基于物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的智能電伴熱控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2022-02-21 06:17
隨著當(dāng)代工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展,隨之而來對(duì)伴熱的需求也越來越大。電伴熱技術(shù)作為一種有效防凍、保溫措施,在煤炭、建筑、電力、冶金、石化等行業(yè)被廣泛應(yīng)用。它與傳統(tǒng)的電熱管式、蒸汽、熱水式保溫相比,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、易于操作等優(yōu)點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)外都有關(guān)于電伴熱控制器的研究,但國(guó)內(nèi)關(guān)于電伴熱控制器的研究比較晚,且控制器普遍存在擴(kuò)展性差、功能端口單一、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理、監(jiān)控和升級(jí)維護(hù)難度大等問題。針對(duì)上述顯而易見的問題,本課題根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目,從解決實(shí)際問題出發(fā),依托物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái),開發(fā)了一套智能電伴熱控制系統(tǒng)。主要工作及研究?jī)?nèi)容如下:1、完成了電伴熱控制器硬件設(shè)計(jì)和研制。該控制器采用STM32嵌入式處理器,可實(shí)現(xiàn)6主6備伴熱回路的過流、斷纜、漏電檢測(cè)、傳感器故障檢測(cè)、故障報(bào)警、手自動(dòng)切換。具有以太網(wǎng)通訊、RS485通訊、RS232通訊、圖形液晶顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能模塊。外圍模塊電路包括電流采集模塊、溫度采集模塊、漏電狀態(tài)檢測(cè)模塊、繼電器輸出控制電路。2、針對(duì)硬件平臺(tái)進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)與開發(fā),移植了FreeRTOS嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上編寫了驅(qū)動(dòng)程序、應(yīng)用任務(wù)程序及中斷服務(wù)程序,添加了溫度控...
【文章來源】:北京工業(yè)大學(xué)北京市211工程院校
【文章頁數(shù)】:102 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景
1.2 電伴熱控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 課題的來源及研究目標(biāo)
1.3.1 課題來源
1.3.2 研究目標(biāo)
1.4 論文內(nèi)容和結(jié)構(gòu)
第2章 電伴熱控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
2.1 電伴熱控制系統(tǒng)總體方案構(gòu)思與分析
2.2 系統(tǒng)功能需求分析及性能指標(biāo)
2.3 設(shè)備接入Onenet平臺(tái)方案
2.4 微信硬件平臺(tái)接入方案
2.5 本章小結(jié)
第3章 電伴熱控制器硬件設(shè)計(jì)
3.1 電伴熱控制器方案設(shè)計(jì)
3.2 電伴熱控制器硬件電路設(shè)計(jì)
3.2.1 硬件總體結(jié)構(gòu)及功能
3.2.2 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.2.3 電流采集模塊設(shè)計(jì)
3.2.4 溫度采集電路設(shè)計(jì)
3.2.5 漏電狀態(tài)檢測(cè)設(shè)計(jì)
3.2.6 繼電器輸出電路設(shè)計(jì)
3.2.7 手自動(dòng)切換電路設(shè)計(jì)
3.2.8 通訊電路設(shè)計(jì)
3.3 硬件電路PCB及抗干擾設(shè)計(jì)
3.4 本章小結(jié)
第4章 電伴熱控制器軟件設(shè)計(jì)
4.1 軟件開發(fā)環(huán)境及方案設(shè)計(jì)
4.2 嵌入式操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介及移植
4.2.1 FreeRTOS簡(jiǎn)介
4.2.2 FreeRTOS在STM32上移植
4.3 通信協(xié)議選擇
4.3.1 Modbus-RTU與Modbus-TCP通訊協(xié)議
4.3.2 TCP/IP協(xié)議棧
4.4 應(yīng)用層任務(wù)軟件設(shè)計(jì)
4.4.1 溫度采集軟件設(shè)計(jì)
4.4.2 電流采集軟件設(shè)計(jì)
4.4.3 數(shù)字量輸入軟件設(shè)計(jì)
4.4.4 繼電器輸出軟件設(shè)計(jì)
4.4.5 遠(yuǎn)程在線升級(jí)軟件設(shè)計(jì)
4.4.6 接入物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)
4.5 本地監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.5.1 DWIN液晶屏監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)
4.5.2 組態(tài)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)
4.6 控制算法庫設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.7 數(shù)字濾波軟件設(shè)計(jì)
4.8 本章小結(jié)
第5章 云端服務(wù)器設(shè)計(jì)
5.1 云端服務(wù)器方案設(shè)計(jì)
5.2 開發(fā)環(huán)境和平臺(tái)搭建
5.3 云監(jiān)控管理系統(tǒng)與后端服務(wù)設(shè)計(jì)
5.3.1 平臺(tái)業(yè)務(wù)接口RESTful API介紹
5.3.2 系統(tǒng)頁面設(shè)計(jì)
5.3.3 設(shè)備資源請(qǐng)求處理
