【摘要】：隨著電纜應用的普及,如何準確、快速、經濟地查找出電纜故障是保障日常生活、商業(yè)活動、工業(yè)生產正常進行的一個重要課題,日益受到相關企業(yè)和技術人員的關注。目前為止,在實際中使用的測距定位儀器存在著數(shù)據精度不高,操作復雜,人機界面不友好這些問題。隨著現(xiàn)代電子技術的發(fā)展,功能強大、操作簡易、高精度的電纜故障測距定位系統(tǒng)的研究與開發(fā)是有著重要意義的。 對比目前幾種測距方法,結合目前測距定位系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,本文針對電纜測距方法中的低壓脈沖測距法進行探討,利用FPGA(Field-Programmable Gate Array)和嵌入式系統(tǒng)開發(fā)一個智能化電纜故障測距定位系統(tǒng)。該方案采用主流高性價比的CycloneⅡEP2C8Q208為核心FPGA系統(tǒng)實現(xiàn)測距的信號處理和功能控制;配合高端的基于INTEL XSCALE PXA270處理器的嵌入式系統(tǒng)對故障點在電子地圖上進行定位。 本文對整個電纜故障測距定位系統(tǒng)作了詳細的闡述。首先概述了故障測距的幾種理論方法,對其中低壓脈沖測距法進行了分析。其次對測距定位系統(tǒng)的背景和可行性作了探討,確定測距定位系統(tǒng)的方案并對其進行詳細的分析。最后給出了硬/軟件設計框圖及電路的設計,主要包括:FPGA系統(tǒng)的測距脈沖產生、反射脈沖的處理及故障距離的測量;測距系統(tǒng)中脈沖信號的調理電路;嵌入式系統(tǒng)的電子地圖移植、GPS信號解析、坐標轉換、電子地圖顯示及故障定位。 在測距定位系統(tǒng)設計中,作者對系統(tǒng)的軟硬件都作了調試,調試結果表明已實現(xiàn)基本目的:在電纜故障測距中,FPGA能夠對時序信號進行穩(wěn)定、可靠的處理;信號調理電路對電纜接口信號的處理都有很強的針對性;嵌入式系統(tǒng)有著無法比擬的友好人機界面,對于LCD及GPS模塊有很好的支持。整個方案的設計對以后測距定位系統(tǒng)的開發(fā)應用作了一定的鋪墊。
【圖文】：

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

端接純電抗負載）時，|ΓL|=1。XL 時，0<|ΓL|<1，入射波能量部分被負載吸收，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）。
【學位授予單位】：華僑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TP368.1;TM247

【參考文獻】

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本文編號：2653978