输油管道泄漏检测系统的研制

摘要

输油管道是石油生产和运输的重要环节。因管线增多和管龄老旧等不确定性因素产生的管道泄漏问题，给人们的生命财产和生存环境造成了巨大的危害。现有的诸多管道泄漏检测方法因定位精度不高，在实际应用中存在一定局限。因此，研究具有更高可靠性和准确性的泄漏检测技术，具有重要的理论意义和实际应用价值。
　　 本文结合我国管道输送的实际情况，采用了一种通过负压力波对泄漏点进行准确定位的方法，解决了泄漏点检测和定位问题，有效提高了定位精度。同时，设计了一种具有主、从结构的分布式管道泄漏检测系统，该系统可以实现对管道泄漏点的即时检测和定位功能。
　　 本系统包括主站控制和子站节点检测两大组成部分。主站采用基于ARM7内核的S3C44BOX作为主控制器，辅助设计外围功能模块电路;同时，将嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ移植到控制器上，并整合μC/GUI图形化界面到系统中。通过调用内核提供的API函数和各驱动程序完成应用程序的设计，实现数据的直观显示。子站节点设计成低功耗模式，在与子站通信时，采用分时多址TDMA技术，微控制器定时向各子站发出唤醒信息，然后转入接收状态等待应答，有效解决了同频干扰问题。
　　 通过多次线下实验和现场大量实际测试，验证了基于负压力波检测方法的有效性。同时，针对分布式检测系统的实时性和稳定性测试也取得了较好的效果。结果表明，本系统提高了输油管道泄漏检测的定位精度;满足输油管道检测的技术要求，并可以有效提高检测系统的可维护性。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究的背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 管道泄漏检测的国内外研究现状

1．2．2 嵌入式数据采集研究现状

1．3 研究内容

1．4 本章小结

2 管道检测系统总体方案设计

2．1 总体方案概述

2．2 管道压力检测算法设计

2．3 对硬件电路设计的基本要求

2．4 本章小结

3 管道泄漏系统硬件平台设计及实现

3．1 主站模块设计与实现

3．1．1 处理器最小系统外围电路

3．1．2 调试与复位电路

3．1．3 存储器的设计

3．1．4 LCD液晶显示及键盘处理接口

3．2 子站节点检测及硬件模块设计与实现

3．3 无线通信模块设计与实现

3．3．1 SRWF-107通信模块

3．3．2 连接方式

3．3．3 数据通信协议设计

3．4 本章小结

4 管道检测系统软件设计与实现

4．1 μC／OS-Ⅱ系统应用程序设计

4．2 μC／OS-Ⅱ在S3C44B0Χ的移植

4．3 图形界面驱动和设计

4．4 应用程序的开发

4．4．1 LCD驱动程序设计

4．4．2 串口驱动程序的实现

4．4．3 按键驱动程序实现

4．5 主站系统任务划分

4．6 子站节点程序设计

4．7 本章小结

5 测试与验证

5．1 调试过程概述

5．2 泄漏测试

5．3 硬件调试

5．4 图形化界面(GUI)测试

5．5 本章小结

6 总结与展望

参考文献

作者简介