基于LoRa協(xié)議的氟泵物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)研究

發(fā)布時間：2020-07-09 20:34

【摘要】：IHF系列氟塑料離心泵是能耗大的旋轉(zhuǎn)機械,在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用,其運行的好壞直接影響了工廠的運作。該泵在工作過程中由于設(shè)計、制造、裝配、使用及維護等原因會導致機組的故障率高、運行效率低等問題。因此,氟塑料離心泵的狀態(tài)監(jiān)測的研究顯得很重要,是機組安全高效運行的重要保證。隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展以及該技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用,針對當前氟泵的狀態(tài)監(jiān)測的信號采集傳輸技術(shù)走線多、監(jiān)測效率低等問題,本文利用LoRa無線傳輸技術(shù)和以太網(wǎng)傳輸技術(shù),在Visual C++開發(fā)環(huán)境下設(shè)計了一套可對氟泵的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測的系統(tǒng),其具有較高的精確性,廣泛的適應(yīng)性和實用性。本文設(shè)計的無線監(jiān)控系統(tǒng)主要從以下幾個方面進行研究:(1)通過查閱文獻資料,深入了解氟泵的結(jié)構(gòu)、工作原理以及性能參數(shù),確定了適合氟泵監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測目標參數(shù),為深入研究氟泵的工作性能提供了可靠的理論依據(jù)。(2)在深入研究TCP/IP協(xié)議以及LoRa協(xié)議的基礎(chǔ)上,選用TCP/IP協(xié)議的UDP協(xié)議和LoRa協(xié)議,采用分級模塊方式對氟泵的無線監(jiān)測系統(tǒng)進行總體的設(shè)計,實現(xiàn)上下位機一體化監(jiān)測模式。(3)在監(jiān)測系統(tǒng)硬件方面,遵循模塊化原則,分別完成了采集板、數(shù)據(jù)板、LoRa無線板的設(shè)計。在設(shè)計過程中采用軟件Altium Designer對其進行設(shè)計,控制核心均采用STM32系列單片機,并且對處理器模塊、通信模塊、外圍模塊等部分進行了相應(yīng)的選型和匹配性設(shè)計。采集板采用數(shù)字量采集電路、模擬量采集電路實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集;數(shù)據(jù)板采用ENC28J60模組為以太網(wǎng)模塊,實現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳到上位機上;SX1278無線模塊配合采集板和數(shù)據(jù)板實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸。(4)在監(jiān)測系統(tǒng)的軟件設(shè)計方面,給各模塊按需分配I/O 口,采用Keil對系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境進行配置,并且用C語言對單片機進行編程及程序的調(diào)試。在上位機監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計中,采用Visual C++中的MFC模塊設(shè)計了系統(tǒng)監(jiān)測界面,將采集到的數(shù)據(jù)實時顯示出來。(5)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)后,利用該監(jiān)測系統(tǒng)分別進行了無線模塊的通訊實驗和氟泵的監(jiān)測實驗。通過對無線傳輸?shù)木嚯x以及穿透能力進行測試,確定了其在氟泵監(jiān)測系統(tǒng)中的可行性;利用其對系統(tǒng)的工作參數(shù)進行監(jiān)測,并對特性曲線所包含的參數(shù)進行計算,運用Matlab軟件對泵的流量-揚程,流量-軸功率,流量-效率特性曲線進行不同階次的分析,從而驗證了系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。本文為IHF系列氟塑料離心泵設(shè)計了智能化的數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng),有利于提高氟泵的使用壽命。同時,為基于嵌入式的監(jiān)測系統(tǒng)方面提供了解決的思路,對于提高工作效率、節(jié)省人力等方面具有現(xiàn)實的意義。
【學位授予單位】：沈陽建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH311;TP391.44;TN929.5
【圖文】：