液体循环加热与冷却系统中流量、压差和温度测量的实现

摘要

在暖通空调系统中，各种输入、输出参数都可以检测故障源参考量。即通过对各个参数的监测从而判断系统工作是否正常。设计此仪表的目的是为了监测暖通空调系统中液体循环加热与冷却系统中的的压差、流量和温度。为诊断故障提供第一现场的数据，尽快的发现故障源，解决问题，使系统恢复正常。 该仪表采用传感器在液体循环系统方面的的应用和压差测量流量的知识为基础。利用传感器的信号获取所要的温度，所测得的压差、平衡阀的特性以及介质类型来计算流量。整个系统分为两部分：传感器部分和仪表单元。这两部分通过无线或者有线的方式进行通信。 本文的中心工作围绕系统硬件设计展开。详细阐述了传感器部分和仪表单元，以及无线通信硬件电路设计和实现方法，对传感器的工作原理，信号的放大滤波处理和电源管理电路做了详细介绍。在设计中充分考虑了抗干扰设计和和低功耗的要求。 在无线通信模块中，介绍了无线发送和接收的设计思路和方法，以及硬件和软件的调试。选择了以无线通信芯片CC1100为核心的无线接收/发送模块。 在软件设计中，分别阐述了单片机和ARM的程序流程图，以及对ARM使用的系统μC/OS-Ⅱ移植和使用做了一些简单的介绍。并介绍了系统的软件校正和数字滤波的方法。 本文主要研究内容和贡献如下： ①将测量和仪表分开，通过无线通信的方式完成测量； ②将液体循环系统的专家知识和仪表有机的结合在一起； ③传感器部分和仪表部分硬件原理电路设计、PCB设计和绘制； ④传感器部分和仪表部分电路的调试和测试； 研究应用结果表明，整个系统的主要指标达到了项目设计要求，而且在现场能稳定运行。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1选题背景

1.2测量技术及其国内外研究现状

1.3课题来源、目的及意义

1.4本论文的研究内容

第2章压差、流量和温度的测量原理

2.2测量压差、流量方法选择和基本原理

2.2温度传感器的选择和测量原理

第3章系统方案的确定

3.1“传感器部分+仪表部分+无线和有线通信”系统方案

3.1.1传感器部分设计

3.1.2仪表部分设计

3.2传感器部分的特点

3.3仪表部分的特点

3.4系统的特点

第4章系统硬件设计

4.1传感器部分硬件

4.1.1 MSP430F13x芯片的基本介绍

4.1.2系统的电源结构

4.1.3充电器及其监测电路

4.1.4压力传感器信号输入放大电路

4.1.5温度传感器信号输入放大电路

4.2仪表部分电路和设计

4.2.1 AT91M55800A芯片的基本介绍

4.2.2 ARM外部存储器的扩展

4.2.3系统的电源结构

4.2.4充电器及其监测电路

4.2.5液晶显示和LCD背光电流源设计

4.3无线和有线发送接收电路设计

4.3.1无线发射芯片基本功能和特点

4.3.2无线发射和接收的硬件设计

4.3.3无线发射和接收的天线选择

4.3.3无线发射和接收的程序和调试

4.3.4有线通信电路的设计

4.4系统的电磁兼容设计

第5章仪器仪表的校正

5.1气压传感器的校准

5.1.1系统的硬件校正

5.1.2系统的软件校正

5.1.3系统的非线性校正

5.2温度传感器的校准

第6章单片机和ARM程序的实现

6.1单片机主程序流程图

6.2 ARM的开发环境

6.2.1 ARM7TDMI处理器的特点

6.2.2 μC/OS-Ⅱ操作系统概述

6.2.3基于μC/OS-Ⅱ的嵌入式系统的平台构建

6.2.4 ARM的主程序流程图和操作流程

6.3简单的专家系统

6.4软件设计中的数字滤波

6.5系统联调及结果

第7章全文工作总结及展望

7.1全文工作总结

7.2工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文

攻读硕士学位期间参加科研项目