基于GPRS网络的油罐车运营监管系统设计

摘要

目前油品运输过程中因不可控因素(如自然损耗)、可控因素(如设备设施、人员操作等)导致运输在途损耗率一直居高不下，特别是近年来油价的升高，可控因素导致的在途损耗率也随之升高，在给石油公司造成巨大经济损失的同时，也加大了石油系统各级管理部门对油品配送管理、油品数质量管理的难度。如何做好油品数质量管理成了各级管理部门的一个共同难题。 本文正是以厦门欧普森科技有限公司“石油物流信息化管理系统的研发”项目为应用背景，对油罐车的车辆运营监控管理系统进行了研究与设计。着重介绍了该套系统中车辆监控终端--车辆承运记录仪(又称电子封签)的设计，这也是本人在该项目中完成的主要工作。 论文首先介绍了一些相关的技术背景资料，包括GPRS通信技术、短距离无线通信技术、CAN总线技术及非接触式智能卡技术等。 随后，分析了该套监控系统所应实现的功能，并结合当前的现实状况，给出了系统设计的总方案，包括车辆监控终端及对应的油品运输信息管理软件的设计方案。 接着，论文给出了车辆监控终端具体的硬件设计，并制定了与之配套的管理流程和数据通信协议，在此基础上给出了车辆监控终端的软件设计方案及流程。 然后，对油品运输信息管理软件的功能及使用方法进行了介绍。 最后，对该系统的应用前景及一些不足之处做了分析，并提出了改进意见。 本文设计的监控系统已经在中石化的某分公司小批量试装了，正处在试运行阶段。运行结果表明：系统达到预期性能目标、可靠性强、操作简便、信息明确，值得大面积推广。

目录

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英文文摘

声明

第一章绪论

1.1选题背景及意义

1.2当前国内油罐车监控系统的发展现况

1.3本文研究的主要内容

第二章课题中涉及的主要技术分析

2.1 GPRS通信技术

2.1.1 GPRS技术简介

2.1.2 GPRS网络总体结构

2.1.3 GPRS数据传输的优点

2.2非接触式智能卡技术

2.2.1 Mifare One卡简介

2.2.2 Mifare One卡的存储结构

2.2.3 Mifare One卡与读写器的通信

2.3短距离无线通信技术

2.4 CAN总线技术

2.4.1 CAN总线简介

2.4.2 CAN总线技术规范

2.4.3 CAN总线的通信协议

第三章系统总体方案设计

3.1.系统预期实现的功能

3.2系统总体方案的设计

3.2.1总体方案概述

3.2.2监控系统的工作方式

第四章车载监控终端的硬件设计

4.1概述

4.2车载终端数据采集节点的硬件设计

4.2.1油口传感单元的硬件设计

4.2.2接线盒的硬件设计

4.3车载终端控制单元(车载记录仪)的硬件设计

4.3.1车载记录仪的原理框图

4.3.2记录仪的微控制器

4.3.3射频卡读写模块M101AV5

4.3.4无线通信模块CC1100

4.3.5 LED显示模块

4.3.6 EEPROM存储器24C256

4.3.7 CAN总线收发器(驱动器)MCP2551

4.3.8记录仪与GPRS的接口

4.3.9液晶显示器ET-12864FVl

4.3.10时钟芯片RS5C372A

4.3.11记录仪的供电模块设计

4.4车载终端中的防爆措施

4.5记录仪运行外观图

第五章车载监控终端的软件设计的背景分析

5.1记录仪使用的射频卡

5.1.1射频卡内数据的设置

5.1.2记录仪对于射频卡操作的处理流程

5.2记录仪的工作流程

5.2.1标准流程

5.2.2监控中心下发油品配送信息的处理流程

5.2.3在油口未关好时进行了施封操作后的处理流程

5.2.4记录仪工作过程中可能产生的报警及其处理流程

5.2.5换罐操作的处理流程

5.3系统中的数据通信

5.3.1记录仪与监控中心上位机间的GPRS通信

5.3.2车载终端中各节点间在CAN总线上的通信

5.3.3记录仪与无线设备间的通信

第六章车载监控终端的软件设计

6.1油口传感单元的软件设计

6.2接线盒的软件设计

6.3记录仪的软件设计

6.3.1总体设计思想

6.3.2软件设计中的一些处理方法

6.3.3软件功能模块及流程

第七章系统中油品运输信息管理软件

7.1概述

7.2管理软件的功能

7.2.1系统管理和档案管理功能

7.2.2操作卡的管理功能

7.2.3远程操作功能

7.2.4数据查询功能

7.2.5物流管理功能

总结与展望

参考文献

作者硕士期间发表的论文

致 谢