【正文】 感器必須要用相同規(guī)格的，這樣測(cè)量的的數(shù)據(jù)在計(jì)算時(shí)才有意義。 長(zhǎng)治學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 7 同理 ,底端壓力值 P1 減去頂端的壓力值 ， 就是當(dāng)前液位 h(頂端與底端 )的壓差。甚至同廠生產(chǎn)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(cè)定各種油的密度。具體實(shí)現(xiàn)方法在下文中分模塊詳細(xì)介紹。所以我們選用 Qt 作為本系統(tǒng)的上位機(jī)開(kāi)發(fā)軟件。 Qt 的良好封裝機(jī)制使得 Qt 的模塊化程度非常高，可重用性較好，對(duì)于用戶(hù)開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)是非常 方便的。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)過(guò)于嚴(yán)謹(jǐn)，對(duì)編程水平要求頗高。 方案二：使用 keil 軟件，用 C 語(yǔ)言為單片機(jī)編寫(xiě)程序。 本設(shè)計(jì)最終選擇方案 1，因?yàn)樗鄬?duì)于方案 2 來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)高度模塊化，低 功耗電路設(shè)計(jì)，全數(shù)字總線接口，通信協(xié)議開(kāi)放，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展能力強(qiáng)，抗干擾能力強(qiáng)，所利用的液位測(cè)量技術(shù)成熟，可靠性高。 硬 件方案 2 硬件方案 2 是光用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)液位監(jiān)控系統(tǒng)。 3. 可視信息服務(wù) 顯示系統(tǒng)總貌及構(gòu)成、各個(gè)油罐的溫度，液位，壓力 數(shù)據(jù)。 功能分析 根據(jù)對(duì)儲(chǔ)油罐液位監(jiān)測(cè)及計(jì)量管理任務(wù)的深入分析，系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下幾大功能： 長(zhǎng)治學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 1. 系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定與修改 儲(chǔ)油罐區(qū)參數(shù)設(shè)定和修改：儲(chǔ)油罐數(shù)量、標(biāo)號(hào)設(shè)定、通訊參數(shù)設(shè)置，儲(chǔ)油罐分區(qū)管理定義等。 （ 4）經(jīng)濟(jì)性。 （ 2）通用性。 針對(duì)油庫(kù)儲(chǔ)油罐地理位置分布廣，信號(hào)傳送距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)，采用 “功能分散、負(fù)荷分散、危險(xiǎn)分散、管理集中 ”的分布式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想， “硬件模塊化、軟件組合化、通信網(wǎng)絡(luò)化 ”的設(shè)計(jì)方法。 關(guān)鍵詞 ：儲(chǔ)油罐、液位監(jiān)測(cè) 、 QT、 ARM、嵌入式 長(zhǎng)治學(xué)院學(xué)士學(xué)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(kāi)發(fā)工具論證 ..................................................................................................4 、方案比較 ..................................................................................................................4 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)之下位機(jī)部分 .........................................................................................................6 ．液面測(cè)量模塊 :............................................................................................................6 ..............................................................................................................12 串口數(shù)據(jù)發(fā)送模塊 .....................................................................................................14 顯示模塊 .....................................................................................................................16 4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)之上位機(jī)部分 .......................................................................................................18 PC 端軟件 ....................................................................................................................18 ARM 嵌入式設(shè)備端軟件 ............................................................................................21 5 系統(tǒng)調(diào)試 ...............................................................................................................................23 調(diào)試計(jì)劃 .....................................................................................................................23 程序運(yùn)行中的錯(cuò)誤 .....................................................................................................23 調(diào)試結(jié)果 .....................................................................................................................23 