一种基于ARM-Linux的分布式管道泄漏监测系统
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2020-10-20
04:27:27
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一种基于一种基于ARM-Linux的分布式管道泄漏监测系统的分布式管道泄漏监测系统
针对中国输油管道现场具体情况，设计一套基于嵌入式ARM-Linux和LabVIEW的分布式管道泄漏监测系统，包
括远程测控终端(RTU)、监测PC以及工业局域网。详细论述了系统架构、硬件组成、软件流程等。通过实际开
发与应用，证明此设计完全适用于输油管道特殊现场，不仅降低了成本与功耗，还提高了效率，为长距离石油
管道运输系统正常良好地运行提供了有力的技术支持。
输油管道
在当今嵌入式应用领域，ARM由于性价比、功耗、可靠性在同类产品中非常突出，尤其是结合开源的嵌入式
1 系统概述系统概述
管道泄漏检测系统采用分布式网络结构，由多个主站监测PC和多个从站远程测控终端(RTU)组成。图1是分布式管道泄漏监
测系统结构示意图。
系统基于负压波原理，通过安装在各个管道测量节点的压力变送器测得压力变化情况,并通过从站RTU将各个节点信号数据
传送给主站监测PC。当管道网络中某段发生破裂时, 主站监测PC能立即接收到管段内输送介质泄漏瞬间所产生的泄漏信号, 通
过比较数据库中的模型来确定管道是否发生泄漏，利用管道两端节点RTU传送信号的时差确定泄漏位置。多个主站监测PC可
同时监测整个管道网络的状态。
2 系统硬件组成原理系统硬件组成原理
2.1 RTU硬件组成原理硬件组成原理
S3C2440是SAMSUNG公司生产的一款基于ARM920T内核的32位RISC微处理器,其具有低功耗、高速的处理计算能力，负
责控制整个RTU。以太网控制器通过隔离器高速、稳定地将系统接入局域网。GPS校时模块把导航信息通过UART总线传送至
S3C2440芯片，利用秒脉冲中断实现RTU自动高精度时钟同步。由于S3C2440已经集成了SD模块，直接外接SD物理层接口
实现本地数据储存功能。
根据系统要求设计的RTU系统框图如图2所示。
2.2 A/D模块硬件设计模块硬件设计
RTU工作时，首先由信号调理单元电路获取压力变送器采集到的电流信号,经由光电隔离芯片和数字滤波器得到适合于模/数
转换器（ADC）的输出。模/数转换器(ADC)采用一款内置序列器的4通道、200 kS/s、12 bit AD7923芯片。AD7923芯片由
AD780芯片提供2.5 V参考电压。该A/D模块通过SPI总线将转换后的数字信号传送给ARM核心控制模块进一步处理。A/D模块
接口电路如图3所示。
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