基于北斗卫星跟踪的车载罐体阀门监控系统设计实现

发布时间：2017-09-23 07:01

  本文关键词：基于北斗卫星跟踪的车载罐体阀门监控系统设计实现

  更多相关文章： 北斗卫星定位 阀门监控 车辆跟踪 滤波算法 双天线

【摘要】：近年来,物流安全事故频发,特别是危化品物流中出现的危化品泄漏和危化品被盗等问题,已引起社会的广泛关注。危化品物流的安全事故,不仅对商家带来直接的经济损失,而且还会对驾驶员的健康乃至生命、以及途经区域的生态环境造成严重危害。为此,人们对物流运输服务的可靠性和安全性提出了更高的要求。相关政府部门和行业主管部门相继出台了一系列监管条款,并要求从技术上保障危化品物流安全。因此,对危化品物流车辆的路径跟踪、健康状况监控与预警,已成为装备状态监测和故障诊断技术领域的前沿课题。本文在深入研究现有测控技术和通信理论的基础上,结合大型罐体危化品物流车辆监管领域的具体应用环境,探索了非固态危化品物流车辆远程监测问题的新理论和新方法,提出一种危化品物流车辆的多功能网络化远程监测方案,将车辆跟踪定位与阀门控制整合到一起。设计并研制了由一个测控中心和若干车载阀门终端组成的网络化测控平台,实现了对若干大型罐体危化品物流车辆进行实时调度、跟踪、及罐体阀门控制。本文的研究工作,有望改变非固态危化品物流车辆的监测现状,以提高监测的实时性、准确性和可靠性,为非固态危化品物流车辆的状态监测与故障诊断、以及工程设计提供科学依据。这对提升车辆运行状态监测的理论水平和应用水平具有重要的理论价值和重大的现实意义。论文的主要工作包括:分析了车辆跟踪定位系统的国内外研究现状,研究了当前车辆跟踪与阀门控制的技术方案及存在的主要问题;然后对用于危化品运输的大型罐体运输车辆的跟踪与监控进行了功能需求分析,并在此基础上完成了基于北斗卫星跟踪的车载罐体阀门监控系统的总体方案设计。给出了系统各功能单元的工作原理及设计思路,完成了车载阀门终端的硬件电路设计和软件程序设计,构建了上下行通信链路相隔离的通信网络,并制定了系统数据通信协议。采用双接收天线的卫星定位接收机架构,并研究了一种基于双接收天线定位接收机的跟踪滤波算法。最终设计并研制了由一个测控中心和若干车载阀门终端组成的网络化测控平台,并对平台的性能进行了整体测试和分析。实验测试结果表明:该系统可以对运输车辆进行高精度跟踪与定位,并能有效地对车载罐体阀门进行远程监管和控制,达到了预期目的。最后对所做工作进行总结,并对系统下一步工作进行展望。
【关键词】：北斗卫星定位 阀门监控 车辆跟踪 滤波算法 双天线
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U495;U492.81
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 课题来源9
• 1.2 课题研究背景、目的及意义9-12
• 1.2.1 课题研究背景9-10
• 1.2.2 课题研究目的及意义10-12
• 1.3 相关领域研究现状12-14
• 1.4 本文主要工作及内容结构14-15
• 1.5 本章小结15-17
• 2 监控系统整体方案设计17-27
• 2.1 监控系统功能需求分析17-18
• 2.2 系统整体方案设计18-19
• 2.3 功能模块设计19-26
• 2.3.1 北斗卫星定位设计19-21
• 2.3.2 阀门控制设计21-22
• 2.3.3 无线数据传输设计22-23
• 2.3.4 阀门终端设计23-24
• 2.3.5 监控中心设计24-26
• 2.4 本章小结26-27
• 3 阀门终端硬件设计27-37
• 3.1 阀门终端硬件电路总体结构27
• 3.2 电源供电模块电路设计27-28
• 3.3 北斗卫星定位模块电路设计28-29
• 3.4 无线网络通信模块电路设计29-31
• 3.5 阀门控制模块电路设计31-32
• 3.6 主控制器CPU电路设计32-35
• 3.7 手动检测和状态指示电路35
• 3.8 本章小结35-37
• 4 阀门终端软件设计37-53
• 4.1 软件开发环境及程序整体结构37-38
• 4.1.1 软件开发环境介绍37-38
• 4.1.2 阀门终端控制程序整体结构38
• 4.2 北斗卫星定位模块程序设计38-43
• 4.2.1 北斗卫星定位模块初始化39
• 4.2.2 北斗卫星定位数据解析39-43
• 4.3 无线网络通信模块程序设计43-47
• 4.3.1 无线网络通信模块初始化44
• 4.3.2 TCP连接建立及数据发送44-46
• 4.3.3 SMS数据接收46-47
• 4.4 阀门控制模块程序设计47-48
• 4.5 主函数程序设计48-49
• 4.6 消息报文格式设计49-51
• 4.7 本章小结51-53
• 5 基于双天线定位接收机的跟踪滤波算法53-65
• 5.1 主流跟踪滤波算法分析53
• 5.2 UKF滤波算法描述53-54
• 5.3 双UKF跟踪滤波算法研究54-60
• 5.3.1 双UKF跟踪滤波系统模型54-56
• 5.3.2 双UKF跟踪滤波算法56-60
• 5.4 双UKF跟踪滤波算法仿真与结果分析60-63
• 5.5 本章小节63-65
• 6 远程监控中心设计65-73
• 6.1 监控中心系统架构65-66
• 6.2 短信终端设计66-67
• 6.3 数据服务设计67-69
• 6.3.1 数据接收设计67-68
• 6.3.2 数据库设计68-69
• 6.4 百度地图服务设计69-70
• 6.5 Web服务设计70-71
• 6.6 本章小结71-73
• 7 系统测试及结果分析73-83
• 7.1 车载阀门终端测试73-76
• 7.1.1 车载阀门终端硬件测试73-74
• 7.1.2 车载阀门终端功能测试74-76
• 7.2 监控中心测试76-82
• 7.2.1 监控中心软件测试76
• 7.2.2 监控系统整体测试76-82
• 7.3 本章小结82-83
• 8 总结与展望83-85
• 8.1 总结83-84
• 8.2 展望84-85
• 致谢85-87
• 参考文献87-91
• 附录91-94
• A作者在攻读学位期间发表的论文目录91
• B作者在攻读学位期间参与的研究项目91-92
• C车载阀门终端和短信终端电路原理图92-94
• D车载阀门实物图和短信终端实物图94

