導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇送變電市場(chǎng)前景，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

電子皮帶秤產(chǎn)品作為一個(gè)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)常用的計(jì)量產(chǎn)品，用戶群體龐大，焦化、水泥、電廠、礦山、冶煉、化工等行業(yè)都有很大的用量。市場(chǎng)前景廣闊，它安裝在輸送機(jī)皮帶下方，對(duì)輸送機(jī)皮帶上的散狀物自動(dòng)進(jìn)行稱量。

1 系統(tǒng)組成

電子皮帶秤稱重系統(tǒng)主要包含：1）稱重傳感器的秤架；2）測(cè)速傳感器；3）具有算法軟件計(jì)算機(jī)；4）稱重放大變送器組成。如圖1所示。

其中秤架一般由稱重托輥、支撐臂、稱重臂、橫梁、稱重傳感器組成，支撐臂的一端鉸接在輸送機(jī)的機(jī)架上，成為支點(diǎn)，另一端與稱重臂的一端垂直固定連接，稱重臂的另一端與稱重傳感器一端垂直懸掛連接，稱重傳感器的另一端懸掛在橫梁上，橫梁固定在輸送機(jī)的機(jī)架上，稱重托輥垂直懸掛連接，稱重傳感器的另一端掛在橫梁上，橫梁固定在輸送機(jī)的機(jī)架上，稱重托輥垂直固定在稱重臂的中部，直接接觸運(yùn)輸皮帶，物料的重量通過(guò)稱重臂傳遞到傳感器。秤架的作用時(shí)是通過(guò)稱重傳感器采集重量信號(hào)。

目前各生產(chǎn)廠家的電子皮帶秤的放大器大部分是將壓力傳感器的0-20mv信號(hào)經(jīng)放大后再傳送到計(jì)量?jī)x表中，這其中有的是將放大器與儀表做成一體，有的是將放大器與儀表分為兩個(gè)部分。前一種方式?jīng)Q定了儀表只能放在現(xiàn)場(chǎng)，因?yàn)?-20mv信號(hào)太弱，無(wú)法進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。后一種方式儀表可以不放在現(xiàn)場(chǎng)，但距離不能太遠(yuǎn)，因?yàn)槿绻嚯x遠(yuǎn)，電壓傳輸過(guò)程中一方面會(huì)衰減，另一方面在復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中電壓信號(hào)易受干擾。有的生產(chǎn)廠家采用西門子稱重模塊，此方式的缺點(diǎn)：一是，稱重模塊較貴；二是，稱重模塊是以通信方式將壓力信號(hào)傳送到儀表中，這也決定了稱重模塊與儀表之間的距離不能遠(yuǎn)，因?yàn)樵诠I(yè)現(xiàn)場(chǎng)中通信是最不可靠的。

在各個(gè)應(yīng)用電子皮帶秤的現(xiàn)場(chǎng)中，幾乎見(jiàn)不到工控機(jī)直接采集多個(gè)電子皮帶秤放大器信號(hào)，從而在工控機(jī)上直接進(jìn)行計(jì)量控制的場(chǎng)景，基本上都是計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)的儀表進(jìn)行通信，從而使控制室的人員能夠觀察到現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)。其原因一是因?yàn)殡娮悠С討?yīng)用較早，當(dāng)時(shí)沒(méi)有工控機(jī)，生產(chǎn)廠家便形成了固有的只靠?jī)x表來(lái)采樣計(jì)算的模式。但最根本的原因還是因?yàn)橥ǔ？刂剖译x現(xiàn)場(chǎng)都較遠(yuǎn)，電壓信號(hào)不適于遠(yuǎn)程傳輸。

2 原理及設(shè)計(jì)

皮帶上運(yùn)動(dòng)物料的重量，通過(guò)稱重傳感器的重力測(cè)量，轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。

皮帶運(yùn)行速度通過(guò)速度傳感器進(jìn)行跟蹤測(cè)量，并輸出對(duì)應(yīng)的電脈沖信號(hào)。二次儀表部分對(duì)上述兩種采集的信息進(jìn)行運(yùn)算處理，從而顯示瞬時(shí)流量和累計(jì)總量。

皮帶在勻速傳送物料的情況下，在時(shí)間T內(nèi)總輸送量為：

W=q.v.T 公式1

式中：q——單位長(zhǎng)度皮帶上的物料重量（N.m）；

V——皮帶傳送速度（m/s）；

T——傳送時(shí)間（s）。

事實(shí)上，皮帶上的物料一般是不均勻的，皮帶的速度也是波動(dòng)的，因此T時(shí)間內(nèi)的總輸送量，應(yīng)是瞬時(shí)輸送量對(duì)時(shí)間的積分值。

物料按要求的配入量，經(jīng)配料盤或電動(dòng)機(jī)給到稱量皮帶機(jī)上，均勻鋪在其上的物料經(jīng)過(guò)稱量區(qū)時(shí)，由稱量托輥及稱框作用于稱重傳感器上。當(dāng)傳感器承受質(zhì)量時(shí)，由于彈性元件變形，使橋壁電阻失去平衡，橋路產(chǎn)生不平衡輸出正比質(zhì)量的毫伏信號(hào)，經(jīng)毫伏變送器將信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成0-20mV的電流信號(hào)，再經(jīng)質(zhì)量顯示儀表及比例積分單元，分別指示出瞬時(shí)量和積累量。當(dāng)實(shí)際下料量與給定值（再經(jīng)電流表）發(fā)生偏差時(shí)，調(diào)節(jié)器給出偏差電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換電壓信號(hào)，自動(dòng)改變電磁調(diào)度異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而改變配料盤的工作轉(zhuǎn)速；或者改變電磁振動(dòng)器的工作電壓，進(jìn)而改變電磁振蕩器的振幅，使下料量調(diào)到給定值，實(shí)行閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)。

