【正文】 .................................................................................. 24 硬件調(diào)試 ................................................................................................................... 24 數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)調(diào)試 ................................................................................................... 26 小 結(jié) ....................................................................................................................... 29 第六章 總 結(jié) ................................................................................................................ 30 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................ 31 致 謝 ................................................................................................................................ 31 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 目錄 IV 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第一章 引言 1 第一章 引 言 概述 隨著，電子高新技術(shù)是迅速發(fā)展，電氣設(shè)備在我們的生產(chǎn)生活中應(yīng)用的越來(lái)越多。電氣設(shè)備管理與監(jiān)測(cè)是每個(gè)企業(yè)都必須面對(duì)的問(wèn)題。但一直以來(lái)人們使用的傳統(tǒng)的人工方式管理與監(jiān)測(cè)設(shè)備。這種管理方式存在這許多缺點(diǎn)，如效率低、及時(shí)性差 且較為繁瑣。另為，隨著設(shè)備數(shù)量的增加， 分布廣泛，維護(hù)工作量大 。 其工作量也大大增加，這必然增加設(shè)備管理監(jiān)測(cè)員的工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度，這將給電氣設(shè)備的監(jiān)測(cè)、維護(hù)和更新帶來(lái)了很多困難。 如何實(shí)時(shí)掌握 設(shè)備 運(yùn)行狀態(tài)、及時(shí)對(duì)設(shè)備使用中出現(xiàn)的故障進(jìn)行判斷并 及時(shí)維護(hù) ，一直是一個(gè)棘手的難題。 目前我國(guó)各類(lèi)企業(yè)中有相當(dāng)一部分單位電氣設(shè)備管理與監(jiān)測(cè)還停留在人工管理的基礎(chǔ)上 ,尤其是中小型企業(yè)的管理更是如此 ,這樣的管理與監(jiān)測(cè)機(jī)制已經(jīng)不能適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展 ,其管理與監(jiān)測(cè)方法將浪費(fèi)許多人力和物力 .隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高 ,這種傳統(tǒng)的手工管理方法必然被 以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的信息管理方法所取代。 遠(yuǎn)程 電氣設(shè)備管理與監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 成功地解決了這一問(wèn)題 ,并且有著手工管理所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn) ,如監(jiān)測(cè)迅速 ,管理方便 ,可靠性高 ,成本低等 .這些優(yōu)點(diǎn)能夠極大地提高設(shè)備管理與監(jiān)測(cè)的效率 .因此 ,開(kāi)發(fā)一套電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離無(wú)線傳輸及集中式檢測(cè)預(yù)警系統(tǒng) ,將是非常必要的 ,也是十分及時(shí)的。 本課題通過(guò)采集器、無(wú)線傳輸器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備各項(xiàng)參數(shù)（電流、電壓、功率等）的采集和處理、以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電氣設(shè)備的運(yùn)行情況。