取水泵房远程监控系统的研究与实现

论文摘要

针对校区取水泵房控制系统效率低和可靠性差的问题,本文研究了一种基于ATmega16和FC222-CH的取水泵房远程监控系统。该系统不仅实现了水泵的起/停远程控制和水泵运行状态和水箱的水位实时监控的功能,而且还为水泵电机提供了短路、过载、断相、过压、欠压等故障保护。本文首先通过对常用无线数据通信方式的比较选择了合适的无线数据通信方式—利用无线数传电台实现无线通信,并详细介绍了无线数传电台FC222-CH的主要特点、技术指标、工作原理、参数设置等,然后分析了电机的保护原理及保护依据。其次在以上原理的基础上设计了取水泵房远程监控系统的硬件电路,并在软硬件上采取了有效地抗干扰措施。此外,本文详细介绍了监控系统的软件设计,并介绍了如何利用上位机软件设置数传电台FC222-CH参数和频点。最后,通过大量的实验室实验和现场实验来验证取水泵房远程监控系统运行的稳定性和可靠性。实验结果表明:该系统运行稳定、可靠,性能达到预期设计要求。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的目的及意义
• 1.2 国内外取水泵房远程监控系统的发展现状
• 1.2.1 国外取水泵房远程监控系统的发展现状
• 1.2.2 国内取水泵房远程监控系统的发展现状
• 1.3 取水泵房远程监控系统的设计指标
• 1.4 本文研究的内容
• 1.5 本章小结
• 2 无线数据通信原理和水泵电机的保护原理
• 2.1 无线数据通信方式
• 2.1.1 常用的无线数据通信方式
• 2.1.2 两种常用无线数据通信方式的比较
• 2.2 无线数传电台的概述
• 2.2.1 无线数传电台的结构
• 2.2.2 无线数传电台的优点
• 2.3 FC222-CH 数传电台
• 2.3.1 FC222-CH 电台功能特点
• 2.3.2 FC222-CH 电台技术指标
• 2.3.3 FC222-CH 电台接口
• 2.3.4 FC222-CH 电台工作原理与工作模式
• 2.3.5 FC222-CH 电台数传参数
• 2.4 水泵电机的故障类型及其保护原理
• 2.4.1 短路保护（电流速断）
• 2.4.2 堵转保护
• 2.4.3 过载保护
• 2.4.4 起动时间过长保护
• 2.4.5 不平衡保护（负序过流保护）
• 2.4.6 零序电流保护
• 2.4.7 漏电闭锁保护
• 2.4.8 电压保护
• 2.5 本章小结
• 3 取水泵房远程监控系统的硬件设计
• 3.1 硬件系统简介
• 3.2 水泵电机控制主电路的设计
• 3.3 微处理器
• 3.3.1 ATmega16 单片机简介
• 3.3.2 ATmega16 最小系统
• 3.4 信号检测模块设计
• 3.4.1 电流信号检测电路
• 3.4.2 电压信号检测电路
• 3.4.3 水箱水位检测电路
• 3.4.4 绝缘电阻检测电路
• 3.5 通信接口设计
• 3.5.1 RS-232C 通信接口
• 3.5.2 RS-232C 电平转换芯片
• 3.5.3 Atmega16 与FC222-CH 通信接口
• 3.6 电源模块设计
• 3.7 人机交互模块设计
• 3.7.1 4×4 键盘模块设计
• 3.7.2 LCD 显示模块设计
• 3.8 硬件抗干扰措施
• 3.9 本章小结
• 4 取水泵房远程监控系统的软件设计
• 4.1 主程序设计
• 4.2 信号采集子程序设计
• 4.3 通信子程序设计
• 4.4 电机保护子程序设计
• 4.5 FC222-CH 电台参数和频点的设置
• 4.5.1 参数和频点设置的上位机软件
• 4.5.2 读取和设置电台参数
• 4.5.3 读取和设置频点
• 4.5.4 系统中FC222-CH 的参数和频点设置
• 4.6 软件抗干扰措施
• 4.7 本章小结
• 5 系统测试实验
• 5.1 数传电台的测试实验
• 5.1.1 测试实验条件
• 5.1.2 测试实验
• 5.2 水泵电机的故障保护性能测试实验
• 5.2.1 测试实验条件
• 5.2.2 漏电闭锁保护
• 5.2.3 短路保护
• 5.2.4 过载保护
• 5.2.5 断相保护
• 5.2.6 过压保护和欠压保护
• 5.3 本章小结
• 6 结论
• 参考文献
• 附录 A 取水泵房电控原理图
• 附录 B 水箱房电控原理图
• 附录 C 系统电源原理图
• 作者简历
• 学位论文数据集