為了能達(dá)到遠(yuǎn)距離傳輸，就需采用脈沖傳輸方式；為了保證計(jì)量精度，需提高頻率；為了保證0-20mv信號(hào)放大后的穩(wěn)定性，放大倍數(shù)還不能大。為了提高采樣信號(hào)的穩(wěn)定性，軟件中每秒只采集五次信號(hào)值，將五次信號(hào)值求平均后再計(jì)算出相對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)。慣常的做法是根據(jù)脈沖數(shù)計(jì)算出相應(yīng)的脈沖周期，在單片機(jī)定時(shí)器中斷內(nèi)發(fā)出脈沖信號(hào)，但多數(shù)情況下單片機(jī)定時(shí)器無(wú)法實(shí)現(xiàn)所要求的周期性中斷，因此在放大器的主程序中采用循環(huán)方式發(fā)出脈沖。放大器的CPU與儀表的CPU在時(shí)鐘上必然存在微小的差異，鑒于此，采集脈沖的方案為儀表每計(jì)時(shí)一秒便會(huì)發(fā)出一個(gè)持續(xù)10ms的開關(guān)信號(hào)作為同步時(shí)鐘，放大器接收到此信號(hào)后便會(huì)發(fā)出壓力信號(hào)脈沖供儀表接收。放大器每次最多發(fā)送10922個(gè)脈沖，每個(gè)脈沖周期為80us，這就保證了放大器的CPU一秒之內(nèi)必定能將所需要的脈沖個(gè)數(shù)全部發(fā)送完畢。

儀表內(nèi)有多個(gè)參數(shù)，計(jì)算時(shí)需用到大量的單元，一般都采用外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，但現(xiàn)場(chǎng)可能會(huì)有干擾，導(dǎo)致數(shù)據(jù)變化的事情也常發(fā)生。因此本儀表不用類似于6264之類的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，儀表的參數(shù)均存放在CPU的EEPROM中，開機(jī)后將參數(shù)讀入CPU本身的內(nèi)部擴(kuò)展的AUX-RAM中，將動(dòng)態(tài)保存的數(shù)據(jù)從外部的串行存儲(chǔ)器也讀入AUX-RAM中。由于所有數(shù)據(jù)的運(yùn)算均在CPU本身的內(nèi)部RAM或AUX-RAM中進(jìn)行，所以數(shù)據(jù)極為安全可靠。

3 系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)

3.1 放大器與儀表是分離的，放大器將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變成脈沖傳輸?shù)絻x表。由于是脈沖傳輸，所以儀表便可放置在遠(yuǎn)距離處，改變了傳統(tǒng)電子皮帶秤的儀表只能放在現(xiàn)場(chǎng)或離上料皮帶較近之處的狀況，突破了距離上的限制。

3.2 放大器上采用了ADCU834作為CPU，此CPU能采集壓力傳感器放大后的信號(hào)進(jìn)行高精度的A/D轉(zhuǎn)換。為了提高采樣信號(hào)的穩(wěn)定性，軟件中每秒只采集五次信號(hào)值，將五次信號(hào)值求平均后再轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的脈沖數(shù)。

3.3 放大器本身可接測(cè)速器，接近開關(guān)或旋轉(zhuǎn)編碼器及常用的兩線制測(cè)速器均可（NPN型的或PNP型的均可，用跳線選擇）。

3.4 儀表上所有數(shù)據(jù)的運(yùn)算均在CPU本身的內(nèi)部RAM或AUX-RAM中進(jìn)行，數(shù)據(jù)極為安全可靠，不存在由于如使用片外存儲(chǔ)器可能會(huì)受干擾或質(zhì)量不好而引起數(shù)據(jù)變化的現(xiàn)象。

3.5 儀表的鍵盤膜沒(méi)用傳統(tǒng)的PVC膜，而是采用了線路板膜，使得按鍵的長(zhǎng)期可靠性大大提高。

篇2

供電電壓自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)技術(shù)方案和特點(diǎn)

監(jiān)控模塊根據(jù)接收到以CAN通訊卡傳來(lái)的指令來(lái)控制電機(jī)的停止/啟動(dòng)，同時(shí)檢測(cè)取芯儀供電電源的運(yùn)行狀態(tài)，并將電壓、電流、溫度、運(yùn)行信息及故障信息等參數(shù)通過(guò)CAN通訊傳給上位機(jī)進(jìn)行處理和顯示。電壓一次側(cè)由芯片3875發(fā)出的移相脈沖控制H橋的IGBT模塊，正弦脈寬調(diào)制（SPWM）波由SPWM輸出模塊編程實(shí)現(xiàn)，并且實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟起動(dòng)和軟停車，驅(qū)動(dòng)負(fù)載電機(jī)自適應(yīng)等功能。方案結(jié)構(gòu)（圖略）。測(cè)控系統(tǒng)特點(diǎn)測(cè)控系統(tǒng)采用凌陽(yáng)公司的16位高速微型計(jì)算機(jī)SPMC75F2413A為核心，CAN控制器采用MCP2515，CAN驅(qū)動(dòng)器采用TI公司的低功耗串行CAN控制器SN65HVD1040D，通過(guò)CAN總線能夠?qū)崟r(shí)地檢測(cè)和傳遞數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊和共享，更能夠?qū)崿F(xiàn)多CPU之間的數(shù)據(jù)共享與互聯(lián)互通，其它電子元件均選擇150℃溫度的等級(jí)。此外系統(tǒng)還設(shè)計(jì)有散熱器、風(fēng)扇等。該測(cè)控系統(tǒng)具有極高的高溫可靠性，能夠確保系統(tǒng)在高溫環(huán)境下可靠工作，控制、檢測(cè)、顯示的實(shí)時(shí)性好，可靠性高。測(cè)控系統(tǒng)采用智能化控制算法軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)馬達(dá)機(jī)的高性能運(yùn)行，其具有效率高、損耗小、噪音小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、運(yùn)行平穩(wěn)等特點(diǎn)。

硬件電路設(shè)計(jì)