該系統(tǒng)可以應(yīng)用在一些電氣化設(shè)備較多的企業(yè)，以及一些與監(jiān)控中心相距較遠(yuǎn)或處在危險(xiǎn) 位置的電氣設(shè)備。例如：高速公路上繁多的指示燈、室外的廣告燈等 [1]。 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展 目前，隨著科技不斷的進(jìn)步，人們?cè)跓o(wú)線監(jiān)測(cè)方面取得了相當(dāng)大的成就， 設(shè)備監(jiān)測(cè)作為電氣自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)，是許多高新技術(shù)綜合集成的載體。 在世界科學(xué)界和工業(yè)設(shè)計(jì)界中，眾多的研究機(jī)構(gòu)正在研發(fā) 電氣自動(dòng)化 。 為了高效的進(jìn)行 電氣自動(dòng)化 管理 ,世界各國(guó)都在不斷地研究，利用各種先進(jìn)技術(shù)手段進(jìn)行 電氣自動(dòng)化 監(jiān)控。目前對(duì)于 電氣自動(dòng)化 監(jiān)控系統(tǒng)的研究， 其現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面且 多采用如下幾種方案： 術(shù) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第一章 引言 2 當(dāng)前，電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)在企業(yè)中已得到廣泛重視。隨著社會(huì)的發(fā)展，用戶(hù)對(duì)設(shè)備安全穩(wěn)定性的要求越來(lái)越高。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。 盡管因種種原因，電氣設(shè)備參數(shù)采集技術(shù)在發(fā)展上有不同的技術(shù)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，它會(huì)像其他自動(dòng)化技術(shù)一樣，終將成為提高電氣設(shè)備安全運(yùn)行和促進(jìn)企業(yè)行業(yè)技術(shù)管理水平提高的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，成為大幅度提高電氣設(shè)備安全運(yùn)行水平的高度智能化的關(guān)鍵技術(shù)。 (1)無(wú)線電通信方案 無(wú)線電通信系統(tǒng)利用公共頻段進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，通信通道和通信設(shè)備具有投資 小、維護(hù)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。但由于城市內(nèi)部高大建筑的遮擋，使其傳輸距離受到了一定的限制，因此它適合用于分布半徑不大、數(shù)量不多的電氣設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸。 (2)有線通信方案 有線通信主要有利用電話(huà)線通信和架設(shè)專(zhuān)線通信兩種方式。電話(huà)線：就是利用現(xiàn)有的公用電話(huà)網(wǎng)為依托，采用調(diào)制解調(diào)器和公用電話(huà)網(wǎng)的交換機(jī)系統(tǒng)，在兩個(gè)通信實(shí)體之間建立起通信通道。通信的網(wǎng)絡(luò)適合于傳輸數(shù)據(jù)量不大、實(shí)時(shí)性要求不高的場(chǎng)合。 (3)光纖通信方案 光纖通信從光通信中脫穎而出，已成為現(xiàn)代通信的主要支柱之一，在現(xiàn)代電信網(wǎng)中起著舉足輕重的作用。光纖通信作為新興技術(shù) ，其近年來(lái)發(fā)展速度之快、應(yīng)用面之廣是通信史上罕見(jiàn)的，也是世界新技術(shù)革命的重要標(biāo)志和未來(lái)信息社會(huì)中各種信息的主要傳送工具。近來(lái)有人對(duì)光纖通信的發(fā)展情景，有些困惑。其一，在 20xx 年 IT 行業(yè)的泡沫，使光纖通信的生產(chǎn)規(guī)模投入過(guò)大，生產(chǎn)過(guò)剩。其二，有人認(rèn)為：光纖通信的傳輸能力已經(jīng)達(dá)到 l0Tbps，幾乎用不完，而且現(xiàn)在大干線已經(jīng) 建設(shè)得差不多，埋地的剩余光纖還很多，光纖通信技術(shù)不需要更多的發(fā)展。 (4)蜂窩移動(dòng)通信方式 蜂窩移動(dòng)通信是采用蜂窩無(wú)線組網(wǎng)方式，在終端和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間通過(guò)無(wú)線通道連接起來(lái)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)用戶(hù)在活動(dòng)中可 相互通信。其主要特征是終端的移動(dòng)性，并具有越區(qū)切換和跨本地網(wǎng)自動(dòng)漫游功能。