基于PSTN的热力站远程数据采集系统

论文摘要

随着城市集中供热规模的不断扩大,传统的以手工操作为主的热力站管理运行方式已无法满足供热系统的需求。为了进一步改善供热质量、提高供热能效,应用热力站计算机监控系统是必然的发展趋势。本课题针对热力站管理运行特点,研制成功基于PSTN公用电话网的分布式计算机远程监测系统。 本文首先提出监测系统的总体方案,分为控制中心、远程终端和数据通信三部分。控制中心监控所有热力站,维护运行档案;远程终端监测站内实时参数,及时诊断异常故障;数据通信负责远程终端与控制中心的数据传输。在总体设计框架下,本文详细阐述了远程终端和数据通信的研发。 远程终端放弃了传统的用单片机搭建的结构,而采用嵌入式PC的开放式可扩展结构。远程终端应用Linux操作系统,进一步增强了系统的实时性和稳定性。终端采集MBus总线、4～20mA模拟信号和脉冲计数信号,并提供图形化用户界面,用以显示和存储这些类型的信号量,供控制中心远程查询。 监测系统建立双向的PPP拨号服务器和客户端,控制中心和远程终端可相互拨号并利用PPP协议建立基于PSTN的TCP/IP连接,在此基础上利用Socket网络编程接口开发监测系统的远程数据通信。远程终端还具有来电识别和铃流控制的功能,隔离监测系统通信与正常拨号通话时的相互影响。 目前系统已基本能够满足热力站监测的功能需求,而且开放式的结构使其具有很大的扩展空间。扩展远程终端的I/O硬件模块,研究开发适用于热力站控制和调节的先进算法和策略,是分布式热力站监测系统的发展方向。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 热力站监控系统概要
• 1.1.1 集中供热与热力站简介
• 1.1.2 热力站监控意义
• 1.1.3 热力站监控应用现状
• 1.2 课题任务
• 1.3 论文内容
• 第二章 系统总体设计方案
• 2.1 控制中心设计
• 2.2 远程终端设计
• 2.2.1 嵌入式PC发展现况
• 2.2.2 监测功能
• 2.2.3 人机界面
• 2.2.4 操作系统
• 2.2.5 软件设计
• 2.3 通信方案设计
• 2.3.1 通信网络选择
• 2.3.2 通信功能设计
• 2.3.3 通信软件设计
• 2.4 小结
• 第三章 MBus总线数据的采集
• 3.1 MBus总线简述
• 3.2 MBus协议栈
• 3.2.1 MBus物理层
• 3.2.2 MBus数据链路层
• 3.2.3 MBus应用层
• 3.3 MBus协议的应用
• 3.3.1 MBus◇RS232转换器
• 3.3.2 MBus主站编程接口
• 3.3.3 MBus从站接口芯片TSS721A
• 3.4 小结
• 第四章 数据通信设计
• 4.1 电话线路复用
• 4.1.1 电话振铃与来电显示简介
• 4.1.2 线路复用的原理
• 4.2 PPP连接与modem管理
• 4.2.1 PPP协议简介
• 4.2.2 建立PPP拨号客户端
• 4.2.3 建立PPP拨号服务器
• 4.3 数据通信程序设计
• 4.3.1 套接字简介
• 4.3.2 套接字编程简介
• 4.4 数据通信协议
• 4.5 小结
• 第五章 远程终端软件设计
• 5.1 监测程序设计
• 5.1.1 监测程序结构
• 5.1.2 模拟量和计数量
• 5.2 主控程序设计
• 5.2.1 主控程序结构
• 5.2.2 系统配置功能
• 5.2.3 X与FLTK
• 5.3 软件系统测试
• 5.4 小结
• 第六章 结论
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 前景展望
• 参考文献
• 致谢