文档介绍：长治学院
2012届学士学位毕业论文
储油罐实时监测系统的设计与实现
学号: 08405433
姓名: 张国雁
指导教师: 张毅
专业:电子信息科学与技术
系别: 电子信息与物理系
完成时间:2012年5月
储油罐实时监测系统的设计与实现
专业: 电子信息科学与技术姓名:张国雁学号: 08405433
指导教师: 张毅
摘要:我国石油资源丰富,采油炼油企业众多,储油罐是储存油品的重要设备,储油罐液位的精确计量对生产厂库存管理及经济运行影响很大。但国内许多反应罐、大型储油罐、加油站的液位计量仍采用人工检尺和分析化验的方法,其他参数的测定也没有实行实时动态测量,这样易引发安全事故,无法为生产操作和管理决策提供准确的依据。
本系统针对上述问题,采用相应的传感器采集储油罐内的温度和压力,并通过单片机将储油量、温度值显示出来;同时利用串口将各项数据发送给上位机,从而进行更精确的计算与统计。
关键词:储油罐、液位监测、QT、ARM、嵌入式
目录
1 系统概述 1
题目分析 1
选题意义 1
需求分析 1
功能分析 2
2 方案论证 3
3
、硬件方案1 3
、硬件方案2 3
、两种硬件方案论证 3
2. 2 软件方案 3
、软件开发工具论证 4
、方案比较 4
3 系统设计之下位机部分 6
: 6
12
串口数据发送模块 14
显示模块 16
4 系统设计之上位机部分 18
PC端软件 18
ARM嵌入式设备端软件 21
5 系统调试 23
调试计划 23
程序运行中的错误 23
调试结果 23
6 总结分析 28
附录 31
1 系统概述
题目分析
选题意义
随着科技的发展,特别是计算机技术的广泛应用和迅猛发展,由传统的人工测量开始逐步向计算机智能监测方向发展。相比较而言,国外的油罐区安全监测系统性能好,但其价格过高,远远超出了我国广大用户的承受能力。而国内研制的系统大多计算精度低、稳定性和可靠性差。因此,研发出符合我国国情的油罐区安全监测系统,不仅可以保障石油库区的安全生产,而且将加快石油行业的现代化管理进程。 
针对油库储油罐地理位置分布广,信号传送距离远的特点,采用“功能分散、负荷分散、危险分散、管理集中”的分布式控制系统设计思想,“硬件模块化、软件组合化、通信网络化”的设计方法。
需求分析
在设计储油罐管理系统时,首先确定系统设计目标和功能要求,从技术和经济角度上进行可行性分析,然后进行方案选择和总体设计,考虑下位机硬件电路的结构是否合理,性价比等问题,探讨上位机的功能框架,采用的数据结构等细节,再进行详细设计和调试,最终完成设计任务。在设计初期,主要考虑了以下因素:
(1)可靠性。系统运行安全可靠,性能稳定,可以在恶劣环境长期连续工作。
(2)通用性。在设计时,应充分考虑其应用对象的共性,使系统具有较强的通用性,可以在油库推广应用。
(3)兼容性。系统应能携挂不同类型的传感器,能够测量多种参数。
(4)经济性。系统的造价经济合理,性能价格比高。
(5)操作维护方便性。在软件方面,要求人机界面友好,操作简便;在硬件方面,要求维护检修方便。
功能分析
根据对储油罐液位监测及计量管理任务的深入分析,系统应实现以下几大功能:
系统参数的设定与修改
储油罐区参数设定和修改:储油罐数量、标号设定、通讯参数设置,储油罐分区管理定义等。
储油罐参数设定与修改:储油罐的安全高度、液位的高低报警值等设定和修改。
储油罐实时监测与计量
储油罐状态实时监测:储油罐液位等参数的实时监测。
储油罐实时计量:依据压力值,计算出液位的高度和剩余百分比。
3. 可视信息服务
显示系统总貌及构成、各个油罐的温度,液位,压力数据。
2 方案论证
硬件方案1
硬件方案1的系统主要由现场仪表和储油罐实时监测与计量的管理主机或服务器等组。系统主机和现场仪表之间通过RS-485总线连接,储油罐实时监测和采集液位的核心是两个压力传感器。
整个系统的工作流程大致如下:压力传感器从储油罐终端采集到数据,经单片机处理(A/D转换)后显示到现场端的数码管上,同时通过串口传输给上位机,实现远端监测,连入计算机,计算机显示并保存上传的液位数据,并可以通过管理软件对数据来进行后续处理。
硬件方案2
硬件方案2是光用单片机设计一个液位监控系统。其硬件的组成是:单片机,