太阳能热水工程数据采集器可靠性设计与实现
发布时间：2022-08-13 12:42
热水工程作为太阳能热利用系统主要应用形式,已成为我国清洁能源推广与可持续发展的重要方式。为实现工程的信息化管理和智能化控制,对数据进行实时采集是太阳能系统状态监测与实时控制的前提和基础。尤其在相对恶劣的环境下,数据采集器可靠运行就显得尤为重要。本文针对工程应用中存在的数据易丢失、通信易受干扰、程序易崩溃和软件功能不稳定等影响数据采集的因素,利用阻抗匹配、电路滤波和PCB优化设计技术,完成了数据采集器可靠性设计。经过硬件和软件可靠性测试表明:系统满足稳定性强、适用性广和可靠性高的设计要求。本研究主要包括以下三个方面:（1）为了提高采集器的电磁兼容性,选择基于ARM 9架构的三星Exynos 4 Quad核心板,对电源、RS485、RS232、USB和以太网的接口采取隔离、接地、滤波和浪涌保护等措施,进行电路原理图设计。对电源模块、通信模块、存储模块和计量模块采取减少噪声源电平、阻断干扰传播途径和增强敏感器件抗干扰能力等措施,进行PCB布局和布线设计,完成了数据采集器的硬件可靠性设计。（2）分析软件系统可靠性及特点,移植U-boot引导程序和Linux内核到数据采集器中,以搭建稳定可靠的应...
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景和意义
1.2 太阳能热利用系统的发展现状和趋势
1.3 数据采集器国内外研究现状与发展趋势
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 系统可靠性问题
1.5 主要研究内容
第2章 可靠性理论研究
2.1 电磁兼容理论
2.1.1 电磁兼容概述
2.1.2 电磁干扰机理
2.1.3 电磁兼容试验研究
2.1.3.1 静电放电抗扰度试验
2.1.3.2 电快速群脉冲抗扰度试验
2.1.3.3 浪涌抗扰度试验
2.2 可靠性预计理论
2.2.1 可靠性预计方法介绍
2.2.2 可靠性模型
2.2.3 基于元器件应力分析法可靠性预计
2.3 本章小结
第3章 数据采集器硬件可靠性设计与实现
3.1 硬件架构设计
3.2 硬件可靠性特点
3.3 核心板选型
3.4 底板硬件可靠性设计
3.4.1 启动方式设计
3.4.2 电源模块设计
3.4.3 以太网模块设计
3.4.4 RS485及RS232模块设计
3.4.5 USB模块设计
3.4.6 PCB可靠性设计
3.5 本章小结
第4章 数据采集器软件可靠性设计与实现
4.1 软件系统可靠性及特点
4.2 软件平台搭建
4.2.1 Bootloader的选择与移植
4.2.2 Linux内核裁剪与移植
4.2.3 Linux文件系统定制
4.3 软件功能可靠性设计
4.3.1 远程登录功能可靠性设计
4.3.2 数据存储功能可靠性设计
4.3.3 网页发布功能可靠性设计
4.3.4 文件更新功能可靠性设计
4.3.5 采集转发功能可靠性设计
4.4 快速部属性设计
4.5 本章小结
第5章 数据采集器可靠性测试
5.1 可靠性预计测试
5.2 硬件可靠性测试
5.2.1 高低温测试
5.2.2 静电放电抗扰度测试
5.2.3 电快速群脉冲抗扰度测试
5.2.4 浪涌抗扰度测试
5.3 软件可靠性测试
5.3.1 远程登录功能测试
5.3.2 数据存储功能测试
5.3.3 网页发布功能测试
5.3.4 文件更新功能测试
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]TMS320F28335 DSP芯片高可靠电源管理电路设计[J]. 王伟,王静文. 测控技术. 2018(10)
[2]全球能源需求特点与形势[J]. 王蕾,裴庆冰. 中国能源. 2018(09)
[3]基于Linux平台下SSH安全远程登录的研究[J]. 闫梅. 网络安全技术与应用. 2018(09)
[4]单片机PCB的抗干扰设计研究[J]. 郑春芳. 电子测试. 2018(16)
[5]公共机构合同能源管理问题与对策研究[J]. 姜建. 居舍. 2018(21)
[6]汽车级PCB电磁兼容性设计[J]. 杨含,陈涛. 内燃机与配件. 2018(13)
[7]电子产品的可靠性预计分析[J]. 蒋秦芹,文亮波. 成都信息工程大学学报. 2018(03)
[8]未来世界能源发展展望[J]. 王帅,张绍辉,张利军,吴昊,杨依依,范虎. 石化技术. 2018(05)
[9]浅析太阳能利用应用发展趋势[J]. 陈怀臻. 科技经济导刊. 2018(13)
[10]太阳能的多样利用方式[J]. 葛晓敏. 太阳能. 2018(03)
硕士论文
[1]基于以太网接口的信号采集系统设计[D]. 王程.南京大学 2018
[2]嵌入式数控系统软件可靠性预计方法研究[D]. 周春晓.湖北工业大学 2018
[3]小型256超声相控阵仪器主机可靠性建模与预估研究[D]. 江境宏.华南理工大学 2018
[4]基于TMS320F28335的发控模拟装置控制与通信模块设计研究[D]. 李夏如.杭州电子科技大学 2018
[5]太阳能热利用系统数据采集器研制[D]. 潘冬洋.杭州电子科技大学 2018