5.4 微信硬件云對(duì)接平臺(tái)設(shè)計(jì)
5.4.1 設(shè)備端OpenAPI介紹
5.4.2 微信硬件云接入流程
5.4.3 微信公眾號(hào)功能設(shè)定
5.4.4 后臺(tái)業(yè)務(wù)邏輯及請(qǐng)求服務(wù)處理
5.5 云平臺(tái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
5.6 本章小結(jié)
第6章 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
6.1 系統(tǒng)整體調(diào)試
6.1.1 系統(tǒng)硬件調(diào)試
6.1.2 系統(tǒng)軟件調(diào)試
6.1.3 云端服務(wù)器功能測(cè)試
6.2 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
6.2.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建
6.2.2 實(shí)驗(yàn)過程
6.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
6.3 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
研究的創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所取得的成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于Sina App Engine平臺(tái)的云計(jì)算應(yīng)用探析[J]. 褚亞飛,陳德城. 電腦知識(shí)與技術(shù). 2014(23)
[2]基于云計(jì)算平臺(tái)的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘研究[J]. 張毅,崔曉燕. 軟件. 2014(01)
[3]網(wǎng)絡(luò)化預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、分析與實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)(英文)[J]. 劉國(guó)平,孫鍵,趙云波. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2013(11)
[4]基于STM32的遠(yuǎn)程升級(jí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 溫世堅(jiān),張偉波. 科技廣場(chǎng). 2013(05)
[5]DGUS觸摸屏串口通信應(yīng)用設(shè)計(jì)[J]. 辛銳,黃仁富. 內(nèi)江科技. 2013(05)
[6]Modbus和Modbus-TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換研究[J]. 俞野秋,陳堅(jiān). 儀表技術(shù). 2013(01)
[7]嵌入式操作系統(tǒng)FreeRTOS的原理與移植實(shí)現(xiàn)[J]. 張龍彪,張果,王劍平,王剛. 信息技術(shù). 2012(11)
[8]蒸汽伴熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 蘇海濱. 中國(guó)高新技術(shù)企業(yè). 2012(12)
[9]可編程微波爐控制器的設(shè)計(jì)[J]. 龔蘭芳,梁文禎. 微型機(jī)與應(yīng)用. 2011(12)
[10]嵌入式設(shè)備遠(yuǎn)程在線升級(jí)技術(shù)[J]. 趙炯,賈培源,李中山,林旺城. 計(jì)算機(jī)工程. 2010(12)
碩士論文
[1]基于微信控制物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的服務(wù)器系統(tǒng)[D]. 吳川環(huán).廣東工業(yè)大學(xué) 2015
[2]基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度研究與應(yīng)用[D]. 毛磊.同濟(jì)大學(xué) 2007
[3]基于ARM核微控制器最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 蘇琪.天津大學(xué) 2004
本文編號(hào):3636672
【文章來源】:北京工業(yè)大學(xué)北京市211工程院校
【文章頁數(shù)】:102 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景
1.2 電伴熱控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 課題的來源及研究目標(biāo)
1.3.1 課題來源
1.3.2 研究目標(biāo)
1.4 論文內(nèi)容和結(jié)構(gòu)
第2章 電伴熱控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
2.1 電伴熱控制系統(tǒng)總體方案構(gòu)思與分析
2.2 系統(tǒng)功能需求分析及性能指標(biāo)
2.3 設(shè)備接入Onenet平臺(tái)方案
2.4 微信硬件平臺(tái)接入方案
2.5 本章小結(jié)
第3章 電伴熱控制器硬件設(shè)計(jì)
3.1 電伴熱控制器方案設(shè)計(jì)
3.2 電伴熱控制器硬件電路設(shè)計(jì)
3.2.1 硬件總體結(jié)構(gòu)及功能
3.2.2 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.2.3 電流采集模塊設(shè)計(jì)
3.2.4 溫度采集電路設(shè)計(jì)
3.2.5 漏電狀態(tài)檢測(cè)設(shè)計(jì)
3.2.6 繼電器輸出電路設(shè)計(jì)
3.2.7 手自動(dòng)切換電路設(shè)計(jì)
3.2.8 通訊電路設(shè)計(jì)
3.3 硬件電路PCB及抗干擾設(shè)計(jì)
3.4 本章小結(jié)
第4章 電伴熱控制器軟件設(shè)計(jì)
4.1 軟件開發(fā)環(huán)境及方案設(shè)計(jì)
4.2 嵌入式操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介及移植
4.2.1 FreeRTOS簡(jiǎn)介
4.2.2 FreeRTOS在STM32上移植