CAN通信電路檢測(cè)系統(tǒng)采用SPMC75F2413A凌陽(yáng)單片機(jī)，不集成CAN外設(shè)模塊，選擇外部CAN模塊控制器MCP2515，該模塊支持CAN協(xié)議的CAN1.2、CAN2.0A、CAN2.0BPassive和CAN2.0BActive版本，是一個(gè)完整的CAN系統(tǒng)，直接連接到單片機(jī)的SPI總線上，構(gòu)成串行CAN總線，省去了單片機(jī)I/O口資源，電路簡(jiǎn)單，適合高溫工作。CAN通信電路原理圖（圖略）MCP2515輸出只要加一個(gè)收發(fā)器就可以和上位PC機(jī)進(jìn)行CAN通信，收發(fā)器采用TI公司生產(chǎn)的SH65HVD140D。電機(jī)溫度檢測(cè)電路該系統(tǒng)中供電電源溫度的檢測(cè)由溫度傳感器PT100來(lái)完成。PT100與高頻變壓器、供電電源散熱器、高頻電感發(fā)熱器件的表面充分接觸，當(dāng)器件的溫度變化時(shí)，PT100的阻值也隨之變化，將溫度傳感器的阻值轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，電壓信號(hào)放大整形送給單片機(jī)，再由單片機(jī)計(jì)算出供電電源各發(fā)熱點(diǎn)的實(shí)際溫度。當(dāng)溫度過(guò)高，供電電源自動(dòng)停止運(yùn)行。同時(shí)實(shí)時(shí)將檢測(cè)到的各發(fā)熱點(diǎn)的溫度通過(guò)CAN通訊發(fā)給上位PC機(jī)。輸入直流電壓檢測(cè)電路檢測(cè)電路（圖略）。供電電源為多電壓變化環(huán)節(jié)，前級(jí)變換為AC/DC，儀器要深入井下工作，交流高壓從地面通過(guò)長(zhǎng)達(dá)7000m的電纜線供給，直流阻抗（電阻）值約為240Ω，一般由兩根電纜導(dǎo)線并聯(lián)使用[5]。系統(tǒng)不工作時(shí)，電纜導(dǎo)線無(wú)電流，供電電壓相對(duì)較高，電機(jī)電流約1.5A。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)電纜中有電流，電纜線路就會(huì)有壓降，電機(jī)電流會(huì)達(dá)到3A。由于采用了高頻變壓器，變比約18，當(dāng)負(fù)載電流增加1.5A時(shí)，原邊電流就增加約27A，如果重載，原邊電流增加更多，就會(huì)拉垮輸入電源。所以對(duì)輸入的一次側(cè)直流電壓電流進(jìn)行監(jiān)控就非常必要，根據(jù)檢測(cè)值來(lái)調(diào)整輸入的直流高壓[6]。檢測(cè)電路采用的是差分電路采樣直流電壓，檢測(cè)時(shí)，直流高壓加到分壓電阻的兩端，通過(guò)分壓電阻運(yùn)放調(diào)理后輸入到CPU。

軟件設(shè)計(jì)

CAN通信協(xié)議系統(tǒng)CAN總線的節(jié)點(diǎn)流程圖。上位機(jī)向監(jiān)控模塊發(fā)送指令幀，幀號(hào)為0x11，用來(lái)控制電機(jī)啟停和SPWM輸出。監(jiān)控模塊向上位機(jī)發(fā)送狀態(tài)幀，幀號(hào)為0x21，用來(lái)反饋電機(jī)的狀態(tài)信息。軟件流程圖監(jiān)控模塊根據(jù)上位機(jī)的指令控制電機(jī)的停止/啟動(dòng)，同時(shí)檢測(cè)取芯器供電電源的運(yùn)行狀態(tài)，并將參數(shù)傳給上位機(jī)進(jìn)行顯示。軟件分為兩大模塊，主程序模塊和定時(shí)器T1中斷服務(wù)模塊。主程序模塊主要實(shí)現(xiàn)上電初始化功能、CAN通訊功能和定時(shí)器T1中斷設(shè)置等功能；定時(shí)器T1中斷程序模塊實(shí)現(xiàn)電機(jī)參數(shù)采樣及發(fā)送，并能根據(jù)CAN總線接收的指令控制輸出參數(shù)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

上述檢測(cè)系統(tǒng)安裝在井壁取芯儀上得以成功實(shí)現(xiàn)運(yùn)行。將安裝有檢測(cè)控制系統(tǒng)的井壁取芯儀整體放在恒溫箱里面做加溫運(yùn)行帶載實(shí)驗(yàn)，恒溫箱145℃恒定不變，連續(xù)運(yùn)行24h，每隔0.5h使電機(jī)帶載運(yùn)行10min，即電機(jī)憋壓運(yùn)行。同時(shí)改變電機(jī)的給定轉(zhuǎn)速（從500r/m到3000r/m），觀測(cè)測(cè)量的電機(jī)實(shí)際運(yùn)行速度穩(wěn)定，又根據(jù)電機(jī)的帶載運(yùn)行調(diào)整輸入直流高溫。檢測(cè)控制系統(tǒng)經(jīng)高溫24h連續(xù)運(yùn)行，電機(jī)在空載和帶載時(shí)能夠可靠運(yùn)行，滿足要求。（a）（b）（c）是實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得的CAN總線數(shù)據(jù)幀。（a）為CAN總線數(shù)據(jù)一幀的數(shù)據(jù)波形，由10個(gè)字節(jié)組成。為測(cè)控系統(tǒng)CAN總線數(shù)據(jù)幀發(fā)送接收，每隔120ms傳送一幀數(shù)據(jù)。

篇3

關(guān)鍵詞：無(wú)功補(bǔ)償；節(jié)能；前景效益

中圖分類號(hào)：G718 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1672-1578（2014）05-0290-02

