Cortex-M3驱动的智能天然气监控终端数据展示系统设计与应用

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本文主要探讨了智能天然气监控终端的数据显示系统的设计,针对2009届本科生沈泽波的毕业设计项目。该研究旨在满足人们对现代化、舒适和安全生活环境的需求,通过集成计算机技术、通信技术和控制技术,构建一个能实时监控天然气浓度和烟雾浓度的智能家居设备。 核心部分采用了ST公司的STM32F107微处理器,其内嵌Cortex-M3架构,这是一款高性能的嵌入式微控制器,以其强大的处理能力和低功耗特性而被选作本系统的基石。STM32F107集成了丰富的外围接口,能够有效地采集和处理传感器数据。 设计的关键组件是嵌入式图形支持系统UCGUI,它为用户界面提供了直观的可视化展示,使得用户能够实时查看室内的天然气和烟雾浓度,以及其他的环境参数。通过无线通讯技术,如Wi-Fi和GPRS,监控终端能够将警报信息迅速传输给住户,确保他们对潜在风险有即时响应的能力。 该设计通过对技术的深入分析和比较,展示了智能无线天然气烟雾监控终端在日常生活中高效实用的特点和优势。通过与预设阈值的对比,系统能够准确判断并发出报警,提高了家庭的安全保障水平。此外,该系统的集成性和实时性,对于提升家居环境的智能化管理和居民生活质量具有重要意义。 本文的研究不仅关注了硬件选型和软件开发,还强调了系统在实际应用中的性能优化和用户体验,旨在推动智能家庭设备的发展,使之更好地服务于现代人的生活需求。
2023-06-02 上传
天然气煤气站智能远程监控系统方案 一、项目概述: 在天然气行业中,集配气站、处理(净化)厂等野外场所是天然气生产的主战场,其生 产过程具有高压、易燃、易爆、安全要求高等特点。尤其近年来全面推行气田优化简化 管理后,部分天然气生产气井实现了无人驻站值守。为了能够使管理者及时掌握生产现 场动态,减少生产管理难度;降低管理成本,提高生产效率,保证生产安全、平稳进行 ,建立一套全方位的远程实时图像信息监控系统是非常有必要的。 那么如何才能有效掌握这些气井的生产安全状态呢,这就需要借助于一套完整的网络 视频监控系统,它是综合计算机IP视频技术、视频和音频数据压缩及解压缩处理技术、 互连网应用技术、嵌入式WEB服务器技术相结合的系统。通过本套系统便可以将各个气井 的实时图像及数据传回到网络监控中心,在中心便可以了解到各个前段的实时状况,并 配备有报警系统,可以做到及时发现并解决问题,保证各个气井稳定运行,安全生产。 本项目是一个气井的智能监控系统,共有100个独立的气井,每个气井需要安装一套 报警系统和一套视频监控系统,具体包括2对红外对射,用于周界报警,一台智能中速球 ,用户现场图像的实时采集,报警系统不但要有本地报警功能,还需要随视频信号通过 网络传输到控制中心,在中心便可以及时接收到个点的警情,便于及时采取措施进行处 理。 二、设计思路 由于各个气井地处偏远地带,不能架设线缆,只能通过无线方式进行传输,这就需要 视频和报警信号转成数字信号进行网络传输;另外有两个防区,一台中速球,为了实现 更好的联动效果,需要中速球具有预置位功能,各防区和中速球的预置位进行联动,当 发生警情时,可以通过中速球的预置位功能,及时捕捉到有价值的实时图像。 所有的视频图像传输到网络监控中心后,进行24小时实时存储,便于日后资料查询, 另外当有报警发生的时候,除了气井本地有警号报警外,在中心还需要有实时的监控画 面弹出,可以更直观的看到现场画面;具有语音报警提示,同时在电子地图上准确的显 示出报警所在的位置。 三、设计方案 为了尽快建立一套集防、控、管于一体的现代化气井智能监控系统,加强相关部门管 理和决策的科学性,提高工作效率,保证各个气井安全运营,为管理人员对临时突发事 件提供科学的决策依据,特针对此项目需求,作出一套完整的网络视频监控管理方案。 本套方案是基于兴安达的网络视频综合管理平台,利用无线网桥而设计的一套网络视 频管理系统,它主要分为视频采集、编码传输、网络视频集中管理和报警联动四个部分 。 3.1、视频采集部分: 视频采集部分就是指安装在前端的兴安达高清摄像机,他们安装在各个气井的适当位 置,用于监控气站的整体情况,在此我们选用兴安达150米7寸阵列红外中速球摄像机, 可以实现360°连续旋转,便于快速跟踪;内置650线高清低照度一体摄像机,22倍变焦, 彩色转黑白;自带150米阵列红外灯,晚上或光线暗的时候,自动开启,同时摄像机自动 切换到黑白状态;全金属外壳,防尘、防水,可直接用于室外安装,做到24小时全天候 监控。 另外设备还具有128个预置位功能,可以预设多个预置位对应多个防区,可以手动或 自动调用预置位,便于各个防区间快速切换。 所有的摄像机输出的均为模拟信号,需接入网络视频编码器转为数字信号,进行网络 视频远程传输。 3.2、编码传输部分: 编码传输部分也就是视频信号由模拟转为数字,通过网络传输到网络监控中心的部分 ,在此项目中,由于各个气井地处偏远,不宜架设线缆,因此,在模拟摄像机旁边放置 一台兴安达的单路网络视频编码器,其自带四路报警信号输入,两路报警信号输出。可 以将摄像机输出的模拟视频信号以及两个防区的报警信号直接转换为数字信号,通过无 线网桥将各气井的视频信号和报警信号传输到网络监控中心。 网络视频编码器本身具有字符叠加功能,在摄像机将实时图像接入到网络编码器的时 候,编码器便可以针对此路视频的信息进行手动标注,并以字符叠加的方式,将带有字 符的画面通过网络传回到网络视频综合管理平台,这样在网络监控中心所显示的图像, 可同时显示相应的必要信息,如各气井名称,摄像机编号、通道名称、日期及时间等字 符,并可用简体汉字显示。 3.3、网络视频集中管理部分: 网络视频集中管理软件是整个系统的"心脏"和"大脑",是实现整个系统功能的指挥中 心。所有的网络视频信号机报警信号通过网络接入到网络监控中心,通过兴安达的网络 视频集中管理软件纳入到网络管理平台中,本套系统平台主要包括以下几个部分: 1)、认证服务器: 认证服务器也就是资源管理数据库服务器,它是整个视频管理平台的核心,主要包括 其他各个服务器的登录认证,各前端设备和用户的接入认证等,有专门的一个配置管理 中心程序进行配置管理,可以在同一台机器上,也可以在其他机器上进行远程配置