阴极保护参数的无线监测。本文介绍的管道阴极保护数据无线监测系统主要以单片机系统为核心，结合多机串行通信技术，设计相应的硬件电路和系统的软件实现对管道阴极电位的无线监测。此管道监测系统通过模块采集传输阴极电位数据，数据通过转换模块传送给单片机系统进行数据处理，同时把模拟量转换成数字量。时间由时钟芯片进行控制。得到数据在液晶显示上显示并且反馈给，在按键模块中，通过按键实现人机人性化交流。本次设计的软件模块设计由汇编语言完成，软件设计分为主程序，转换程序，时钟程序，键盘程序，显示程序等，再配合上位机软件对数据进行监测。实现了对管道阴极保护电位的无线实时监测功能。本文设计的输油管道阴极保护数据无线监测系统的特点是成本较低，传输速率高，覆盖范围广，可实现数据的无线实时监测。关键词单片机，转换，液晶显示，本科生毕业设计论文，本科生毕业设计论文第章绪论系统的背景及意义无线通信技术的发展本文主要研究内容第章系统的组成及工作原理系统的设计要求与技术指标系统组成框图第章系统硬件电路设计中央处理电路中央处理电路核心芯片单片机的复位电路单片机的时钟电路转换电路的设计转换芯片转换芯片引脚说明与单片机的连接键盘输入电路的设计液晶显示电路的设计时钟芯片电路的设计实时时钟芯片时钟芯片与单片机的连接电源电路设计无线通信模块设计模块芯片单片机与模块连接电路第章系统软件设计主程序的设计转换的软件设计实时时钟的软件设计液晶显示的软件设计本科生毕业设计论文键盘的软件设计第章结论参考文献致谢附录Ⅱ附录Ⅱ附录Ⅲ本科生毕业设计论文第章绪论系统的背景及意义随着全球化的趋势加强和现代工业的进步发展，人类社会对资源的需求不断增加，作为目前世界上重要的能源之的石油，为国家经济的发展及社会的进步提供了动力。石油产业是现代文明发展的支柱，是国家的命脉所在，在国民经济中占有重要的地位，石油的质量和产量牵扯着国家生产部门的方方面面。相比发达国家，我国石油工艺水平生产技术手段及管道运输起步较晚，自动化管理水平较低，特别是输油管道的参数监测技术显得更为突出。目前国内油田油井数量较多且大部分处于偏远地区，位置分散，环境恶劣，交通不便，对油井的工作状态和输油管道的监测难度很大。目前国内对输油管道的监测主要采取传统的人工定期巡检巡查的方式，但是在具体实施的过程中存在着很大的误差，监测作业流程复杂，监测周期较长，监测费用高等众多缺点，在技术上，经济上都不能够适应管道监测的自动化信息化发展的要求。因为没有种有效可行的现场设备的网络化监测管理系统，输油管道的监测秩序得不到安全有效的保护，监测设备维护管理操作混乱，设备故障得不到及时的修复，这成为油田生产企业的个重大难题。对输油管道的数据进行人工记录，层层传抄上报，不仅仅是人员工作量大，容易出现误差，数据容易丢失，数据传递时间慢，而且决策人员根据此上报的数据极有可能做出的判断，从而给出的调整实施方案。由于油井管道分布范围广而且数量多，这种监测方式必定会使人员劳动强度加重，并且影响了输油管道数据监控的实时性和准确性，给输油管道的监测和数据的统计带来了诸多不便。因此，国内各大油田急需要种低成本效率高，数据无线监测系统，来解决实际生产问题。无线通信技术的发展随着电子计算机及信息技术的飞速发展，工业无线网络是从新兴的无线传输发展而来，具有低能耗，低成本，扩展性强，灵活度高等特点，已经成为现在的研究热点。无线数据采集要将恶劣，复杂的现场环境下的采集量完整的采集，还要将采集到的数据传送给远端的控制室。主要应用的领域包括石油管道无线监本科生毕业设计论文测系统工业遥测系统无线数据传输安全设备无线监控城市管网压力温度监测电力无线报警等。通信系统的发展也非常迅速。远程数据传输主要有无线的远程数据传输和有线的远程数据传输。无线的远程数据传输方式主要有卫星通信三种。目前，由于发展还不太成熟，覆盖面不广，故利用进行远程数据传输的方式还没有得到发展，现阶段的远程数据传输方法是应用单片机的接口，通过专门的通讯电缆线加以实现，或者是利用现场总线技术实现数据传输，但是这些方法传输距离有限，成本也比较高。随着无线通信技术的不断提高，利用移动运营商提供的无线网络实现输油管道无线监测系统现代化的个重要发展方向。由于无线通信技术已经成熟，利用无线通信方式来实现输油管道参数的实时采集实时监测，是对现有资源的最大利用。无线网络技术，可实现现场信号的实时无线传输。是通用分组无线业务，是在现有的系统上发展起来的种新的承载业务。作为种高效高速经济的无线系统，具有数据带宽宽网络覆盖范围广实时在线适应性强等优点。