[6]基于USB3.0的数据采集模块设计[D]. 金瑜.华南理工大学 2017
[7]风机PLC系统端口电磁兼容及可靠性设计[D]. 王纪新.湘潭大学 2017
[8]用电信息采集终端的电磁兼容设计与试验研究[D]. 许京.华北电力大学(北京) 2017
[9]基于嵌入式Linux网络安全文件秒传系统的设计[D]. 周戬.电子科技大学 2017
[10]机载通信系统的可靠性设计及实现[D]. 朱文艺.北京邮电大学 2017
本文编号：3677055
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景和意义
1.2 太阳能热利用系统的发展现状和趋势
1.3 数据采集器国内外研究现状与发展趋势
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 系统可靠性问题
1.5 主要研究内容
第2章 可靠性理论研究
2.1 电磁兼容理论
2.1.1 电磁兼容概述
2.1.2 电磁干扰机理
2.1.3 电磁兼容试验研究
2.1.3.1 静电放电抗扰度试验
2.1.3.2 电快速群脉冲抗扰度试验
2.1.3.3 浪涌抗扰度试验
2.2 可靠性预计理论
2.2.1 可靠性预计方法介绍
2.2.2 可靠性模型
2.2.3 基于元器件应力分析法可靠性预计
2.3 本章小结
第3章 数据采集器硬件可靠性设计与实现
3.1 硬件架构设计
3.2 硬件可靠性特点
3.3 核心板选型
3.4 底板硬件可靠性设计
3.4.1 启动方式设计
3.4.2 电源模块设计
3.4.3 以太网模块设计
3.4.4 RS485及RS232模块设计
3.4.5 USB模块设计
3.4.6 PCB可靠性设计
3.5 本章小结
第4章 数据采集器软件可靠性设计与实现
4.1 软件系统可靠性及特点
4.2 软件平台搭建
4.2.1 Bootloader的选择与移植
4.2.2 Linux内核裁剪与移植
4.2.3 Linux文件系统定制
4.3 软件功能可靠性设计
4.3.1 远程登录功能可靠性设计
4.3.2 数据存储功能可靠性设计
4.3.3 网页发布功能可靠性设计
4.3.4 文件更新功能可靠性设计
4.3.5 采集转发功能可靠性设计
4.4 快速部属性设计
4.5 本章小结
第5章 数据采集器可靠性测试
5.1 可靠性预计测试
5.2 硬件可靠性测试
5.2.1 高低温测试
5.2.2 静电放电抗扰度测试
5.2.3 电快速群脉冲抗扰度测试
5.2.4 浪涌抗扰度测试
5.3 软件可靠性测试
5.3.1 远程登录功能测试
5.3.2 数据存储功能测试
5.3.3 网页发布功能测试
5.3.4 文件更新功能测试
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]TMS320F28335 DSP芯片高可靠电源管理电路设计[J]. 王伟,王静文. 测控技术. 2018(10)
[2]全球能源需求特点与形势[J]. 王蕾,裴庆冰. 中国能源. 2018(09)
[3]基于Linux平台下SSH安全远程登录的研究[J]. 闫梅. 网络安全技术与应用. 2018(09)
[4]单片机PCB的抗干扰设计研究[J]. 郑春芳. 电子测试. 2018(16)
[5]公共机构合同能源管理问题与对策研究[J]. 姜建. 居舍. 2018(21)
[6]汽车级PCB电磁兼容性设计[J]. 杨含,陈涛. 内燃机与配件. 2018(13)
[7]电子产品的可靠性预计分析[J]. 蒋秦芹,文亮波. 成都信息工程大学学报. 2018(03)
[8]未来世界能源发展展望[J]. 王帅,张绍辉,张利军,吴昊,杨依依,范虎. 石化技术. 2018(05)
[9]浅析太阳能利用应用发展趋势[J]. 陈怀臻. 科技经济导刊. 2018(13)
[10]太阳能的多样利用方式[J]. 葛晓敏. 太阳能. 2018(03)
硕士论文
[1]基于以太网接口的信号采集系统设计[D]. 王程.南京大学 2018
[2]嵌入式数控系统软件可靠性预计方法研究[D]. 周春晓.湖北工业大学 2018
[3]小型256超声相控阵仪器主机可靠性建模与预估研究[D]. 江境宏.华南理工大学 2018
[4]基于TMS320F28335的发控模拟装置控制与通信模块设计研究[D]. 李夏如.杭州电子科技大学 2018
[5]太阳能热利用系统数据采集器研制[D]. 潘冬洋.杭州电子科技大学 2018
[6]基于USB3.0的数据采集模块设计[D]. 金瑜.华南理工大学 2017
[7]风机PLC系统端口电磁兼容及可靠性设计[D]. 王纪新.湘潭大学 2017
[8]用电信息采集终端的电磁兼容设计与试验研究[D]. 许京.华北电力大学(北京) 2017
[9]基于嵌入式Linux网络安全文件秒传系统的设计[D]. 周戬.电子科技大学 2017
[10]机载通信系统的可靠性设计及实现[D]. 朱文艺.北京邮电大学 2017
本文编号：3677055
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3677055.html
