无人值守设备监控系统开发与实现

本科毕业设计（论文）题目无人值守设备监控系统开发与实现院（系部）电气与自动化工程系专业名称电气工程及其自动化年级班级12级X班学生姓名张X指导教师李XX2016年4月25日I摘要大部分生产单位日常生产设备需要指派专人时刻监测设备的运行状态，防止设备运行发生异常而造成企业生产的损失。但是，这些日常生产设备在平时的运行过程中出现异常现象的情况，所以，对生产企业来说指派专人时刻进行仪器监测无疑是巨大的人力资源浪费。因此，为了减少人力资源的浪费，提高企业的市场竞争力，设计一套能够实现远程无人监控的仪表检测设备的要求被提了出来。本次毕业设计所研究、制作的远程无人值守设备监控系统开发与实现，正是基于当今社会发展的迫切需求。系统的整体设计利用了当今发展速度迅猛的全球移动通信网络和远程无线视频传输技术为基本理论。本文就设计方案的选择，硬件电路搭建和各功能部分的软件编程实现等多个方面，详细论述了理论基础和相关拓展内容，根据系统设计的基本要求和主要功能进行了详尽的介绍。关键词：远程监测短消息服务无人值守无线摄像IIAbstractMostproductionunitsdailyproductionequipmentneedtoassignsomeonetorunthestatetimemonitoringequipment,topreventequipmentrunninglossesoccuragendaproducer.However,thesituationoftheseanomaliesoccurdailyproductionequipmentduringoperationoftheusual,so,productionenterprises,assignsomeonetotimetheinstrumentdetectionisundoubtedlyahugewasteofhumanresources.Therefore,inordertoreducethewasteofhumanresources,improvemarketcompetitiveness,designedtoachieveasetofremoteunmannedmonitoringinstrumentationrequirementsoftheequipmentwasputout.Thisgraduationdesignresearch,developmentandremoteequipmentmonitoringsystemforunattendedproduction,isbasedontheurgentneedsoftoday'ssociety.Theoveralldesignofthissetofsystemsusingtoday'srapidpaceofdevelopmentoftheglobalmobilecommunicationsnetworkandremotewirelessvideotransmissiontechnologyasthebasictheory.Thisarticleonthechoiceofmanyaspectsofthedesign,constructionandhardwarecircuitofeachfunctionalpartofthesoftwareprogramming,etc.,discussedindetailthetheoreticalbasisandtherelatedexpansionofcontent,accordingtothebasicrequirementsforsystemdesignandmainfunctionswereintroducedindetail.Keywords:RemoteMonitoringShortMessageServiceunattendedwirelesscamera1目录前言.......................................................11绪论.......................................................21.1课题研究的目的和意义.................................21.2国内外发展现状.......................................31.3课题主要内容.........................................52GSM网络及短消息技术.......................................82.1GSM网络技术..........................................82.2短消息技术...........................................83设计方案论证..............................................103.1总体方案设计........................................103.2主控制器模块选择方案和论证..........................113.3电源模块选择方案和论证..............................123.4显示模块选择方案和论证..............................133.5功能按键选择方案和论证..............................153.6无线通讯模块的选择..................................174系统硬件设计..............................................194.1主控芯片的选择......................................194.2主控电路最小应用系统................................224.3LCD1602液晶显示电路设计.............................244.4SIM900A模块.........................................264.4.1SIM900A模块概要...............................264.4.2SIM900A模块功能框图...........................274.5无线监控摄像头......................................285系统软件设计..............................................305.1程序主流程图........................................305.2各模块子程序........................................315.2.1液晶显示子程序.................................315.2.2按键输入子程序.................................325.2.3SIM900A模块子程序.............................336系统安装与调试............................................366.1硬件的制作..........................................366.2软硬件调试..........................................377总结......................................................397.1系统总结............................................397.2展望................................................41致谢......................................................432参考文献....................................................44附录........................................................46附录一：系统程序（部分）................................46附录二：系统原理图......................................581前言随着科学技术的发展壮大，为远程无人值守系统的实现提供了理论技术的支持，使其能够有效地实现基本的运行要求。同时，无人值守远程监控设备市场的发展，为节约劳动力资源，提高社会生产效率具有十分积极的推动作用。为企业实现自动化生产，减少人力资源投入，提升企业市场竞争力也具有极其积极地影响。目前，无人值守远程监控设备系统的研发也处在一个十分重要的历史环境下。各公司在针对不同的监控环境要求、设备工作特点等方面进行着不同的配套监控设备的研发与生产。就目前市场上的无人监视系统来看，大部分都还是利用已有的通信资源，但需要架设线路，并且存在维护成本较高的问题。随着各种新业务不断出现，对监控设备及工作现场环境适应能力的要求也必然会越来越高。因此，在当今市场环境下，为了保证生产过程的安全，防止因为设备生产过程中发生异常等情况而造成各种可能的生产事故，提高产品的生产质量，降低和维护运营和维修成本，能够依靠现有科学技术水平有效地研发出一套高效、精准、简洁、易操作的无人值守远程监控设备系统就能在这片领域中占据更高的地位和更多的市场。21绪论1.1课题研究的目的和意义能够实现厂房设备的无人值守工作状态是当今社会发展的一种大方向。如一些工厂内，机房内的机器一般都能正常运行，进行日常生产，但也不能避免偶尔出现一些异常状况。但是如果因为这些偶尔可能发生的异常状态而时刻派专人进行值守，就是在一定程度上浪费了有限的人力资本。因此，为了能在能够使生产设备运行状态正常的情况下，避免过分安排值班人员而导致的人力资源严重浪费，减少人力资源支出，能够对这些设备的运行进行远程监测而不是时刻派人值守成为了企业的重要渴求。对于一套远程监控系统来说，监控部分的完成就要求系统具有十分敏捷的信号捕捉能力，并且在恶劣现场环境下也要能够实现对设备运行的实时敏感监测需求，能够准确捕捉到设备异常情况出现，并能及时向远程维修操作值班人员发出信号提醒。除了异常监控需求，也要能够实现远程视频信息的同步传递，使相关人员能够对现场异常情况进行提前预判，从而制定更好的维修改进方案，使设备能够尽快恢复正常生产，减少企业因设备故障造成的损失。由于市场的迫切需求，能够完整研发出一套简单、使用、易维修操作的远程无人重要生产设备监控系统必然能够赢得市场的推崇。因为这样可以帮助企业尽可能的节约资源支出，从而进一步提升企业的效益。进而，在低迷的市场经济中提升企业生存能力。所以，本设计最终选择了利用通信网络和数据无线传输技术设计的无人值守监控系统作为毕业设计项目。在本次毕业设计项目论证过程中，希望结合市场上现有的远程数据信息通信技术，以及当今流行的无线网络传输和云端存储服务技3术设计一套更加实用和高效的无人值守监控设备。1.2国内外发展现状作为一项热门的技术，我们很容易搜集到有关目前国内外远程监控设备所采用的设计技术及其他很多的方面内容。这些技术主要可以归结为四大类：公共电话线网络信息传递技术；电力线载波通信技术；无线数字数据传递技术和无线小功率射频发射器信息传递技术。其实，纵观国内外现有的监控设备所应用的技术手段我们能看出来，大部分还是依赖于多年前的