特别适用于突发性的间断性的少量的数据传输。技术在移动通信领域的发展，已经能够实际应用到很多需要无线数据传输的领域，也为数据采集传输和监测提供了种新的数据传输通信方式。本文主要研究内容本系统的研发主要包括了系统硬件和系统软件的设计。硬件的设计主要包括了各个功能模块的方案论证和电路设计软件设计主要包括主程序显示键盘输入时钟芯片转换等子程序编制。本系统的主要设计内容是以单片机系统为核心，结合通信技术，设计相应的硬件电路和系统软件实现对管道的阴极保护电位的无线监测。管道的阴极电位采样范围为，通过电位放大后进行转换，同时把数据上传给单片机进行处理分析。电位精度达到，根据技术指标，硬件设计工作主要包括中央处理器设计转换电路设计液晶显示电路设计键盘电路设计实时时钟电路设计电源电路设计模块设计在软件方面则是利用单片机组成控制系统，编程实现键盘数据输入数据转换及实时时钟和液晶显示等功能。设计中利用了无线通信技术对阴极电位进行实时采集传输，转换电路将数据的模拟量转换成数字量，单片机进行智能控制，采用液晶显示和键盘输入实现了人机对话，充分满足了使用者对产品使用便捷直观的要求。本科生毕业设计论文第章系统的组成及工作原理系统的设计要求与技术指标本次毕业设计所研制系统的设计要求及技术指标使用通信方式，采用市电供电。环境温度摄氏度。电位精度达到。阴极电位采样范围。每小时采集次，也可根据用户设定，或支持在线测试。保护电位参数的检测支持在线检测，直在线。自带时钟，支持时钟掉电保护，同步校准。系统具有自检功能和良好的人机对话功能。系统组成框图根据系统功能的要求和系统构成的需要其总体设计方案如图所示。系统硬件组成分为以下几个部分转换电路液晶显示电路调整及滤波电路实时时钟电路电源模块电路按键电路通信模块及核心控制电路。实现管道阴极保护电位监测功能总体思路如下系统由电源供电模块进行供电，当启动监测系统后，采集的管道阴极电位数据通过转换模块将模拟量转换成数字量，同时传递给单片机系统进行数据分析并处理。监测系统由模块实现数据的无线传输功能。由时钟芯片对时间进行设定与定时，液晶显示将数据显示，键盘主要执行键盘扫描键码生成键码传输等功能。通过按键实现人机的人性化交流。本科生毕业设计论文系统原理框图如图所示图系统组成的原理框图按键电路单片机实时时钟电路电源模块转换电路调整及滤波电路通信模块阴极电压液晶显示电路本科生毕业设计论文第章系统硬件电路设计本章详细介绍硬件电路的设计。系统硬件电路包括以下几个部分以单片机为中央处理器转换电路键盘电路液晶显示电路实时时钟电路模块电源电路。详细阐明芯片的选择比较，所选用芯片的内部组成功能特点外围电路及其接口电路，并设计出具体的硬件电路。中央处理电路单片机最小系统是指能够使单片机正常工作的最小系统。单片机是将中央处理器只读存储器随机存储器计数器定时器及输入输出接口电路等计算机主要器件集成在块集成电路芯片上的微型计算机。本课题研究的管道阴极保护数据无线监测系统的中央处理电路采用美国公司生产的低电压高性能单片机来实现。中央处理电路核心芯片中央处理电路是以为核心芯片，是种带字节闪烁可编程可擦除只读存储器的位微处理器。与产品指令系统安全兼容。其主要功能特性存储器可循环写入擦除次。存储数据保存时间为年。字节可重擦写存储器三级加密程序存储器字节内部个可编程口线个位定时计数器个中断源可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路本科生毕业设计论文图引脚图单片机引脚如图所示，引脚功能说明供电电压。接地。口口为个位漏级开路双向口，每脚可吸收门电流。当口的管脚第次写时，被定义为高阻输入。能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据地址的第八位。在编程时，口作为原码输入口，当进行校验时，输出原码，此时外部必须被拉高。口口是个内部提供上拉电阻的位双向口，口缓冲器能接收输出门电流。口管脚写入后，被内部上拉为高，可用作输入，口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在编程和校验时，口作为第八位地址接收。口口为个内部上拉电阻的位双向口，口缓冲器可接收，输出个门电流，当口被写时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。口当用于外部程序存储器或位地址外部数据存储器进行存取时，口输出地址的高八位。