6 總結(jié)分析 ...............................................................................................................................28 附錄 ...........................................................................................................................................31 長(zhǎng)治學(xué)院學(xué)士學(xué)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(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和迅猛發(fā)展，由傳統(tǒng)的人工測(cè)量開(kāi)始逐步向計(jì)算機(jī)智能監(jiān)測(cè)方向發(fā)展。 長(zhǎng) 治 學(xué) 院 20xx 屆學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 儲(chǔ)油罐實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 學(xué) 號(hào)： 08405433 姓 名： 張國(guó)雁 指導(dǎo)教師： 張 毅 專(zhuān) 業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù) 系 別： 電子信息與物理系 完成時(shí)間： 20xx年 5月 長(zhǎng)治學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 儲(chǔ)油罐實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 專(zhuān)業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù) 姓名： 張國(guó)雁 學(xué)號(hào)： 08405433 指導(dǎo)教師： 張毅 摘要 :我國(guó)石 油資源豐富 ,采油煉油企業(yè)眾多 ,儲(chǔ)油罐是儲(chǔ)存油品的重要設(shè)備 ,儲(chǔ)油罐液位的精確計(jì)量對(duì)生產(chǎn)廠庫(kù)存管理及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響很大。相比較而言，國(guó)外的油罐區(qū)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)性能好，但其價(jià)格過(guò) 高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我國(guó)廣大用戶(hù)的承受能力。 需求分析 在設(shè)計(jì)儲(chǔ)油罐管理系統(tǒng)時(shí)，首先確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)和功能要求，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)角度上進(jìn)行可行性分析，然后進(jìn)行方案選擇和 總體設(shè)計(jì)，考慮下位機(jī)硬件電路的結(jié)構(gòu)是否合理，性?xún)r(jià)比等問(wèn)題，探討上位機(jī)的功能框架，采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等細(xì)節(jié)，再進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)和調(diào)試，最終完成設(shè)計(jì)任務(wù)。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮其應(yīng)用對(duì)象的共性，使系統(tǒng)具有較強(qiáng)的通用性，可以在油庫(kù)推廣應(yīng)用。系統(tǒng)的造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理，性能價(jià)格比高。 儲(chǔ)油罐參數(shù)設(shè)定與修改：儲(chǔ)油罐的安全高度、液位的高低報(bào)警值等設(shè)定和修改。 長(zhǎng)治學(xué)院學(xué)士學(xué)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(xiàn)場(chǎng)儀表和儲(chǔ)油罐實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與計(jì)量的管理主機(jī)或服務(wù)器等組。其硬件的組成是：?jiǎn)纹瑱C(jī)， A/D轉(zhuǎn)換部分，液位顯示部分，將采集到 的 數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理，顯示到數(shù)碼管上，管理人員可以定時(shí)查看各個(gè)儲(chǔ)油罐的信息。 2. 2 軟件方案 使用儲(chǔ)油罐計(jì)量監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)采集和處理儲(chǔ)油罐中所儲(chǔ)油品的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，通過(guò)軟件顯示并打印油品的儲(chǔ)量、溫度及相關(guān)的各項(xiàng)數(shù)據(jù) ， 使管理人員了解各個(gè)油長(zhǎng)治學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 罐 的 情況。特點(diǎn)是易讀性強(qiáng)，可維護(hù)性高，開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單，代碼量低。 方案二： 使用 Qt設(shè)計(jì)計(jì)量管理系統(tǒng)。 Qt 提供了一種稱(chēng)為 signals/slots 的安全類(lèi)型來(lái)替代 callback，這使得各個(gè)元件之間的協(xié)同工作變得十分簡(jiǎn)單 。 長(zhǎng)治學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)之下位機(jī)部分 液面測(cè)量模塊 液面測(cè)量模塊功能是測(cè)量液位的高度 ， 并計(jì)算出液位高度比。 (1) 數(shù)學(xué)模型部分 利用壓差法計(jì)算儲(chǔ)油罐液面高度，可以消除密度對(duì)計(jì)算的影響。這樣適應(yīng)性就更廣闊。由液體壓力計(jì)算公式 P=ρgH 可知 ,液體在某一位置的壓力與深度 H 有關(guān) .液面最頂端的深度是 0,故液面最頂端的壓力值也是 0。 無(wú)論是常壓儲(chǔ)油罐還是受壓儲(chǔ)油罐，底部是承壓最大的區(qū)域 ，監(jiān)測(cè)儲(chǔ)油罐的壓力值時(shí)，就應(yīng)該以底部作為監(jiān)測(cè)部位。在本系統(tǒng)中就采用的是 8 位的轉(zhuǎn)換器。再將當(dāng)前液位高度除以?xún)?chǔ)油罐滿(mǎn)載時(shí)的高度 hmax，就可以得到當(dāng)前儲(chǔ)油量與滿(mǎn)載時(shí) 的百分比。在下位機(jī)端需要建立另一套數(shù)學(xué)模型，