1.無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔?/p>

交流電在通過(guò)純電阻性負(fù)載的時(shí)候，電能都轉(zhuǎn)換成了熱能，而在通過(guò)純?nèi)菪曰蛘呒兏行载?fù)載的時(shí)候，并不做功。也就是說(shuō)沒(méi)有消耗電能，即為無(wú)功功率。當(dāng)然實(shí)際負(fù)載，不可能為純?nèi)菪载?fù)載或者純感性負(fù)載，一般都是混合性負(fù)載，這樣電流在通過(guò)它們的時(shí)候，就有部分電能不做功，就是無(wú)功功率，此時(shí)的功率因數(shù)小于1，為了提高電能的利用率，就要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。

電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗主要是電感性的，為了輸送有功功率，就要求送電端和受電端的電壓有一個(gè)相位差，這在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)；而為輸送無(wú)功功率，則要求兩端電壓有一個(gè)幅值差，只能在很窄的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)。不僅大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)元件需要消耗無(wú)功功率，大多數(shù)的負(fù)載也需要消耗無(wú)功功率。網(wǎng)絡(luò)元件和負(fù)載所需要的無(wú)功功率必須從電力網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)地方獲得。這些無(wú)功功率如果都要由發(fā)電機(jī)提供并經(jīng)長(zhǎng)距離輸送是不合理的也是不可能的。合理的方法是在需要消耗無(wú)功功率的地方產(chǎn)生無(wú)功功率，這就是無(wú)功補(bǔ)償。

無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕饔萌缦拢?/p>

（1）提高供用電系統(tǒng)及負(fù)載的功率因數(shù)，降低設(shè)備容量，減少功率損耗。能夠?qū)?dòng)態(tài)無(wú)功負(fù)荷的功率因素進(jìn)行校正。

（2）穩(wěn)定受電端及電網(wǎng)的電壓，提高供電質(zhì)量。

（3）減少諧波。

（4）減少電壓波動(dòng)。

（5）增大系統(tǒng)的穩(wěn)定極的范圍。

（6）對(duì)電壓崩潰起抑制作用。

（7）提高系統(tǒng)的三相平衡化。

2.無(wú)功功率補(bǔ)償原理

對(duì)于無(wú)功功率進(jìn)行快速的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，可以實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1）對(duì)動(dòng)態(tài)無(wú)功負(fù)荷的功率因數(shù)進(jìn)行校正；

（2）改善電壓的調(diào)整；

（3）提高電力系統(tǒng)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性；

（4）降低過(guò)電壓；

（5）減小電壓和電流的不平衡。

這些功能有些屬于對(duì)負(fù)載的補(bǔ)償（稱為：負(fù)載補(bǔ)償）；有些則是以整個(gè)電力網(wǎng)性能的改善和輸電能力的提高為目標(biāo)（稱為：輸電補(bǔ)償）。而改善電壓的調(diào)整，提高電壓的穩(wěn)定性，則是它們共同的目標(biāo)。

圖1.1（b）表示出了進(jìn)行動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償，并使系統(tǒng)工作點(diǎn)保持在 = =常數(shù)的情形。當(dāng) =0時(shí)，即圖中C點(diǎn)時(shí)，實(shí)現(xiàn)了功率因數(shù)的完全補(bǔ)償?？梢?jiàn)提高功率因數(shù)的功能是改善電壓調(diào)整率的特例。

3.煤礦供配電系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用

無(wú)功補(bǔ)償可以提高功率因數(shù)，是一項(xiàng)收效快、投資少的降損節(jié)能措施。常見(jiàn)的無(wú)功補(bǔ)償方式包括：集中補(bǔ)償：在高低壓配電線路中安裝并聯(lián)電容器組；單臺(tái)電動(dòng)機(jī)就地補(bǔ)償：在單臺(tái)電動(dòng)機(jī)處安裝并聯(lián)電容器等；分散補(bǔ)償：在配電變壓器低壓側(cè)和用戶車間配電屏安裝并聯(lián)補(bǔ)償電容器。

礦井通常采用集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合的補(bǔ)償方式，以實(shí)現(xiàn)電壓的調(diào)整、減小電壓和電流的不平衡。因?yàn)槊旱V生產(chǎn)具有特殊性，隨著煤礦的開采，巷道的掘進(jìn)，井下的供電線路較地面相對(duì)復(fù)雜。所以不能就地分散對(duì)井下的主要負(fù)荷進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，因此一般在礦井地面變電站主變母線上設(shè)置并聯(lián)電容器對(duì)主要負(fù)荷進(jìn)行補(bǔ)償。在井下中央變電所或采掘工作面移變作分散補(bǔ)償。地面其他負(fù)荷也可采用就地分散補(bǔ)償?shù)姆绞?。以降損為主要目的，堅(jiān)持節(jié)能減少用電成本的原則，為企業(yè)爭(zhēng)取更大的效益。

雖然無(wú)功補(bǔ)償有很多的優(yōu)點(diǎn)但是在確定無(wú)功補(bǔ)償容量時(shí)還應(yīng)注意，在輕負(fù)荷時(shí)要避免過(guò)補(bǔ)償，倒送無(wú)功造成功率損耗增加，也是不經(jīng)濟(jì)的；功率因數(shù)越高，每千乏補(bǔ)償容量減少損耗的作用將變小，通常情況下，將功率因數(shù)提高到0.95就是合理補(bǔ)償。

4.無(wú)功補(bǔ)償在煤礦供配電系統(tǒng)中的市場(chǎng)前景

采用無(wú)功補(bǔ)償前，供電系統(tǒng)存在大量無(wú)功負(fù)荷，產(chǎn)生的大量無(wú)功電流導(dǎo)致電纜、變壓器、開關(guān)、電機(jī)等器件絕緣下降加快，進(jìn)而引發(fā)漏電、短路故障。由于電壓增大，造成電機(jī)無(wú)法啟動(dòng)，進(jìn)而燒毀電機(jī)、開關(guān)，影響生產(chǎn)。采用無(wú)功補(bǔ)償后，減少了無(wú)功電流從而減少了無(wú)功功率，從而提高了供電系統(tǒng)設(shè)備的容量的利用率。補(bǔ)償后無(wú)功功率減少，系統(tǒng)中的電壓、電流相對(duì)變化幅度較小，能起到穩(wěn)定電壓的作用。另外，動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置通常具有抑制諧波，使供電系統(tǒng)的其他設(shè)備免遭諧波威脅的作用，增強(qiáng)供電系統(tǒng)的安全可靠性；并且提高了供電的質(zhì)量，減少了負(fù)荷，響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召，使企業(yè)走上一條低碳環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展的道路。

