碾石机物联网远程监测系统设计与开发

发布时间：2017-08-23 14:07

  本文关键词：碾石机物联网远程监测系统设计与开发

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【摘要】：随着制造业的高速发展,尤其是国家十三五规划提出的“中国制造2025”、“互联网+”等战略的逐步实施,工业制造将从曾经粗犷型的发展方式转变为未来精细型、科学化的生产方式。现阶段,许多制造企业十分重视生产过程中的智能化、绿色化和品质化。过去传统的机械仪表监测设备运行状态,人工定时巡视查看的方式已经不能适应工业发展的需要。大型工业设备价格昂贵,是企业生产过程中的关键环节,实时监测设备运行情况,既能保护设备,延长设备使用年限,又能提高生产效率和产品质量。本文基于物联网体系架构,采用嵌入式技术、无线通信技术、云服务器技术设计开发了一套碾石机物联网远程监测系统。对碾石机运行过程中的视频、转速、润滑油油位和功率进行实时监测,通过对这些参数的监测达到对碾石场的智能化管理,提高企业生产效率,提高产品质量。本文所做的工作及成果如下:(1)需求分析及系统功能设计:论文结合碾石机运行管理需求,参考目前最新的工业设备监测系统,与生产企业共同提出监测产品需求,在产品需求的基础上,调研相关技术,设计系统功能。(2)系统方案设计:系统基于物联网架构,包含两个子系统,一个是碾石机视频监测子系统,一个是碾石机运行状态监测子系统。两个系统相互协作,将碾石机的运行情况以视觉化、数据化的方式呈现给管理人员。(3)系统实现:视频监测子系统采用Hi3515 H.264作为主控芯片,通过摄像头采集视频信息,采用实时消息传输协议(Real Time Messaging Protocol,RTMP)由4G或者WiFi网络推送到云管理平台。运行状态监测子系统采用STM32F103ZET6作为主控芯片,采集碾石机运行过程中的功率、转速和油位信息通过GPRS或者WiFi网络发送到云管理平台,实现对碾石机的远程实时监测。(4)系统整体功能测试:本文采用嵌入式前端与云管理平台联调的方式对系统进行测试。测试结果表明,碾石机视频监测子系统可以顺利的将视频推送到云管理平台,视频清晰流畅;碾石机运行状态监测子系统可以将碾石机运行功率、转速和油位信息发送到云管理平台;用户可以登录云管理平台实时查看功率曲线图、转速信息,当油位低于阈值时,平台发送报警信息。(5)总结了本文研究的主要成果,并对今后系统的改进进行了分析。
【关键词】：物联网 碾石机监测 无线通信 Hi3515 STM32
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.44;TN929.5;TP274
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 论文研究的背景8
• 1.2 国内外研究现状8-10
• 1.3 论文选题来源及意义10-11
• 1.3.1 论文选题来源10
• 1.3.2 论文选题意义10-11
• 1.4 论文主要研究内容及创新点11-12
• 1.4.1 主要研究内容11-12
• 1.4.2 论文创新点12
• 1.5 论文结构安排12-13
• 1.6 本章小结13-14
• 2 碾石机物联网远程监测系统需求分析14-24
• 2.1 碾石机工作原理及安全需求分析14-15
• 2.2 系统设计目标及功能需求分析15-17
• 2.2.1 系统设计目标15-16
• 2.2.2 功能需求分析16-17
• 2.3 系统主要技术指标及难点分析17-18
• 2.4 系统关键性技术调研18-22
• 2.4.1 系统架构调研分析18
• 2.4.2 系统主控芯片选型调研分析18-21
• 2.4.3 系统通信网络选型调研分析21-22
• 2.5 本章小结22-24
• 3 碾石机物联网远程监测系统方案设计24-34
• 3.1 碾石机物联网远程监测系统总体架构24
• 3.2 碾石机视频监测子系统方案设计24-28
• 3.2.1 碾石机视频监测子系统软件结构组件24-25
• 3.2.2 碾石机视频监测子系统硬件平台方案设计25-26
• 3.2.3 碾石机视频监测子系统通信协议方案设计26-28
• 3.3 碾石机运行状态监测子系统方案设计28-33
• 3.3.1 碾石机运行状态监测子系统软件结构组件28-29
• 3.3.2 碾石机运行状态监测子系统硬件平台方案设计29-30
• 3.3.3 碾石机运行状态监测子系统通信消息体结构方案设计30-33
• 3.4 本章小结33-34
• 4 碾石机物联网远程监测系统方案实现34-60
• 4.1 碾石机视频监测子系统方案实现34-49
• 4.1.1 碾石机视频监测子系统各模块电路实现34-42
• 4.1.2 碾石机视频监测子系统嵌入式软件实现42-49
• 4.2 碾石机运行状态监测子系统方案实现49-56
• 4.2.1 碾石机运行状态监测子系统各模块电路实现49-53
• 4.2.2 碾石机运行状态监测子系统嵌入式软件实现53-56
• 4.3 服务器端的搭建与平台功能简介56-59
• 4.3.1 服务器平台搭建简介56-57
• 4.3.2 平台总体功能介绍57-59
• 4.4 本章小结59-60
• 5 碾石机物联网远程监测系统测试与分析60-74
• 5.1 碾石机视频监测子系统测试与分析60-66
• 5.1.1 碾石机视频监测子系统测试步骤60-64
• 5.1.2 碾石机视频监测子系统测试结果与分析64-66
• 5.2 碾石机运行状态监测子系统测试与分析66-72
• 5.2.1 碾石机运行状态监测子系统测试步骤67-68
• 5.2.2 碾石机运行状态监测子系统测试结果与分析68-72
• 5.3 本章小结72-74
• 6 总结与展望74-76
• 6.1 项目总结74
• 6.2 论文工作总结74-75
• 6.3 后续工作展望75-76
• 致谢76-78
• 参考文献78-82
• 附录82
• A. 作者在攻读学位期间发表的专利目录：82
• B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目：82

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本文编号：725442