現(xiàn)代石化企業(yè)生產(chǎn)車間極易發(fā)生危險氣體泄漏,而泄漏問題不可能被杜絕,人們只能從危險氣體泄漏的初期階段開始著手,對容易發(fā)生泄漏的場所進行在線監(jiān)測。若某一車間發(fā)生危險氣體泄漏,且能在第一時間被準確地檢測定位,則可指引石化不同工作人員及時采取應急措施。因此,本文設計了一套危險氣體泄露定位在線監(jiān)測系統(tǒng),并且針對該系統(tǒng)研究了相關氣體源定位算法。首先,針對石化維護人員對監(jiān)測系統(tǒng)移動端的迫切需求,本文設計了嵌入式移動終端監(jiān)測平臺。該平臺根據(jù)模塊化設計思想依次設計了監(jiān)測節(jié)點、路由節(jié)點和協(xié)調(diào)器節(jié)點。嵌入式移動終端以S5PV210開發(fā)板為硬件平臺,利用各類氣體傳感器及風速風向傳感器實時采集石化車間環(huán)境信息,基于ZIGBEE無線傳感器網(wǎng)絡實現(xiàn)氣體數(shù)據(jù)的傳輸,基于嵌入式Linux系統(tǒng)完成了QT監(jiān)測界面及設備驅(qū)動程序的設計。其次,為了精確定位出氣體源的位置,基于兩種常見的氣體擴散模型,推導出適用于無風和有風的氣體湍流擴散模型一般表達式,并介紹了幾種經(jīng)典的氣體源定位算法。針對風場條件下氣體擴散模型的非線性特點以及初始值估計粗略導致的NLS算法定位精度降低,本文提出了一種基于粒子濾波的NLS初值優(yōu)化的氣體源定位算法（... 

【文章來源】：天津理工大學天津市

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

系統(tǒng)結構框圖

圖 2.2 WSN 的組網(wǎng)類型 嵌入式 LINUX 技術本文中嵌入式操作系統(tǒng)的選取尤為重要，不僅要實現(xiàn)簡單操作系統(tǒng)的基實時性、可移植性、強穩(wěn)定性等方面有較高要求。當前市場上常用的三種統(tǒng)[32]主要為 Windows CE、PALM OS 和 Linux，它們在內(nèi)核大小、實時性調(diào)度算法及通信能力等方面各有優(yōu)點，如下為三種系統(tǒng)的基本特性：1）Windows CE 是由 Microsoft 公司研發(fā)的 32 位可擴展嵌入式操作系統(tǒng)能十分靈活，包括喚醒和睡眠兩種模式；可以便捷地使用文件系統(tǒng)及數(shù)據(jù)儲功能；通信質(zhì)量較為理想，提供各類嵌套中斷；所擁有的優(yōu)先級多達活地調(diào)整時序；提供了一系列 Win32API，通過這些 API 可編寫實現(xiàn)各種indows CE 可廣泛應用于掌上電腦之類的設備。2）PALM OS 是由 3Corn 研發(fā)的 32 位嵌入式操作系統(tǒng)，是一款功能強大包含了數(shù)千個應用程序。同時該系統(tǒng)擁有不錯的節(jié)能效果以及合理的內(nèi)據(jù)庫的格式存儲各類數(shù)據(jù)，保障了程序的處理速度及運行空間。Palm 系用方便，機體輕巧等優(yōu)點。

第三章 監(jiān)測系統(tǒng)移動終端的硬件設計.1 系統(tǒng)硬件總體設計根據(jù)第二章的分析可知，本文所研究的危險氣體泄漏定位在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過各體傳感器檢測車間環(huán)境中的危險氣體信息（H2S、CO 和 NH3），同時將風速和風向器用于車間環(huán)境中風場的檢測。其中，移動終端監(jiān)測平臺采用三星 S5PV210 開發(fā) Cortex-A8 微處理器，3G 通信模塊采用中興的 MF210 模塊；危險氣體濃度通過監(jiān)點采集，經(jīng) WSN 傳輸?shù)教幚砥�；風速數(shù)據(jù)通過 RS232 串口傳輸?shù)教幚砥鳎L向數(shù)過 I2C 總線傳輸?shù)教幚砥�；處理器收集到各種數(shù)據(jù)后會對其分類存儲，并利用第六出的 PF-NLS 算法預估氣體泄漏位置，最終將監(jiān)測數(shù)據(jù)及氣體源定位結果呈現(xiàn)在 L摸屏上，系統(tǒng)的硬件結構框圖如圖 3.1 所示。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3542152