电池供电智能压力仪表的设计与开发

发布时间：2017-08-16 18:14

  本文关键词：电池供电智能压力仪表的设计与开发

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【摘要】：在城市自来水管网中,管道的老化、超压运行带来了严重的漏损。依据管网的水力模型,通过压力分布定位漏损点可以实现检漏;将管网中的压力控制在合适的水平是一种减漏的措施。二者都需要完成对管网整体压力水平的监测。大部分现场通过成本高、效率低的人工完成压力测量;也在逐步采用远传电子压力计对管网的压力进行测量,但是存在着测量精度不够、现场数据管理不便、功耗偏高、智能性不足、数据协议不完善等问题。针对上述问题,本文设计开发了一套智能压力仪表。该智能压力仪表实现了压力测量、温度测量、数据存储、数据无线远传、人机交互等功能。采用OEM硅压力传感器,设计恒流源给传感器供电,其输出信号经测量电路转换为数字信号,数字信号通过光耦被单片机读取,这样完成了压力测量;使用FAT32格式对数据进行组织和保存,完成了数据存储;通过无线接入Internet与服务器建立TCP连接,按照SMTP协议将数据以邮件形式发送,实现了数据无线远传;设计了人机交互电路,编写了菜单程序,完成了人机交互。此外,通过低功耗、多外设单片机和功耗管理电路降低了系统的功耗;按照降低内存、减少功耗、提高效率的目标借鉴操作系统的调度策略,设计了整体软件框架,编写了相应的任务程序,使整个系统在低功耗的情况下稳定地运行。这套智能压力仪表实现了压力的高精度测量,采集了现场温度,存储了现场数据,方便了现场管理,使服务器快捷地获取现场数据,为管网的检漏和减漏提供数据支撑。将来还需从增加采集数据种类,丰富数据传输方式,进一步降低功耗,完善人机交互等方面努力。
【关键词】：自来水管网 压力测量 数据存储 无线远传
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH812
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 研究的目的与意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.3 课题主要内容及论文结构14-16
• 2 智能压力仪表方案设计16-23
• 2.1 智能压力仪表的功能及技术指标16-17
• 2.2 智能压力仪表整体方案17-18
• 2.3 压力测量方案18-20
• 2.4 数据存储方案20-21
• 2.5 远距离无线通信方案21-22
• 2.6 本章小结22-23
• 3 智能压力仪表电路设计23-42
• 3.1 智能压力仪表的整体电路方案23-24
• 3.2 电源管理部分电路设计24-27
• 3.3 功耗管理部分电路设计27-29
• 3.4 单片机控制部分电路设计29-31
• 3.5 压力测量部分电路设计31-38
• 3.6 温度、数据存储、人机交互部分电路设计38-39
• 3.7 数据无线发送部分电路设计39-41
• 3.8 本章小结41-42
• 4 智能压力仪表软件设计42-64
• 4.1 智能压力仪表整体软件框架设计42-49
• 4.2 数据采集程序设计49-50
• 4.3 数据存储程序设计50-58
• 4.4 数据无线发送程序设计58-62
• 4.5 人机交互程序设计62-63
• 4.6 本章小结63-64
• 5 测试及分析64-67
• 5.1 压力测量测试64
• 5.2 数据存储测试64-65
• 5.3 邮件发送测试65-66
• 5.4 本章小结66-67
• 6 总结与展望67-69
• 6.1 工作总结67
• 6.2 论文展望67-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-75
• 附录一 攻读硕士学位期间发表的学术论文75

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本文编号：684758