所以采用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)對(duì)煤礦供電具有重要的意義。

雖然無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在我國(guó)的大部分煤礦中還沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用，但是無(wú)功補(bǔ)償對(duì)于企業(yè)的發(fā)展前景是非常廣闊的，隨著無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展以及人員素質(zhì)的提高相信在未來(lái)一定能得到更好的推廣。

參考文獻(xiàn)

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篇4

【關(guān)鍵詞】電子圍欄；脈沖；監(jiān)控系統(tǒng)

1.引言

隨著無(wú)線局安全傳輸發(fā)射工作的地位、性質(zhì)、任務(wù)、作用的不斷提高，安全防范、企事業(yè)單位安全越來(lái)越凸現(xiàn)其極端重要性。我們過(guò)去采取的安防措施主要是建設(shè)圍墻，進(jìn)而安裝了攝像監(jiān)控系統(tǒng)，這些措施的實(shí)施都起到一定的防范作用，但是，卻存在一定缺陷。利用圍墻防范，入侵者照樣可以越墻來(lái)達(dá)到其目的，攝像監(jiān)控系統(tǒng)只能監(jiān)控而不能阻擋，而且還存在盲區(qū)，如果加裝遠(yuǎn)紅外系統(tǒng)會(huì)由于動(dòng)物、靜電等外界因素產(chǎn)生干擾而發(fā)生誤報(bào)警，特別是夜間監(jiān)控效果更不理想。鑒于以上原因，脈沖電子圍欄安防綜合監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

2.工作原理

脈沖電子圍欄安防綜合監(jiān)控系統(tǒng)由本地電子圍欄系統(tǒng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成。

2.1 電子圍欄系統(tǒng)

電子圍欄系統(tǒng)主要由電子圍欄能量控制器（脈沖主機(jī)）和帶電脈沖的電子纜線組成，能量控制器的發(fā)射端可以產(chǎn)生高壓脈沖或低壓脈沖，此脈沖經(jīng)過(guò)纜線傳到前端圍墻的電子圍欄上。電子圍欄根據(jù)安全防范的要求及圍墻和周邊建筑、環(huán)境、地形等情況，在現(xiàn)有的圍墻上安裝由電子纜線組成的脈沖電子圍欄，一般兩根電子纜線的間隔為15cm至20cm，圍欄總高度為60cm到80cm，可有效實(shí)現(xiàn)阻擋。

前端電子圍欄上接收到能量控制器發(fā)出的電脈沖形成回路后，把脈沖回傳到控制器的接收端，電子纜線產(chǎn)生的非致命脈沖電壓能有效阻擋入侵者非法入侵。入侵者越墻碰觸或剪斷電子纜線時(shí)，能量控制器都會(huì)立刻實(shí)施聲、光報(bào)警，并把入侵信號(hào)發(fā)送到安全監(jiān)控系統(tǒng)值班室，即遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。為了鑒別發(fā)生報(bào)警的區(qū)域，根據(jù)實(shí)際需要可隨意設(shè)置防范區(qū)域，并將各區(qū)域進(jìn)行編號(hào)、命名，發(fā)現(xiàn)哪個(gè)防區(qū)發(fā)生報(bào)警，立刻實(shí)施本防區(qū)的防范。電子圍欄原理圖如圖1所示。

2.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)具有通用性，主要由計(jì)算機(jī)、硬盤錄像機(jī)、視頻光端機(jī)、監(jiān)視器、控制桌、接口模塊等組成。硬盤錄像機(jī)功能強(qiáng)大，可實(shí)現(xiàn)視頻輸出監(jiān)看、錄像、多路回放、多工處理、傳感器/報(bào)警、攝像機(jī)云臺(tái)鏡頭控制、硬盤空間管理和數(shù)據(jù)備份、網(wǎng)絡(luò)功能等，不僅實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)意義上圖像監(jiān)控、語(yǔ)音監(jiān)控，還能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)量的遙測(cè)、遙信。獨(dú)特的分布式技術(shù)和多級(jí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，適合大規(guī)模應(yīng)用，進(jìn)而提高了系統(tǒng)可靠性、安全性，可對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行有效管理。具體描述如下：

2.2.1 預(yù)覽模式圖像

監(jiān)控可設(shè)置為：1畫面、4畫面、9畫面、16畫面等；圖像未經(jīng)壓縮，因此監(jiān)控畫面完全無(wú)滯后，無(wú)拖尾，不失真。

2.2.2 錄像支持

最大200幀/秒的錄像；錄像方式：循環(huán)被蓋記錄或非循環(huán)記錄（硬盤滿報(bào)警）；錄像模式：系統(tǒng)可設(shè)置常年錄像、定時(shí)錄像，手動(dòng)錄像，報(bào)警觸發(fā)錄像，動(dòng)態(tài)感知錄像；回放模式：多路回放（通過(guò)本地的監(jiān)視器或VGA接口顯示設(shè)備），支持時(shí)間定位回放，有快放、慢放、倒放、暫停、單幀等回放模式；回放和預(yù)覽可以同時(shí)進(jìn)行。

2.2.3 視頻輸出方式

監(jiān)視器及VGA接口的顯示設(shè)備，顯示模式有1路/4路/9路/16路等；使用遙控器和控制面板，可實(shí)現(xiàn)多畫面任意分割顯示或輪流切換顯示、單畫面手動(dòng)或自動(dòng)切換顯示、重點(diǎn)畫面固定顯示、動(dòng)態(tài)感知和報(bào)警畫面自動(dòng)切換顯示，數(shù)字矩陣功能大大節(jié)省投資造價(jià)。

