管道機(jī)器人的數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、目前各種管道運(yùn)輸已成為輸送液體、氣體等能源的經(jīng)濟(jì)安全的運(yùn)輸方式,并在油氣運(yùn)輸業(yè)中被廣泛應(yīng)用。為確保管道的安全運(yùn)行,常需要對(duì)其進(jìn)行檢測(cè),其中磁通漏失檢測(cè)就是進(jìn)行管道內(nèi)部檢測(cè)常用的一種有效方法,而管道機(jī)器人是實(shí)現(xiàn)漏磁監(jiān)測(cè)和記錄的一種設(shè)備。其中,數(shù)據(jù)采集技術(shù)是管道機(jī)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(chǔ)以供后續(xù)分析。課題就是針對(duì)管道機(jī)器人中的數(shù)據(jù)采集及傳輸部分進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究,給出了設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案,實(shí)現(xiàn)了通過(guò)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(chǔ),完成了USB總線技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)與上位分析軟件之間的傳輸與通信,對(duì)管道機(jī)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(jī)器人的組成和工作機(jī)理,分析了管道機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),構(gòu)建了基于USB的管道機(jī)器人數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩部分,硬件部分系統(tǒng)選用了ATMEL公司的單片機(jī)C8051F320作為微控制器核心,電路設(shè)計(jì)包括數(shù)據(jù)采集電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、US

3、B通信接口電路、JTAG調(diào)試接口電路、復(fù)位電路、系統(tǒng)電源電路以及系統(tǒng)的電路板設(shè)計(jì),詳細(xì)給出了工作原理和電路實(shí)現(xiàn)。然后,在Keil C51開(kāi)發(fā)環(huán)境中進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)主程序、采集程序、FLASH存儲(chǔ)程序、USB通信的設(shè)備端程序及系統(tǒng)固件程序的設(shè)計(jì),USB通信的主機(jī)端程序及上位機(jī)應(yīng)用程序結(jié)合面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言VC++開(kāi)發(fā),設(shè)計(jì)了人機(jī)交互分析界面,實(shí)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(shí)現(xiàn)步驟。

4、　　 最后,對(duì)數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)的硬件和軟件功能進(jìn)行測(cè)試,驗(yàn)證了本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性,在設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集及傳輸界面上實(shí)現(xiàn)了對(duì)采集信號(hào)的顯示和分析。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)基于USB總線的漏磁檢測(cè)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(shí)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(chǔ)器作為