基于gprs的分布式油田原油计量和防盗系统设计-毕业论文.docx
xxxxxxx毕业设计题0基于GPRS3分布乩油坦圜计量和防盗系统设计专业班级分院XXXXXX指导教师Xxxx年XXX月XXXI基于GPRS的分布式油田原油计量和防盗系统设计本课题针对分布式油田的原油计量和丢盗油问题，研究开发了一套基于GPRS的原油计量和防盗系统。系统通过对原油的实时计量，解决长期以来分布式油田存在的计量方式简陋，实时性差，人为误差大的问题；通过盗油报警系统，打击盗油犯罪分子，减少或杜绝偷盗油现象。整个系统旨在提高分布式油田的信息化管理水平。整个系统包括两个部分：远程监测终端和计算机监控中心。监测终端完成储油罐中原油油位、储油罐阀门状态、以及当防盗报警设备被触发时井场周边图片数据的采集，实现数据通过GPRS网络的发送和接收；计算机监控中心通过固定的IP地址登陆Internet网络，完成数据接收、保存和分析，实时显示各储油罐油位高度、当前阀门状态，并提供报表打印等功能。在远程监测终端的硬件开发中，为了保证整个硬件配置灵活、易于调试、升级和维护，采用了模块化的设计方法，即依据系统功能自顶向下的把硬件分成了五个模块，分别是数据采集模块、GPRS通信模块、图像采集模块、键盘与显示模块和系统供电模块。数据采集模块以ARM公司最新的Cortex-M3内核处理器STM32F103C6T6为核心，负责监测终端总体控制功能；GPRS通信模块由BenQ公司的M23AGSM/GPRS模块及相关外闱电路组成，负责数据的发送和接收：图像采集模块负责将视频信号转换成数字信号；键盘与显示模块负责终端的显示和操作；供电模块负责对整个监测终端设备提供工作电源。论文中对数据采集模块、GPRS通信模块和键盘显示模块的电路进行了详细说明。在远程监测终端的软件开发中，借鉴于实时操作系统进行软件开发的层次化设计方法，在远程监测终端的软件设计中也采用了层次化的软件设计结构。总的来说，整个监测终端软件采用的是先软件分层，再结合有限状态机、利用事件驱动的方法来设计的。论文中首先对远程监测终端软件开发中应用的编程方法进行了介绍，然后对远程监测终端的部分底层驱动程序以及应用层程序的设计进行了详细说明。论文最后对计算机监控中心的软件开发作了简要说明。关键词：GPRS,分布式油田，计量和防盗，Cortex-M3内核,STM32F103C6T6I1.1.THESYSTEMDESIGNOFMEASUREMENTANDANTI-THEFTFORCRUDEOI1.OFDISTRIBUTEDOI1.FIE1.DBASEDONGPRSNETWORKSABSTRACTToso1.veprob1.emsofcrudeoi1.measurementand1.ossindistributedoi1.e1.d,acrudeoi1.measuringandanti-theftsystemisdesignedbasedonGPRSwire1.essnetworkinthepaper.Inthesystem,a1.otofprob1.emsexistingindistributedoi1.fie1.dfora1.ongtimecanbeso1.ved,suchasroughmeasuringmethod,poorrea1.-timeperformanceandhighman-madeerrors.Withthehe1.pofa1.armingsystem,oi1.-theftcrimina1.swi1.1.bereduced.Theaimofthewho1.esystemistoimprovetheinformatizationmanagement1.eve1.ofdistributedoi1.fie1.d.Thesystemcontainstwoparts:renote-monitoringtermina1.andcomputer-monitoringcenter.Remote-monitoringtermina1.co1.1.ectsdataofcrudeoi1.1.eve1.inoi1.tank,va1.ve'sstatusandimagessurroundingtheoi1.tankwhentheburg1.ara1.armequipmentistriggered.Fina1.1.ydataaresentandreceivedviaGPRSwire1.essnetwork.Conpu1.er-monitoringcenterachieves1.oggingonInternetwebsitethroughfixedIPtocomp1.etesomefunctionssuchasdatareceiving,savingandana1.ysis,therea1.