2.2.4 多工處理

可同時(shí)進(jìn)行監(jiān)控、錄像、回放、備份、遠(yuǎn)程同步監(jiān)控、遠(yuǎn)程回放、遠(yuǎn)程下載，多任務(wù)并發(fā)處理。

2.2.5 傳感器/報(bào)警功能

可連接多路報(bào)警輸入和多路報(bào)警輸出；開關(guān)量、異常、移動(dòng)偵測(cè)報(bào)警聯(lián)動(dòng)輸出。

2.2.6 云臺(tái)鏡頭控制

通過(guò)RS-232端口連接云臺(tái)解碼器或快球，可用遙控器、專用鍵盤或在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行云臺(tái)、光圈、變焦、聚焦等控制，控制速度可調(diào)整。

2.2.7 硬盤空間管理和數(shù)據(jù)備份

可以接八個(gè)IDE硬盤，被支持的每個(gè)IDE硬盤的容量可達(dá)2000GB，或?yàn)榉茄h(huán)記錄（硬盤滿報(bào)警）。為了對(duì)前端電子圍欄周邊環(huán)境及警情進(jìn)行監(jiān)控，根據(jù)實(shí)際情況沿圍欄合理設(shè)置攝像機(jī)。配制攝像機(jī)要具備預(yù)設(shè)位功能，平時(shí)攝像機(jī)可以監(jiān)看圍欄周邊的整個(gè)情況，一旦有情況報(bào)警，攝像機(jī)立刻調(diào)整到預(yù)設(shè)位進(jìn)行最佳狀態(tài)的跟蹤監(jiān)看。夜間可以加裝遠(yuǎn)紅外燈，也可加裝射燈，射燈可以設(shè)置為平時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，一旦有情況時(shí)立刻跟蹤打開，確保晚上有情況時(shí)有效監(jiān)控并及時(shí)錄像。

3.脈沖電子圍欄綜合安防監(jiān)控

電子圍欄能量控制器輸出的數(shù)個(gè)防區(qū)報(bào)警信息通過(guò)光纜、光端設(shè)備或屏蔽電纜，直接與安防監(jiān)控中心的網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)報(bào)警輸入端子Dl連接。電子圍欄能量控制器（主機(jī)）收到前端探測(cè)器的報(bào)警信息后，在本地發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，開啟現(xiàn)場(chǎng)燈光，同時(shí)將報(bào)警信號(hào)輸出到安防監(jiān)控中心的網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)，主控室發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，提醒值班人員及時(shí)處理。同時(shí)發(fā)出控制信號(hào)，控制相關(guān)聯(lián)的攝像機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)到預(yù)定位置進(jìn)行有效監(jiān)控，啟動(dòng)錄像，立刻監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的情況，從而，實(shí)現(xiàn)阻擋、報(bào)警、視頻監(jiān)控聯(lián)動(dòng)的綜合效應(yīng)。

4.系統(tǒng)特點(diǎn)

（l）系統(tǒng)采用了先進(jìn)的“阻擋為主，報(bào)警、 監(jiān)控為輔”，的周界安防理念，帶有高壓脈沖電的前端圍欄給入侵者極大的威懾感阻擋，有形圍欄給入侵者設(shè)置了很多障礙，5000V～8000V電子纜線產(chǎn)生的脈沖電壓能有效阻擋入侵者，主動(dòng)對(duì)入侵企圖作出反擊，延遲入侵時(shí)間，并不傷害人的生命，并且在圍欄上設(shè)有明顯的警示標(biāo)志。如強(qiáng)行入侵，則系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出聲、光報(bào)警，并可以與其他安防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)（如：防盜報(bào)警主機(jī)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、110報(bào)警等）。

（2）誤報(bào)率極低。系統(tǒng)報(bào)警原理先進(jìn)，克服了傳統(tǒng)的紅外、微波、靜電感應(yīng)等技術(shù)的缺陷，報(bào)等基本不受氣候、地形、樹木、小動(dòng)物等影響，能維持最高報(bào)警值。

（3）無(wú)盲區(qū)、無(wú)死角。前端圍欄是有形的圍欄，可以隨著地形高低起伏任意架設(shè)。

（4）安全可靠。與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，從脈沖主機(jī)傳出的高壓脈沖能量非常小，電流為60mA，頻率低（60次/分，占空比1/10），有人一旦觸碰，猶如電棍觸擊，不會(huì)造成生命傷害。一旦系統(tǒng)短路或斷路時(shí)，監(jiān)控器及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。安全可靠的依據(jù)描述：電流通過(guò)人體會(huì)引起麻感、針刺感、疼痛、心顫動(dòng)等癥狀，心室顫動(dòng)是小電流電擊使人致命最多見(jiàn)和最危險(xiǎn)的原因，人體遭電擊引起心室頗動(dòng)受電流持續(xù)時(shí)間、電流途徑等因素影響，依據(jù)國(guó)家安全工程師手冊(cè)）中50hz～100hz交流電流對(duì)人體作用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)通過(guò)人體電流持續(xù)時(shí)間超過(guò)心臟搏動(dòng)周期時(shí)，人的心室頗動(dòng)電流約為50mA，當(dāng)電流持續(xù)時(shí)間短于心臟搏動(dòng)周期時(shí)，人的心室顫動(dòng)電流約為數(shù)百mA，當(dāng)通過(guò)人體的電流大于10mA時(shí)，根據(jù)人的生理特征會(huì)自動(dòng)擺脫帶電體，而本脈沖發(fā)生器的輸出電流是占空比為1/10的60mA脈沖電流，電流持續(xù)時(shí)間為100ms，可見(jiàn)遭電擊后電流持續(xù)時(shí)間不可能超過(guò)人體脈動(dòng)周期，因此不會(huì)造成生命傷害。

