jì)38-39
• 4.1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)39-40
• 4.1.3 管理系統(tǒng)前臺(tái)設(shè)計(jì)40-44
• 4.2 基于TCP/IP協(xié)議的Socket遠(yuǎn)程通信44-50
• 4.2.1 GPRS通信原理及應(yīng)用特點(diǎn)44-45
• 4.2.2 Socket無(wú)線遠(yuǎn)程通信45-48
• 4.2.3 第三方軟件通信協(xié)議48-50
• 4.3 本章小結(jié)50-51
• 第5章 嵌入式系統(tǒng)與控制算法驗(yàn)證51-67
• 5.1 非嵌入式操作系統(tǒng)51-56
• 5.1.1 主函數(shù)順序調(diào)用的結(jié)構(gòu)51-52
• 5.1.2 條件分支調(diào)用一般結(jié)構(gòu)52-55
• 5.1.3 時(shí)間片輪詢結(jié)構(gòu)55-56
• 5.2 嵌入式操作系統(tǒng)56-59
• 5.2.1 嵌入式操作系統(tǒng)的產(chǎn)生56-58
• 5.2.2 μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系統(tǒng)58-59
• 5.3 減壓閥控制卡監(jiān)控嵌入式程序59-60
• 5.4 FatFs文件系統(tǒng)60-62
• 5.5 控制算法62-65
• 5.5.1 控制器原理62
• 5.5.2 程序控制算法62-65
• 5.6 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)試驗(yàn)證65-66
• 5.7 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論與展望67-69
• 全文工作總結(jié)67-68
• 不足與完善68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 致謝73-74
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄74-75
• 附錄B 部分C語(yǔ)言底層驅(qū)動(dòng)程序75-80

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