本文關(guān)鍵詞：基于SOC與嵌入式控制器的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的研制

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【摘要】：近年來,我國因電氣引起的火災(zāi)事故數(shù)量逐年增多,由此引起的電氣火災(zāi)損失占全部火災(zāi)損失的比率也在不斷攀升。每年因電氣火災(zāi)造成的財產(chǎn)損失和人員傷亡數(shù)量觸目驚心,因此對電氣火災(zāi)的預(yù)防和遏制迫在眉睫。目前對電氣火災(zāi)最有效的預(yù)防方式是在被監(jiān)測線路中安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。由于我國對電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的研究和使用起步較晚,國內(nèi)制定的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)國家標(biāo)準(zhǔn)以及法律法規(guī)還不完善,國內(nèi)廠商生產(chǎn)的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)質(zhì)量和產(chǎn)品性能參差不齊,與國外同類產(chǎn)品存在較大差距。本課題針對我國電氣火災(zāi)監(jiān)控的發(fā)展情況研制開發(fā)的一種基于SOC與嵌入式控制器的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)對被監(jiān)測線路的漏電流檢測、漏電流超限預(yù)警、報警、脫扣保護等一系列功能,能夠有效杜絕電氣火災(zāi)隱患。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)由電氣火災(zāi)監(jiān)控主機與電氣火災(zāi)探測器組成,具有測量、監(jiān)控報警、保護、事件記錄、自檢、人機交互、系統(tǒng)組網(wǎng)、通信等功能。整個電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)研制的關(guān)鍵是電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的開發(fā),因此本文中重點介紹了電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的硬件電路設(shè)計和軟件程序的開發(fā)。在探測器硬件設(shè)計中使用MAXIM公司生產(chǎn)的71M系列片上系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)測量前端,利用先進的采樣技術(shù)對被監(jiān)控線路中的10路漏電流信號和1相電力參數(shù)信號進行檢測,并利用SPI通信接口與主控制器進行數(shù)據(jù)交換。主控制器采用ST公司生產(chǎn)的STM32,STM32對接收的信號數(shù)據(jù)進行分析計算,做出預(yù)警、報警判斷,并通過RS485或者CAN總線與電氣火災(zāi)監(jiān)控主機通信。在探測器軟件設(shè)計中使用C語言進行編寫,采用KEIL的開發(fā)環(huán)境進行模塊化設(shè)計,有利于程序的讀寫修改與升級工作。根據(jù)硬件電路設(shè)計,分別編寫開發(fā)了SOC和嵌入式控制器的程序,實現(xiàn)了信號采集與計算、報警判斷與處理、通信、數(shù)據(jù)存儲等一系列功能。在整個系統(tǒng)開發(fā)過程中,采取了軟件與硬件的抗干擾設(shè)計,并通過系統(tǒng)調(diào)試發(fā)現(xiàn)問題,優(yōu)化軟硬件設(shè)計的實現(xiàn)方法,改進抗干擾設(shè)計方案,保證系統(tǒng)性能指標(biāo)的實現(xiàn)。最后在國家標(biāo)準(zhǔn)下對參數(shù)測量功能、報警及保護功能、自檢與試驗功能以及通信功能等進行了測試工作。經(jīng)過測試,系統(tǒng)運行穩(wěn)定,各項功能滿足設(shè)計要求。論文最后對本課題完成的工作進行了總結(jié),并對系統(tǒng)有待改進之處進行了介紹。
【關(guān)鍵詞】：電氣火災(zāi) 漏電流 SOC 嵌入式控制器 CAN
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM92;TP277
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 課題的研究背景12-13
• 1.2 課題的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 課題的研究內(nèi)容15-16
• 1.4 創(chuàng)新點16
• 1.5 章節(jié)安排16-18
• 第二章 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)18-26
• 2.1 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)概述18-20
• 2.1.1 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)原理18-19
• 2.1.2 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)介紹19-20
• 2.2 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范20-22
• 2.3 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的性能指標(biāo)22-24
• 2.3.1 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要功能22-24
• 2.3.2 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計要求24
• 2.4 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)方法24-26
• 2.4.1 設(shè)計思路24-25
• 2.4.2 實現(xiàn)方法25-26
• 第三章 電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器硬件設(shè)計及實現(xiàn)26-39
• 3.1 電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器硬件的總體實現(xiàn)26-28
• 3.2 硬件電路設(shè)計與分析28-39
• 3.2.1 嵌入式控制器與SOC的選擇與設(shè)計28-30
• 3.2.2 輸入模塊電路設(shè)計與分析30-33
• 3.2.3 數(shù)據(jù)存儲模塊電路設(shè)計與分析33-34
• 3.2.4 報警保護模塊電路設(shè)計與分析34-35
• 3.2.5 通信模塊電路設(shè)計與分析35-39
• 第四章 電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器軟件設(shè)計及實現(xiàn)39-63
• 4.1 軟件總體設(shè)計39-40
• 4.2 SOC程序設(shè)計40-45
• 4.2.1 SOC主程序設(shè)計40-43
• 4.2.2 數(shù)字計算引擎(CE)程序設(shè)計43-45
• 4.3 嵌入式控制器程序設(shè)計45-55
• 4.3.1 STM32主程序設(shè)計46-47
• 4.3.2 RS485程序設(shè)計47-50
• 4.3.3 CAN程序設(shè)計50-55
• 4.4 計量單元的校正算法55-63
• 4.4.1 三參數(shù)校正法56-58
• 4.4.2 參數(shù)校正法58-63
• 第五章 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)測試及抗干擾設(shè)計63-71
• 5.1 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)測試63-68
• 5.1.1 參數(shù)測量測試63-65
• 5.1.2 報警及報警保護測試65
• 5.1.3 自檢與試驗功能測試65-66
• 5.1.4 通信功能測試66-68
• 5.2 誤差分析與抗干擾設(shè)計68-71
• 5.2.1 誤差分析68-69
• 5.2.2 抗干擾設(shè)計69-71
• 第六章 結(jié)論與展望71-73
• 6.1 結(jié)論71-72
• 6.2 展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 致謝76-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果77-78
• 附件78

【引證文獻(xiàn)】

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉榮;聶典;何敏;石會;;用Multisim軟件設(shè)計4位微處理器[A];電子高等教育學(xué)會2008年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

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本文編號：1061987