蜂窩移動(dòng)通信業(yè)務(wù)是指經(jīng)過(guò)由基站子系統(tǒng)和移動(dòng)交換子系統(tǒng)等設(shè)備組成蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)提供的話(huà)音、數(shù)據(jù)、視頻圖像等業(yè)務(wù)。 GPRS 是蜂窩移動(dòng)通信的一種方式， GPRS(General Packet Radio Semite)通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)，是在現(xiàn)有 GSM 系統(tǒng)上發(fā)展出來(lái)的一種新無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。它將數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)包的形式在PLMN(公眾陸地移動(dòng)電話(huà)網(wǎng) )內(nèi)或其他連接到 PLMN 的外部網(wǎng)絡(luò)間傳輸。主要針對(duì)突發(fā)性數(shù)據(jù)分組信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第一章 引言 3 傳送的一種新業(yè)務(wù)，與短消息業(yè)務(wù)類(lèi)似，提 供兩類(lèi)業(yè)務(wù)：點(diǎn)到點(diǎn)業(yè)務(wù)和點(diǎn)到多點(diǎn)業(yè)務(wù)。多個(gè) GPRS用戶(hù)可以共享一個(gè)無(wú)線信道，而一個(gè)移動(dòng)用戶(hù)也可以同時(shí)利用多個(gè)信道，因而 GPRS 用戶(hù)的實(shí)際通信速率非常靈活，可以低于 100kbps，也可以高于 100kbps。 GPRS 允許用戶(hù)在端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò)資源。 GPRS 永遠(yuǎn)在線，按流量計(jì)費(fèi)，從而提供了一種高效、低成本的無(wú)線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。作為數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)媒介， GPRS 可以實(shí)現(xiàn)跨省市區(qū)全國(guó)性的數(shù)據(jù)雙向 實(shí)時(shí)通信。此外， GPRS 通信還具有保密性高、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和穩(wěn)定性，并提供雙方完備的通信協(xié)測(cè)。因此，本文研究基于 GPRS 技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸 [2]。 課題的來(lái)源及研究背景 課題根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)存在的問(wèn)題提出。課題完成系統(tǒng)可以滿(mǎn)足企業(yè)對(duì)大量電氣設(shè)備的監(jiān)測(cè)和預(yù)警等需求。在技術(shù)方面使用比較成熟的 GPRS 網(wǎng)絡(luò)作為傳輸介質(zhì)。傳感器采用 V9401 作為采集芯片。所以，課題理論上是可以實(shí)現(xiàn)的。 系統(tǒng)通過(guò)采集器、無(wú)線傳輸器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備各項(xiàng)參數(shù)（電流、電壓、功率等）的采集和處 理、以實(shí)時(shí)檢測(cè)電氣設(shè)備的運(yùn)行情況。同時(shí)集中式檢測(cè)預(yù)警系統(tǒng)該系統(tǒng)的建立，可以同時(shí)管理與監(jiān)測(cè)大量的電氣設(shè)備，可以應(yīng)用在一些電氣化設(shè)備較多的企業(yè)，以及一些與監(jiān)控中心相距較遠(yuǎn)或處在危險(xiǎn)位置的電氣設(shè)備。例如：高速公路上繁多的指示燈、及一些大中型企業(yè)等。 課題的研究意義 隨著，電子高新技術(shù)是迅速發(fā)展，電氣設(shè)備在我們的生產(chǎn)生活中應(yīng)用的越來(lái)越多。電氣設(shè)備管理與監(jiān)測(cè)是每個(gè)企業(yè)都必須面對(duì)的問(wèn)題。但一直以來(lái)人們使用的傳統(tǒng)的人工方式管理與監(jiān)測(cè)設(shè)備。這種管理方式存在這許多缺點(diǎn)，如效率低、及時(shí)性差且較為繁瑣。另為，隨著設(shè)備數(shù)量 的增加， 分布廣泛，維護(hù)工作量大 。 其工作量也大大增加，這必然增加設(shè)備管理監(jiān)測(cè)員的工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度，這將給電氣設(shè)備的監(jiān)測(cè)、維護(hù)和更新帶來(lái)了很多困難。 