学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

嵌入式远程测控终端设计与应用研究

作　者: 夏蕊
导　师: 顾德英
学　校: 东北大学
专　业: 控制工程
关键词: 嵌入式系统远程测控终端换热站模糊自适应控制 GPRS
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 3次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

远程测控终端(RTU)是一种集远程数据采集及处理、数据通信以及控制为一体的远程测控单元,是数据采集与监控系统(SCADA)的重要组成部分。由于嵌入式处理器具有硬件开发成本低、体积小、功耗低、实时性好以及开发周期短等特点,因而基于嵌入式处理器开发的RTU也就越来越成为研究的热点。本文RTU的研究以秦皇岛市东方房地产开发有限公司科研项目“城市集中供热综合优化监控系统”为应用背景。首先,根据系统设计的技术要求,所设计的RTU包括中央处理单元、输入输出模块和数据通信模块等。其中,中央处理单元采用嵌入式微控制器STM32F103VET6为控制核心,其充分的资源能够完全满足控制系统的设计要求；输入输出模块由数字量输入／输出、模拟量输入和模拟量输出模块组成,模拟量输入、模拟量输出信号调理均采用线性光电隔离器件,可实现4-20mA电流信号的输入和输出；数据通信模块包括标准的RS232、RS485串行接口和GPRS模块(MC35i),能够实现数据的远程无线传输功能。其次,采用模块化的设计思想完成了数据输入输出、数据处理、数据通信以及控制算法等模块的程序设计。最后,采用所设计的嵌入式远程测控终端设计了换热站监控系统,实现了对换热站一次网供回水温度、压力、流量以及二次网供回水温度、压力、流量等参数的检测和远程传输,并完成了对变频器以及电动调节阀等的本地控制。同时,采用基于参考模型的模糊自适应控制算法实现对换热站出口温度的控制,仿真结果表明采用基于模型参考的模糊自适应算法的温度控制,超调量小、精度高、抗干扰能力强。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-17
  1.1 选题背景及研究意义  11-13
    1.1.1 选题背景  11-12
    1.1.2 课题研究的意义  12-13
  1.2 国内外发展状况  13-14
  1.3 嵌入式技术  14-15
  1.4 本文主要内容  15-17
第2章远程测控终端硬件系统设计  17-31
  2.1 RTU总体设计方案  17-18
  2.2 中央处理单元  18-22
    2.2.1 处理器的选型  18-19
    2.2.2 晶振电路  19
    2.2.3 复位电路  19-20
    2.2.4 电源电路  20-21
    2.2.5 J-LINK仿真调试接口电路  21-22
  2.3 输入输出模块  22-26
    2.3.1 数字量输入输出模块  22-23
    2.3.2 模拟量输入模块  23-24
    2.3.3 模拟量输出模块  24-26
  2.4 数据通信模块  26-31
    2.4.1 RS232总线电路设计  26-27
    2.4.2 RS485总线电路设计  27-28
    2.4.3 GPRS模块设计  28-31
第3章远程测控终端软件系统设计  31-41
  3.1 开发工具的选择  31
  3.2 系统主程序的设计  31-32
  3.3 输入输出模块的程序设计  32-35
    3.3.1 模拟量采集子程序  32-34
    3.3.2 模拟量输出子程序  34-35
  3.4 数据处理模块的程序设计  35-36
    3.4.1 数字滤波子程序  35-36
    3.4.2 标度变换子程序  36
  3.5 数据通信模块的程序设计  36-39
    3.5.1 RS232和RS485串口通信子程序  37-38
    3.5.2 GPRS通信子程序  38-39
  3.6 控制算法程序设计  39-41
第4章基于远程测控终端的换热站监控系统  41-47
  4.1 换热站的工作原理  41-43
  4.2 监控系统  43-45
    4.2.1 监控系统的组成  44-45
    4.2.2 检测装置和执行机构的选型  45
  4.3 换热站系统的控制方案  45-47
第5章换热站温度控制模糊自适应算法设计及仿真  47-61
  5.1 自适应控制基础  47-48
  5.2 模糊控制基础  48-52
    5.2.1 模糊控制系统结构  49-50
    5.2.2 模糊控制器的设计  50-52
  5.3 模型参考模糊自适应算法研究  52-57
    5.3.1 模型参考模糊自适应控制系统原理  52-53
    5.3.2 模型参考模糊自适应控制器的设计  53-57
  5.4 仿真实验研究  57-61
第6章结论  61-63
参考文献  63-67
致谢  67

相似论文

列车动态监控系统的研究,U284.48
基于ARM9的Windows CE系统移植,TP316.7
基于嵌入式图像处理单元的运动目标跟踪系统研究,TP391.41
面向嵌入式超声检测系统的图形接口设计与应用,TP274.53
多线阵CCD视觉测量系统的数据采集与处理,TP274.2
LXI-VXI适配器研制,TP274
嵌入式中医经脉理疗仪的研究,R197.39
偏远地区配电变压器防盗监控系统的设计,TM421
基于GPRS和GPS的汽车防盗系统设计,TN929.5
井下搜救机器人音视频采集传输研究与实现,TP274.2
水情自动监测系统的设计与实现,P335
基于WEB的GPS监控系统设计与实现,TP311.52
以太网MAC层协议研究与FPGA实现,TP393.04
移动式微型污染气体监测系统的设计,TP277
便携式气象数据采集系统的研究与实现,TP274.2
交流异步电动机模糊自适应软起动控制的研究,TM343
基于GPRS，Xbee-Pro无线通信模块组建的无线传感器网络的应用,TN929.5
基于PN512芯片的通用读写系统研发,TP391.44
无线终端实时定位和3G WebMapper发布系统的实现,P228.4
基于GPRS技术的远程自动抄表系统的研究,TM76
基于PLC的热网系统的自动平衡分析与应用,TU995.3