基于GPRS的流量计远程维护系统设计

论文摘要

流量计在工业生产等领域应用广泛。对流量计进行现场修正性或计划性的维护存在着维护效率低、成本高、服务不及时等缺点;这些问题对那些安装于油田油井、天然气传输管线等地处偏远、环境恶劣、分布不集中的流量计而言,尤为突出。针对以上问题,本文在对比分析现有维护系统方案的基础上,设计了一套基于GPRS通信的流量计远程维护系统。该系统主要由远程维护中心、通信网络、多功能无线通信网关和现场流量计等四部分组成,通过网络能实现对流量计的远程维护。本文的主要内容如下:(1)介绍和总结了国内外设备远程维护发展的现状,对比分析了各种通信方式、维护方法在设备远程维护中的特点。(2)完成基于GPRS的远程无线维护系统的整体方案设计。该方案具有运行成本低、实时性好、流量计异常发现及时、通用性较好等优点。(3)设计了多功能无线通信网关,并详细介绍了Linux下CC2420驱动程序和网关程序。(4)设计了维护中心服务器软件,包括网关的组态配置软件,并对各组成部分进行了详细的介绍。本文的主要特色或创新点如下:(1)提出了网关预先主动轮询采集周期性数据,以及异常检测、突发性数据实时转发的设计思想。(2)为提高网关的通用性,针对不同通信协议的流量计,提出了用组态配置的方式设置网关功能的方法。(3)系统中采用双无线技术,GPRS用于远程通信,RF短距离无线用于网关与流量计的近距离通信,简化现场布线。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的提出及意义
• 1.1.1 课题的提出
• 1.1.2 课题意义
• 1.2 远程维护发展概述
• 1.2.1 远程维护概念的提出和发展
• 1.2.2 国内外设备远程维护发展现状
• 1.3 本文的研究工作
• 1.3.1 本文的研究目标
• 1.3.2 本文的内容和结构
• 第2章 方案设计
• 2.1 流量计远程维护系统的功能和要求
• 2.1.1 流量计远程维护系统的功能
• 2.1.2 流量计远程维护系统的要求
• 2.2 方案比较和系统设计思路
• 2.2.1 方案比较
• 2.2.2 设计思路
• 2.3 系统方案设计
• 2.3.1 系统总体方案设计
• 2.3.2 多功能无线通信网关
• 2.3.3 远程维护中心
• 第3章 多功能无线通信网关的研制
• 3.1 多功能无线通信网关的硬件设计
• 3.1.1 嵌入式微处理器的选择
• 3.1.2 GPRS模块的选择
• 3.1.3 CC2420应用电路的设计
• 3.1.4 RS485应用电路的设计
• 3.2 通信协议的制定
• 3.3 网关组态配置软件的设计
• 3.3.1 通信参数的选择
• 3.3.2 设备数据帧格式的选择
• 3.3.3 周期性轮询数据的选择与设定
• 3.3.4 子网节点选择与其他设定
• 3.4 网关软件的设计
• 3.4.1 嵌入式Linux系统
• 3.4.2 软件开发平台的搭建
• 3.4.3 CC2420驱动程序的设计
• 3.4.4 网关嵌入式软件的设计
• 3.5 本章小结
• 第4章 远程维护中心服务器软件开发
• 4.1 服务器软件整体设计
• 4.2 服务器通信模块的设计
• 4.2.1 通信连接过程和要求
• 4.2.2 通信模块的程序设计与实现
• 4.3 服务器数据处理模块的设计
• 4.4 服务器数据库模块的设计
• 4.4.1 数据库的连接及其访问
• 4.4.2 数据库模块的设计和实现
• 4.5 服务器故障报警与诊断模块的设计
• 4.6 服务器人机界面模块的设计
• 4.6.1 系统登录界面的设计
• 4.6.2 系统主界面的设计
• 4.6.3 系统配置界面的设计
• 4.7 本章小结
• 第5章 系统测试和实验研究
• 5.1 CC2420驱动程序调试
• 5.1.1 调试目标和内容
• 5.1.2 调试环境
• 5.1.3 调试步骤
• 5.1.4 调试结论
• 5.2 远程维护系统功能的模拟测试
• 5.2.1 测试目标和内容
• 5.2.2 测试平台的组成
• 5.2.3 实验步骤
• 5.2.4 功能测试
• 5.2.5 测试结论
• 5.3 远程维护系统性能的模拟测试
• 5.3.1 测试目标和内容
• 5.3.2 测试平台的组成
• 5.3.3 GPRS流量的对比测试
• 5.3.4 数据采集响应速度的对比测试
• 5.3.5 设备异常发现时间的对比测试
• 5.3.6 测试结论
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论和展望
• 参考文献
• 作者在校期间参加的科研项目和发表的论文
• 作者简介