多通道温度检测系统的设计与实现

论文摘要

供热质量问题一直是社会关注的热点。每年冬季,北方各采暖地区因供热质量不达标,而引发消费者对供热部门的投诉时常发生。为了解决纠纷,监管部门需要入户测温,不仅给消费者的生活带来诸多不便,而且经常因检测不及时等多种因素,造成供需双方对检测结果出现分歧。既浪费人力,又不能达到理想的结果,由此产生供需之间的矛盾一直没有很好的解决手段。针对供热温度检测系统的研究现状,本文结合现有技术,设计出一种低功耗的多通道温度采集与实时检测系统。系统整体设计分为下位机温度采集端与上位机数据管理端。下位机主要采用体积小、功耗低的嵌入式ARM硬件开发平台,在开发平台基础上对硬件系统进行扩充,包括多路温度采集的多通道切换电路、信号调理电路及系统电源电路,并充分考虑了硬件的可扩展性；软件设计采用模块化的开发方法,对系统进行模块划分,包括温度数据采集、检测点通道选择、数字滤波算法、数据处理、数据压缩存储技术、人机交互与数据传输模块。为提高系统的可靠性,采用了“看门狗”技术。上位机为PC机,实现了与下位机的串行传输,设计了以太网传输,并实现了对所采集数据的存储、管理和打印报表等功能。系统可为监管部门解决纠纷提供可靠的实时温度信息；同时,供热单位可参照这些数据,在保证室温达标的前提下,合理调度和管理供热系统经济运行,使能耗降低。经过验证,系统可长时间稳定运行,并具有高可靠性、实时性、低功耗、低成本与可扩展性等特点。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究与应用现状
• 1.3 本文主要工作
• 1.4 论文组织结构
• 第2章 温度检测系统相关软硬件技术
• 2.1 嵌入式微处理器
• 2.2 嵌入式操作系统
• 2.3 数字滤波算法
• 2.4 数据通信技术
• 2.5 数据库访问技术
• 2.6 本章小结
• 第3章 系统需求分析与总体设计方案
• 3.1 系统需求分析
• 3.1.1 技术要求
• 3.1.2 技术分析
• 3.2 系统总体设计方案
• 3.2.1 系统总体结构
• 3.2.2 下位机功能设计
• 3.2.3 上位机功能设计
• 3.3 本章小结
• 第4章 检测系统下位机硬件设计
• 4.1 下位机硬件选取
• 4.1.1 下位机核心板选取
• 4.1.2 温度传感器的分析与选取
• 4.2 下位机硬件电路设计
• 4.2.1 通道选择电路设计
• 4.2.2 信号调理电路设计
• 4.2.3 电源电路设计
• 4.3 数据通信接口
• 4.4 本章小结
• 第5章 检测系统软件实现
• 5.1 下位机软件实现
• 5.1.1 主程序模块
• 5.1.2 数据采集模块
• 5.1.3 数字滤波模块
• 5.1.4 数据处理模块
• 5.1.5 数据压缩存储模块
• 5.1.6 人机交互模块
• 5.2 数据传输模块
• 5.2.1 串行传输
• 5.2.2 以太网传输
• 5.3 上位机软件实现
• 5.4 系统运行结果
• 5.4.1 系统运行环境
• 5.4.2 运行结果及性能分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表论文
• 致谢
• 研究生履历