一种基于ARM-Linux的分布式管道泄漏监测系统

1、    一种基于ARM-Linux的分布式管道泄漏监测系统        陈世利， 谭皓予， 李 健，王伟魁 时间:2011年12月06日 来源：电子技术应用2011年第10期    字 体: 大 中 小        关键词:        摘  要：关键词： ARM

2、； Linux； LabVIEW； 分布式； 泄漏监测输油管道泄漏监测技术是当今石油化工领域科研工作者研究的热门课题1。目前，输油管道现场应用的泄漏监测系统存在各种问题。首先，现场很多站点正在使用太阳能阀室设计，而广泛使用于全国各地输油管道监测系统中的基于PC的采集传输设备,因其高功耗、高成本的缺点不适合在太阳能阀室中应用。其次，许多现场管道为分布式网络布局，一个站点可能安置了多个测量节点，并且在主站有多个监控PC获得现场数据进行监测，很多监测系统的多通道采集和多用户处理能力达不到满意要求。再次，由于一些现场会使用电话线拨号网络或微波无线网络，带宽和稳定性无法达到正常网络环境要求，很多现场设备

3、因经常出现数据丢失的情况而不能对泄漏发生做出及时判断定位。所以针对这种情况需要应用一些专门机制来保证网络通信的实时性和完整性，为输油管道泄漏监测与定位提供准确的数据来源。为解决上述泄漏监测系统的问题，设计了一套基于ARM的分布式管道泄漏监测系统。在当今嵌入式应用领域，ARM由于性价比、功耗、可靠性在同类产品中非常突出，尤其是结合开源的嵌入式Linux操作系统以后,得到了越来越多设计者的青睐2。在本输油管道泄漏监测设计中，远程测控终端(RTU)采用ARM和嵌入式Linux的方案,监控PC采用LabVIEW图形编程方案，所有节点通过基于TCP/IP协议的局域网进行通信。1 系统概述管道泄漏检测系统

4、采用分布式网络结构，由多个主站监测PC和多个从站远程测控终端(RTU)组成。图1是分布式管道泄漏监测系统结构示意图。    系统基于负压波原理，通过安装在各个管道测量节点的压力变送器测得压力变化情况,并通过从站RTU将各个节点信号数据传送给主站监测PC。当管道网络中某段发生破裂时, 主站监测PC能立即接收到管段内输送介质泄漏瞬间所产生的泄漏信号, 通过比较数据库中的模型来确定管道是否发生泄漏，利用管道两端节点RTU传送信号的时差确定泄漏位置。多个主站监测PC可同时监测整个管道网络的状态。2 系统硬件组成原理2.1 RTU硬件组成原理2.2 A/D模块硬件设计RTU

5、工作时，首先由信号调理单元电路获取压力变送器采集到的电流信号,经由光电隔离芯片和数字滤波器得到适合于模/数转换器（ADC）的输出。模/数转换器(ADC)采用一款内置序列器的4通道、200 kS/s、12 bit AD7923芯片。AD7923芯片由AD780芯片提供2.5 V参考电压。该A/D模块通过SPI总线将转换后的数字信号传送给ARM核心控制模块进一步处理。A/D模块接口电路如图3所示。                 

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