电缆沟环境状态远程监测系统

摘要

近年来，随着我国城市化进程的加快，城市的供电传输方式逐渐由传统的高空电压电缆架设传输转为地下电缆敷设传输。通过地下电缆敷设的方式进行电力传输，有着不占用地面空间，不影响城市建设美观等诸多优势。但电缆敷设于电缆沟中，电力是否能正常有效的传输与电缆沟内的环境状态息息相关。在过去，对电缆沟的监管方式主要通过人工巡检电缆沟的办法来对位于不同位置的电缆沟进行检查、记录与分析。但该种方法不仅不能实时的反映出电缆沟内的环境状态，且会耗费大量的人力资源，效率低下。所以充分的利用计算机网络技术，设计出对电缆沟环境状态实时远程监测的系统，实现实时掌握电缆沟内的环境状态是非常有必要的。
　　本文通过对电缆沟环境状态的实际监测需求分析，创新性的结合组态技术、GPRS技术、太阳能供电技术等，提出了基于GPRS网络技术的电缆沟环境状态远程监测系统。在该监测系统中，主要由环境状态数据采集装置、GPRS DTU及监测中心计算机中的组态王6.55软件组成。在环境状态数据采集装置中，选择满足实际需要精度的传感器，实现对不同位置电缆沟内环境状态指标，如温度、湿度、可燃气体浓度、液位的检测，所采集到的数据通过基于MODBUS-RTU协议的模拟量采集模块传送给GPRS DTU。GPRS DTU将数据进行协议的封装，通过GPRS网络进行数据的传输，在组态王6.55软件的控制下，实现对GPRS DTU所传输来的数据进行接收与处理。在数据的传输过程中，需满足不同设备间的协议的匹配。监测中心利用组态王较强的通用性，较好的可开发性与可扩展性等诸多优点，实现不同设备的组态，完成对电缆沟环境状态远程监测的软件设计。在软件系统中，开发出的组态王工程实现实时监测到的环境状态数据显示，工作人员可实时了解电缆沟内的实际情况。同时设计了趋势曲线功能，报表功能、越限报警功能，GSM报警短信功能，GSM短消息统一发送平台功能，数据库功能，诸多功能有效的对数据资源进行整合，便于工作人员对位于不同电缆沟内的环境状态数据的管理与分析。在系统供电方面，通过论证不同的供电方案的优缺点，采取了太阳能电池板与胶体电池相结合的硬件供电方案，该供电方案可有效的保证对硬件系统的持续稳定供电。通过实验调试，该系统具有实时性好，传输效率高，布线较少且故障率低等特点，能够满足对电缆沟环境状态实现实时远程监测。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．3 课题研究的主要内容

2．1 引言

2．2 数据传输网络的选择

2．3 系统总体方案设计

2．4 本章小结

3．1 引言

3．2 传感器的选型

3．2．1 温度与湿度检测

3．2．2 可燃气体浓度检测

3．2．3 液位检测

3．3 模拟量采集模块的选型

3．3．1 MODBUS协议

3．3．2 RS-485总线网络

3．3．3 ADAM-4117的配置

3．4 GPRS DTU选型

3．4．1 GPRS技术的简介

3．4．2 GPRS DTU接入Internet的原理

3．4．3 GPRS DTU的配置

3．5 GSM IP MODEM的选型

3．5．1 GSM SMS原理及系统组成

3．5．2 GSM IP MODEM的配置

3．6 本章小结

4．1 引言

4．2 供电方案的选择

4．3 太阳能发电的原理

4．4 光伏系统的分类与组成

4．5 独立光伏发电系统的设计

4．5．1 蓄电池定容

4．5．2 光伏方阵定容

4．5．3 光伏组件的安装角度

4．6 本章小结

5．1 引言

5．2 组态软件的概述与选择

5．3 组态王的软件结构与设计流程

5．4 监测系统软件需求分析

5．5 系统软件的设计

5．5．1 定义外部设备与数据词典

5．5．2 组态画面设计需求

5．5．3 系统的安全设置

5．5．4 登录画面设计

5．5．5 实时监测画面设计

5．5．6 实时趋势曲线设计

5．5．7 历史趋势曲线设计

5．5．8 报警画面设计

5．5．9 报表画面设计

5．5．10 数据库系统画面设计

5．5．11 短信设置画面设计

5．5．12 组态界面的远程Web发布设计

5．6 本章小结

6．1 引言

6．2 硬件部分的连接

6．3 软件部分的调试

6．3．1 数据传输状态

6．3．2 实时数据显示画面

6．3．3 报表画面

6．3．4 报警功能画面

6．3．5 数据库画面

6．3．6 短信设置画面

6．3．7 Web功能测试

6．4 本章小结

第7章 总结与展望

致谢

参考文献

在学期间发表的学术论文