单片机课程设计-机务设备检修数据采集.doc资源-CSDN文库

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现在机务段的检修设备中的电气控制和监控器繁琐，不能有

效的显示和控制设备进行精确的操作。大多数设备没有联网，各

设备的操作结果必须由操作人员填写表格，递交车间主管，最后

才能交给机务段管理人员。手续繁杂，效率低下，不能及时准确

的将生产情况反馈到管理部门。“机务段设备管理信息系统”首

次在国内对机务段目前使用的各种检修设备进行信息化改造，对

所有检修数据进行处理并发送上网，做到无纸化作业，保证了检

修数据的科学性和可靠性，并实现了数据共享。该系统对于实现

机务段的科学管理、保证检修质量、降低检修成本都起到了关键

的作用。该系统以 AT89C51 单片机为主控器，通过扩展 A/D 接

口，键盘输入，数据处理，数据显示以及系统报警等相关设备实

现多路数据采集和监测的原理与结构。本系统采用双 CPU 控制

方式，多路数据采集方式有远端 CPU 控制，本地单片机控制远

端 CPU，双机间通讯以 RS-232C 标准进行通讯。实践证明，系

统设计是可行的，并且系统性能可靠, 实时性好, 实用性强。

关键词：数据采集 A/D 转换 RS-232C

一．系统的设计概述

本系统是一个基于网络通信（包括以太网通信和 485 总线网络通信）的设备数据

采集和监控系统，主要有服务器、以太网络、上位机监控系统、485 总线网络、设备

数据采集以及通信系统和系统管理对象组成。该系统还是集网络通信技术、单片机技

术、数据库技术和汇编语言程序设计于一体的工程，这些技术相互联系，相互交叉共

同作用于此项任务。

本次设计的主要任务是为了实现机务设备检修数据采集。设备数据采集部分要求采集

的数据分三类：1. 开关量的检测；2. 脉冲量的检测；3. 模拟量的检测。

1.1.1 开关量的检测

开关量采集包括事件顺序记录（SOE）型开关量和普通型开关量两种。SOE 型开

关量信号指事故信号、断路器分合及重要继电保护的动作信号。监控系统采用中断方

式迅速响应这些信号并进行记录优先传递。普通型开关量信号是指除 SOE 型开关量

信号以外的那部分开关量信号，包括各类故障信号、隔离开关的位置信号、设备运行

状态信号、手动自动方式选择的位置信号等。监控系统对这些信号的采集为扫查方式。

对开关量信号的处理包括光电隔离、硬件及软件滤波、基准时间补偿、数据有效性合

理性判断、启支相关量处理功能（如启支事件顺序记录、发事故报警、画面自支推出

以及自支停机等），最后经格式经处理后存入实时数据库。

1.1.2 数字量采集与处理

数字量信号主要指水位等 BCD 码输入量。采用多点开关量并行采集，然后转换为

相应模拟量数值。对数字量的处理包括光电隔离、数字滤波、码制变换、数据有效性

合理性判断、标度变换等，以格式化处理后存入实时数据库。

1.1.3 模拟量的检测

模拟量分为电气模拟量、非电气模拟量及温度量。对模拟量信号的处理包括回路

断线检测、数字滤波、误差补偿、数据有效性合理性判断、标度换算、梯度计算、越

复限判断及越限报警，最后经格式化处理后存入实时数据库。

数据采集系统一般由数据输入通道、数据存储与管理、数据处理、数据输出及显

示这五个部分组成。输入通道要实现对被测对象的检测、采样和信号转换等工作。数

据存储与管理要用存储器把采集到的数据存储起来，建立相应的数据库，并进行管理

和调用。数据处理就是从采集到的原始数据中，删除干扰噪声、无关信息和不必要的

信息，提取出反映被测对象特征的重要信息。另外，就是对数据进行统计分析，以便

于检索；或者把数据恢复成原来的物理量形式，以可输出的形态在输出设备上输出，

如打印、显示、绘图等。数据输出及显示就是把数据以适当的形式进行输出和显示。

在这个过程中主要用到信息采集板，信息采集板包括 CPU、RS232 讯通接口、RS485

通讯网络接口等，信号采集获得开关量和经过标准化处理的传感器信号，进行信号采

集，并经过数学处理，然后进行图文显示、储存和网络通讯。

系统硬件总体框图如图 1 所示：

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