基于嵌入式的PE焊机无线远程监控系统设计

发布时间：2017-04-16 08:22

  本文关键词：基于嵌入式的PE焊机无线远程监控系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着燃气输送管网的发展,PE管道相对于金属材料等管道在性能和质量方面有明显的优势,其在构建燃气输送系统和城镇燃气管网系统中的占有率越来越高。在企业中PE管道的焊接一般采用电熔焊机和热容焊机焊接的方式。PE管道的焊接是否满足国家标准直接决定管网寿命长短,而现在社会上焊接一般由工人自己设定,由于工人的素质参差不齐,企业也没有形成一个合理的监管机制,导致焊口质量得不到保证。这种状况给企业和社会造成严重的经济损失。针对这种现状,本文设计出一套基于嵌入式的PE焊机数据无线远程监控系统。将采集到的工人照片信息、施工现场GPS定位信息以及焊口信息,通过3G方式无线远程发送到服务器方便企业管理人员管理,同时系统还能将以上三种信息短距离无线发送到工人移动终端上设计一套基于B/S架构的无线管理平台,实时对焊接现场进行监控和管理。课题的主要研究对象包括：(1)通过研究课题的要求,设计了基于型号为S3C6410的ARM11处理器和Linux操作系统实现方案,完成硬件设计和调试；(2)研究了Linux操作系统基本知识,完成了搭建嵌入式Linux开发环境,进行了3G模块驱动移植；(3)对GPS模块一帧数据进行解析得到施工现场经度和纬度定位信息；(4)根据系统功能需要,设计Linux应用程序。采用多线程的方式完成数据实时采集,文件读写的方式将数据存储到SD卡,通过Socket通信完成数据发送。(5)完成监控系统的硬件调试和软件调试,以及后期到施工现场进行联调。经实验表明,本无线远程监控系统实时采集施工现场位置信息、施工人员头像信息和焊口信息,并将信息传送到远程的服务器和施工人员的移动设备,完成对PE管道焊口质量的监控,以保障燃气管网的稳定性。本系统具有实时性,可靠性和适应多种工作环境的特点,对于燃气管网焊接过程中焊口质量有良好的监控效果,具有较强的使用价值。
【关键词】：PE管道 ARM11 Linux GPS定位 3G通信
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE973.3;TP277
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 课题研究背景9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.2.1 PE管道国内外发展现状9-10
• 1.2.2 PE管道焊接监控系统研究现状10
• 1.2.3 嵌入式系统发展状况10-11
• 1.3 研究目的和意义11
• 1.4 论文组织结构11-13
• 2 系统方案设计13-22
• 2.1 课题需求分析13-14
• 2.2 系统方案选择14-17
• 2.2.1 硬件处理器的选型14
• 2.2.2 软件平台的选择14-17
• 2.3 总体设计17-18
• 2.3.1 系统总体构成研究17
• 2.3.2 系统总体功能研究17-18
• 2.4 主要数据采集模块和通信模块选型18-21
• 2.4.1 GPS模块选择18-19
• 2.4.2 WIFI模块选择19-20
• 2.4.3 蓝牙模块选择20
• 2.4.4 3G模块选择20-21
• 2.5 本章小结21-22
• 3 系统硬件设计22-35
• 3.1 硬件设计方案22-23
• 3.2 系统硬件设计23-31
• 3.2.1 电源电路设计23-24
• 3.2.2 底板与核心板接口电路设计24-25
• 3.2.3 复位电路设计25-26
• 3.2.4 以太网接口电路设计26
• 3.2.5 SD卡电路设计26-27
• 3.2.6 GPS模块电路设计27-28
• 3.2.7 PE焊机数据采集电路设计28
• 3.2.8 USB摄像头接口电路设计28-29
• 3.2.9 WIFI模块电路设计29
• 3.2.10 蓝牙模块电路设计29-30
• 3.2.11 3G模块电路设计30-31
• 3.3 底板PCB设计31-34
• 3.4 本章小结34-35
• 4 系统软件设计35-47
• 4.1 交叉开发环境搭建35-36
• 4.2 tiny6410上Linux系统平台搭建36-37
• 4.3 3G模块驱动移植37-38
• 4.4 系统应用程序开发38-39
• 4.5 系统应用程序开发总体流程图39-46
• 4.5.1 PE焊机数据采集软件设计40-41
• 4.5.2 GPS数据采集软件设计41-42
• 4.5.3 头像信息采集软件设计42-44
• 4.5.4 WIFI数据传输和蓝牙数据传输软件设计44
• 4.5.5 3G数据传输软件设计44-46
• 4.6 本章小结46-47
• 5 系统调试及实验结论47-54
• 5.1 系统硬件调试47-48
• 5.2 系统软件调试48-51
• 5.2.1 GPS模块数据采集和PE焊机数据采集48-49
• 5.2.2 USB摄像头采集程序调试49-50
• 5.2.3 WIFI模块数据和蓝牙模块数据收发50-51
• 5.2.4 3G模块数据收发软件调试51
• 5.3 课题联调及结果51-53
• 5.4 本章小结53-54
• 6 总结与展望54-57
• 6.1 总结54
• 6.2 展望54-57
• 参考文献57-60
• 致谢60-62

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