基于集中分散现场总线的安全监测系统设计

《基于集中分散现场总线的安全监测系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要目前在我国有一大批正在建设和即将要建设的水电站，如果大坝失事不仅将影响工程的正常施工和运营，还会造成人员财产的损失，在某些情况下甚至会导致社会性灾难。安全监测对大坝的设计、施工、运行有着很重要的作用，而边坡的安全监测在整个监测系统中占有重要的地位。本文主要针对青海拉西瓦水电站的高边坡安全设计了一个监测系统。整个系统包括底层测量模块、上层软件和通讯三个部分的内容。本人主要负责底层测量模块和中继器模块的软硬件设计。底层测量模块使用C8051F040作为控制核心，实时在线，高精度地对多种传感器进行监测，并通过CPU自带的CAN总线进行远程、可靠的数据传输；中继器模块则是采用双CPU的方式进行

2、设计，CPU之间采用SPI总线进行通讯，以保证远距离通讯的准确率和速度。具体的工作如下：(1)设计的底层模块的硬件和软件，使系统获得了高精度和良好的实时性；对底层测量模块进行了温度校准，保证了全温度范围内的测试精度。(2)利用串行并行转换芯片，在保证系统精度的情况下可以测量更多的传感器，减少了硬件的投入，实现了小型化。(3)设计了中继器，保证了与PC通讯准确，提高了系统的负载能力，进而形成了一种节点内由CPU、模拟总线和控制驱动总线组成，节点间CAN现场总线连接的大型远程水利系统的监测系统。(4)对该系统进行了大量的测量实验，分析产生各种误差的原因，给出了解决和提高测量精度的具体方法。目前

3、系统已经基本调试完成，在实验室中进行的实验可以达到水利系统国家标准要求的精度，即将拿到现场做进一步的测试。关键词：边坡安全监测精度串行外设接口校准中继器AbstractABSTRACTInChina，therearealargenumberofhydropowerstationsunderconstructionorwillbebuilt．Accidentsoccurredonthedamwillnotonlyaffectthenormalconstructionandopermion，butalsocausepropertylosses，insomecasesmayevenleadtos

4、ocialdisaster．Safetymonitoringplaysaveryimportantroleinthedesign,constructionandoperationofdams．Andthesafetymonitoringinslopeofthedamoccupyanimportantpositioninthewholesafetymonitoringsystem．TIlisthesisdesignsasafetymonitoringcontrolsystemofdamslope，whichwillbeusedinLaxiwahydropowerdaminQinghaiPro

5、vince。乃ewholesystemincludesthebottommeasurementmodules，theuppersoftwareofHuman·ComputerInterfaceandcommunicationprogram．Iammainlyresponsibleforthebottommeasurementmodules’andrepeaters’hardwareandsoftwaredesign．C8051F040isusedasameasurementcontrolmodulecore．Itcanalwaysmonitoravarietyofsensorsatahig

6、h—precisiononline，andalsocarryinglong-range，reliabledatatransmissionthroughtheCANbusinit；RepeaterisdesignedbytwoCPUs，whichuseSPIbustocommunicatewitheachotherinordertoensuretheaccuracyoflong—distancecommunicmionandspeed．Concreteworkisasfollows：(1)mdesignofhardwareandsoftwareforthebottommodulemakest

7、hesystemtoobtainahighaccuracyandgoodreal—time；besides，thetemperaturecalibrationforthemodulesCanensurethemeasurementaccuracyatawholerangeofthetemperature．(2)Byusingtheserialparallelconverterchip，thesystemCanmeasur