基于LoRa协议的氟泵物联网控制技术研究

发布时间：2020-07-09 20:34

【摘要】：IHF系列氟塑料离心泵是能耗大的旋转机械,在工业上有着广泛的应用,其运行的好坏直接影响了工厂的运作。该泵在工作过程中由于设计、制造、装配、使用及维护等原因会导致机组的故障率高、运行效率低等问题。因此,氟塑料离心泵的状态监测的研究显得很重要,是机组安全高效运行的重要保证。随着嵌入式技术的发展以及该技术在相关领域的应用,针对当前氟泵的状态监测的信号采集传输技术走线多、监测效率低等问题,本文利用LoRa无线传输技术和以太网传输技术,在Visual C++开发环境下设计了一套可对氟泵的运行状态进行实时监测的系统,其具有较高的精确性,广泛的适应性和实用性。本文设计的无线监控系统主要从以下几个方面进行研究:(1)通过查阅文献资料,深入了解氟泵的结构、工作原理以及性能参数,确定了适合氟泵监测系统的监测目标参数,为深入研究氟泵的工作性能提供了可靠的理论依据。(2)在深入研究TCP/IP协议以及LoRa协议的基础上,选用TCP/IP协议的UDP协议和LoRa协议,采用分级模块方式对氟泵的无线监测系统进行总体的设计,实现上下位机一体化监测模式。(3)在监测系统硬件方面,遵循模块化原则,分别完成了采集板、数据板、LoRa无线板的设计。在设计过程中采用软件Altium Designer对其进行设计,控制核心均采用STM32系列单片机,并且对处理器模块、通信模块、外围模块等部分进行了相应的选型和匹配性设计。采集板采用数字量采集电路、模拟量采集电路实现数据的采集;数据板采用ENC28J60模组为以太网模块,实现数据上传到上位机上;SX1278无线模块配合采集板和数据板实现数据的无线传输。(4)在监测系统的软件设计方面,给各模块按需分配I/O 口,采用Keil对系统的开发环境进行配置,并且用C语言对单片机进行编程及程序的调试。在上位机监测系统设计中,采用Visual C++中的MFC模块设计了系统监测界面,将采集到的数据实时显示出来。(5)监测系统设计实现后,利用该监测系统分别进行了无线模块的通讯实验和氟泵的监测实验。通过对无线传输的距离以及穿透能力进行测试,确定了其在氟泵监测系统中的可行性;利用其对系统的工作参数进行监测,并对特性曲线所包含的参数进行计算,运用Matlab软件对泵的流量-扬程,流量-轴功率,流量-效率特性曲线进行不同阶次的分析,从而验证了系统的可靠性与稳定性。本文为IHF系列氟塑料离心泵设计了智能化的数据监测系统,有利于提高氟泵的使用寿命。同时,为基于嵌入式的监测系统方面提供了解决的思路,对于提高工作效率、节省人力等方面具有现实的意义。
【学位授予单位】：沈阳建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH311;TP391.44;TN929.5
【图文】：

图２．１氟泵的主体结构图逡逑Ｆｉｇ２．１邋Ｍａｉｎ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｆｌｕｏｒｉｎｅ邋ｐｕｍｐ逡逑

基于LoRa协议的氟泵物联网控制技术研究

图３．３系统方案设计的简图逡逑Ｆｉｇ．邋３．３邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｓｙｓｔｅｍ邋ｓｃｈｅｍｅ邋ｄｅｓｉｇｎ逡逑

基于LoRa协议的氟泵物联网控制技术研究

图４．２原理图设计流程图逡逑Ｆｉｇ．邋４．２邋Ｆｌｏｗｃｈａｒｔ邋ｏｆ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｅｓｉｇｎ逡逑

【参考文献】