（5）設(shè)置靈活。重點(diǎn)部位可以設(shè)攝像機(jī)監(jiān)控，其它部位僅設(shè)報(bào)警，如果過(guò)去安裝了監(jiān)控系統(tǒng)，可以有效的加以利用，經(jīng)過(guò)局部調(diào)整將原監(jiān)控系統(tǒng)和電子圍欄系統(tǒng)有機(jī)的實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，能節(jié)約大量資金。

參考文獻(xiàn)

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篇5

針對(duì)目前水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)測(cè)成本高、精度低、靈活性差等問(wèn)題,設(shè)計(jì)了能夠自動(dòng)監(jiān)測(cè)水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中pH值、溶解氧、溫度等參數(shù)的智能系統(tǒng)?；谧钚《朔ㄅc能斯特方程對(duì)pH電極的輸出響應(yīng)電壓的線性回歸模型進(jìn)行了研究，基于最小二乘法與擴(kuò)散電流公式建立了溶解氧電極的輸出響應(yīng)電壓的線性回歸模型，分析了兩者之間的關(guān)系。通過(guò)驗(yàn)證，采用最小二乘法對(duì)電極標(biāo)定后，pH值、溶解氧、溫度等參數(shù)的相對(duì)測(cè)量誤差在0.5%、1.85%、1.3%以內(nèi)，可以滿足水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)的要求，具有較好的市場(chǎng)前景和推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：

水產(chǎn)養(yǎng)殖；傳感器；最小二乘法；無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)

隨著科技的發(fā)展，尤其是傳感技術(shù)的發(fā)展，水產(chǎn)養(yǎng)殖已經(jīng)由原來(lái)的粗養(yǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)榱司B(yǎng)，甚至工業(yè)化高密度養(yǎng)殖的方式[1]。而伴隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖品種的進(jìn)一步細(xì)分，日益嚴(yán)重的水污染和魚病多發(fā)問(wèn)題[2]，急需一種能夠更精確、方便的監(jiān)測(cè)水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，從而能更快捷的了解水質(zhì)中的pH值、溶解氧、溫度等參數(shù)的變化，以便能及時(shí)采取有效措施，保證水質(zhì)的安全、可靠。目前水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)仍然是基于傳感器對(duì)數(shù)據(jù)的采集，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。伴隨著使用年限的增加，傳感器的精度在逐漸降低。因此，本文通過(guò)建立傳感器輸出電壓的線性回歸模型，計(jì)算出相關(guān)的標(biāo)定公式，可以很好地反映傳感器的輸出電壓與溫度、酸堿度之間的函數(shù)關(guān)系，減小或避免因使用年限增加導(dǎo)致的精度下降問(wèn)題。

1系統(tǒng)總體框架設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要由無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)[3]、路由節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)、監(jiān)控中心等模塊組成。系統(tǒng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用ZigBee技術(shù)實(shí)現(xiàn)[4-5]。無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)和路由節(jié)點(diǎn)用于檢測(cè)水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的參數(shù)；協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)部署在監(jiān)測(cè)中心，通過(guò)RS232串口與本地監(jiān)控中心連接。GPRS模塊從協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)讀到數(shù)據(jù)后，采用無(wú)線方式發(fā)送到位于Internet遠(yuǎn)端的數(shù)據(jù)中心，同時(shí)如果接收到的數(shù)據(jù)為異常數(shù)據(jù)，還可以給監(jiān)控人員發(fā)送短信報(bào)警。用戶從遠(yuǎn)程接入到Internet后，連接到數(shù)據(jù)中心，就可以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)

無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)采集水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中的pH值、溶解氧、溫度等參數(shù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至路由節(jié)點(diǎn)。無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)由傳感器模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、無(wú)線收發(fā)模塊、電源模塊構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。采用CC2530為微處理器，能支持7到12位的多通道A/D轉(zhuǎn)換模塊；并且內(nèi)置了不同的運(yùn)行方式，可以適應(yīng)低功耗要求的系統(tǒng)。

2.1pH值傳感器調(diào)理電路

pH值傳感器調(diào)理電路如圖2所示。采用H-101型pH電極，由于該電極輸出為毫伏級(jí)電壓，且電極輸出阻抗達(dá)到200MΩ[8]，因此U1單元選用阻抗較高的靜電計(jì)級(jí)運(yùn)算放大器OPA128，而其余的單元選用價(jià)格低廉的運(yùn)算放大器OPA277。U1單元為電壓跟隨器，去除前后級(jí)電路之間的干擾。U2單元通過(guò)調(diào)節(jié)Rs使電壓變化，通過(guò)10nF的電容與第1級(jí)輸出相連，使電極輸出提升至正電壓。U3單元將電壓進(jìn)行濾波放大，使之輸出1.6V～2.9V之間的電壓信號(hào)。圖2pH值傳感器調(diào)理電路

2.2溶解氧傳感器調(diào)理電路采用DO-957型極譜式溶解氧電極，該電極間充以KCL電解液，且陰極與陽(yáng)極間達(dá)到0.7V的極化電壓后[9]才會(huì)正常工作。溶解氧調(diào)理電路如圖3所示。第1級(jí)是電壓跟隨器，調(diào)節(jié)可變電阻Rs產(chǎn)生0.7V的輸出電壓，第2級(jí)將陰極通過(guò)U2連接到地電位，使兩電極之間產(chǎn)生0.7V左右的壓差，達(dá)到發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的條件，并在此級(jí)電路中將電極的輸出電流轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷?。?級(jí)是濾波放大電路，將輸出電壓調(diào)節(jié)到標(biāo)準(zhǔn)電壓范圍。

2.3溫度傳感器調(diào)理電路溫度傳感器調(diào)理電路如圖4所示，采用PT100溫度傳感器。電路采用±5V供電，利用R1、R2、Rs1和PT100構(gòu)成惠斯通電橋。當(dāng)PT100的電阻值與Rs的電阻值不相等時(shí)，電橋輸出壓差信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大電路后輸出0-3V以內(nèi)的電壓。

