【正文】 感器必須要用相同規(guī)格的，這樣測量的的數據在計算時才有意義。 長治學院學士學位論文 7 同理 ,底端壓力值 P1 減去頂端的壓力值 ， 就是當前液位 h(頂端與底端 )的壓差。甚至同廠生產的不同批次的成品油密度差別也很大，所以利用壓差法不必事先去測定各種油的密度。具體實現方法在下文中分模塊詳細介紹。所以我們選用 Qt 作為本系統(tǒng)的上位機開發(fā)軟件。 Qt 的良好封裝機制使得 Qt 的模塊化程度非常高，可重用性較好，對于用戶開發(fā)來說是非常 方便的。缺點是結構過于嚴謹，對編程水平要求頗高。 方案二：使用 keil 軟件，用 C 語言為單片機編寫程序。 本設計最終選擇方案 1，因為它相對于方案 2 來說，系統(tǒng)結構較為簡單，結構高度模塊化，低 功耗電路設計，全數字總線接口，通信協(xié)議開放，網絡擴展能力強，抗干擾能力強，所利用的液位測量技術成熟，可靠性高。 硬 件方案 2 硬件方案 2 是光用單片機設計一個液位監(jiān)控系統(tǒng)。 3. 可視信息服務 顯示系統(tǒng)總貌及構成、各個油罐的溫度，液位，壓力 數據。 功能分析 根據對儲油罐液位監(jiān)測及計量管理任務的深入分析，系統(tǒng)應實現以下幾大功能： 長治學院學士學位論文 2 1. 系統(tǒng)參數的設定與修改 儲油罐區(qū)參數設定和修改：儲油罐數量、標號設定、通訊參數設置，儲油罐分區(qū)管理定義等。 （ 4）經濟性。 （ 2）通用性。 針對油庫儲油罐地理位置分布廣，信號傳送距離遠的特點，采用 “功能分散、負荷分散、危險分散、管理集中 ”的分布式控制系統(tǒng)設計思想， “硬件模塊化、軟件組合化、通信網絡化 ”的設計方法。 關鍵詞 ：儲油罐、液位監(jiān)測 、 QT、 ARM、嵌入式 長治學院學士學位論文 目錄 1 系統(tǒng)概述 .................................................................................................................................1 題目分析 ..............................................................................................................................1 選題意義 ....................................................................................................................1 需求分析 ....................................................................................................................1 功能分析 ..............................................................................................................................1 2 方案論證 ...............................................................................................................................3 硬件方案 ...............................................................................................................................3 、硬件方案 1 ...............................................................................................................3 、硬件方案 2 ...............................................................................................................3 、兩種硬件 方案論證 ..................................................................................................3 2. 2 軟件方案 .............................................................................................................................3 、軟件開發(fā)工具論證 ..................................................................................................4 、方案比較 ..................................................................................................................4 3 系統(tǒng)設計之下位機部分 .........................................................................................................6 ．液面測量模塊 :............................................................................................................6 ..............................................................................................................12 串口數據發(fā)送模塊 .....................................................................................................14 顯示模塊 .....................................................................................................................16 4 系統(tǒng)設計之上位機部分 .......................................................................................................18 PC 端軟件 ....................................................................................................................18 ARM 嵌入式設備端軟件 ............................................................................................21 5 系統(tǒng)調試 ...............................................................................................................................23 調試計劃 .....................................................................................................................23 程序運行中的錯誤 .....................................................................................................23 調試結果 .....................................................................................................................23 6 總結分析 ...............................................................................................................................28 附錄 ...........................................................................................................................................31 長治學院學士學位論文 1 1 系統(tǒng)概述 題目分析 選題意義 隨著科技的發(fā)展，特別是計算機技術的廣泛應用和迅猛發(fā)展，由傳統(tǒng)的人工測量開始逐步向計算機智能監(jiān)測方向發(fā)展。 長 治 學 院 20xx 屆學士學位畢業(yè)論文 儲油罐實時監(jiān)測系統(tǒng) 的設計與實現 學 號： 08405433 姓 名： 張國雁 指導教師： 張 毅 專 業(yè)： 電子信息科學與技術 系 別： 電子信息與物理系 完成時間： 20xx年 5月 長治學院學士學位論文 儲油罐實時監(jiān)測系統(tǒng) 的設計與實現 專業(yè)： 電子信息科學與技術 姓名： 張國雁 學號： 08405433 指導教師： 張毅 摘要 :我國石 油資源豐富 ,采油煉油企業(yè)眾多 ,儲油罐是儲存油品的重要設備 ,儲油罐液位的精確計量對生產廠庫存管理及經濟運行影響很大。相比較而言，國外的油罐區(qū)安全監(jiān)測系統(tǒng)性能好，但其價格過 高，遠遠超出了我國廣大用戶的承受能力。 需求分析 在設計儲油罐管理系統(tǒng)時，首先確定系統(tǒng)設計目標和功能要求，從技術和經濟角度上進行可行性分析，然后進行方案選擇和 總體設計，考慮下位機硬件電路的結構是否合理，性價比等問題，探討上位機的功能框架，采用的數據結構等細節(jié)，再進行詳細設計和調試，最終完成設計任務。在設計時，應充分考慮其應用對象的共性，使系統(tǒng)具有較強的通用性，可以在油庫推廣應用。系統(tǒng)的造價經濟合理，性能價格比高。 儲油罐參數設定與修改：儲油罐的安全高度、液位的高低報警值等設定和修改。 長治學院學士學位論文 3 2 方案論證 硬件方案 硬件方案 1 硬件方案 1的 系統(tǒng)主要由現場儀表和儲油罐實時監(jiān)測與計量的管理主機或服務器等組。其硬件的組成是：單片機， A/D轉換部分，液位顯示部分，將采集到 的 數據經過單片機處理，顯示到數碼管上，管理人員可以定時查看各個儲油罐的信息。 2. 2 軟件方案 使用儲油罐計量監(jiān)測管理系統(tǒng)，能夠實時采集和處理儲油罐中所儲油品的各項數據，通過軟件顯示并打印油品的儲量、溫度及相關的各項數據 ， 使管理人員了解各個油長治學院學士學位論文 4 罐 的 情況。特點是易讀性強，可維護性高，開發(fā)簡單，代碼量低。 方案二： 使用 Qt設計計量管理系統(tǒng)。 Qt 提供了一種稱為 signals/slots 的安全類型來替代 callback，這使得各個元件之間的協(xié)同工作變得十分簡單 。 長治學院學士學位論文 6 3 系統(tǒng)設計之下位機部分 液面測量模塊 液面測量模塊功能是測量液位的高度 ， 并計算出液位高度比。 (1) 數學模型部分 利用壓差法計算儲油罐液面高度，可以消除密度對計算的影響。這樣適應性就更廣闊。由液體壓力計算公式 P=ρgH 可知 ,液體在某一位置的壓力與深度 H 有關 .液面最頂端的深度是 0,故液面最頂端的壓力值也是 0。 無論是常壓儲油罐還是受壓儲油罐，底部是承壓最大的區(qū)域 ，監(jiān)測儲油罐的壓力值時，就應該以底部作為監(jiān)測部位。在本系統(tǒng)中就采用的是 8 位的轉換器。再將當前液位高度除以儲油罐滿載時的高度 hmax，就可以得到當前儲油量與滿載時 的百分比。在下位機端需要建立另一套數學模型，