1、    一種基于ARM-Linux的分布式管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)        陳世利， 譚皓予， 李 健，王偉魁 時間:2011年12月06日 來源：電子技術(shù)應(yīng)用2011年第10期    字 體: 大 中 小        關(guān)鍵詞:        摘  要：關(guān)鍵詞： ARM

2、； Linux； LabVIEW； 分布式； 泄漏監(jiān)測輸油管道泄漏監(jiān)測技術(shù)是當今石油化工領(lǐng)域科研工作者研究的熱門課題1。目前，輸油管道現(xiàn)場應(yīng)用的泄漏監(jiān)測系統(tǒng)存在各種問題。首先，現(xiàn)場很多站點正在使用太陽能閥室設(shè)計，而廣泛使用于全國各地輸油管道監(jiān)測系統(tǒng)中的基于PC的采集傳輸設(shè)備,因其高功耗、高成本的缺點不適合在太陽能閥室中應(yīng)用。其次，許多現(xiàn)場管道為分布式網(wǎng)絡(luò)布局，一個站點可能安置了多個測量節(jié)點，并且在主站有多個監(jiān)控PC獲得現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，很多監(jiān)測系統(tǒng)的多通道采集和多用戶處理能力達不到滿意要求。再次，由于一些現(xiàn)場會使用電話線撥號網(wǎng)絡(luò)或微波無線網(wǎng)絡(luò)，帶寬和穩(wěn)定性無法達到正常網(wǎng)絡(luò)環(huán)境要求，很多現(xiàn)場設(shè)備

3、因經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況而不能對泄漏發(fā)生做出及時判斷定位。所以針對這種情況需要應(yīng)用一些專門機制來保證網(wǎng)絡(luò)通信的實時性和完整性，為輸油管道泄漏監(jiān)測與定位提供準確的數(shù)據(jù)來源。為解決上述泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的問題，設(shè)計了一套基于ARM的分布式管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)。在當今嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域，ARM由于性價比、功耗、可靠性在同類產(chǎn)品中非常突出，尤其是結(jié)合開源的嵌入式Linux操作系統(tǒng)以后,得到了越來越多設(shè)計者的青睞2。在本輸油管道泄漏監(jiān)測設(shè)計中，遠程測控終端(RTU)采用ARM和嵌入式Linux的方案,監(jiān)控PC采用LabVIEW圖形編程方案，所有節(jié)點通過基于TCP/IP協(xié)議的局域網(wǎng)進行通信。1 系統(tǒng)概述管道泄漏檢測系統(tǒng)

4、采用分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由多個主站監(jiān)測PC和多個從站遠程測控終端(RTU)組成。圖1是分布式管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。    系統(tǒng)基于負壓波原理，通過安裝在各個管道測量節(jié)點的壓力變送器測得壓力變化情況,并通過從站RTU將各個節(jié)點信號數(shù)據(jù)傳送給主站監(jiān)測PC。當管道網(wǎng)絡(luò)中某段發(fā)生破裂時, 主站監(jiān)測PC能立即接收到管段內(nèi)輸送介質(zhì)泄漏瞬間所產(chǎn)生的泄漏信號, 通過比較數(shù)據(jù)庫中的模型來確定管道是否發(fā)生泄漏，利用管道兩端節(jié)點RTU傳送信號的時差確定泄漏位置。多個主站監(jiān)測PC可同時監(jiān)測整個管道網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)。2 系統(tǒng)硬件組成原理2.1 RTU硬件組成原理2.2 A/D模塊硬件設(shè)計RTU

5、工作時，首先由信號調(diào)理單元電路獲取壓力變送器采集到的電流信號,經(jīng)由光電隔離芯片和數(shù)字濾波器得到適合于模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）的輸出。模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)采用一款內(nèi)置序列器的4通道、200 kS/s、12 bit AD7923芯片。AD7923芯片由AD780芯片提供2.5 V參考電壓。該A/D模塊通過SPI總線將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號傳送給ARM核心控制模塊進一步處理。A/D模塊接口電路如圖3所示。                 

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