3傳感器線性回歸模型建立

3.1pH值傳感器線性回歸模型建立pH電極之間的電壓遵循能斯特（NERNST）公式。為了確保pH值傳感器的精度，分別用pH值為4.01、6.86、9.46的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)方法如下：分別將三種不同pH值的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液降溫至0℃，利用恒溫試驗(yàn)箱控制，將標(biāo)準(zhǔn)緩沖液逐步加熱到40℃，溫度每升高1℃，記錄一次數(shù)據(jù)。根據(jù)4.01、6.86、9.46的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液的輸出電壓，利用最大似然估計(jì)和最小二乘法計(jì)算出B和M。利用pH標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試儀對(duì)測(cè)試的結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如圖5所示。圖中的測(cè)試曲線為根據(jù)公式6擬合后的曲線，標(biāo)準(zhǔn)曲線為pH測(cè)試儀的輸出曲線。通過(guò)比對(duì)，擬合后的曲線與標(biāo)準(zhǔn)曲線的相對(duì)誤差均在1.00%以內(nèi)，測(cè)量的精度完全滿足水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境采集的要求。

3.2溶解氧傳感器線性回歸模型建立溶解氧傳感器通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的擴(kuò)散電流可用下式表示。上式中n、F、A、L為常數(shù)，而透氧膜擴(kuò)散系數(shù)D隨著溫度的增加而逐漸減小。為了確保溶解氧傳感器的精確度，需要建立溶解氧傳感器的溫度模型。將上式簡(jiǎn)化，并代入（2）式中。溶解氧濃度Cs是和大氣壓、溫度相關(guān)的參數(shù)，根據(jù)當(dāng)?shù)氐拇髿鈮海ㄓ捎诒驹囼?yàn)是在甘肅省某鮭鱒魚養(yǎng)殖基地進(jìn)行測(cè)試的，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?8.2KPa）查表得到0-40℃的水中飽和溶解氧的濃度值。具體試驗(yàn)方法：首先使用亞硫酸鈉做無(wú)氧溶液，對(duì)溶解氧傳感器進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定，記錄溶解氧調(diào)理電路的輸出電壓[11]。然后取蒸餾水，向其中加氧，使之達(dá)到飽和。將蒸餾水先恒溫至0℃，再控制恒溫試驗(yàn)箱，逐步將蒸餾水加熱到40℃，同時(shí)保證水中溶解氧濃度為飽和狀態(tài)。溫度每升高1℃，記錄一次溶解氧調(diào)理電路的輸出電壓Vout，試驗(yàn)進(jìn)行3次，取3次的平均值電壓。

4軟件設(shè)計(jì)

4.1無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)是整個(gè)系統(tǒng)中最重要的基本單元，負(fù)責(zé)采集水質(zhì)數(shù)據(jù)并將其發(fā)送給協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)。本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)選用IAREmbeddedWorkbench開發(fā)環(huán)境[12-13]。無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)在啟動(dòng)后首先會(huì)進(jìn)行自檢。自檢完成后，申請(qǐng)加入網(wǎng)絡(luò)。如果成功，自動(dòng)進(jìn)入低功耗模式，等待采集指令。當(dāng)收到采集指令后，啟動(dòng)各個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)采集，采集完成后，數(shù)據(jù)經(jīng)由路由節(jié)點(diǎn)發(fā)送到協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)。在所有的數(shù)據(jù)發(fā)送出去以后，無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，以減少能源損耗。無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)程序流程如圖7所示。

4.2上位機(jī)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)監(jiān)控軟件采用Labview程序開發(fā)環(huán)境[14]。上位機(jī)監(jiān)控軟件通過(guò)RS232串口與協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)相連，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)pH值、溶解氧、溫度、濁度等環(huán)境因子的監(jiān)測(cè)，并以曲線和圖表的方式表現(xiàn)，使監(jiān)控人員對(duì)環(huán)境因子的變化有直觀的掌握。當(dāng)啟動(dòng)報(bào)警閾值時(shí)，在超出閾值后，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)。

5系統(tǒng)測(cè)試

5.1無(wú)線網(wǎng)絡(luò)測(cè)試兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的距離從25米一直增加到150米。當(dāng)節(jié)點(diǎn)間距離小于75米時(shí)，平均丟包率低于1.35%。實(shí)際運(yùn)行中，節(jié)點(diǎn)之間距離不超過(guò)60米，因此設(shè)計(jì)的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)達(dá)到了實(shí)際運(yùn)用的目的。

5.2參數(shù)采集測(cè)試（1）在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)各個(gè)傳感器的測(cè)量值進(jìn)行了誤差分析；分別用標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)pH值傳感器、溶解氧傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，以消除偏差。通過(guò)比較標(biāo)準(zhǔn)值和傳感器采集到的數(shù)據(jù)來(lái)測(cè)試各個(gè)傳感器的相對(duì)誤差。結(jié)果表明，本系統(tǒng)pH值傳感器、溶解氧傳感器、溫度傳感器的測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值的相對(duì)誤差分別在0.5%、1.85%、1.3%以內(nèi)。測(cè)量的精度完全滿足水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)的要求。（2）在水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。在海拔2100米的現(xiàn)場(chǎng)對(duì)pH值、溫度、溶解氧等參數(shù)進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果如表1所示。水源為冷泉水，流量為0.8m3/s，水溫周年變化為6-17℃。在為期3個(gè)月的測(cè)試中，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)采集正常，精度也達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，滿足了實(shí)際測(cè)試的需要。

6結(jié)論

本文設(shè)計(jì)了一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。利用無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將pH值、溶解氧、溫度等參數(shù)實(shí)時(shí)地傳送到監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的本地監(jiān)測(cè)；使用GPRS模塊接入Internet網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控。通過(guò)建立傳感器的線性回歸模型，使采集到的數(shù)據(jù)更加精確。試驗(yàn)結(jié)果表明，pH值、溶解氧、溫度參數(shù)的相對(duì)測(cè)量誤差在0.5%、1.85%、1.3%以內(nèi)，測(cè)量的精度完全滿足了水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境采集的要求。

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