如何實(shí)時(shí)掌握 設(shè)備 運(yùn)行狀態(tài)、及時(shí)對(duì)設(shè)備使用中出現(xiàn)的故障進(jìn)行判斷并 及時(shí)維護(hù) ，一直是一個(gè)棘手的難題。 目前我國(guó)各類(lèi)企業(yè)中有相當(dāng)一部分單位電氣設(shè)備管理與監(jiān)測(cè)還停留在人工管理的基礎(chǔ)上 ,尤其是中小 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第一章 引言 4 型企業(yè)的管理更是如此 ,這樣的管理與監(jiān)測(cè)機(jī)制已經(jīng)不能適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展 ,其管理與監(jiān)測(cè)方法將浪費(fèi)許多人力和物力 .隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高 ,這種傳統(tǒng)的手工管理方法必然被以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的信息管理方法所 取代。 遠(yuǎn)程 電氣設(shè)備管理與監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 成功地解決了這一問(wèn)題 ,并且有著手工管理所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn) ,如監(jiān)測(cè)迅速 ,管理方便 ,可靠性高 ,成本低等 .這些優(yōu)點(diǎn)能夠極大地提高設(shè)備管理與監(jiān)測(cè)的效率 .因此 ,開(kāi)發(fā)一套電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離無(wú)線傳輸及集中式檢測(cè)預(yù)警系統(tǒng) ,將是非常必要的 ,也是十分及時(shí)的 [3]。 設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)要求完成：硬件方面完成設(shè)備數(shù)據(jù)的采集和傳輸。軟件方面完成，設(shè)備數(shù)據(jù)的分析處理以及呈現(xiàn)給用戶(hù)的功能 。 小 結(jié) 本題是結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)而確定的設(shè)計(jì)類(lèi)課題。設(shè)計(jì)的系統(tǒng)可以自動(dòng)監(jiān)控電氣設(shè)備。根據(jù)題目的要求， 我們的系統(tǒng) 主要分為電氣數(shù)據(jù)采集模塊、 GPRS 傳輸模塊、信息系統(tǒng)。 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第二章 功能概述和方案論證 5 第二章 功能概述和方案論證 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，我們將整個(gè)系統(tǒng)分成以下 4 個(gè)部分 如 21 所示 ： 數(shù) 據(jù) 控制 器采 集模 塊G P R S D T U數(shù) 據(jù) 控制 器采 集模 塊G P R S D T U數(shù) 據(jù) 控制 器采 集模 塊G P R S D T U采 集模 塊 圖 21 系統(tǒng)總體方案 第一部分完成電氣相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、 A\D 轉(zhuǎn)換、編碼等工作； 第二部分完成電氣相關(guān)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定、可靠、及時(shí)得傳輸工作； 第三部分完成數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的分析工作； 第四部分根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)告做出響應(yīng) [4]。 數(shù)據(jù)采集模塊論證 方案一： 系統(tǒng)采用 PL3106 控制芯片，該芯片采用耦合 電路設(shè)計(jì)比較麻煩且應(yīng)用不廣。 一般來(lái)說(shuō)，要把擴(kuò)頻載波信號(hào)耦合到電力線上去，在電力線擴(kuò)頻收發(fā)器和電力線之間需要一個(gè)耦合器。耦合器在電路中主要有三個(gè)作用：內(nèi)部的高頻耦合線圈實(shí)現(xiàn)強(qiáng)電側(cè)和弱電側(cè)的物理分離；內(nèi)部的高通濾波器保證導(dǎo)通高頻信號(hào)而阻斷電網(wǎng)工頻；實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。本系統(tǒng)采用的帶有高通效果的耦合電路如圖 22 所示，主要由電容 C1 和耦合線圈 TR1(N1:N2=19:32， 220V側(cè) 19圈，弱電側(cè) 32圈 )構(gòu)成。由于低壓電網(wǎng)的工頻 (50Hz)和本系統(tǒng)擴(kuò)頻信號(hào)的信號(hào)頻率 (120KHz)相差將近 2500 倍，所以電容 C1 和 耦合線圈原邊電感對(duì)這兩種頻率信號(hào)的阻抗各不