城镇燃气运行安全监控系统的设计与实现

发布时间：2017-06-12 15:07

  本文关键词：城镇燃气运行安全监控系统的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：如今北京城市天然气需求量正在不断升高,伴随而来的是严峻的安全形势。燃气输配系统主要以调压站组成,用于降低、稳定压力,有着人为干涉多、故障隐患率高、遍布广泛等特点,因此成为了安全隐患的集中点。平日保证调压系统安全主要依靠每日人工进站巡检为主,但仅仅的人工巡查不可满足对高安全的要求,因此本系统孕育而生。本系统是为了保证平稳、安全供气而设计的。主要研究内容是通过实时监控调压站内设备设施、现场环境状况,从而配合人工巡检以至代替人工巡检来保障最基本的输配安全。本系统的研究方法是利用无线传感网络技术,选取适当的监控点在站内广布各类传感器,来采集流量、阀位、压力、温度、环境甲烷浓度等信息。设计ATmega主控单片机收集上述数据,通过LCD屏幕进行现场显示供运行人员查阅。之后通过SIM300模块构架移动GPRS网络进行无线传输,至后台管理系统供调度人员进行7*24小时的实时监控。后台管理系统是利用JAVA语言设计的B/S架构监控系统,可对现场数据进行逻辑判断,从而达到诊断故障、数据监控的目的。通过本系统的实现可以解决突发意外情况而导致的超压送气、压力不稳、压力过低、微小泄露等隐患,将其消灭在萌芽状态。大大提高应急响应和故障修复时间。为解决数据孤岛现象,为此设计了MySQL数据库收集、存储平日数据,为今后建立大数据库打下基础。本论文的理论意义是通过实时监控系统覆盖隐患监控的盲区,实际意义是将人工管理模式改为数字化、电子化、安全化、网络化、高效化的管理模式。提高燃气输配系统的安全系数,为首都燃气供给保驾护航!
【关键词】：实时监控系统 输配安全 传感器网络 GPRS 天然气安全保障
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP277
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 论文研究的背景及意义9-10
• 1.2 国外研究现状10
• 1.3 国内研究现状10-12
• 1.4 课题的来源12
• 1.5 课题研究的主要目的12
• 1.6 课题研究的主要内容12-13
• 1.7 论文结构13-15
• 第2章 应用关键技术介绍15-21
• 2.1 无线传感器网络技术15
• 2.2 惠斯登电桥技术15-16
• 2.3 GPRS网络传输技术16-17
• 2.4 C/S和B/S结构17
• 2.5 RESTFUL技术17-18
• 2.6 MVC框架18
• 2.7 JDBC技术18
• 2.8 本章小结18-21
• 第3章 系统需求及需求分析21-33
• 3.1 系统基本需求21
• 3.2 硬件需求分析21-22
• 3.3 软件需求分析22-26
• 3.3.1 功能分解22-23
• 3.3.2 用户登录模块23-24
• 3.3.3 数据同步模块24
• 3.3.4 显示查看模块24-25
• 3.3.5 逻辑判断/报警模块25-26
• 3.4 非功能性需求26-27
• 3.4.1 性能需求26
• 3.4.2 安全性需求26-27
• 3.5 数据量及数据可能性分析27-28
• 3.6 需解决的关键问题28
• 3.7 系统整体设计分析28-31
• 3.8 本章小结31-33
• 第4章 详细设计33-61
• 4.1 开发环境33
• 4.2 硬件详细设计33-44
• 4.2.1 前端传感器布置方案33-35
• 4.2.2 传感器选型35-36
• 4.2.3 主控芯片采集电路设计36-38
• 4.2.4 主控芯片接口设计38-41
• 4.2.5 防爆安全设计41-42
• 4.2.6 单片机软件设计42-44
• 4.3 GPRS网络传输段详细设计44-46
• 4.4 后台管理系统详细设计46-54
• 4.4.1 系统架构设计46-47
• 4.4.2 用户登录界面设计47-48
• 4.4.3 数据同步模块设计48-50
• 4.4.4 后台显示模块设计50-52
• 4.4.5 逻辑判断模块设计52-53
• 4.4.6 系统状态转移图53-54
• 4.5 数据库设计54-58
• 4.5.1 数据库物理结构设计54-57
• 4.5.2 数据库安全与备份设计57-58
• 4.6 本章小结58-61
• 第5章 系统实现61-77
• 5.1 硬件基本功能实现61-64
• 5.1.1 采集功能实现61-63
• 5.1.2 现场显示功能实现63-64
• 5.1.3 传输功能实现64
• 5.2 软件基本功能实现64-68
• 5.2.1 用户登录界面功能实现64-65
• 5.2.2 数据同步显示功能实现65-66
• 5.2.3 后台显示功能实现66-67
• 5.2.4 逻辑判断功能实现67
• 5.2.5 存储功能实现67-68
• 5.3 关键问题的解决68-77
• 5.3.1 压力采集实现68-70
• 5.3.2 LCD屏幕调用70-71
• 5.3.3 SIM300模块调用71
• 5.3.4 GPRS网络速率控制71-72
• 5.3.5 调压器逻辑判断功能实现72-77
• 第6章 系统测试77-83
• 6.1 测试方案77
• 6.2 联通性测试77-78
• 6.3 功能性测试78-80
• 6.3.1 电路测试78
• 6.3.2 软件测试78-80
• 6.3.3 易用性测试80
• 6.4 软件压力与性能测试80-82
• 6.4.1 压力测试80-81
• 6.4.2 性能测试81-82
• 6.5 联机运行测试82
• 6.6 本章小结82-83
• 结论83-85
• 参考文献85-88
• 致谢88

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本文编号：444310