燃油加油机全自动检定系统的设计与实现

发布时间：2017-09-29 14:04

  本文关键词：燃油加油机全自动检定系统的设计与实现

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【摘要】：燃油加油机是为机动车添加燃油的一种液体体积测量系统,在日常生活中发挥着非常重要的作用。燃油加油机检定结果的准确性直接关系着经营者和消费者的合法权益,关系到国家的计量公正。因此,燃油加油机是一种国家重点强制检定的器具。传统的依靠人工计量检定燃油加油机的方式已经无法满足当前燃油加油机的检定需求,研制自动化程度高、精度高的燃油加油机检定装置成为当前的迫切需求。论文在对传统的静态容积法检定燃油加油机的研究基础上,设计了一种燃油加油机全自动检定系统,将传感器技术、图像处理技术跟嵌入式系统结合,搭建了一套加油机全自动化检定系统,并从硬件设计与软件设计方面详细介绍了该系统的实现。系统的硬件设计分为机械设计和电气设计,机械设计又包括标准金属量器结构设计、加油枪流量自动调节结构设计、自动调平装置结构设计、暗箱结构设计以及排油系统的结构设计;电气控制部分是将Mini2440开发板作为系统中的硬件平台,外接了倾角采集模块、摄像头模块、温度采集模块、步进电机驱动模块、继电器控制模块,从而实现系统的自动调平、图像液位检测、温度采集、自动排油功能,并完成了各个模块中电器元件的选型及其接口电路的设计。在系统软件设计部分,首先移植嵌入式Linux操作系统到开发板,完成软件开发平台的搭建,然后完成各个模块中设备的驱动程序和应用程序设计,重点是自动水平调整的程序设计和液位图像处理程序的设计,并将这些程序移植到Linux系统中,最后完成了Lab VIEW上位机检定界面程序设计。实验结果表明,本课题设计的燃油加油机全自动检定系统运行稳定,自动化程度高,检定精度高,能满足燃油加油机计量检定规程的要求,并且在效率上是工人检定的两到三倍,同时,避免了在检定过程中油的挥发气对检定人员的伤害。
【关键词】：计量检定 燃油加油机 嵌入式系统 图像处理 传感器 LabVIEW
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U473.8
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势11-13
• 1.2.1 国内外研究现状11-13
• 1.2.2 发展趋势13
• 1.3 论文研究的主要内容13-14
• 1.4 论文的章节安排14-15
• 1.5 本章小结15-16
• 第二章 燃油加油机全自动检定系统整体方案设计16-21
• 2.1 燃油加油机检定装置设计指标要求16-17
• 2.2 燃油加油机检定系统的整体结构设计17-20
• 2.2.1 系统功能需求17-18
• 2.2.2 燃油加油机检定系统的整体设计18-20
• 2.3 本章小结20-21
• 第三章 燃油加油机全自动检定系统的硬件设计21-38
• 3.1 燃油加油机全自动检定系统机械结构设计21-24
• 3.2 电气控制系统硬件搭建24-25
• 3.3 电气控制系统硬件平台的选择25-26
• 3.3.1 嵌入式技术25
• 3.3.2 ARM处理器开发板的选择25-26
• 3.4 调平模块的选型与设计26-31
• 3.4.1 倾角传感器的选型与电路设计27-28
• 3.4.2 步进电机和驱动器的选型与电路设计28-29
• 3.4.3 调平控制系统的设计29-31
• 3.5 加油枪流量自动调节模块的选型与电路设计31-33
• 3.5.1 步进电机及其驱动器选型31
• 3.5.2 加油枪流量自动调节原理31-32
• 3.5.3 加油枪流量自动调节机构的电路设计32-33
• 3.6 液位采集模块的选型与设计33-34
• 3.6.1 摄像头的选型33-34
• 3.6.2 液位成像原理34
• 3.7 温度传感器的选型与电路设计34-35
• 3.7.1 温度传感器的选型34-35
• 3.7.2 温度传感器外围电路设计35
• 3.8 排油电动阀门的选型与继电器电路设计35-37
• 3.8.1 继电器和电动阀门的选型35-36
• 3.8.2 继电器模块电路设计36-37
• 3.9 本章小结37-38
• 第四章 燃油加油机全自动检定系统的软件设计38-65
• 4.1 系统的软件架构38
• 4.2 系统软件开发平台的搭建38-42
• 4.2.1 Linux交叉编译环境38-39
• 4.2.2 BootLoader的移植39-40
• 4.2.3 Linux系统内核的配置与移植40
• 4.2.4 根文件系统的制作40-41
• 4.2.5 OpenCV的移植41-42
• 4.3 自动调平模块的软件设计42-48
• 4.3.1 SPI驱动程序设计42-44
• 4.3.2 脉冲驱动程序设计44-46
• 4.3.3 调平过程的应用程序设计46-48
• 4.4 加油枪流量自动调节模块的软件设计48-50
• 4.4.1 GPIO驱动程序设计48
• 4.4.2 加油枪流量自动调节应用程序设计48-50
• 4.5 液位采集模块的软件设计50-55
• 4.5.1 摄像头驱动程序50
• 4.5.2 液位图像采集及处理程序设计50-55
• 4.6 温度采集模块的软件设计55-58
• 4.6.1 A/D转换驱动程序设计55-57
• 4.6.2 温度采集应用程序设计57-58
• 4.7 排油电动阀模块驱动程序设计58-59
• 4.7.1 GPIO驱动程序设计58
• 4.7.2 电动阀门控制应用程序设计58-59
• 4.8 ARM处理器与上位机通信软件设计59-61
• 4.8.1 UART串口通信驱动59
• 4.8.2 Linux下串口通信应用程序设计59-61
• 4.9 上位机检定程序设计61-64
• 4.9.1 LabVIEW简介61
• 4.9.2 用户登录界面设计61
• 4.9.3 燃油加油机全自动检定系统检定界面设计61-64
• 4.10 本章小结64-65
• 第五章 系统的性能测试及测量不确定度的评定65-76
• 5.1 标准金属量器的性能测试和标定65-66
• 5.2 调平的性能测试66
• 5.3 铂电阻温度传感器的性能测试66-67
• 5.4 液位图像检测的计量性能测试67-68
• 5.5 系统整体性能测试68-70
• 5.6 系统的测量示值误差计算及测量不确定度评定70-75
• 5.7 本章小结75-76
• 第六章 总结与展望76-79
• 6.1 工作总结76-77
• 6.2 工作展望77-79
• 参考文献79-82
• 致谢82-83
• 攻读硕士期间科研成果83

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本文编号：942400