基于物联网云平台的智能电伴热控制系统设计

发布时间：2022-02-21 06:17

　　随着当代工业技术的飞速发展,随之而来对伴热的需求也越来越大。电伴热技术作为一种有效防冻、保温措施,在煤炭、建筑、电力、冶金、石化等行业被广泛应用。它与传统的电热管式、蒸汽、热水式保温相比,具有结构简单、节约能源、保护环境、易于操作等优点。目前国内外都有关于电伴热控制器的研究,但国内关于电伴热控制器的研究比较晚,且控制器普遍存在扩展性差、功能端口单一、实现自动化管理、监控和升级维护难度大等问题。针对上述显而易见的问题,本课题根据实际项目,从解决实际问题出发,依托物联网云平台,开发了一套智能电伴热控制系统。主要工作及研究内容如下:1、完成了电伴热控制器硬件设计和研制。该控制器采用STM32嵌入式处理器,可实现6主6备伴热回路的过流、断缆、漏电检测、传感器故障检测、故障报警、手自动切换。具有以太网通讯、RS485通讯、RS232通讯、图形液晶显示、数据存储等功能模块。外围模块电路包括电流采集模块、温度采集模块、漏电状态检测模块、继电器输出控制电路。2、针对硬件平台进行了软件设计与开发,移植了FreeRTOS嵌入式实时操作系统。在此基础上编写了驱动程序、应用任务程序及中断服务程序,添加了温度控... 

【文章来源】：北京工业大学北京市211工程院校

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 电伴热控制系统发展现状
    1.3 课题的来源及研究目标
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 研究目标
    1.4 论文内容和结构
第2章 电伴热控制系统总体方案设计
    2.1 电伴热控制系统总体方案构思与分析
    2.2 系统功能需求分析及性能指标
    2.3 设备接入Onenet平台方案
    2.4 微信硬件平台接入方案
    2.5 本章小结
第3章 电伴热控制器硬件设计
    3.1 电伴热控制器方案设计
    3.2 电伴热控制器硬件电路设计
        3.2.1 硬件总体结构及功能
        3.2.2 最小系统设计
        3.2.3 电流采集模块设计
        3.2.4 温度采集电路设计
        3.2.5 漏电状态检测设计
        3.2.6 继电器输出电路设计
        3.2.7 手自动切换电路设计
        3.2.8 通讯电路设计
    3.3 硬件电路PCB及抗干扰设计
    3.4 本章小结
第4章 电伴热控制器软件设计
    4.1 软件开发环境及方案设计
    4.2 嵌入式操作系统简介及移植
        4.2.1 FreeRTOS简介
        4.2.2 FreeRTOS在STM32上移植
    4.3 通信协议选择
        4.3.1 Modbus-RTU与Modbus-TCP通讯协议
        4.3.2 TCP/IP协议栈
    4.4 应用层任务软件设计
        4.4.1 温度采集软件设计
        4.4.2 电流采集软件设计
        4.4.3 数字量输入软件设计
        4.4.4 继电器输出软件设计
        4.4.5 远程在线升级软件设计
        4.4.6 接入物联网平台软件设计
    4.5 本地监控软件设计与实现
        4.5.1 DWIN液晶屏监控软件设计
        4.5.2 组态监控软件设计
    4.6 控制算法库设计与实现
    4.7 数字滤波软件设计
    4.8 本章小结
第5章 云端服务器设计
    5.1 云端服务器方案设计
    5.2 开发环境和平台搭建
    5.3 云监控管理系统与后端服务设计
        5.3.1 平台业务接口RESTful API介绍
        5.3.2 系统页面设计
        5.3.3 设备资源请求处理
    5.4 微信硬件云对接平台设计
        5.4.1 设备端OpenAPI介绍
        5.4.2 微信硬件云接入流程
        5.4.3 微信公众号功能设定
        5.4.4 后台业务逻辑及请求服务处理
    5.5 云平台数据存储
    5.6 本章小结
第6章 系统实验与结果分析
    6.1 系统整体调试
        6.1.1 系统硬件调试
        6.1.2 系统软件调试
        6.1.3 云端服务器功能测试
    6.2 系统实验
        6.2.1 实验平台搭建
        6.2.2 实验过程
        6.2.3 实验结果分析
    6.3 本章小结
总结与展望
研究的创新点
参考文献
攻读硕士学位期间所取得的成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Sina App Engine平台的云计算应用探析[J]. 褚亚飞,陈德城.  电脑知识与技术. 2014(23)
[2]基于云计算平台的物联网数据挖掘研究[J]. 张毅,崔晓燕.  软件. 2014(01)
[3]网络化预测控制系统的设计、分析与实时实现(英文)[J]. 刘国平,孙键,赵云波.  自动化学报. 2013(11)
[4]基于STM32的远程升级系统的设计[J]. 温世坚,张伟波.  科技广场. 2013(05)
[5]DGUS触摸屏串口通信应用设计[J]. 辛锐,黄仁富.  内江科技. 2013(05)
[6]Modbus和Modbus-TCP协议转换研究[J]. 俞野秋,陈坚.  仪表技术. 2013(01)
[7]嵌入式操作系统FreeRTOS的原理与移植实现[J]. 张龙彪,张果,王剑平,王刚.  信息技术. 2012(11)
[8]蒸汽伴热系统的设计[J]. 苏海滨.  中国高新技术企业. 2012(12)
[9]可编程微波炉控制器的设计[J]. 龚兰芳,梁文祯.  微型机与应用. 2011(12)
[10]嵌入式设备远程在线升级技术[J]. 赵炯,贾培源,李中山,林旺城.  计算机工程. 2010(12)

硕士论文
[1]基于微信控制物联网设备的服务器系统[D]. 吴川环.广东工业大学 2015
[2]基于嵌入式实时操作系统的任务调度研究与应用[D]. 毛磊.同济大学 2007
[3]基于ARM核微控制器最小系统的设计与实现[D]. 苏琪.天津大学 2004



本文编号：3636672