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管道机器人的数据采集及传输系统设计研究

更新时间：2020-04-01 01:04:15 大小：7M 上传用户：zhiyao6 查看TA发布的资源 标签：机器人数据采集 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

目前各种管道运输已成为输送液体、气体等能源的经济安全的运输方式,并在油气运输业中被广泛应用。为确保管道的安全运行,常需要对其进行检测,其中磁通漏失检测就是进行管道内部检测常用的一种有效方法,而管道机器人是实现漏磁监测和记录的一种设备。其中,数据采集技术是管道机器人系统中的关键技术之一,它不仅能够采集各种信息,而且还能够将这些信息存储以供后续分析。课题就是针对管道机器人中的数据采集及传输部分进行设计与研究,给出了设计实现方案,实现了通过A/D转换电路完成既定精度的数据采集和大容量存储,完成了USB总线技术对数据与上位分析软件之间的传输与通信,对管道机器人的研制工作具有十分重要的意义。

论文首先给出了管道机器人的组成和工作机理,分析了管道机器人的结构特点,构建了基于USB的管道机器人数据采集及传输系统。系统设计主要包括硬件和软件设计两部分,硬件部分系统选用了ATMEL公司的单片机C8051F320作为微控制器核心,电路设计包括数据采集电路、数据存储电路、USB通信接口电路、JTAG调试接口电路、复位电路、系统电源电路以及系统的电路板设计,详细给出了工作原理和电路实现。然后,在Keil C51开发环境中进行数据采集及传输系统主程序、采集程序、FLASH存储程序、USB通信的设备端程序及系统固件程序的设计,USB通信的主机端程序及上位机应用程序结合面向对象的程序设计语言VC++开发,设计了人机交互分析界面,实现了采集数据的传输和图形显示分析功能,给出了各部分程序的软件流程图和实现步骤。

最后,对数据采集及传输系统的硬件和软件功能进行测试,验证了本系统设计的合理性,在设计的数据采集及传输界面上实现了对采集信号的显示和分析。通过仿真实验验证,本系统的设计能够实现基于USB总线的漏磁检测数据采集及传输功能,系统工作稳定。由于选用了内置USB控制器的C8051F320作为微控制器,其10位200Ksps的A/D转换器实现了数据的高速采集,并且结合SAMSLJNG公司128MB的K9F1G08U0A型Flash存储器作为系统外部存储器,较好的实现了该管道机器人高检测率、大容量存储等特性。