网络型智能流量积算仪设计及应用

论文摘要

随着经济的高速发展和现代化企业管理水平的提高,传统的入户抄表不仅工作量大、效率低,而且差错率和人为误差高。为此,热电企业需要一种通信可靠,计量准确的远程蒸汽抄表解决方案。流体流量的监测与控制是企业进行经济效益分析、结算和决策的重要依据,因此对于流量的准确性的要求非常高。本文以威海热电厂蒸汽计量远程监控系统改造为背景,旨在设计集流量积算、数据采集、数据存储、GPRS通信等功能于一体的网络型智能流量积算仪,并建立高效、可靠、稳定的监控网络。主要内容包括:首先,根据热电企业监控中心的管理需求,对热电厂监测系统进行了总体方案设计,对流量积算、数据采集、数据存储、数据传输、实现GPRS模块通信以及GPRS网络连接等问题作了细致的研究。其次,设计了网络型智能流量积算仪,具有蒸汽积算、数据采集、数据存储、传输等功能,实现了一表多用。以P80C552为流量积算的处理核心,实现流量积算等功能;采用AT89C51作为数据传输的处理核心,完成蒸汽实时数据的采集,并且将数据协议化处理、存储以及传输给GPRS通信模块等功能。最后,以ARM7（LPC2210）为核心,在BenqM22GPRS通信模块的基础上建立的GPRS通信终端硬件平台,以μC/OS-П为软件平台,最终实现了GPRS无线模块与GGSN建立一条逻辑通路,进行数据传输,实现了蒸汽外网计量远程监测的技术要求,系统运行安全、可靠,达到设计目的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 目前的蒸汽仪表远程监测系统的特点及存在的缺陷
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第2章 系统总体设计
• 2.1 网络型智能流量积算仪的功能介绍
• 2.2 通信网络的选择
• 2.3 网络型流量积算仪的设计方案
• 2.4 流量积算的数学模型
• 2.4.1 流量测量原理
• 2.4.2 介质流量的数学模型
• 2.4.3 介质密度计算的数学模型
• 2.5 本章小结
• 第3章 流量积算单元的设计
• 3.1 变送电压电流信号测量
• 3.2 主控单元和数模转换单元的设计
• 3.3 显示与键盘输入
• 3.3.1 显示单元设计
• 3.3.2 MAX7219 的工作方式
• 3.3.3 按键输入单元
• 3.4 时钟单元的设计
• 3.4.1 DS1302 的硬件设计
• 3.4.2 DS1302 的操作方式
• 3.4.3 系统时钟DS1302 的软件编程
• 3.5 流量积算单元的软件设计
• 3.6 本章小结
• 第4章 数据采集和通信模块设计
• 4.1 数据采集
• 4.1.1 FM24C04 的应用设计
• 4.1.2 AT89C51 对FM24C04 的读写操作
• 4.2 网络故障的处理方法
• 2C总线工作方式'>4.2.1 AT24C512 的I²C总线工作方式
• 4.2.2 AT24C512 的器件地址和数据地址选择
• 4.2.3 AT89C52 与AT24C512 的通信
• 4.3 软件设计
• 4.4 本章小结
• 第5章 基于GPRS网络数据传输的设计
• 5.1 TCP/IP通信协议及GPRS网络通信特点分析
• 5.1.1 TCP/IP协议简介
• 5.1.2 GPRS网络结构
• 5.1.3 GPRS组网方式
• 5.2 系统协议数据流程
• 5.2.1 系统的通信结构
• 5.2.2 协议数据流程
• 5.3 GPRS模块硬件构成
• 5.4 实现GPRS模块的通信
• 5.4.1 操作系统的选择
• 5.4.2 实现操作系统的移植及GPRS模块的通信
• 5.5 系统调试
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录1：（A）积算单元电路原理图
• 附录2：网络型流量积算仪实物图
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