4.3 通信協(xié)議選擇
4.3.1 Modbus-RTU與Modbus-TCP通訊協(xié)議
4.3.2 TCP/IP協(xié)議棧
4.4 應(yīng)用層任務(wù)軟件設(shè)計(jì)
4.4.1 溫度采集軟件設(shè)計(jì)
4.4.2 電流采集軟件設(shè)計(jì)
4.4.3 數(shù)字量輸入軟件設(shè)計(jì)
4.4.4 繼電器輸出軟件設(shè)計(jì)
4.4.5 遠(yuǎn)程在線升級(jí)軟件設(shè)計(jì)
4.4.6 接入物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)
4.5 本地監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.5.1 DWIN液晶屏監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)
4.5.2 組態(tài)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)
4.6 控制算法庫設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.7 數(shù)字濾波軟件設(shè)計(jì)
4.8 本章小結(jié)
第5章 云端服務(wù)器設(shè)計(jì)
5.1 云端服務(wù)器方案設(shè)計(jì)
5.2 開發(fā)環(huán)境和平臺(tái)搭建
5.3 云監(jiān)控管理系統(tǒng)與后端服務(wù)設(shè)計(jì)
5.3.1 平臺(tái)業(yè)務(wù)接口RESTful API介紹
5.3.2 系統(tǒng)頁面設(shè)計(jì)
5.3.3 設(shè)備資源請(qǐng)求處理
5.4 微信硬件云對(duì)接平臺(tái)設(shè)計(jì)
5.4.1 設(shè)備端OpenAPI介紹
5.4.2 微信硬件云接入流程
5.4.3 微信公眾號(hào)功能設(shè)定
5.4.4 后臺(tái)業(yè)務(wù)邏輯及請(qǐng)求服務(wù)處理
5.5 云平臺(tái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
5.6 本章小結(jié)
第6章 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
6.1 系統(tǒng)整體調(diào)試
6.1.1 系統(tǒng)硬件調(diào)試
6.1.2 系統(tǒng)軟件調(diào)試
6.1.3 云端服務(wù)器功能測(cè)試
6.2 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
6.2.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建
6.2.2 實(shí)驗(yàn)過程
6.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
6.3 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
研究的創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所取得的成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于Sina App Engine平臺(tái)的云計(jì)算應(yīng)用探析[J]. 褚亞飛,陳德城. 電腦知識(shí)與技術(shù). 2014(23)
[2]基于云計(jì)算平臺(tái)的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘研究[J]. 張毅,崔曉燕. 軟件. 2014(01)
[3]網(wǎng)絡(luò)化預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、分析與實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)(英文)[J]. 劉國(guó)平,孫鍵,趙云波. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2013(11)
[4]基于STM32的遠(yuǎn)程升級(jí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 溫世堅(jiān),張偉波. 科技廣場(chǎng). 2013(05)
[5]DGUS觸摸屏串口通信應(yīng)用設(shè)計(jì)[J]. 辛銳,黃仁富. 內(nèi)江科技. 2013(05)
[6]Modbus和Modbus-TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換研究[J]. 俞野秋,陳堅(jiān). 儀表技術(shù). 2013(01)
[7]嵌入式操作系統(tǒng)FreeRTOS的原理與移植實(shí)現(xiàn)[J]. 張龍彪,張果,王劍平,王剛. 信息技術(shù). 2012(11)
[8]蒸汽伴熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 蘇海濱. 中國(guó)高新技術(shù)企業(yè). 2012(12)
[9]可編程微波爐控制器的設(shè)計(jì)[J]. 龔蘭芳,梁文禎. 微型機(jī)與應(yīng)用. 2011(12)
[10]嵌入式設(shè)備遠(yuǎn)程在線升級(jí)技術(shù)[J]. 趙炯,賈培源,李中山,林旺城. 計(jì)算機(jī)工程. 2010(12)
碩士論文
[1]基于微信控制物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的服務(wù)器系統(tǒng)[D]. 吳川環(huán).廣東工業(yè)大學(xué) 2015
[2]基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度研究與應(yīng)用[D]. 毛磊.同濟(jì)大學(xué) 2007
[3]基于ARM核微控制器最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 蘇琪.天津大學(xué) 2004
本文編號(hào):3636672
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/yiqiyibiao/3636672.html
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