管道機器人的數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)設計研究.pdf

1、目前各種管道運輸已成為輸送液體、氣體等能源的經(jīng)濟安全的運輸方式,并在油氣運輸業(yè)中被廣泛應用。為確保管道的安全運行,常需要對其進行檢測,其中磁通漏失檢測就是進行管道內(nèi)部檢測常用的一種有效方法,而管道機器人是實現(xiàn)漏磁監(jiān)測和記錄的一種設備。其中,數(shù)據(jù)采集技術(shù)是管道機器人系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一,它不僅能夠采集各種信息,而且還能夠?qū)⑦@些信息存儲以供后續(xù)分析。課題就是針對管道機器人中的數(shù)據(jù)采集及傳輸部分進行設計與研究,給出了設計實現(xiàn)方案,實現(xiàn)了通過A

2、/D轉(zhuǎn)換電路完成既定精度的數(shù)據(jù)采集和大容量存儲,完成了USB總線技術(shù)對數(shù)據(jù)與上位分析軟件之間的傳輸與通信,對管道機器人的研制工作具有十分重要的意義。
　　 論文首先給出了管道機器人的組成和工作機理,分析了管道機器人的結(jié)構(gòu)特點,構(gòu)建了基于USB的管道機器人數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)。系統(tǒng)設計主要包括硬件和軟件設計兩部分,硬件部分系統(tǒng)選用了ATMEL公司的單片機C8051F320作為微控制器核心,電路設計包括數(shù)據(jù)采集電路、數(shù)據(jù)存儲電路、US

3、B通信接口電路、JTAG調(diào)試接口電路、復位電路、系統(tǒng)電源電路以及系統(tǒng)的電路板設計,詳細給出了工作原理和電路實現(xiàn)。然后,在Keil C51開發(fā)環(huán)境中進行數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)主程序、采集程序、FLASH存儲程序、USB通信的設備端程序及系統(tǒng)固件程序的設計,USB通信的主機端程序及上位機應用程序結(jié)合面向?qū)ο蟮某绦蛟O計語言VC++開發(fā),設計了人機交互分析界面,實現(xiàn)了采集數(shù)據(jù)的傳輸和圖形顯示分析功能,給出了各部分程序的軟件流程圖和實現(xiàn)步驟。

4、　　 最后,對數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)的硬件和軟件功能進行測試,驗證了本系統(tǒng)設計的合理性,在設計的數(shù)據(jù)采集及傳輸界面上實現(xiàn)了對采集信號的顯示和分析。通過仿真實驗驗證,本系統(tǒng)的設計能夠?qū)崿F(xiàn)基于USB總線的漏磁檢測數(shù)據(jù)采集及傳輸功能,系統(tǒng)工作穩(wěn)定。由于選用了內(nèi)置USB控制器的C8051F320作為微控制器,其10位200Ksps的A/D轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高速采集,并且結(jié)合SAMSLJNG公司128MB的K9F1G08U0A型Flash存儲器作為