【摘要】：隨著電纜應(yīng)用的普及,如何準(zhǔn)確、快速、經(jīng)濟(jì)地查找出電纜故障是保障日常生活、商業(yè)活動(dòng)、工業(yè)生產(chǎn)正常進(jìn)行的一個(gè)重要課題,日益受到相關(guān)企業(yè)和技術(shù)人員的關(guān)注。目前為止,在實(shí)際中使用的測(cè)距定位儀器存在著數(shù)據(jù)精度不高,操作復(fù)雜,人機(jī)界面不友好這些問(wèn)題。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展,功能強(qiáng)大、操作簡(jiǎn)易、高精度的電纜故障測(cè)距定位系統(tǒng)的研究與開發(fā)是有著重要意義的。 對(duì)比目前幾種測(cè)距方法,結(jié)合目前測(cè)距定位系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì),本文針對(duì)電纜測(cè)距方法中的低壓脈沖測(cè)距法進(jìn)行探討,利用FPGA(Field-Programmable Gate Array)和嵌入式系統(tǒng)開發(fā)一個(gè)智能化電纜故障測(cè)距定位系統(tǒng)。該方案采用主流高性價(jià)比的CycloneⅡEP2C8Q208為核心FPGA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)測(cè)距的信號(hào)處理和功能控制;配合高端的基于INTEL XSCALE PXA270處理器的嵌入式系統(tǒng)對(duì)故障點(diǎn)在電子地圖上進(jìn)行定位。 本文對(duì)整個(gè)電纜故障測(cè)距定位系統(tǒng)作了詳細(xì)的闡述。首先概述了故障測(cè)距的幾種理論方法,對(duì)其中低壓脈沖測(cè)距法進(jìn)行了分析。其次對(duì)測(cè)距定位系統(tǒng)的背景和可行性作了探討,確定測(cè)距定位系統(tǒng)的方案并對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的分析。最后給出了硬/軟件設(shè)計(jì)框圖及電路的設(shè)計(jì),主要包括:FPGA系統(tǒng)的測(cè)距脈沖產(chǎn)生、反射脈沖的處理及故障距離的測(cè)量;測(cè)距系統(tǒng)中脈沖信號(hào)的調(diào)理電路;嵌入式系統(tǒng)的電子地圖移植、GPS信號(hào)解析、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、電子地圖顯示及故障定位。 在測(cè)距定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,作者對(duì)系統(tǒng)的軟硬件都作了調(diào)試,調(diào)試結(jié)果表明已實(shí)現(xiàn)基本目的:在電纜故障測(cè)距中,FPGA能夠?qū)r(shí)序信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)定、可靠的處理;信號(hào)調(diào)理電路對(duì)電纜接口信號(hào)的處理都有很強(qiáng)的針對(duì)性;嵌入式系統(tǒng)有著無(wú)法比擬的友好人機(jī)界面,對(duì)于LCD及GPS模塊有很好的支持。整個(gè)方案的設(shè)計(jì)對(duì)以后測(cè)距定位系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用作了一定的鋪墊。
【圖文】：

第二章 電纜測(cè)距定位方法分析所謂行波測(cè)距的方法，是基于傳輸線的電波反射現(xiàn)象來(lái)提出的。根據(jù)測(cè)量發(fā)射脈沖與反射脈沖之間的時(shí)間差來(lái)計(jì)算故障點(diǎn)的距離。低壓脈沖測(cè)距法也叫雷達(dá)法，在故障點(diǎn)的定位中應(yīng)用的是比較常見的。2.1 低壓脈沖測(cè)距法的分析2.1.1 傳輸線理論傳輸線理論是長(zhǎng)線理論[4]。傳輸線是長(zhǎng)線還是短線，取決于傳輸線的電長(zhǎng)度而不是它的幾何長(zhǎng)度。電長(zhǎng)度定義為傳輸線的幾何長(zhǎng)度 L 與其上工作波長(zhǎng) λ 的比值。當(dāng)傳輸線的幾何長(zhǎng)度 L 比其上所傳輸信號(hào)的工作波長(zhǎng) λ 還長(zhǎng)或者可以相比擬時(shí)，傳輸線稱為長(zhǎng)線；反之則可稱為短線。傳輸線理論是分布參數(shù)電路理論，認(rèn)為分布電阻、分布電感、分布電容和分布電導(dǎo)這 4 個(gè)分布參數(shù)存在于傳輸線的所有位置上�；灸Ｐ腿鐖D 2-1。

端接純電抗負(fù)載）時(shí)，|ΓL|=1。XL 時(shí)，0<|ΓL|<1，入射波能量部分被負(fù)載吸收，作狀態(tài)，為行駐波狀態(tài)。的工作原理線存在終端且不匹配的情況下，，在終端將引起波的存在著發(fā)射波，還存在反射波（如圖 2-2 所示）。
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TP368.1;TM247

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2653978