基于光学传感的风表自动检定和数据采集系统开发

摘要

实现煤矿用风速表检测的自动化，提高检测的精度，对于我国煤矿的安全生产具有重要意义。近10年来，对于风速表的检测从人工目测到使用光电管检测；从单片机采集部分环境参数信息并控制，再到由计算机软件系统完成风速检测的相关设置、风速调节、采集信息报表打印等半自动化的检测，可以说对于风速表的检测有了很大的进步。
　　 但是依据《矿用风速表检定规程JJG(煤炭)01-96》和《煤矿用风速表MT380-1995》标准的要求，上述研制出的检测系统都存在很大的不完善性，诸如检测误差较大，检定证书没有完全依照检定规程生成等。
　　 本文基于光学传感的风表自动检定和数据采集系统，是完全依据前面提到的检定规程和检定标准来开发的。在环境参数测量上，使用传感器进行参数采集，设计了温度传感器、微差压传感器和气压传感器的调理电路，同时在风速采集上，设计了基于红外的光电传感器，并给出详细的调理电路设计过程。
　　 本文采用中泰PCI8333数据采集卡对所有环境参数和风速表的光电计数进行采集，送给上位机，采集卡A/D转换分辨率12位，满足了采集精度要求。上位机主控系统软件使用了组态王(King View)，设计了主控系统的风表自动检测和模拟显示等界面。对于风速表的采集信息和原始记录信息以及风速表检定结论，开发了基于客户/服务器模式的、后台数据库软件系统，用于存储和操作以上信息。为提高信息安全性，该软件系统采用了多用户身份认证登录。在后台数据库软件系统里，对于风速表检定结论，能够绘制风速表性能检定曲线，同时，检定结论采用PDF格式打印输出，不易更改，提高了检定结论的安全性。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 专业术语及相关介绍

1.3 国内外在该方向的研究现状

1.4 本课题的来源和研究内容

第2章 硬件系统设计及工作原理

2.1 总体设计方案

2.2 技术指标要求

2.3 电源设计

2.3.1 5V直流稳压电源设计

2.3.2 +12V直流稳压电源设计

2.4 红外光电开关的应用设计

2.4.1 光电开关的工作原理

2.4.2 光电开关的分类

2.4.3 本课题光电开关的选择

2.4.4 详细设计方案

2.4.5 光电驱动与接收模块设计

2.4.6 数字信号远距离传输的隔离调整电路

2.4.7 风表示值的计算

2.5 数据转换与调理电路设计

2.5.1 温度传感器的调理电路

2.5.2 气压传感器的调理电路

2.6 本章小结

第3章 数据采集与控制系统设计

3.1 数据采集系统方案设计

3.1.1 数据采集系统设计框图

3.2 数据采集卡的选择与工作原理介绍

3.2.1 数据采集卡的选择

3.2.2 采样精度计算

3.2.3 PCI-8333数据采集卡的工作原理

3.3 控制系统软件选择及基本功能介绍

3.3.1 组态王(KingView)软件的选择

3.3.2 组态王基本功能介绍

3.4 控制界面设计及与后台数据库通信

3.4.1 控制界面设计

3.4.2 主控系统与后台数据库的通信

3.5 本章小结

第4章 自动检定系统数据库软件设计

4.1 软件总体设计方案

4.1.1 总体框图设计

4.1.2 技术指标要求

4.2 C/S客户、服务器端的实现

4.2.1 C/S模式结构概述

4.2.2 基于TCP/IP网络接口的Socket技术

4.2.3 基于TCP/IP协议的C/S端程序设计

4.3 多用户身份认证登录模块实现

4.3.1 模块总体设计

4.3.2 权限控制模块设计原理

4.3.3 隐藏功能型运行控制机制的实现

4.4 在VC2003中实现ADO操作Access数据库

4.4.1 ADO技术及Access数据库的优点

4.4.2 实现ADO操作Access数据库

4.5 PDF检定证书及检定曲线的生成

4.5.1 PDF检定证书生成的权限验证

4.5.2 在Visual C++中实现PDF文档生成

4.5.3 检定曲线的生成

4.6 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