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 徐海洋;胶南市建立五类档案管理危化品企业[J];劳动保护;2004年06期

2 徐建平;危化品安全管理的2个不足和3个盲点[J];劳动保护;2004年06期

3 ;国家局部署下半年危化品监管工作[J];劳动保护;2004年08期

4 苗军英;危化品经营单位安全评价中存在的问题及对策[J];劳动保护;2004年09期

5 刘强;总结事故的特点和规律 有效遏制危化品事故[J];劳动保护;2004年10期

6 ;河南省加强危化品经营单位监管[J];中国职业安全卫生管理体系认证;2004年05期

7 杜振杰;危化品监管的难点[J];劳动保护;2005年07期

8 赵正宏;对危化品生产企业安全评价工作的思考[J];劳动保护;2005年01期

9 周文森;做实危化品安全评价[J];劳动保护;2005年05期

10 黄明玲;;对一起危化品泄漏事故处理的反思[J];劳动保护;2006年01期

中国重要会议论文全文数据库 前8条

1 彭宏恺;;危化品装卸作业事故预防与控制[A];2008年中国航海学会危险货物运输专业委员会论文集[C];2008年

2 金满平;;危化品检测实验室的防火防爆安全管理探讨[A];中国职业安全健康协会2011年学术年会论文集[C];2011年

3 丁浩;;危化品公路运输事故及处置对策研究[A];2012中国消防协会科学技术年会论文集（下）[C];2012年

4 宋梦良;;关于提升吉林市危险化学品 安全监管水平的思考和对策[A];安全责任 重在落实——第四届吉林安全生产论坛论文集[C];2011年

5 陈亚子;李品;;火电厂“危化品”管理的法律梳理和管理要点[A];全国火电大机组（300MW级）竞赛第三十五届年会论文集[C];2006年

6 张振夫;李祥柱;刘晨;;危化品生产企业雷雨季节的防火防爆探讨[A];2014年十一省（市）金属（冶金）学会冶金安全环保学术交流会论文集[C];2014年

7 陈清忠;;开展行业协会工作是做好企业安全工作的有效途径[A];第十四届海峡两岸及香港、澳门地区职业安全健康学术研讨会暨中国职业安全健康协会2006年学术年会论文集[C];2006年

8 张帆;;三峡库区船运危化品污染防治对策研究[A];中国科协2009年海峡两岸青年科学家学术活动月——海上污染防治及应急技术研讨会论文集[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 国家安监总局危化司　提供材料 本报专题部整理;强化各部门协作 深化危化品监管[N];中国安全生产报;2007年

2 记者 于倩 徐文标;浙江：首家危化品市场运营[N];中国安全生产报;2007年

3 记者 黄雄 通讯员 刘军 程少甫;加快搬迁广州中心城区化工企业[N];中国安全生产报;2007年

4 成都日报婷婷调查组　张婷婷 缪琴 李凌翌 李影;我市20余家危化品企业年内“出城”[N];成都日报;2007年

5 张木早 张建民;为了海上危化品物流安全[N];中国化工报;2006年

6 吴金慧;坚决打压危化品事故上升势头[N];中国化工报;2007年

7 冯威力;谁来给危化品一个安身之地[N];中国化工报;2007年

8 邱美辉;福建危化品安全抓源头[N];中国化工报;2007年

9 林宇;天津构筑危化品交易平台[N];中国化工报;2007年

10 记者 邱美辉;福建通报四起危化品事故[N];中国化工报;2007年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 崔远慧;危化品槽罐车运输安全监测信息处理技术研究[D];大连理工大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 吕昕;基于UWB的危化品仓储堆垛货物定位技术的研究[D];北京化工大学;2015年

2 吴炜;东宁浙江工贸园区发展战略研究[D];南昌大学;2015年

3 任伟;危化品信息管理系统的设计与实现[D];电子科技大学;2014年

4 陈涵;危化品道路运输事故应急救援问题研究[D];首都经济贸易大学;2015年

5 丛培超;盐酸等四种液体危化品挥发过程中团簇结构的研究[D];天津科技大学;2013年

6 张亮;基于北斗卫星跟踪的车载罐体阀门监控系统设计实现[D];重庆大学;2015年

7 陈兰芳;南通港泄漏危化品运移扩散趋势预测及可视化[D];大连海事大学;2008年

8 袁利伟;危化品安全管理与伤害事故后果分析系统的设计[D];昆明理工大学;2004年

9 赵倩;基于物联网云计算的危化品物流监控预警平台设计[D];广东工业大学;2015年

10 黄友明;基于模糊数学危化品道路运输企业安全评价的应用研究[D];江西理工大学;2009年

，

本文编号：903834