智能电子歧管仪及其监测软件的研发

摘要

随着人们生活水平的不断提高，制冷设备数量不断攀升，导致资源和环境问题日益突出。制冷系统日常维护和分析，对系统运行效果、使用寿命、尤其是节约能源具有重要的意义，近年来得到广泛关注和快速发展。而传统表盘式歧管仪由于读数误差、操作繁琐、功能单一，逐渐不能满足制冷系统日常维修维护的需求。集合压力表、温度表、数据记录仪、压焓图功能的工具能够大大提高现场制冷人员工作效率，也为节能分析提供更加真实有效的数据，具有广泛的应用前景和重要研究意义。
　　本课题的任务是研发一套基于ARM的智能电子歧管仪及其监测软件，仪表具有制冷系统分析、检漏、抽真空、制冷剂充注功能，实现制冷参数的检测、计算、记录和显示，并通过配套监测软件，进行数据管理分析和设备维护，从而最大限度的降低维修维护成本。
　　通过制冷系统工作原理的研究，结合压焓图分析制冷循环的方法，分析制冷维护仪表日常检测功能需求、主要技术指标要求和采集点要求；给出了下位机仪表和上位机监测软件的两级设计方案。
　　下位机为智能电子歧管仪部分，可以脱离监测软件独立工作。详细地论述了仪表部分软硬件设计。硬件以ARM Cortex-M3系列微控制器STM32f103ZE为核心，主要外围模块包括数据采集模块、液晶显示模块、按键电路、USB通信模块和电源模块等；仪表软件开发按照自上而下模块化编程思想，完成主程序、单元功能程序和相应的硬件程序的开发，从而使仪表能够在制冷模式、制热模式、自动模式、气密性模式、真空模式下工作。
　　上位机为配套监测软件，开发采用C＃高级语言，结合COM组件、NI图形显示、SQL数据库、ADO等多种计算机技术。通过USB通信，获取智能电子歧管仪实时数据，并对其进行监测分析和仪表维护。实现实时数据显示、压焓图系统分析、热力学参数计算、制冷工质下载、记录数据上传、传感器标定和数据查询等功能。
　　最后，对智能电子歧管仪和监测软件进行调试和测试。调试时，先进行单元调试，后进行整体调试，使仪表和软件正常工作。在此基础上进行系统性能测试，结果表明，系统稳定可靠，满足设计目的和要求。

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第1章 绪论

1.1 背景及意义

1.2 歧管仪发展现状

1.3 课题研究主要内容

1.4 本章小结

第2章 系统总体方案设计

2.1 制冷技术原理

2.2 系统需求分析

2.3 总体方案设计

2.4 本章小结

第3章 智能电子歧管仪硬件设计

3.1 硬件总体设计

3.2 硬件单元模块设计

3.3 本章小结

第4章 智能电子歧管仪软件设计

4.1 软件总体设计

4.2 单元功能模块程序设计

4.3 硬件程序设计

4.4 本章小结

第5章 监测软件设计

5.1 监测软件总体设计

5.2 通信与显示模块设计

5.3 系统分析模块设计

5.4 仪表维护模块设计

5.5 数据查询模块设计

5.6 本章小结

第6章 系统调试及测试

6.1 智能电子歧管仪调试及测试

6.2 监测软件测试

6.3 本章小结

第7章 总结与展望

7.1 总结

7.2 研究展望

致谢

参考文献

附录一

作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目