远程窑炉温度监测系统的设计与实现

发布时间：2017-07-16 12:25

  本文关键词：远程窑炉温度监测系统的设计与实现

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【摘要】：随着通信,网络和微电子技术的快速发展,远程监测系统已越来越多的应用到社会的各行各业,由于远程监测涉及传感技术、通信技术、控制技术等多个领域,所以一直都是研究和应用的热点。玻璃窑炉是玻璃制造业重要的热工设备,窑炉正常工作时,其内部是个非常复杂的过程。而窑炉工作温度作为最重要的参数,直接对玻璃的生产质量产生影响,本文以玻璃窑炉炉壁温度监测为背景,根据远程监测系统在窑炉工作实际环境下的需求分析,构架一个多点分布式的无线传感远程温度监测系统。本系统对窑炉的安全及节能有着重要意义。本系统由为三大模块组成,分别为温度数据采集模块、无线监控主机模块以及远程监测平台。数据采集模块主要作用是通过热电偶传感器实时采集现场各点的温度数据并通过射频无线通信发送至现场监控主机。监控主机将各个节点采集的温度数据在LCD屏上实时显示并刷新,供值班人员监控,并通过GPRS网络将所有数据上传至网络服务器。而远程监测平台则通过访问服务器获取并解析数据信息,达成对现场数据的远程监测。本文还通过有限元分析法对窑炉炉壁温度场进行了建模与仿真,得到了在窑炉炉壁局部区域出现温度高温异常情况时的温度场分布。为防止热量散失,提示工作人员进行局部保温,达到节能降耗的目的,最后对于系统的各模块给出了测试结果和分析,结果表明本系统功能良好,运行稳定,具有良好的运用前景。
【关键词】：远程监控 窑炉测温 射频通信 温度场 节能降耗
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ171.623;TP274
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 课题背景及意义11-12
• 1.2 远程监测系统发展现状12-13
• 1.3 论文的研究内容和组织结构13-15
• 1.3.1 课题的研究目标和研究内容13
• 1.3.2 论文的结构安排13-15
• 第二章 论文相关技术的研究15-22
• 2.1 热电偶测温技术15-17
• 2.1.1 热电效应15-16
• 2.1.2 热电偶工作基本定律16-17
• 2.2 无线传感网络技术17-18
• 2.2.1 WSN技术概述17
• 2.2.2 各种无线通信技术对比17-18
• 2.3 GPRS通信技术18-19
• 2.3.1 GPRS技术概述18-19
• 2.3.2 GPRS技术特点19
• 2.4 组态技术19-21
• 2.4.1 组态技术概述19
• 2.4.2 组态技术产生背景19-20
• 2.4.3 组态软件功能20-21
• 2.5 有限元分析技术21
• 2.6 本章小结21-22
• 第三章 系统总体设计22-25
• 3.1 系统实现的功能22
• 3.2 系统的总体结构22-23
• 3.3 系统的工作原理23-24
• 3.4 本章小结24-25
• 第四章 系统硬件设计25-32
• 4.1 数据采集端硬件设计25-27
• 4.1.1 电源电路25
• 4.1.2 主控单元电路25-26
• 4.1.3 射频发射电路26-27
• 4.2 监控主机硬件设计27-31
• 4.2.1 电源电路27-28
• 4.2.2 主控单元电路28
• 4.2.3 射频接收电路28-29
• 4.2.4 GPRS通信电路29
• 4.2.5 LCD显示电路29-30
• 4.2.6 TF储存电路30
• 4.2.7 语音报警电路30-31
• 4.3 本章小结31-32
• 第五章 系统软件设计32-54
• 5.1 采集端软件设计32-35
• 5.1.1 初始化与温度采集32-33
• 5.1.2 射频数据发送33-35
• 5.2 监控主机软件设计35-39
• 5.2.1 射频数据接收35-36
• 5.2.2 GPRS通信模块36-38
• 5.2.3 LCD数据显示38-39
• 5.3 通信协议数据帧包定义39-43
• 5.3.1 射频收发通信协议39-41
• 5.3.2 通信协议指令示例41-43
• 5.4 远程监测平台软件设计43-53
• 5.4.1 用户登录43-46
• 5.4.2 用户管理46-49
• 5.4.3 主程序功能49-52
• 5.4.4 组态控件设计52-53
• 5.5 本章小结53-54
• 第六章 窑炉炉壁温度场的建模与仿真54-63
• 6.1 玻璃窑炉保温概况54
• 6.1.1 窑炉保温的优点54
• 6.1.2 窑炉保温的缺点54
• 6.2 玻璃窑炉中的热传递54-57
• 6.2.1 传热的基本概念54-55
• 6.2.2 传热学的计算55-57
• 6.3 窑炉炉壁传热过程仿真及分析57-62
• 6.3.1 有限元分析步骤57
• 6.3.2 窑炉炉壁结构57-58
• 6.3.3 有限元模型的建立58-59
• 6.3.4 仿真结果及分析59-62
• 6.4 本章小结62-63
• 第七章 调试与结果63-73
• 7.1 数据采集端硬件调试63-65
• 7.1.1 信号测试63-64
• 7.1.2 电流测试64-65
• 7.1.3 数据包接收测试65
• 7.2 监控主机调试65-69
• 7.2.1 GPRS模块调试65-67
• 7.2.2 监控主机调试67-69
• 7.3 远程监测平台调试69-72
• 7.3.1 登录调试69-70
• 7.3.2 主界面调试70-71
• 7.3.3 日志管理调试71-72
• 7.4 本章小结72-73
• 第八章 总结与展望73-75
• 8.1 总结73
• 8.2 展望73-75
• 参考文献75-77
• 附录77-81
• 附录一 数据采集端电路原理图77-78
• 附录二 数据采集端印刷电路版图和实物图78-79
• 附录三 监控主机电路原理图79-80
• 附录四 监控主机印刷电路版图80-81
• 致谢81-82
• 研究生期间参加的科研工作及成果82

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