无线温湿度监控及预警系统的设计与实现

论文摘要

目前,温湿度监控系统在很多电力行业起着相当重要的作用,各种各样的监控系统也层出不穷,温湿度监控系统也提供了越来越丰富的通讯服务功能。这些系统也是随着硬件卖给用户的。随着某些领域的工业控制的发展,温湿度监控系统的运用将日益广泛。近年来,电厂电气设备温度测量的大量需求,温度是许多监测系统中的一个重要参数,尤其是对于电厂里的一些电气设备,如高压开关柜、母线接头、室外刀闸开关等一些电气设备,温度的测量更是必不可少,在电厂和变电站已发生多起开关过热事故,造成火灾和大面积的停电事故,解决开关过热问题是杜绝此类事故发生的关键,实现温度在线监测系统是保证电气设备安全运行的重要手段。本文主要实现无线多点温湿度测量,详细阐述了无线多点测控系统的设计思想和实现方法,提出该系统的整体解决方案,并针对系统中的难点和关键技术进行了分析。根据功能将系统主要分为两个单元来进行设计。下位机的设计,首先介绍了下位机的整体网络结构以及各模块之间的通讯方式和通讯协议。在研究了目前温湿度测量的基础上,提出了高精度的,无线多点的温湿度测控系统的设计。其次阐述了下位机各个模块的功能,并对模块的功能做出了具体的分析和设计。最后给出了下位机的整体实现。上位机的设计,围绕系统通讯的基本功能,首先设计了串口通讯具体架构。为了提高系统的处理能力和相应速度。通过多线程技术实现了对串口的并行操作。其次对界面的各个功能模块进行了分析与设计。最后,给出了上位机软件系统的整体实现。并且对上位机软件采集数据的精度做了测试。通过对温湿度监控系统的研究,了解了现今温湿度监控系统的发展脉络,并且设计出了多点温湿度测控及预警系统的设计方案。同时也指出了温湿监控系统研究中待解决的问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 引言
• 1.1 项目背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 有线数据传输通讯方式实现多点温度数据采集的研究现状
• 1.2.2 无线数据传输通讯方式实现多点温度数据采集的研究现状
• 1.3 研究意义
• 1.4 论文主要研究的内容和关键技术
• 1.5 论文的组织结构
• 第2章 开发方法及相关技术
• 2.1 上位机软件部分
• 2.1.1 MFC的介绍
• 2.1.1.1 Windows编程机制
• 2.1.1.2 MFC的体系结构
• 2.1.2 数据库访问技术
• 2.1.2.1 ODBC API
• 2.1.2.2 DAO和RDO
• 2.1.3 串口通信基本原理
• 2.1.4 多线程介绍
• 2.1.4.1 多线程概述
• 2.1.4.2 MFC对多线程编程的支持
• 2.1.4.3 线程的同步
• 2.1.5 BCG界面技术
• 2.2 下位机硬件部分
• 2.2.1 SHT11数字式温湿度传感器介绍
• 2.2.2 SHT11数字式温湿度传感器工作原理介绍
• 2.2.3 超低功耗微控制器MSP430F1232介绍
• 2.2.4 ARM7微处理器介绍
• 2.2.5 RTU介绍
• 2.2.6 无线传输技术
• 2.2.7 RS485总线通讯介绍
• 2.3 小结
• 第3章 需求分析
• 3.1 系统概述
• 3.2 系统中用到的主要术语
• 3.3 上位机软件需求分析
• 3.3.1 软件功能需求分析
• 3.3.1.1 监控画面
• 3.3.1.2 报警系统
• 3.3.1.3 数据采集
• 3.1.1.4 历史系统
• 3.1.1.5 报表生成
• 3.3.3 数据库设计
• 3.3.4 设计目标
• 3.4 下位机硬件需求分析
• 3.4.1 硬件功能需求分析
• 3.4.1.1 无线通讯模块
• 3.4.1.2 无线温湿度采集模块
• 3.4.1.3 无线温湿度接收模块
• 3.4.1.4 温湿度管理终端
• 3.4.2 硬件功能结构
• 3.5 系统开发环境
• 第4章 系统设计
• 4.1 上位机软件设计
• 4.1.1 系统功能结构设计
• 4.1.1.1 系统登录流程
• 4.1.1.2 设备配置
• 4.1.1.3 数据库操作
• 4.1.2 监控画面
• 4.1.3 报警系统
• 4.1.4 数据采集
• 4.1.5 历史系统
• 4.1.6 报表生成
• 4.2 下位机硬件设计
• 4.2.1 无线通讯模块
• 4.2.2 无线温湿度采集模块
• 4.2.3 无线温湿度接收模块
• 4.2.4 温湿度管理终端
• 第5章 系统实现
• 5.1 上位机软件的实现
• 5.1.1 监控画面
• 5.1.2 报警实现
• 5.1.3 数据采集
• 5.1.4 历史系统
• 5.1.4.1 数据查询
• 5.1.4.2 历史曲线
• 5.1.5 报表实现
• 5.1.6 控制接口类主要函数设计
• 5.1.7 与数据库有关的函数设计
• 5.2 下位机软件实现
• 5.2.1 无线温湿度采集模块功能的实现
• 5.2.1.1 读取SHT11采集数据过程
• 5.2.1.2 无线通讯模块传输协议
• 5.2.1.3 无线温湿度采集模块的软件工作流程
• 5.2.1.4 最终成果
• 5.2.2 无线温湿度接收模块的实现
• 5.2.3 RTU模块的实现
• 第6章 系统测试
• 6.1 文件下载
• 6.1.1 MSP430程序下载
• 6.1.2 LPC2132程序下载
• 6.2 误差测试
• 第7章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