-timedisp1.ayofcrudeoi1.1.eve1.inoi1.tank,currentva1.ve'sstatusandreportformsprinting.Inordertoensuref1.exib1.econfigurationsofthewho1.ehardwareandmakeitdebugeasi1.yandmaintenanceSimP1.y,modu1.arizationdesignmethodisadoptedinhardwaredesignofremote-monitoringtermina1.s.Accordingtosystemfunction,hardwareisdividedintosuchfivemodu1.esasdataacquisitionsmodu1.e,GPRScommunicationmodu1.e,imageacquisitionnci1.e,keyboardanddisp1.ayandpowersupp1.ymodu1.es.Thecoreofdataacquisitionmodu1.eisARM's1.atestCortex-M3processorSTM32F103C6T6,whichisinchargeofthewho1.econtro1.ofmonitoringtermina1.s.GPRSmodu1.eiscomposedofBenQ'sM23AGSM/GPRSmodu1.esandre1.atedperiphera1.circuits,whichisresponsib1.eIbrsendingandreceivingdata.Imageacquisitionmodu1.etransformsthevideosigna1.intodigita1.Signa1.Keybotirdanddisp1.aymodu1.eimp1.ementdisp1.ayandoperationof(hetermina1.Andpowersupp1.ymodu1.eachievespowerprovisionofthewho1.etermina1.equipment.Inthepapercircuitsofdataacquisitionmodu1.e,GPRScommunicationmodu1.eandkeyboardmodu1.earedescribedindetai1.Duringtheremote-monitoringtermina1.softwaredesign,softwaredesignisbui1.tinthehierarchica1.designwaywhichhavebeenusinginrea1.-timeoperatingsystemsoftwaredeve1.oped.Genera1.1.yspeaking,thewho1.eremote-monitoringtermina1.softwaredesignuseshierarchica1.softwaredesign,andthencombineswithfinite-statemachineandtakesadvantageofcasc-drivcn1.ast.Systemsoftwareprogrammingideaisintroducedfirst1.y,andthendriverprogramandapp1.ication1.ayerprogramsofmonitoringtermina1.arcdescribedindetai1.Fina1.1.y.abriefdescriptionofsoftwaredesignofcomputer-monitoringcenterisgiveninthepaper.KEYVVORDS:GPRS,distributedoi1.fie1.d,measurementandanti-theft,Cortex-M3core,STM32F103C6T6目录摘要IIABSTRACTIV目录II绪论11.1 项目背景及研究的目的和意义I1.2 项目的国内外研窕现状11.3论文的主要研究内容21.4 论文的组织结构32需求分析52.1 系统要解决的问题52.1.1 远程监测终端的要求52.1.2 计算机监控中心的要求52.2 远程监测终端功能分析62.3 计算机监控中心软件功能分析62.4 系统技术参数72.4.1 运行环境72.4.2 测量参数及要求72.4.3 无线通信范围73总体设计方案83.1 设计原则83.2 系统方案83.2.1 远程监测终端的结构93.2.2 计算机监控中心的结构IO3.3 系统方案的可行性103.4 系统开发涉及的相关内容123.4.1 GPRS网络123.4.2 GPRS模块选型163.4.3 M23AGSM/GPRS模块163.4.4 AT指令集183.4.5 远程监测终端的外设备选型193.4.6 远程监测终端的微控制器243.4.7 开发工具4远程监测终端的硬件电路设计4.）系统电源设计4.2 数据采集模块的电路设计4.2.1 微控制度外围电路4.2.2 实时时钟电路4.2.3 数据采集模块的供电电路.4.2.4 数据采集模块的串行通信电路4.2.5 模拟信号采集电路4.2.6 开关员输入处理电路4.2.7 开关量输出处理电路4.2.8 1.ED及蜂鸣器电路4.2.9 SD卡接口电路4.3 GPRS通信猫的电路设计4.3.1 M23A模块供电电路4.3.2 M23A模块启动电路4.3.3 M23A模块通信接口电路.4.3.4 SIM卡接口电路4.4 键盘与显示模块的电路设计5远程监测终端的软件设计5.1 软件设计方法5.1.1 有限状态机5.1.2 事件驱动的程序设计方法.5.2 远程监测终端底层驱动程序设计.5.2.1 STM32固件库5.2.2 系统时钟节拍驱动程序5.2.3 串口底层驱动程序5.2.4 M23GPRS通信驱动程序.5.2.5 图像果集驱动程序5.2.6 开关员采集驱动程序5.2.7 模拟量采集驱动程序5.2.8 SD卡驱动程序272930313I34M35363738383941414I42434447幻484952525455“63646566685.2.9 键盘与显示驱动程序5.3 远程监测终端应用层程序设计716计算机监控中心的软件开发756.1 数据库的选择766.2 功能模块的设计776.2.1 用户管理模块776.2.2 系统查询模
