分布式多参数磁致伸缩罐储管理系统设计与实现

论文摘要

本文在深入了解储罐液位测量技术现状与发展趋势,磁致伸缩液位传感器技术、数字压力、温度等传感器技术原理的基础上,从系统的硬件电路、嵌入式系统设计技术入手,进行了分布式多参数磁致伸缩罐储管理系统的开发;完成了单片机电路、嵌入式WEB服务器、CAN通信模块、现场检测功能模块。为了实现本文的设计目的,在原μC/OS-Ⅱ实时嵌入式操作系统基础上对部分文件进行了必要修改,并实现了μc/os-Ⅱ在C8051F040上的移植;完成了嵌入式WEB服务器实现所需要的TCP/IP协议栈、地址解析协议（ARP）、应用层协议等;完成了基于CAN总线技术的硬件节点及软件设计、现场功能模块设计、基于ATMEGA8515的单片机数据处理和修正算法的设计。系统采用作者所有的磁致伸缩液位传感器专利技术,以绝对位置作为测量基准,有效提高了当前罐储管理系统的液位测量精度,具有液位、液界、温度、压力多参数自动测量控制及实时监控网络、远程维修的功能。系统安全防爆,能够广泛应用于石油、化工、制药、食品、饮料等行业罐储物位计量的就地和远程控制。现场监控网络使用了嵌入式和现场总线等技术,保证了系统的稳定性及抗干扰性。系统功能扩展方便,并能够有效降低系统运行成本。文末对所作工作进行了总结,找出了系统技术方案的不足,明确了该课题今后的努力方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 储油罐液位测量技术现状与发展趋势
• 1.3 研究思路和主要内容
• 第2章 系统设计的技术基础
• 2.1 磁致伸缩液位传感器
• 2.2 磁致伸缩液位传感器的技术基础
• 2.3 分布式系统结构的设计基础
• 第3章 罐储管理系统的实现方案
• 3.1 总体任务
• 3.2 系统整体构成
• 3.3 单片机的选择
• 3.4 系统各部分实现方案
• 3.5 开发工具选择
• 第4章 μc/os-Ⅱ实时嵌入式操作系统
• 4.1 μc/os-Ⅱ的选择
• 4.2 μc/os-Ⅱ实时操作系统简介
• 4.3 μc/os-Ⅱ在 C8051F040上的移植
• 第5章 嵌入式 WEB服务器设计
• 5.1 嵌入式 WEB服务器概述
• 5.2 WEB服务器网络接口层电路设计
• 5.3 TCP/IP协议栈设计与实现
• 5.4 应用层协议的实现
• 第6章 基于 CAN总线技术的硬件节点设计及软件实现
• 6.1 CAN总线的特点
• 6.2 CAN总线协议的主要内容
• 6.3 C8051F040内部 CAN控制器
• 6.4 CAN总线节点硬件的实现
• 6.5 CAN通信软件的实现
• 6.6 CAN通信测试
• 第7章 现场功能模块的设计
• 7.1 任务及内容概述
• 7.2 磁致伸缩线性位移（液位）传感器电路组成
• 7.3 温度传感器检测电路
• 7.4 压力传感器检测电路
• 7.5 串行通信电路
• 7.6 现场测控模块软件实现
• 7.7 基于 ATMEGA8515的单片机数据处理和修正（误差补偿）
• 结论
• 参考文献
• 附录 1、系统操作界面图
• 附录 2、液位传感器实物照片
• 攻读学位期间发表的论文、专利、获奖及社会评价
• 致谢